Jak projekt finansowany ze środków UE zmienia odpady żywnościowe i tworzywa sztuczne w przynoszące korzyści surowce w obiegu zamkniętym?
Odpady opakowaniowe i żywnościowe stanowią jedno z kluczowych wyzwań, którym stawia czoła sektor rolno-spożywczy. Wielowarstwowe tworzywa sztuczne są trudne do przetworzenia, a resztki owoców i warzyw są zwykle wykorzystywane jako pasza dla zwierząt lub trafiają na wysypiska śmieci, mimo że zawierają duże ilości użytecznych związków chemicznych. Zespół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu Agro2Circular(odnośnik otworzy się w nowym oknie) miał na celu zmianę tego stanu rzeczy dzięki wykorzystaniu kompleksowego modelu zamkniętego obiegu surowców w regionie Murcji w Hiszpanii. Dzięki nowym ekologicznym metodom odzysku surowców, technologiom upcyklingu tworzyw sztucznych i systemowi identyfikowalności, zespół skutecznie zmienił lokalne odpady w składniki, materiały i modele biznesowe gotowe do wdrożenia na szeroką skalę.
Rozwój ekologicznej ekstrakcji surowców z odpadów owocowych i warzywnych
Zespół projektu Agro2Circular wykazał, że powszechnie występujące odpady rolno-spożywcze, takie jak skórki cytryn, łodygi brokułów i liście kalafiorów, można przetworzyć w cenne naturalne składniki kosmetyków, żywności funkcjonalnej i nutraceutyków. Zespołowi udało się osiągnąć te rezultaty dzięki zastosowaniu enzymów i technologii, takich jak techniki ultradźwiękowe i mikrofalowe, do ekstrakcji korzystnych związków przy jednoczesnym usuwaniu szkodliwych chemikaliów. To ekologiczne podejście do ekstrakcji surowców pozwoliło na otrzymanie bezpiecznych dla zdrowia produktów końcowych o wysokiej czystości do wykorzystania w przemyśle spożywczym, spełniających wymagania określone w przepisach. Jak wyjaśnia Fuensanta Monzó, koordynatorka projektu Agro2Circular: „Nasze ekstrakty mogą być wykorzystywane do produkcji żywności i są z założenia nietoksyczne, co znacznie ułatwia ich dopuszczenie do obrotu przez organy regulacyjne”.
Rozkład wielowarstwowych tworzyw sztucznych dzięki sortowaniu, rozwarstwianiu i enzymom
Poprzemysłowe wielowarstwowe folie z tworzyw sztucznych należą do odpadów najtrudniejszych do recyklingu. Zespół projektu Agro2Circular rozwiązał ten problem łącząc sortowanie optyczne, fizyczne rozwarstwianie przy użyciu zielonych rozpuszczalników i depolimeryzację opartą na enzymach. Metody te pomogły odzyskać materiały takie jak aluminium, polietylen (PE) i politereftalan etylenu (PET), jednocześnie zmniejszając zagrożenia dla środowiska. Niektóre etapy procesu wymagały dostosowania aspektów technicznych. Polietylen okazał się odporny na degradację enzymatyczną, dopóki zespół nie dodał dodatkowego etapu procesu. „Ze względu na to, że polietylen nie zawiera reaktywnych grup funkcyjnych, stwierdziliśmy, że wstępna obróbka przy pomocy utleniacza jest niezbędnym krokiem do zapewnienia skuteczności rozkładu przy pomocy enzymów”, mówi Monzó. Dalsza optymalizacja procesu koncentrowała się na ponownym wykorzystaniu rozpuszczalnika i dokładności sortowania. W połączeniu z analizą cyklu życia, która wykazała obiecujące wyniki, podejście to stanowi konkurencyjną biopochodną alternatywę dla tworzyw sztucznych opartych na paliwach kopalnych.
Łączenie danych i identyfikowalność w łańcuchach wartości o obiegu zamkniętym
Wykorzystanie nowych technologii wspiera cyfrowy system łączenia danych, który pozwala na analizę losów strumieni odpadów spożywczych i tworzyw sztucznych. Rozwiązanie zaprojektowane z myślą o nowych potrzebach w zakresie certyfikacji i etykietowania rejestruje dane na temat zawartości materiałów pochodzących z recyklingu, wykorzystania odnawialnych źródeł energii oraz oszczędności wody i energii. Dzięki zapewnieniu przejrzystości danych narzędzie pomaga podmiotom w całym łańcuchu wartości zrozumieć parametry i odpowiednio je dostosować. Jak wyjaśnia Monzó: „Dane dostępne w czasie rzeczywistym pomogą rolnikom, producentom opakowań i zakładom przetwarzania odpadów w podejmowaniu lepszych decyzji operacyjnych i biznesowych, ponieważ pozwolą im zadbać o ekologię w ramach ich łańcuchów wartości”. System cieszy się sporym uznaniem użytkowników, został też wskazany jako studium przypadku na potrzeby opracowania ram unijnego paszportu cyfrowego produktu.
Od pilotażu do wdrożenia w całej Europie
W ramach dziesięciu regionalnych demonstratorów(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w regionie Murcji (Hiszpania) rozwiązania projektu Agro2Circular zostały wdrożone w zakładach przemysłowych. Zespół opracował również poradnik najlepszych praktyk(odnośnik otworzy się w nowym oknie) i propozycje wdrożenia tego podejścia we włoskim regionie Lombardia(odnośnik otworzy się w nowym oknie) i na Litwie. Spośród ponad 60 możliwych do wykorzystania rezultatów(odnośnik otworzy się w nowym oknie) projektu, proces upcyklingu wielowarstwowych tworzyw sztucznych zdaje się być najbliższy komercjalizacji - badaczom udało się osiągnąć wysoki poziom gotowości technologicznej (TRL 7-8). Dzięki współpracy ze społecznością udało się także zadbać o wsparcie ze strony obywatelskiej dzięki warsztatom szkolnym, grom komputerowym i konsultacjom na lokalnych rynkach. Jak zauważa Monzó: „Społeczeństwo jest otwarte na zdobywanie wiedzy na temat gospodarki o obiegu zamkniętym i recyklingu oraz chce zrozumieć, w jaki sposób może się do tego przyczynić”. Od zakończenia projektu w marcu 2025 r. 18 surowców wtórnych wyprodukowanych w 10 instalacjach demonstracyjnych zostało zatwierdzonych przez kilku użytkowników końcowych w 19 preparatach z tworzyw sztucznych, kosmetycznych, spożywczych i nutraceutycznych, a technologia pozostaje dostępna dla przemysłu rolno-spożywczego do dalszego rozwoju. Monzó i jej współpracownicy rozszerzają obecnie DIS na inne łańcuchy wartości i pracują nad zrównoważonym, biodegradowalnym i biopochodnym tworzywem sztucznym znanym jako PHBV, do wykorzystania w pakowaniu żywności.
