Przez dwa lata 16 podmiotów, w tym firmy skupione w Klastrze Chemicznym Zielona Chemia i centrum badawczym Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczecinie, w ramach projektu ProgRESS pracowało nad bardziej doskonałym opakowaniem papierowym.

 

Celem badań było stworzenie organicznej barierowej powłoki na bazie biodegradowalnych polimerów (tzw. PHA), która byłaby nanoszona na tekturę czy papier, co ograniczałoby dostęp tlenu, światła czy wody. PHA ma kilka ważnych zalet – jest kompostowalny, biodegradowalny, ekologiczny i może być łatwo poddany recyklingowi. Przykładowo, opakowanie może być kompostowane razem z produktem w przypadku grzybów, którym minął termin przydatności do spożycia czy wsadzane wraz z nasionami bezpośrednio do gleby, gdzie w ciągu miesiąca ulega rozpadowi. Opakowanie PHA jako odpad może być segregowany tak jak papier.

 

Opakowanie z PHA charakteryzuje trochę niższa barierowość, czyli większa przepuszczalność na tlen i wodę niż opakowanie z powłoką polietylenową. Jak zauważa dr Patrycja Sumińska kierująca zespołem badawczym w Centrum Bioimmobilizacji i Innowacyjnych Materiałów Opakowaniowych (CBIMO) ZUT, przepuszczalność tlenu może być atutem w przypadku produktów takich, jak owoce czy grzyby, które, by się szybko nie psuły, potrzebują dostępu powietrza.

 

Wadą tej technologii jest przede wszystkim cena – opakowanie z powłoką PHA jest droższe niż dziś wykorzystywane materiały, takie jak zwykły papier, plastik czy styropian. Dlatego jego potencjalne zastosowania będą opłacalne w przypadku produktów trochę droższych lub w grupie produktów kierowanych do klientów, którzy są skłonni zapłacić więcej za produkt w ekologicznym opakowaniu.

 

 

Cyrkularna innowacja

 

Zastosowanie biodegradowalnych polimerów w przemyśle opakowaniowym jest zgodne z zasadami zrównoważonego rozwoju i wpisuje się w politykę gospodarki cyrkularnej Unii Europejskiej.

 

Koncepcja projektu opiera się więc na założeniu, by produkcja PHA odbywała się w zamkniętej pętli w papierni. Proces ten wyjaśnia dr Patrycja Sumińska: – Podczas produkcji papieru powstają wody odpadowe, z tych wód odpadowych, poprzez dodanie bakterii, można produkować PHA. To PHA byłoby aplikowane na powierzchnię papieru, który po zużyciu byłby poddawany recyklingowi i wraz z makulaturą trafiał z powrotem do papierni.

 

Dr Patrycja Sumińska uważa, że innowacyjna technologia najbardziej sprawdzi się w przypadku papieru o niższej gramaturze (100 g/m kw.). – Może on być również zastosowany w tekturze falistej, jako wierzchnia warstwa nad wewnętrzną falowaną – mówi.

 

Podczas dotychczasowych badań nie udało się jednak zapewnić wystraczającej wydajności procesu wytwarzania PHA z wód odpadowych. CBIMO wierzy jednak, że jest to możliwe.

 

Z funduszy projektu ProgRESS CBIMO zakupiło specjalistyczne urządzenie do oznaczania masy cząsteczkowej polimerów /fot.: ak/	Polimery nanoszone są jako film na powierzchnię papieru /fot.: ak/

 

Badania z przełożeniem na praktykę

 

Zapotrzebowanie na barierową powłokę w opakowaniach zgłosili sami przedsiębiorcy zajmujący się produkcją papieru i opakowań. Wśród nich, po stronie polskiej, są członkowie Klastra Chemicznego Zielona Chemia zaangażowani w projekt ProgRESS, czyli spółki Ekopak Plus i Arso Polański (obie woj. mazowieckie), Nobiles Polska Barbara Chlipała (woj. pomorskie), PW Apis (ze Szczecina) i GDR (z Goleniowa). To te firmy są więc zainteresowane wdrożeniem innowacyjnych rozwiązań do produkcji we własnych przetwórniach. 

 

ProgRESS to projekt realizowany w ramach międzynarodowej inicjatywy Komisji Europejskiej pod nazwą CORNET. Rozpoczął się w lipcu 2014 roku, a zakończy we wrześniu tego roku. Na badania przeznaczone były środki m.in. z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju w Warszawie w wysokości ponad 920 tys. zł.

 

– Wszystkie projekty CORNET opierają się na założeniu: naukowcy mają pomóc przedsiębiorcom rozwiązać problem. Prace badawcze mają mieć zawsze przełożenie na praktykę – mówi Jacek Drożdżal, prezes Klastra Chemicznego Zielona Chemia.

 

Międzynarodowa wymiana doświadczeń

 

Łącznie w ramach projektu ProgRESS inicjatywy CORNET współpracuje 16 podmiotów z Niemiec, Holandii i Polski. Ich koordynatorem po stronie Polskiej jest Stowarzyszanie Zachodniopomorski Klaster Chemiczny Zielona Chemia w Szczecinie. Jego zadaniem jest pośredniczenie pomiędzy jednostką badawczą, którą w tym przypadku jest CBIMO a przedsiębiorcami. Klaster odpowiada także za rozdysponowanie środków finansowych i rozpowszechnianie projektu. Taki schemat współpracy ma lustrzane odbicie za granicą – kooperujące ze sobą podmioty również pracują nad polimerową powłoką. Partnerami projektu, którzy wyłożyli pieniądze na badania i uczestniczyli w pracach, są Wereld van Papier i KCPK z Holandii, niemiecki IVLV i Fraunhofer IVV z Niemiec jako międzynarodowy koordynator projektu. 

 

– Nadrzędnym celem inicjatywy CORNET jest dostosowanie poziomu wiedzy i kompetencji zaangażowanych partnerów, wzajemne uczenie się – zauważa Jacek Drożdżal.

 

– My pracowaliśmy nad jednym sposobem nanoszenia powłoki PHA na papier, a strona niemiecka nad innym rozwiązaniem. Testy były przeprowadzane przez stronę niemiecką na instalacji do produkcji ćwierć-półtechnicznej. Udało się nam osiągnąć stabilną dyspersję i potwierdzenie możliwości aplikowania PHA na powierzchnię automatycznie z wykorzystaniem narzędzi stosowanych w przemyśle – opowiada dr Patrycja Sumińska.

 

Rozwiązanie wymaga jeszcze dopracowania i dr Patrycja Sumińska zapowiada dalsze prace po zakończeniu projektu ProgRESS. Na finalnym etapie, w momencie wdrażania rozwiązania do produkcji, CBIMO może wspomóc firmy wiedzą technologiczną.

 

Do wstępnego wdrożenia do produkcji wypracowanego rozwiązania z PHA przymierza się działający w naszym województwie członek Klastra Chemicznego Zielona Chemia. Prawdopodobnie więc także ta firma sfinansuje dalsze badania nad PHA.

 

Spotkanie przedsiębiorców z dr Patrycją Sumińską i Jackiem Drożdżalem w ramach prac przy projekcie ProgRESS /fot.: mat. prasowe/

 

CORNET

 

Inicjatywa CORNET (ang. Collective Research NETworking) promuje współpracę ministerstw i agencji oraz stwarza możliwości finansowania ze źródeł publicznych badań na potrzeby konkretnych branż przemysłowych. Są to badania przeprowadzane na użytek szerokiej grupy przedsiębiorstw, w szczególności MŚP, inicjowane przez zrzeszenia firm i często przeprowadzane przez wyspecjalizowane jednostki naukowe działające na rzecz konkretnego sektora przemysłowego. Zakres badań branżowych związany jest często z przygotowaniem i rozwojem norm technicznych i standardów.

 

ak

---

Artykuł został napisany w ramach projektu CORNET - ProgRESS, współfinansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju.