Forskare inom projektet BIOnTop, som sorterar under spanska Amplas (Instituto Tecnológico del Plástico) undersöker för närvarande hur proteinbaserade beläggningar kan ge förbättrade barriäregenskaper till biobaserade förpackningsfilmer.
(2021-04-09) BIOnTops huvudsyfte är att utveckla helt återvinningsbara och biobaserade förpackningsmaterial, med optimerade barriäregenskaper, som ska kunna ersätta dagens konventionella laminatfilmer av fossila plastmaterial.
BIOnTop-forskningen fokuserar för närvarande på mjölksyrabaserade (PLA) filmer, vilka redan står för en betydande del av den globala bioplastproduktionen och som kan tillverkas i industriell skala av förnybar biomassa. PLA-bioplaster kan återvinnas på olika sätt, inklusive mekanisk eller organisk återvinning (kompostering) och de optiska och mekaniska egenskaperna hos PLA-filmer är jämförbara med konventionella petrokemiska polyesterfilmer.
Men en svaghet hos PLA-filmer är att de inte har samma barriäregenskaper mot vattenånga och syregenomsläpplighet som fossila plastfilmer, vilket gör att de är mindre lämpliga till färska livsmedelsprodukter, där man vill ha förpackningar med medium till längre hållbarhet.
Ett pågående delprojekt inom BIOnTop går nu ut på att hitta material och metoder för att försöka förbättra barriäregenskaperna hos PLA-filmer med hjälp av ny beläggningsteknik.
Inom detta delprojekt använder BIOnTops forskare nu olika strategier för att optimera biopolymerer med specifikt fokus på proteinbaserade beläggningar. Forskningen bygger på resultaten av två tidigare EU-forskningsprojekt inom detta område, nämligen Wheylayer och Thermowhey. Dessa två avslutade projekt kunde visa att vissa proteinbaserade biopolymerer är mycket väl lämpade som beläggningsmaterial för att ge tillräckliga barriäregenskaper åt olika typer av förpackningar som tråg och blister. Sålunda visade det sig att bioplasttråg belagda med vassleprotein får förbättrade syrebarriäregenskaper och uppfyller kraven för packning av färskt kött i modifierad atmosfär (MAP).
Inom BIOnTop vidareutvecklar man nu dessa nya beläggningsteknologier i en forskargrupp under ledning av dr Corina Reichert vid Sustainable Packaging Institute (SPI) vid tyska Albstadt-Sigmaringen University (ASU).
Corina Reicherts team arbetar med utveckling av beläggningar gjorda av biobaserade material som fettsyror och proteiner. Teamet belägger termoformade PLA-filmer med vassleprotein och utför en ytfunktionalisering genom en innovativ ympningsteknik för fettsyror för att göra filmen vattenavvisande och för att minska vattenångtransmission. Ett proteinbeläggningsskikt används för att tillhandahålla tillräckliga reaktiva grupper för att fettsyrorna ska beläggas på PLA-filmen. Dessutom ökar proteinbeläggningen filmernas syrebarriäregenskaper.
Om det lyckas kommer de utvecklade biobaserade flerskiktsfilmerna att skalas upp till pilotanläggningar och industriell skala, och de fysiska och sensoriska parametrarna kommer att utvärderas i förpacknings- och lagringstester. Olika alternativ för uttjänta livsmedel kommer att undersökas inom BIOnTop-konsortiet för att säkerställa att den utvecklade förpackningen kan bearbetas i befintliga avfallsåtervinningsanläggningar.
Jerry Pettersson/JP Press Agency © 2021
jp.press@jppa.one
(Bilden överst: PLA-tråg med barriärer av vassleprotein. Stillbild från video om Thermowhey-projektet 2017)
