SelectPerm

Czym jest projekt SelectPerm?

 

Cele. Zadania. Organizacja realizacji.

Rola i zadania Polskiej Izby Opakowań.

Wprowadzenie:

Projekt „SelectPerm” jest międzynarodowym projektem badawczym ustanowionym na wniosek organizacji przedsiębiorców branży opakowań z Belgii, Niemiec i Polski.

Zaangażowanie Polskiej Izby Opakowań w ustanowienie i realizacje tego Projektu, wpisuje się w realizowany przez Izbę program działań mających na celu zwiększenie innowacyjności polskiego przemysłu opakowań, jako źródła i warunku zaspokajania potrzeb rynku na nowoczesne i bezpieczne opakowania.

Izba jest inicjatorem i współorganizatorem Projektu, a w skali krajowej – koordynatorem realizacji. Odpowiada przed organem finansującym Projekt (Narodowe Centrum Badań i Rozwoju) za realizację zadań i osiągnięcia założonych celów, a także racjonalne wykorzystanie środków. Częściowo współfinansuje koszty projektu.

 

Geneza:

Odpady spożywcze stanowią obecnie około 1,3 miliarda ton rocznie, czyli około jednej trzeciej całkowitej produkcji żywności. W Europie, łącznie na wszystkich etapach łańcucha dystrybucji odpady owocowo-warzywne stanowią około 20% produkcji. Do pakowania żywności używane są obecnie najczęściej mikro- i nanoperforowane folie z tworzyw sztucznych oraz materiały o wysokich właściwościach barierowych, które umożliwiają pakowanie produktów w modyfikowanej atmosferze (MAP). Żaden ze wspomnianych materiałów nie został zoptymalizowany dla produktów charakteryzujących się zróżnicowaną intensywnością oddychania tzn. zmiennym zapotrzebowaniem na tlen i zdolnością produkcji CO2, takich jak np. warzywa, owoce czy niektóre rodzaje sera.

Perforowane materiały nie pozwalają na selektywność lub kontrolę wymiany gazowej, natomiast skład modyfikowanej atmosfery w opakowaniach z materiałów o wysokiej barierowości ulega zmianie na skutek procesów oddechowych produktu (zużycie w procesach oddechowych O2 i produkcja CO2), co po krótkim czasie niesie ryzyko niedotlenienia produktu oraz ostatecznie wytworzenia warunków beztlenowych.

 

Cele:

Prezentowany projekt ma na celu opracowanie materiału opakowaniowego o selektywnej przepuszczalności O2/CO2 do pakowania świeżych produktów. Projekt nastawiony jest na produkty modelowe, takie jak mieszanki świeżych, krojonych owoców i mieszanki warzywne oraz sery „typu Camembert”; ma na celu przedłużenie okresu przydatności do spożycia „oddychających” produktów poprzez regulację wymiany gazowej, a tym samym przenikalności tlenu i dwutlenku węgla przez materiały opakowaniowe. Dobranie opakowania odpowiedniego do rodzaju żywności pozwoli na ochronę produktów, spowolnienie naturalnych procesów gnilnych i wydłużenie ich trwałości. Jest to szczególnie istotne w przypadku gotowych sałatek owocowych i warzywnych, które ostatnio cieszą się dużym zainteresowaniem konsumentów. Wydłużenie okresu, w jakim produkty takie mogą pokonywać drogę od rolnika i przetwórcy do konsumenta zazwyczaj osiągane jest poprzez obniżanie temperatury przechowywania lub dodawanie środków konserwujących. Projekt zakłada osiągnięcie tego efektu poprzez otrzymanie opakowań umożliwiających optymalną dla danego rodzaju żywności wymianę gazową.

W celu opracowania takiego rozwiązania, w projekcie zostaną zastosowane materiały pochodzące z biomasy i/lub nadające się do recyklingu: planuje się zastosowanie zarówno powlekanego papieru z polimerowymi powłokami o selektywnej przepuszczalności, jak również materiałów w całości wykonanych z polimerów w postaci folii i opakowań otrzymywanych w procesie termoformowania (zastosowanie układów wielowarstwowych charakteryzujących się zróżnicowanym składem, otrzymywanych metodami współwytłaczania oraz modyfikacji powierzchniowej np. technikami zadruku).

 

Realizatorzy:

Projekt będzie realizowany przez 10 jednostek z 3 krajów (Belgia, Niemcy i Polska) z czego 3 jednostki krajowe stanowią: Polska Izba Opakowań (PIO) – stowarzyszenie oraz dwie jednostki badawcze: COBRO - Instytut Badawczy Opakowań oraz Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie (ZUT). Dwie krajowe jednostki naukowe o charakterze badawczo-rozwojowym posiadają komplementarne kompetencje (COBRO – badanie właściwości materiałów opakowaniowych i opakowań, ZUT – modyfikacja powierzchniowa materiałów celulozowych, wytłaczanie folii i badanie właściwości otrzymanych materiałów) oraz możliwości techniczne niezbędne do efektywnej realizacji wszystkich założeń projektu.

 

Struktura (zadania):

Projekt został podzielony na 8 zadań, z których 2 są typowo organizacyjno-zarządzające WP1 – koordynacja i WP8 – upowszechnianie informacji o uzyskanych wynikach i wspomaganie ich wdrażania. W Polsce za realizację tych zadań będzie odpowiedzialna Polska Izba Opakowań. Pozostałe są zadaniami o charakterze badawczym. Krajowe jednostki badawcze (COBRO i ZUT) poza fizycznym udziałem w 3 zadaniach (WP3, WP4 i WP5), będą również aktywnie uczestniczyły w analizie wyników i podejmowaniu decyzji dotyczących pozostałych zadań (WP2, WP6 i WP7) stanowiących integralną część projektu, a realizowanych przez zagraniczne zespoły badawcze.

Projekt zostanie podzielony na trzy fazy:

  1. Badanie potrzeb produktów w odniesieniu do wymiany gazowej i opracowanie modelu matematycznego opakowania (zadanie WP2).
  2. Opracowanie i walidacja materiałów opakowaniowych o selektywnej przepuszczalności (zadania WP3, WP4, WP5 i WP6).
  3. Analiza rentowności produkcji otrzymanych materiałów (zadanie WP7).

W ramach zadania WP2 zostanie opracowany model matematyczny pozwalający na obliczenie właściwości materiału i wymaganej selektywnej przepuszczalności. Model zostanie sprawdzony i zweryfikowany w oparciu o studia przypadków, do przeprowadzenia których wykorzystana zostanie sałatka owocowa oraz ser typu Camembert. Równolegle, w ramach zadania WP3, w którym udział wezmą obydwie jednostki badawcze z Polski, zostanie zbadana selektywna przepuszczalność dla gazów dla układów jedno- i wieloskładnikowych nanoszonych na papier/tekturę w formie wodnych dyspersji lub wytłaczanych w postaci folii. Bezpośrednią kontynuacją zadania WP3 będzie pierwsza część zadania WP4 (4.1 i 4.2), którego liderem i jednym z wykonawców jest Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny, a ściślej uczelniane Centrum Bioimmobilizacji i Innowacyjnych Materiałów Opakowaniowych (CBiMO). W oparciu o informacje uzyskane na podstawie badań formulacji uzyskanych w zadaniu WP3 zostaną przygotowane materiały o złożonym składzie, otrzymane na większą skalę. W drugiej fazie zadania WP4, z najbardziej obiecujących materiałów zostaną wyprodukowane i przetestowane prototypowe opakowania dla wymienionych wcześniej produktów spożywczych (będzie to tacka wykonana techniką termoformowania z folii termoplastycznej lub składne pudełko z modyfikowanej tektury litej, gdzie w obu przypadkach wieczka będą albo z folii termoplastycznej o konstrukcji wielowarstwowej lub powlekanego papieru o wymaganej selektywnej barierowości dla tlenu i ditlenku węgla).

Zadanie WP5, w którym uczestniczy zarówno COBRO, jak i ZUT, obejmuje pełną charakterystykę otrzymanych materiałów łącznie z badaniami przepuszczalności. Zadanie to będzie prowadzone równolegle do zadań WP3 i WP4. W trakcie realizacji projektu będzie prowadzona stała wymiana informacji pomiędzy partnerami równolegle prowadzącymi prace w ramach zadań WP2, WP3, WP4
i WP5 w celu opracowania efektywnych rozwiązań zarówno pod względem wymagań gazowych dla poszczególnych grup produktów żywnościowych, materiałowych oraz konstrukcji i właściwości docelowych prototypowych opakowań. Model matematyczny będzie stale rozwijany, aby w efekcie końcowym możliwe było obliczenie wymagań odnośnie selektywnej przepuszczalności materiału dla każdego rodzaju oddychającego produktu spożywczego.

W zadaniu WP6 dla najbardziej obiecujących materiałów i opakowań przeprowadzone zostaną testy i ocena podatności na recykling, ponownego wykorzystania materiałów, a także ich podatności na biodegradację poprzez kompostowanie. Biorąc pod uwagę wszystkie informacje uzyskane
w poprzednich zadaniach w ramach zadania WP7 przeprowadzone zostaną badania rentowności zaproponowanych rozwiązań.

Rozpowszechnianie wyników (WP8) na krajowych i międzynarodowych sympozjach i spotkaniach będzie prowadzone zarówno w trakcie trwania projektu, jak również po jego zakończeniu – w zadaniu tym uczestniczyć będzie Polska Izba Opakowań (koordynator) oraz wykonawcy badań.

 

Oczekiwane rezultaty:

Projekt jest ukierunkowany na zaspokojenie potrzeb wszystkich zainteresowanych sektorów rynkowych, tj. wszystkich ogniw łańcucha produkcji opakowań i produktów żywnościowych. Kiedy koncepcje nowych materiałów opakowaniowych zostaną zaproponowane, producenci opakowań z papieru, tektury i tworzyw sztucznych oraz dostawcy będą w stanie zaproponować nowe, lepsze materiały opakowaniowe swoim klientom. Producenci żywności otrzymają lepsze opakowania, a zatem wydłużeniu ulegnie okres przydatności do spożycia produktów, a tym samym podniesie się opłacalność produkcji (zmniejszenie ilości odpadów).

Projekt ten, poprzez rozwój nowych rozwiązań opakowaniowych, które wymagają zastosowania biopolimerów, może być punktem wyjścia do rozwoju gospodarki biopolimerów w Europie. Trzeba bowiem zauważyć, że głównym rynkiem biopolimerów jest obecnie Ameryka Północna.

Celem projektu jest dostarczenie firmom z całego łańcucha produkcji opakowań - wiedzy, wyników
i koncepcji opracowanych w ramach projektu, co pozwoli im na kontynuowanie i dalszy rozwój opracowanych koncepcji i wprowadzenie ich na rynek.

Nowe opakowania otworzą rynki dla małych i średnich przedsiębiorstw, które będą mogły rozszerzyć swój obszar działania na inne kraje w Europie i na świecie dając gwarancję optymalnych warunków ochrony żywności, co pozwoli na zwiększenie ich aktywności i dochodów.

Projekt ten winien przyczynić się do powstania nowych miejsc pracy, a na pewno w trudnej sytuacji gospodarczej umożliwi utrzymanie już istniejących, w sektorach branży opakowaniowej i spożywczej poprzez zmniejszenie kosztów niewłaściwej gospodarki odpadami, a także poprzez zwiększenie udziałów w rynku regionalnych producentów żywności.

Ważnym rezultatem projektu będzie wskazanie na innowacyjne materiały opakowaniowe z papieru i tworzyw sztucznych, które będą alternatywą obecnie stosowanych folii perforowanych. Materiały te, charakteryzujące się selektywną przenikalnością dla dwóch gazów tlenu O2 i ditlenku węgla CO2, będą znacząco przedłużały okres przydatności do spożycia świeżej, oddychającej żywności.

Uzyskane w trakcie realizacji projektu wyniki badań, eksperymenty, a także symulacje modelu matematycznego, pozwolą na rozszerzenie wiedzy na temat dostosowania opakowań i materiałów opakowaniowych do konkretnego rodzaju żywności. Będzie to szczególnie użyteczne dla małych i średnich przedsiębiorców mających ograniczone możliwości badawcze.

Reasumując, badania wykonane w ramach projektu

Dostarczą wiedzy na temat procesów metabolicznych wymiany gazowej (tlenu i ditlenku węgla) dla różnego rodzaju świeżych, ciętych owoców, warzyw i serów.

Pozwolą na opracowanie modelu obliczania wymaganych właściwości barierowych, tak aby zachować wewnętrzną atmosferę pakowania na stałym poziomie.

Dostarczą informacji na temat tworzenia trójskładnikowej mieszaniny polimerów o stabilnej morfologii z zastosowaniem reaktywnej i niereaktywnej kompatybilizacji nowatorskich mieszanin polimerów.

Poszerzą posiadaną wiedzę na temat wpływu składu mieszanki i morfologii w przepuszczalności różnych mieszanek trójskładnikowych,

Znacząco wzbogacą dotychczasową wiedzę na temat wpływu różnych wypełniaczy i innych dodatków funkcjonalnych na właściwości barierowe materiałów opakowaniowych,

Pozwolą na wyznaczenie istotnych parametrów (mechanicznych, optycznych, barierowych, sensorycznych) nowych materiałów opakowaniowych, na podstawie których będzie można zaproponować ich wykorzystywanie do konkretnych zastosowań.

W sumie, winny przyczynić się do otrzymania nowych materiałów opakowaniowych o właściwościach założonych w projekcie.

 

 

Finansowanie:

Koszty realizacji Projektu zostaną sfinansowane ze środków Narodowego Centrum Badań
i Rozwoju. Jedynie Polska Izba Opakowań jako przedstawiciel beneficjentów (firm opakowaniowych)
w 15% sfinansuje prowadzone przez Izbę prace. Każdy kraj – uczestnik Projektu, we własnym zakresie finansuje koszty realizacji zadań wyznaczonych (uzgodnionych) przez międzynarodowe konsorcjum zarządzające Projektem.