金属食品包装用的生物基漆

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一种用于金属食品罐头的天然漆,从番茄皮工业加工中获得:这是Biocopac和Biocopac-plus两个项目的核心。名称来源于BIO-based COating for PACkaging的首字母缩写;这两个项目——第二个是对第一个项目的起诉——都得到了两个欧洲行动项目的资助:FP7(研究和创新)和Life(支持环境、自然保护和气候行动项目)。

本研究符合欧盟政策,尤其是环境可持续性和循环经济的原则。“循环经济”是欧盟在会员国中促进的新方法,以保护产品中添加的价值尽可能长。目的是尽可能长时间延迟通过恢复,重复使用,回收的工具从生产周期中消除。为此,参与BiocoPac项目的研究人员开发了一种基于Cutin的漆(从番茄副产品的皮肤和种子中提取的天然生物聚合物),以便回收200万吨固体废物的一部分(主要是皮肤和嘴巴) that Europe’s tomato industry produces every year. This lacquer should replace some of the chemical compounds currently used in the varnish used for lining food cans. This solution, emphasise the researchers, provides a significant contribution to the sustainability of the European industry, and ensures important advantages to both, consumers and industry. The natural lacquer, in fact, will meet the demand for safer, sustainable and recyclable packaging and will deliver the packaging industry effective tools to re-affirm its image, weakened by the doubts on their products’ safety. In fact, over the last years, the lacquer system of metal surfaces, involving the possible migration of potentially hazardous contaminants from the lacquer to the food, has been object of frequent alert notifications. The study also provides an important contribution to the research on packaging bio-materials, especially those for food packaging. The first Biocopac project – now completed – mainly addressed the validation of the new substance, and was divided in various packages involving: characterization of tomato skins to assess their chemical-physical properties; optimization of the cutin extraction method in laboratory and on a pilot plant; development of the most effective bio-resin production method (one water-based and one solvent-based); application of the natural lacquer on different substrates (metal sheet, TFS – Tin Free Steel- and aluminium); assessment of its suitability for industrial production of new metal cans; and assessment of the performance of the new lacquer on full food cans. The project involved also the analysis of the environmental impact resulting from the production of cans painted with this bio-lacquer, performed through a Life Cycle Assessment analysis, i.e. an international standard that can help determine environmental and energy burdens associated to a process or activity. The project consortium co-ordinated by SSICA (Experimental Station for the Food preserving Industry) comprises four leading research centres, four SMEs and three large enterprises from six different EU countries (Czech Republic, France, Italy, Greece, Liechtenstein and Spain). Biocopac’s concept, in fact, is based on an old patent developed by SSICA in the 1940s. We asked安吉拉Montanari,负责sica的包装部门和项目协调员,描述本研究的结果和前景。

奥林巴斯数码相机
安吉拉·蒙塔纳里,负责sica的包装部门和项目协调员

项目的一般成果是什么?
第一个Biocopac项目的目标是开发一种完全天然的漆,具有与传统漆相同的化学物理特性,并可用于现代工业包装工厂。事实上,我们成功地生产出了具有这些特性的漆,尽管这只是在第一阶段的实验室水平(工业大规模实施将是新的Biocopac-plus项目的目标)。我们优化了角质的提取方法,并对其在不同条件下的重复性进行了评价(该提取方法可重复使用,不受产地和皮肤类型的影响)。此外,我们还定义了新漆的化学物理参数(耐化学性、抓地力等),并根据意大利和欧洲的法律测试了它们是否适合与食物接触。测试其工业功能、漆应用在金属板(实验室),无锡钢和铝,然后这些基质处理生产线上的三个项目合作伙伴积极参与食品包装行业(Rodolfi Mansueto在意大利,闭路Martinete在西班牙,法国和Saupiquet)。在这里,我们分析了含有金枪鱼油和番茄制品的两到三个金属罐。包装已经过去两个月了,现在我们正在评估结果(在37°C的条件下,这项活动的最短持续时间至少为6个月)。然而,这项初步测试的结果令人鼓舞,特别是考虑到漆在材料上的应用是在实验室(位于意大利项目合作伙伴Salchi的设施内)进行的,而不是在工业规模上。

番茄生物可可罐

从生产的角度来看,这些程序是否涉及昂贵的设备和人员培训安排?
天然漆应该由已经生产化学涂料的公司生产;目前使用的物质可以简单地用角质层代替。即使是角质提取装置,也相当于目前用于提取单体和生产化学涂料所必需的基本化合物的装置。在我们的项目中,这个操作是由一家目前收集番茄皮并加工用于沼气生产的公司进行的。事实上,我们注意到,废皮可以用于生产同样性能的沼气。

至于经济方面,角质提取是昂贵的方法吗?
在第一个项目中,我们没有解决这个特定的观点。我们的意图主要是获得漆,提供具有目前使用的物质的相同化学性能和成本的漆。目前,我们测试了新漆器的有效性和适用性的所有问题。其产业生产的可行性将是刚刚开始的生命项目的对象。

你们有没有因为使用角质等有机成分而导致的保质期问题?
我们在实验室工作,是小批量的,没有这类问题,但是我们考虑到工业生产正在处理这个问题。该程序目前正处于优化阶段,最终目标是使漆面尽可能干燥,以防止微生物的发展。

这个项目可持续吗?
LCA分析显示,与标准漆相比,其二氧化碳排放量更低。我们预料到了这一结果,但对排放的大幅减少感到惊讶:即使在实验室测试中,没有从能源消耗的角度进行优化,计算出的节省将是大约。每罐130毫克,相当可观的量。

你认为同样的程序可以用于加工其他工业食品副产品吗?
事实上,角质层甚至可以从其他物质中提取;一种已经被探索的替代方法是从各种食物副产品中提取类似角质的化合物。北欧在这方面已经取得了积极的经验,他们从土豆皮中提取软木脂。

(你们将来会遵循哪些发展方向?)
新的Biocopac +项目将解决一个半工业生产工厂的建设,产能约为。每小时100公斤果皮。随后将进行工业执行,以保证足够数量的漆的生产”。事实上,在第一个Biocopac项目的基础上,研究人员已经向欧盟委员会提交了一个新提案,这代表了他们理想的延续。本研究的目的是设计和建设一个中试装置,以测试角质提取工艺和生物漆生产在半工业规模上的适用性。工厂位于Canneto dell 'Oglio (MN),将有10-20%的生产能力。100kg/h)的潜在工业生产线,产量目标为10 - 15%。角质层中的糖和纤维含量不得超过0.5%。Biocopac plus项目将持续3年,将于2017年6月结束,投资超过200万欧元,其中一半由欧盟资助。

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