Packaging alimentare sostenibile dai residui AgriColi: dalla natura per la natura AgriCo.Pack

(1)

Packaging alimentare sostenibile dai residui AgriColi: dalla natura per la natura – AgriCo.Pack

Update: 21 December 2021

https://ec.europa.eu/eip/agriculture/en/find-connect/projects/packaging-alimentare-sostenibile-dai-residui

Geographical location:

Italy

Main geographical location (NUTS3):

Parma

Other geographical locations (NUTS3):

Bologna Piacenza Keywords:

Waste, by-products and residues management Main funding source:

Rural development 2014-2020 for Operational Groups (in the sense of Art 56 of Reg.1305/2013) Project type:

Operational group Starting date:

2021 End date:

2023

Project status:

Ongoing

Title (in English):

Sustainable food Packaging from AgriCultural residues: from nature to nature – AgriCo.Pack Objective of the project (native language):

L’obiettivo del Piano è migliorare la competitività delle aziende agricole integrandole meglio nella filiera agroalimentare attraverso l’eco-design e la realizzazione di un packaging alimentare per prodotti freschi sostenibile ed innovativo, ottenuto a partire da materiale polimerico bio-based compostabile a cui viene aggiunta, in fase di processo, una significativa percentuale di scarti agricoli come riempitivo, al fine di ottenere un nuovo bio-composito. Il progetto valorizzerà gli scarti della produzione agricola biologica, caratterizzati da un più alto valore aggiunto.

Objective of the project (in English):

The objective of the Plan is to improve the competitiveness of farms by promoting their integration into the agri-food chain thanks to the eco-design and the realization of a sustainable and innovative food packaging for fresh products. This packaging will be obtained from compostable bio-based polymeric material with the addition, during the manufactoring process, of a significant percentage

(2)

of agricultural waste as filler, in order to obtain a new bio-composite. The project will enhance the waste derived from organic agricultural productions, that is per se characterized by an high added value.

Description of activities (native language):

Il progetto realizzerà

- un materiale composito, completamente caratterizzato dal punto di vista chimico, morfologico e delle proprietà termiche e meccaniche, ottenuto miscelando un biopolimero commerciale a scarti della produzione agricola;

- un packaging alimentare per prodotti freschi ottenuto con il materiale composito sviluppato e la sua completa caratterizzazione;

- uno studio sulla sostenibilità ambientale del packaging e dei processi utilizzati per produrlo, mediante analisi Life Cycle Assessment (LCA);

- un sistema di tracciabilità del prodotto e del packaging;

- attività di divulgazione e formazione alle aziende agricole della Regione Emilia Romagna.

Description of activities (in English):

The project will carry out:

- a composite material, entirley defined in its chemical, morphological, thermal and mechanical properties, and obtained by mixing a commercial biopolymer with agricultural production waste;

- a food packaging for fresh products obtained starting from the developed composite material and its full characterization;

- a study of the environmental sustainability of the packaging and its production processes, through the Life Cycle Assessment (LCA) analysis;

- a product and packaging traceability system;

- dissemination and training activities toward farms of the Emilia Romagna Region.

Total budget:

241794.12

Short summary for practitioners (in English):

WP 1 - DEVELOPMENT OF POLYMER COMPOUNDS FROM AGRICULTURAL PRODUCTION WASTE. In this first phase, the most suitable compostable polymeric materials will be selected to obtain a

packaging suitable to be transformed by extrusion and subsequent thermo-forming. The composites will then be prepared through the use of a laboratory mixer using various percentages of vegetable waste. The percentage of usable plant waste will be evaluated maintaining a good compromise between the maximum amount of waste present in the composite and the final properties. The addition of appropriate plasticizers and / or compatibilizers will be tested, if necessary, to improve the final properties of the

composite. WP1 will produce: 1. at least 1 protocol for the preparation of a bio-polymer based composite containing agro-wastes, to be used for the subsequent up-scaling phase at pilot scale;

Short summary for practitioners

Practice abstract 1

(3)

2. 1 report containing the characterization data of the materials produced on a laboratory scale;

3. powder composites or bars in quantities of a few grams.

Short summary for practitioners (native language):

Nell'Azione 1 - SVILUPPO DI COMPOSTI POLIMERICI DA SCARTI DELLA PRODUZIONE AGRICOLA. In questa prima fase saranno selezionati i materiali polimerici compostabili più adatti per ottenere un

imballaggio adatto ad essere trasformato per estrusione e successiva termo-formatura.

Verranno poi preparati i compositi in fuso attraverso l’utilizzo di un mescolatore da laboratorio utilizzando varie percentuali di scarti vegetali. Sarà valutata la percentuale di scarto vegetale utilizzabile mantenendo un buon compromesso tra massima quantità di scarto presente nel composito e proprietà finali. Sarà eventualmente testata l’aggiunta di opportuni plastificanti e/o compatibilizzanti, per migliorare le proprietà finali del

composito. I risultati dell'azione:

1. almeno 1 protocollo di preparazione di un composito a base bio-polimerica contenente scarti vegetali, per la successiva fase di up-scaling su scala pilota;

2. 1 report contenente i dati di caratterizzazione dei materiali prodotti a scala di laboratorio;

3. compositi in polvere o barrette in quantità di alcuni grammi.

WP 2 - INDUSTRIAL SCALE-UP OF THE DEVELOPED PROTOCOL AND PRODUCTION OF REELS / CONTAINERS FOR PACKAGING. The composite materials selected in WP1 will be produced in the necessary quantities for industrial tests on a pilot scale. For the production of compound granules, quantities of bioplastic materials of 500-3000 kg/test and biomasses will be required depending on the percentage in the protocol developed in WP1.

With pilot extruders, the optimal process parameters will be identified which will allow the production of the compound in sufficient quantities for the subsequent industrial transformation phase which will include: i. the production of the coils by means of extrusion processes whose process parameters will be set to adapt them to the

characteristics of the new materials; ii. the processing of coils in thermoforming plants for the production of trays in a single format.

The sales unit can be made as a tray packaging flow pack in flexible material, or as thermoformed tray closed by a heat-sealable film. will produce:

1. process conditions for making the compounds;

2. granules of the new biobased materials to be delivered to the transformer;

3. process conditions for the production of the coils;

4. reels for thermoforming that will be used to make the trays;

Practice abstract 2

(4)

5. trays for food packaging.

L’Azione 2 - SCALE-UP INDUSTRIALE DEL PROTOCOLLO SVILUPPATO E

PRODUZIONE DI BOBINE/CONTENITORI PER IL CONFEZIONAMENTO. I materiali compositi selezionati nell’azione 1 saranno prodotti nei quantitativi necessari alle prove industriali su scala pilota. Per la produzione dei granuli di compound saranno necessari quantitativi di materiali bioplastici di 500-3000 kg/prova e di biomasse in funzione della percentuale nella ricetta sviluppata.

Con estrusori pilota si individueranno i parametri di processo ottimali che permetteranno la realizzazione del compound in quantità sufficienti per la successiva fase di

trasformazione industriale che comprenderà: i. la realizzazione delle bobine mediante processi di estrusione di cui andranno settati i parametri di processo per adattarli alle caratteristiche dei nuovi materiali; ii. la lavorazione delle bobine negli impianti di termoformatura per la produzione dei vassoi in un unico formato.

L’unità di vendita potrà essere realizzata come confezione flow pack in materiale flessibile che alloggerà al suo interno il vassoio, oppure come

vassoio termoformato chiuso da un film termosaldabile.

L'Azione 2 produrrà:

1. condizioni di processo per la realizzazione dei compound;

2. granuli dei nuovi materiali biobased da conferire al trasformatore;

3. condizioni di processo per la produzione delle bobine;

4. bobine per termoformatura che saranno usate per la realizzazione dei vassoi;

5. vassoi per confezionamento alimentare.

WP 3 - PACKAGING CHARACTERIZATION will identify the characteristics of the innovative packaging developed and produced in the previous actions, by carrying out various tests: compressive strength; tensile strength; material thickness measurement;

evaluation of the sealing resistance of the packaging; burst test; "Bubble test";

maintenance of packaging gases; shelf life evaluation evaluating any organoleptic

changes over time (color, smell, taste, texture, etc.) also making a comparison with other packaging solutions containing the same food; organoleptic suitability test for packaging in contact with food, according to the UNI 10192 standard.

L’Azione 3 – CARATTERIZZAZIONE DEL PACKAGING individuerà le caratteristiche del packaging innovativo sviluppato nelle azioni precedenti e prodotto, effettuando diversi

Practice abstract 3

(5)

test: resistenza a compressione; resistenza alla trazione; misurazione dello spessore del materiale; valutazione della resistenza della saldatura del packaging; test di scoppio;

“bubble test”; mantenimento dei gas di imballaggio; valutazione della shelf life valutando le eventuali modifiche organolettiche nel tempo (colore, odore, sapore, consistenza ecc.) anche effettuando un confronto con altre soluzioni di packaging contenenti lo stesso alimento; test di idoneità organolettica per gli imballaggi direttamente a contatto con gli alimenti, secondo la norma UNI 10192.

WP 4 - ENVIRONMENTAL IMPACT STUDIES will analyze the environmental sustainability of the innovative packaging developed by carrying out a life cycle assessment, according to ISO 14040. Environmental Management - Life Cycle

Assessment- Principles and Framework and ISO 14044 Environmental Management - Life Cycle Assessment - Requirements and Guidelines. The assessment and interpretation of environmental impacts will be carried out, based on the main internationally

recognized environmental impact methods such as, for example, the EPD method (used for Environmental Product Declarations), the ILCD or ReCiPe method. The different impact methods available will also be evaluated on the basis of the different impact categories such as:

-Global warming potential -Acidification potential -Eutrophication potential

-Abiotic depletion potential - fossil fuels or Fossil resource downloads -Land use

-Water use or Water scarcity.

Polymeric materials derived from fossil sources will be compared with the innovative packaging formed by a compostable polymer matrix with agricultural waste, in a circular economy perspective.

L’azione 4 - STUDI DI IMPATTO AMBIENTALE analizzerà la sostenibilità ambientale dell’innovativo packaging sviluppato effettuando uno studio del ciclo di vita (life cycle assessment), secondo le norme ISO 14040. Environmental Management – Life Cycle Assessment- Principles and Framework e ISO 14044. Environmental Management – Life Cycle Assessment- Requirements and Guidelines. Si effettuerà la valutazione e

l’interpretazione degli impatti ambientali, basandosi sui principali metodi di impatto ambientale internazionalmente più riconosciuti come, ad esempio, il metodo EPD

(utilizzato per le certificazioni ambientali Environmental Product Declarations), il metodo ILCD o ReCiPe. Saranno valutati i differenti metodi di impatto disponibili anche in base alle diverse categorie di impatto quali:

-Global warming potential

Practice abstract 4

(6)

-Acidification potential -Eutrophication potential

-Abiotic depletion potential – fossil fuels oppure Fossil resource scaricity -Land use

-Water use o Water scarcity.

Materiali polimerici derivati da fonti fossili saranno confrontati con l’innovativo packaging formato da una matrice polimerica compostabile con scarti agricoli, in un’ottica di economia circolare.

WP 5 provides:

- the connotation of the phases of the bio packaging supply chain by means of traceability tools (registration of the phases of the supply chain, of the participants and of the

operations carried out)

- entering information into a database on the server

- labels on the packaging with QR code that allow to access the information related to the product, such as: the origin of the product, food safety, the origin and composition of the materials that compose it and the respect for biodiversity and the environment.

Following the determination, in the previous WPs, of the characteristics of the biopackaging developed, it will be possible to identify the best use, estimate the production volumes for the supply chain and finally calculate the quantities of agricultural waste reused in the fully operational supply chain.

L’Azione 5 prevede:

- la connotazione delle fasi della filiera del bio packaging mediante strumenti di tracciabilità (registrazione delle fasi della filiera, dei soggetti partecipanti e delle operazioni svolte)

- l’inserimento delle informazioni in un database su server

- l’apposizione sul packaging di etichette con QR code che consentano di accedere alle informazioni collegate al prodotto, quali: l’origine del prodotto, la sicurezza alimentare, la provenienza e composizione dei materiali che lo compongono e il rispetto della biodiversità e dell’ambiente.

A seguito della determinazione, nelle azioni precedenti, delle caratteristiche del

biopackaging sviluppato, sarà possibile individuarne il miglior impiego, stimarne i volumi di produzione per la filiera ed infine calcolare le quantità di scarti agricoli reimpiegati nella filiera a regime.

Practice abstract 5

(7)

Contact person: Open Fields

Address: Via Sanguigna 130, 43052 Colorno (PR) E-mail: s.folloni@openfields.it [1]

Phone: 00390521803222

Partner category: SME

Project coordinator

Description of the context of the project:

World plastic production reached 360 million tons in 2017. Of these, 62 million were produced in Europe, of which 40% went to the packaging sector. The current way of producing, using and disposing of plastic cannot benefit of a more "circular" approach, to the detriment of the

environment. Reducing the use and consumption of this material, especially of disposable plastic products, is the first objective of the European Commission's environmental policy. With the adoption in 2018 of the European Strategy for Plastics in a Circular Economy, the Commission lays the foundations for a new economy, in which the design and production of plastics and its derivatives take place in a sustainable way, responding to the need for reduction, recovery, reuse and recycling, concepts underlying the waste hierarchy, the circular economy and the beating heart of the European Green Deal. In accordance with the requirements of prevention in the production of waste, reuse, recovery and recycling of packaging, imposed by Directive 94/62 / EC and taken up by the most recent Directive 852/2018 / EC, the result of the project will be an innovative compostable packaging starting from sustainable biopolymers and agricultural production waste instead of materials derived from non-renewable sources.

Further details

Links

[1] mailto:s.folloni@openfields.it