06 ma rodriguez cellmat productos biodegradables almidon
DESCRIPTION
bioplasticosTRANSCRIPT
-
Laboratorio CellMat. Departamento de Fsica de la Materia
Condensada, Facultad de Ciencias, Universidad de Valladolid
Prof. Miguel Angel Rodriguez Perez, Prof. Jose Antonio de Saja Sez, Alberto Lopez Gil
Foro Regional de Sostenibilidad e I+D+i Junta de Castilla y Len
18 de Febrero de 2011
Productos bioderivados y biodegradables debajo coste basados en almidn.
Aplicacin a las bandejas para alimentacin
-
NDICE
1- INTRODUCCIN
2- OBJETIVOS
3- PREPARACIN Y CARACTERIZACIN DE MATERIALES4- EVALUACIN ECONMICA5- DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO
6- CONCLUSIONES
-
1- INTRODUCCIN
2- Emisiones de CO2 : CALENTAMIENTO GLOBAL
PROBLEMTICA MEDIOAMBIENTAL
ASOCIADO AL USO DE PLSTICOS1- Acumulacin de residuos plsticos en la superficie
terrestre (LANDFILL) y en las corrientes marinas (Sptimo continente)
3- Uso de recursos fsiles como el PETRLEO
-
1- INTRODUCCIN
CONTEXTOCONTEXTO
Instituto Tecnolgico del Plstico (AIMPLAS)
Camino de la prohibiciCamino de la prohibicinn
1- Francia: Ley de 2005 prevea que en 2010 todas las
bolsas de plstico deban ser biodegradables
2- Italia: Novamont y Coldiretti acuerdan implantar un
sistema de fabricacin de plsticos biodegradables;
Ley de 2007 prohbe las bolsas de plstico no
biodegradables a partir de 2010.
3- Espaa: Ministerio de Medio Ambiente pretende
para 2015 que 70% de las bolsas sean biodegradables.
-
1- INTRODUCCIN
UNA DE LAS SOLUCIONES:
UTILIZACIN DE
BIOPLSTICOS
Definicin ISO: Aquellos plsticos que se degradan por la accin de la luz, calor y microorganismos (bacterias, hongos, etc.) y no generan residuos perjudiciales.
Entrada en el mercado progresiva
-
BANDEJAS DE ALMIDN TERMOPLSTICO
1- INTRODUCCIN
Ventajas:- Bajo coste (0,3 /kg).
- Abundante produccin mundial.
- Conservacin de recursos fsiles.
- Biodegradacin microbiana rpida y total.
Desventajas:- Bajas propiedades mecnicas
- Fuerte carcter hidroflico.
- Elevada densidad 1400 kg/m3 (Poliestireno espumado 55 kg/m3).
-
1- INTRODUCCIN
CellMatLaboratorio de Materiales
Celulares
Creado en 1999. OBJETIVOS GENERALES DEL LABORATORIO:Creado en 1999. OBJETIVOS GENERALES DEL LABORATORIO:
Desarrollo de nuevos materiales celulares y nuevos procesos de fabricacin de inters para sectores fundamentales de la economa y entre ellos el sector de de los envases y embalajes.
Desarrollo de una investigacin cientfica de excelencia internacional en el campo de los materiales celulares.
Transferencia tecnolgica y conocimientos al sector industrial
Formacin cientficos especializados reparados par incorporarse al sector acadmico e industrial.
Formacin de tcnicos de la industria
Equipo InvestigadorEquipo Investigador
- Profesores: 2- Tcnicos de laboratorio: 2- Estudiantes de Pos-Doc: 1- Estudiantes de Doctorado: 11- Becarios de colaboracin: 6
-
NDICE
1- INTRODUCCIN
2- OBJETIVOS
3- PREPARACIN Y CARACTERIZACIN DE MATERIALES4- EVALUACIN ECONMICA5- DIAGRAMA DE FLUJO
6- CONCLUSIONES.
-
El objetivo principal de la investigacin es la obtencin de bioplsticos en base almidn con carcter
biodegradable para su aplicacin en la fabricacin de bandejas de productos alimenticios.
POLIESTIRENO
(EPS Y XPS)
ALMIDN TERMOPLASTICO
(TPS)
2- OBJETIVOS
-
2- OBJETIVOS
1- Plastificacin de almidn.
2- Mejora de las caractersticas mecnicas mediante la mezcla con agentes de refuerzo.
3- Impedir la absorcin de agua mediante la adicin de capas hidrofbicas.
4- Realizar un proceso de espumado que reduzca los costes
Retos a superar para desarrollar el productoRetos a superar para desarrollar el producto
-
NDICE
1- INTRODUCCIN
2- OBJETIVOS
3- PREPARACIN Y CARACTERIZACIN DE MATERIALES4- EVALUACIN ECONMICA5- DIAGRAMA DE FLUJO
6- CONCLUSIONES
-
MATRIZ POLIMRICA: ALMIDN.
AGENTE PLASTIFICANTE 1: AGUA ( 10%).
AGENTE PLASTIFICANTE 2: GLICEROL (30%).
AGENTES DE REFUERZO: FIBRAS
AYUDANTE DE PROCESO: CIDO ESTERICO
MATERIAS PRIMAS
3. PREPARACIN Y CARACTERIZACIN DE MATERIALES
-
RUTA DE FABRICACIN EN LABORATORIO
2- Extrusin
1- Mezcla
3- Granzeado
4- Moldeo
3. PREPARACIN Y CARACTERIZACIN DE MATERIALES
-
CARACTERIZACINEnsayos mecnicos
de traccin
Microscopa Electrnica
de Barrido
Plastificacin del almidn.
Homogeneidad en el aporte de materiales de refuerzo.
Unin ntima de los materiales de refuerzo a la matriz polimrica.
3. PREPARACIN Y CARACTERIZACIN DE MATERIALES
Caractersticas mecnicas delmaterial
Mdulo de Young, Resistencia a la traccinDeformacin de rotura
Absorcin de humedad
Cantidad de agua adsorbida
-
Efecto de diferentes tipos de fibras: FIBRAS DE PAJA DE TRIGO y FIBRAS DE ORUJO DE UVA
3. PREPARACIN Y CARACTERIZACIN DE MATERIALES
-
TPS-Fibras de paja de trigo
0
50
100
150
200
250
300
350
400
-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
% fibras
E (M
Pa) P
PT1PT2PT3PT4
XPS
TPS-Fibras de orujo de uva
0
50
100
150
200
250
300
350
400
-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
% fibras
E (M
Pa) P
PU1PU2PU3PU4
XPS
3. PREPARACIN Y CARACTERIZACIN DE MATERIALES
-
Preparacin capas Latex
1- Aplicacin de la capa de ltex
2- Curado en horno a 65 C durante 1 da
TPS TPS TPS
3. PREPARACIN Y CARACTERIZACIN DE MATERIALES
TPS 0 TPS 1 TPS 3
-
Proceso de espumacin: Microondas o extrusin
Espumacin por Microondas
Tiempo: ~ 1 min
Consumo Energtico:
Homogeneidad de la espuma:
Empleo de Agentes Espumantes qumicos: no
Control mas preciso del proceso de espumado
3. PREPARACIN Y CARACTERIZACIN DE MATERIALES
Reduccin de la densidad:
Estructura celular tEstructura celular tpicapica
-
NDICE
1- INTRODUCCIN
2- OBJETIVOS
3- PREPARACIN Y CARACTERIZACIN DE MATERIALES4- EVALUACIN ECONMICA5- DIAGRAMA DE FLUJO
6- CONCLUSIONES.
-
4- EVALUACIN ECONMICA
COMPARATIVA BANDEJA XPS-BANDEJA ALMIDN
XPS
Materias primasPorcentaje
Costes (/kg)
XPS 93,6% 1,5
Isobutano 6% 1,2
Talco 0,4% 1,68
Coste - Bandeja (4g): 0,0144
Coste - Material Prima: 0,006
Costes Fijos: 0,008
TPS + Fibras de Paja de Trigo
Materias primas Porcentaje Costes (/kg)
TPS 59,5% 0,30
Glicerol 25,5% 1,20
Fibras 15% 0,04
Coste - Bandeja (16g): 0,0156
Coste - Material Prima: 0,076
Costes Fijos: 0,008
Coste TPS/XPS = 1,08
-
NDICE
1- INTRODUCCIN
2- OBJETIVOS
3- PREPARACIN Y CARACTERIZACIN DE MATERIALES4- EVALUACIN ECONMICA5- DIAGRAMA DE FLUJO
6- CONCLUSIONES.
-
5- DIAGRAMA DE FLUJO
-
NDICE
1- INTRODUCCIN
2- OBJETIVOS
3- PREPARACIN Y CARACTERIZACIN DE MATERIALES4- EVALUACIN ECONMICA5- DIAGRAMA DE FLUJO
6- CONCLUSIONES.
-
7- CONCLUSIONES
1) Utilizacin de agentes para mejorar las caractersticas mecnicas
2) Reduccin de la absorcin de humedad
3) Realizar un proceso de espumacin
ES VIABLE LA FABRICACIN DE BANDEJAS PARA ENVASADO DE PRODUCTOS ALIMENTICIOS MEDIANTE LA UTILIZACIN DE ALMIDN COMO MATRIZ POLIMRICA.
Bandeja bioderivada, biodegradable y de bajo coste
-
Gracias por su atencin