Kontext
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.
Objectives
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 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.
Objectives
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.
Activities
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.
Activities
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.
Project details
- Main funding source
- Rural development 2014-2020 for Operational Groups
- Rural Development Programme
- 2014IT06RDRP003 Italy - Rural Development Programme (Regional) - Emilia-Romagna
Ort
- Main geographical location
- Parma
- Other geographical location
- Bologna, Piacenza
EUR 241794.12
Total budget
Total contributions from EAFRD, national co-financing, additional national financing and other financing.
Project keyword
2 Practice Abstracts
The innovative packaging consisting of a compostable polymer matrix with agricultural waste was compared with polymeric materials derived from fossil sources. In Work Package 4, the analysis of the environmental sustainability of the developed innovative packaging was carried out by conducting a life cycle study. The calculation of impacts was carried out using the EPD (2018) methods, used for Environmental Product Declarations, and the IPCC 2021 method. The impact of experimental trays in an "optimal production environment" (i.e. using solar energy) was also analyzed. Life cycle analysis was carried out by Cipack - University of Parma with the collaboration of data collection partners. The packaging with the lowest impact is the one that, starting from PLA, maximizes the hay content (20%) and is produced with energy-optimized processes. To achieve it, however, it will be necessary to optimize the production phase.
Work Package 5 involved an analysis of the innovative packaging production chain to arrive at an estimate of the quantities of trays and agricultural waste needed when fully operational. In Action 5, the product registry system under development at EcorNaturaSì was adapted to innovative packaging.
L’innovativo packaging formato da una matrice polimerica compostabile con scarti agricoli è stato confrontato con materiali polimerici derivati da fonti fossili. Nell’azione 4 è stata svolta l’analisi della sostenibilità ambientale dell’innovativo packaging sviluppato effettuando uno studio del ciclo di vita. Il calcolo degli impatti è stato effettuato utilizzando i metodi EPD (2018), utilizzato per le certificazioni ambientali Environmental Product Declarations, e il metodo IPCC 2021. E’ stato analizzato anche l’impatto delle vaschette sperimentali in un contesto produttivo ottimale (ad es. che fa uso di energia solare). L’analisi del ciclo di vita è stata svolta da Cipack - Università di Parma con la collaborazione dei partner per la raccolta dei dati. La vaschetta con impatto più basso è quella che, a partire da PLA, massimizza il contenuto di fieno (20%) e viene prodotta con processi ottimizzati in termini energetici. Per realizzarla tuttavia sarà necessario ottimizzare la fase di produzione.
L’azione 5 ha previsto un’analisi della filiera di produzione del packaging innovativo per arrivare ad una stima dei quantitativi di vaschette e di scarti agricoli necessari a regime. Nell’azione 5 il sistema di anagrafica dei prodotti in fase di sviluppo presso EcorNaturaSì è stato adattato al packaging innovativo.
Work Package 1 involved activities aimed at laboratory-scale development of compostable composite materials from commercial biopolymers and different percentages of agricultural wastes, the biomass wastes of hay, potato peels, and prunings. All composite materials made were characterized at Dicam - University of Bologna laboratories to select the best compositions and most promising plant wastes for a scale-up of material production. Specifically, bio-polymer matrices polylactic acid (PLA) and a blend consisting of 60% PLA and 40% polybutylene-adipate-terephthalate (PBAT) and ground hay biomass were selected.
Work Package 2 involved the production of the composites selected in Action 1 in the quantities needed to conduct compounding, filming, and thermoforming trials on a pilot scale to arrive at prototype trays to be characterized in Action 3. Farms recovered and provided waste useful for conducting the larger-scale trials. Agricultural wastes were finely ground and dried before their use in compounding. PLA-based trays and PLA + PBAT blends were produced in different ratios with hay waste percentages of 10, 15 and 20 percent.
In Work Package 3 the characteristics of the innovative packaging developed in the previous actions were analyzed by conducting various laboratory tests at the University of Parma: compressive strength; tensile strength; measurement of material thickness etc.The trays containing PLA with 10 percent hay had better characteristics.
L’azione 1 prevedeva attività finalizzate allo sviluppo, su scala di laboratorio, di materiali compositi compostabili a partire da biopolimeri commerciali e diverse percentuali di scarti agricoli, le biomasse scarti di fieno, bucce di patata, potature. Tutti i materiali compositi realizzati sono stati caratterizzati presso i laboratori di Dicam - University of Bologna, per selezionare le migliori composizioni e gli scarti vegetali più promettenti per un passaggio di scala della produzione del materiale. In particolare, sono state selezionate le matrici bio-polimeriche acido polilattico (PLA) e una blend costituita da 60% PLA e 40% polibutilen-adipato-tereftalato (PBAT) e la biomassa fieno macinato.
L’azione 2 prevedeva la produzione dei compositi selezionati nell’azione 1 nei quantitativi necessari ad effettuare prove di compounding, filmatura e termoformatura su scala pilota per arrivare a prototipi di vaschette da caratterizzare nell’azione 3. Le aziende agricole hanno recuperato e fornito gli scarti utili ad effettuare le prove su più larga scala. Gli scarti agricoli sono stati macinati finemente ed essiccati prima del loro impiego nel compounding. Sono state prodotte vaschette a base PLA e blend PLA + PBAT in diversi rapporti con percentuali di scarti di fieno del 10, 15 e 20%.
Nell' Azione 3 sono state analizzate le caratteristiche del packaging innovativo sviluppato nelle azioni precedenti e prodotto, effettuando diversi test presso i laboratori dell'Università di Parma: resistenza a compressione; resistenza alla trazione; misurazione dello spessore del materiale etc.Le vaschette contenenti PLA e 10% di fieno avevano caratteristiche migliori.
Contacts
Project coordinator
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Open Fields
Project coordinator
Project partners
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Alma Mater Studiorum - Università Di Bologna
Project partner
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Biologica Ortigiani
Project partner
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Centoform
Project partner
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EcorNaturaSì
Project partner
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Società Agricola Brugnoli F.lli
Project partner
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Università degli Studi di Parma
Project partner