Ficha proyecto IVACE

 

Título

 

Desarrollo y modelado de procesos avanzados para valorización de plásticos complejos y compostables

 

Acrónimo

 

RECICOM-PLASVALOR

 

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Resumen

 

El objetivo general de RECICOM-PLASVALOR consiste en la investigación y desarrollo de nuevas tecnologías de valorización de plásticos complejos y compostables, en especial aquellos envases que actualmente no se recuperan y reciclan por su dificultad técnica. Para alcanzar este objetivo general, se plantean los siguientes objetivos específicos: 1. Degradación enzimática de materiales de envase no reciclados (poliamida y poliestireno): . Gran parte de los esfuerzos se han centrado en plásticos tipo poliéster como PLA (ácido poliláctico) y, sobre todo, PET. Como consecuencia, hay poca información relativa al aislamiento e identificación de enzimas capaces de degradar otros plásticos de envase no reciclados en la actualidad como las poliamidas (PA) o el poliestireno (PS), cuya estructura química diferente dificulta su degradación, motivo por el cual acaban en el suelo del vertedero por largos periodos de tiempo. Por ello, en este proyecto se acometerán las siguientes tareas: Aislamiento y caracterización de al menos tres enzimas con potencial para el proceso de reciclado enzimático de PS y PA. Aumentar la eficiencia de despolimerización. Obtención de al menos dos productos de despolimerización (monómeros y/o oligómeros), procesables para aplicaciones de alto valor añadido. 2. Procesos de deslaminado de estructuras multicapas vía disolución selectiva y solvólisis (despolimerización): En la actualizad existen procesos de deslaminado, pero no son aplicables a la amplia heterogeneidad de residuos de envase multicapa. Con la ejecución del proyecto RECICOM-PLASVALOR, se espera desarrollar un proceso menos agresivo, que permita el deslaminado de las estructuras multicapa y la recuperación de los sustratos para que estos puedan ser empleados en aplicaciones de alto valor añadido. Por ello, se abordarán: Disolución selectiva y precipitación: sustratos minoritarios (polietileno y polipropileno) con una pureza mayor del 95% y sin trazas de disolventes. Despolimerización vía solvólisis: Recuperación de monómeros y/o oligómeros de poliésteres y poliamidas (PET, poliuretano y PA) con pureza mayor del 90%, para poder ser empleados en aplicaciones de alto valor añadido. Desarrollo de procesos para la recuperación y purificación de los productos obtenidos en cada ruta. 3. Optimización del procesado de plásticos posconsumo para la eliminación de contaminantes: En la actualidad no existen procesos implantados que permitan la descontaminación para aplicaciones de alto valor añadido (ej. alimentación o cosmética), de fracciones postconsumo como poliolefinas. Adicionalmente, la eliminación de olores en el plástico reciclado sigue siendo un reto para la industria, especialmente para aquellos residuos procedentes de residuos sólidos urbanos. Por este motivo, se acometerán: Desarrollo de procesos de extracción para la eliminación de compuestos causantes de olor (reducción de compuestos volátiles y semivolátiles (mayor del 85%). Optimización de las variables de procesado para la eliminación de contaminantes (volátiles, semivolátiles y no volátiles) en plásticos de origen posconsumo (eliminación de contaminantes mayor del 95%). 4. Modelaje y aceleración del proceso de validación para Homecompost: Los procesos de home composting sobre materiales poliméricos están cada vez más dem

 

Resultados

 

Línea 1- Degradación enzimática de materiales de envase de poliamida (PA) y poliestireno (PS): El proceso ha consistido en el uso de microorganismos que utilizan el PS o la PA como fuente de carbono, logrando degradar estos materiales y permitiendo la obtención de los monómeros que los componen (estireno, en el caso del poliestireno, y ácido adípico y hexametilendiamina, en el caso de las poliamidas). Se han identificado las enzimas capaces de degradar las PA (una proteasa) y los PS (una lipasa/esterasa) y, en la actualidad, se están realizando ensayos para cuantificar los monómeros obtenidos de la despolimerización mediante técnicas cromatográficas. Línea 2- Desarrollo de procesos de deslaminado de estructuras multicapa de envases de PET/PE (polietilenotereftalato /polietileno): Se han seguido dos aproximaciones diferentes. Procesos de disolución selectiva con el fin de degradar las capas intermedias presentes en la estructura de los envases (ej. adhesivo, capa barrera o tinta). Gracias al proceso desarrollado por ITENE se consigue la recuperación de los sustratos que componen las estructuras multicapa (PE y PET) con una alta calidad. Procesos de despolimerización por solvólisis de la capa de PET, con la que se ha conseguido mediante el desarrollo de dos vías de despolimerización diferentes la obtención de los monómeros que componen este polímero, ácido tereftálico (TPA) en el caso de la hidrólisis, y tereftalato de bis(2-hidroxietileno) (BHET) en el de la glicólisis. Monómeros que, una vez purificados, pueden utilizarse posteriormente en la polimerización de nuevo PET. Línea 3-Valorización de residuos posconsumo para su utilización en aplicaciones de alto valor añadido: Se han utilizado procesos de disolución selectiva que eliminan los contaminantes presentes en estos residuos mediante la extracción de compuestos causantes de mal olor. Para ello, se han desarrollado procesos de extracción de estas sustancias contaminantes, empleando para este fin fluidos y disolventes tanto en fase vapor como en condiciones supercríticas. Tras la experimentación con este tipo de procesos, se han realizado análisis de contaminantes y se han evaluado las propiedades finales (físico-mecánicas, térmicas y fluidez entre otras) de los materiales tratados provenientes de residuo posconsumo para identificar las condiciones óptimas en la eliminación de contaminantes. Estos desarrollos tecnológicos se han evaluada no solo a nivel cuantificado mediante análisis de laboratorio, sino también mediante catas de olores para valorar la percepción del usuario ante posibles productos con material poliolefínico reciclado. Línea 4- Los procesos de home composting sobre materiales poliméricos están cada vez más demandados por parte de las empresas. El modelo actual tiene como principal inconveniente su larga duración (1 año), por lo que se diseñará un modelo acelerado, que permitirá disminuir los tiempos de espera en aquellos materiales que no se ajusten y disminuir los costes del proceso. Se realizarán las siguientes tareas: Identificación y aislamiento de microorganismos candidatos y representativos del proceso de home-composting. Desarrollo de proceso de home-composting acelerado en medio líquido, reduciendo los tiempos un 60%. Metodología para la preevaluación del compostaje basada en la aceleración de las condiciones de validación Home compost.

 
 

Áreas de conocimiento y líneas tecnológicas

 
 

Sectores de aplicación

 

1

Materiales plásticos

 

L1 - Desarrollo de materiales provenientes de residuos de diferente origen

 

2

Tecnologías del medio ambiente

 

L1 - Desarrollo de nuevas aplicaciones a partir materiales reciclados

 

L2 - Desarrollo de nuevos productos a partir de residuos

 

L3 - Gestión de residuos

 

Procesos industriales

 

Proyecto financiado por

 
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