Furcellaran – inovativní biopolymer pro výrobu plastových fólií na biologické bázi
Úvod
Projekt FURPLAST přináší inovativní přístup k vývoji biologicky rozložitelných plastových materiálů s využitím přírodního polysacharidu furcellaranu, získávaného z červených mořských řas Furcellaria lumbricalis. Cílem projektu je vytvořit furcellaranové bio-fólie (Furcellaran Bio-Based Films – FBBF), které představují udržitelnou alternativu k tradičním plastům. Projekt se zaměřuje na zlepšení materiálových vlastností, optimalizaci výroby, zajištění ekonomické efektivity a podporu biologické rozložitelnosti těchto fólií. Tím přispívá ke snížení environmentální zátěže, podpoře cirkulární ekonomiky a rozšíření možností jejich průmyslového využití.
Hlavní cíle projektu FURPLAST
- Zlepšení vlastností materiálu: Polysacharidy často vykazují omezenou mechanickou pevnost, pružnost a tepelnou stabilitu, což omezuje jejich využití v průmyslových aplikacích. Projekt se zaměřuje na překonání těchto omezení pomocí chemických modifikací a míchacích strategií, které zlepší vlastnosti výsledných FBBF.
- Zajištění škálovatelnosti: Pro zajištění masové výroby nového, tepelně stabilního biopolymeru z furcellaranu je nezbytné optimalizovat procesy plastifikace (modifikovaného i nemodifikovaného) pomocí taveninové extruze. Cílem je vytvořit efektivní výrobní proces, který umožní produkci ve velkém měřítku.
- Nákladová efektivita: Výroba bioplastů může být dražší než výroba tradičních plastových fólií. Projekt se proto zaměřuje na nalezení nákladově efektivních metod a technologií, aby byla výroba FBBF ekonomicky udržitelná a konkurenceschopná.
- Biologická rozložitelnost: Klíčovým prvkem projektu je zkoumání a optimalizace rozkladu FBBF pomocí enzymů z půdních mikroorganismů. Cílem je zlepšit rozložitelnost naší bio-fólie a podpořit její uplatnění v cirkulární ekonomice.
Použité technologie a metody
Projekt FURPLAST využívá pokročilé chemické postupy a moderní technologie k dosažení požadovaných vlastností fólií. Chemické úpravy pomocí „click“ chemie zajišťují zlepšení fyzikálních a mechanických vlastností, zatímco vytlačování taveniny přináší efektivitu ve výrobním procesu. Tyto postupy umožňují produkci biologicky rozložitelných fólií, které jsou stabilní a nákladově efektivní.
Očekávané aplikace
FBBF fólie mají potenciál být využity ve více oblastech díky jejich ekologickým vlastnostem. Mezi hlavní možnosti použití patří:
- Obalové technologie: FBBF fólie mohou sloužit jako biologicky rozložitelné obalové materiály, které představují udržitelnou alternativu k tradičním plastům, což přispívá ke snížení plastového odpadu a naplňování environmentálních cílů moderního průmyslu.
- Zemědělské aplikace: Tyto fólie mohou sloužit jako biodegradovatelné nosiče pro hnojiva a degradovatelné sadbovací nádoby, čímž podporují efektivní využívání zdrojů a snižují negativní dopad na půdu a ekosystémy.
- Průmyslové a ekologické technologie: FBBF fólie mohou nalézt uplatnění také v dalších průmyslových odvětvích, která se zaměřují na minimalizaci ekologické stopy.
Výstupy projektu
Vývoj pokročilých bio-fólií: Formulace a výroba biologicky rozložitelných furcellaranových fólií (FBBF) s optimalizovanými vlastnostmi pro specifické aplikace v oblasti obalových technologií a zemědělství.
Zavedení udržitelných výrobních postupů: Implementace výrobních procesů s detailními manuály a protokoly, které zajistí efektivní a ekologickou velkovýrobu FBBF.
Podpora vědeckého výzkumu a vzdělávání: V rámci projektu budou využity získané poznatky pro vzdělávání a rozvoj vědeckých prací, podklady pro závěrečné práce studentů a vědecké publikace.
Spolupráce a financování
Financování projektu
Projekt FURPLAST má celkový rozpočet 816 231,32 €, z toho 652 985,05 € je přiděleno z Evropského fondu pro regionální rozvoj (EFRR) v rámci programu Interreg Rakousko – Česko.
Přeshraniční spolupráce
Přeshraniční spolupráce mezi partnery umožňuje efektivní sdílení znalostí a zdrojů, což přispívá k dosažení ambiciózních cílů projektu a podpoře udržitelného rozvoje.
Vedoucí partneři
Mendelova univerzita v Brně
Mendelova univerzita v Brně je vedoucím partnerem projektu a zajišťuje koordinaci výzkumných a vzdělávacích aktivit. Jako univerzita s tradicí v oblastech blízkých přírodním vědám se témata výzkumů často týkají přírody, šetrného hospodaření a udržitelnosti.
Ústav chemie a biochemie
Na Agronomické fakultě univerzity poskytuje zázemí pro špičkový výzkum v oblasti biologických materiálů a biotechnologií. Realizace projektu probíhá právě na tomto ústavu pod vedením Ing. Vedrana Milosavljeviće, Ph.D., odborného asistenta a vedoucího Laboratoře Bio-Engineering, který je členem výzkumné skupiny Space Agri Technologies (SAT).
Ing. Vedran Milosavljević, Ph.D.
Je zodpovědný za koordinaci a komunikaci mezi partnery projektu, organizaci schůzek, reportování a dosažení výsledků v plánovaném čase. Dále se věnuje modifikaci přírodních polymerů, výrobě bio-fólií, charakterizaci nových materiálů a environmentálním studiím.
Projektoví partneři
Kompetenzzentrum Holz GmbH, Linec
Tento přední výzkumný institut a hlavní projektový partner se zaměřuje na inovace v oblasti dřeva a obnovitelných zdrojů. Expertíza v materiálovém výzkumu a technologických procesech hraje klíčovou roli v projektu.
AGRANA Research & Innovation Center
Přináší zkušenosti v oblasti vývoje nových materiálů a výrobních technologií.
MYCO.CZ
Zaměřuje se na inovativní využití mykologických materiálů a technologií pro ekologické aplikace.
Shrnutí
Projekt FURPLAST přináší inovativní a ekologickou alternativu k běžným plastům a podporuje udržitelné řešení pro širokou škálu aplikací. Svým zaměřením na biologickou rozložitelnost a využití obnovitelných zdrojů představuje důležitý krok k cirkulární ekonomice a ochraně životního prostředí.
Přínosy projektu pro společnost a životní prostředí
- Snížení plastového odpadu: FBBF fólie, jako biologicky rozložitelné materiály, přispějí k redukci plastového odpadu v přírodě a pomohou řešit problém dlouhodobé zátěže životního prostředí způsobené tradičními plasty.
- Podpora cirkulární ekonomiky: Využití furcellaranu a dalších přírodních, obnovitelných zdrojů v FBBF fóliích je v souladu s principy cirkulární ekonomiky a podporuje udržitelné hospodaření s materiály.
- Snížený dopad na ekosystémy: Díky netoxickému složení a přirozené rozložitelnosti FBBF fólií je minimalizován jejich dopad na ekosystémy, což napomáhá ochraně biodiverzity a snižuje ekologickou stopu.
- Podpora průmyslových odvětví: FBBF fólie nabízejí průmyslu ekologickou a funkční alternativu k tradičním plastům, která splňuje moderní cíle udržitelnosti a reaguje na rostoucí poptávku po šetrnějších materiálech.
- Zlepšení možností pro spotřebitele: Dostupnost FBBF fólií umožňuje spotřebitelům volit produkty, které jsou šetrnější k životnímu prostředí, a tím podpořit udržitelnější životní cestu.
