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Funcionalización de Polímeros (FUPOL) group3D3D3D Núm.779 Junio 2022 Ciencia y Tecnología de Polímeros http://www.ictp.csic.es/qm/fupol/ Los pasados días 1-2 de marzo se celebró el Seminario Internacional de Biotecnolo- gía organizado por AIMPLAS, centrado en la aplicación de la biotecnología al sector del plástico. La biotecnología ha experimentado un gran desarrollo en los últimos años y está teniendo un gran peso en el desarrollo soste- nible del plástico y en la implementación de la economía circular en el sector. El evento se realizó en formato telemático, realizán- dose una visita virtual por las instalaciones de AIMPLAS y un Workshop de BIOICEP. Se realizaron exposiciones online, contando con un total de 28 ponentes procedentes de di- ferentes empresas y organismos del sector, tanto nacionales como internacionales (Figu- ra 1). El seminario consistió en 7 sesiones de aproximadamente hora y media de duración, donde se trataron diferentes aspectos sobre la implementación de la biotecnología y los biopolímeros en el sector de plástico. En con- creto, estas sesiones fueron las siguientes: Plásticos y bioeconomía, Aprovechamiento de residuos orgánicos, Procesos enzimáticos en la industria del plástico, Valorización de plás- ticos sintéticos mediante procesos biotecno- lógicos, Valorización de emisiones producidas en la industria del plástico y Casos de éxito. en el envasado de comida pueden tirarse en el contenedor de residuos orgánicos (siempre que sean polímeros compostables y/o biode- gradables) lo que conduce a un menor impac- to de los residuos plásticos en el medioam- biente. El siguiente tema a tratar fue “Bioplásticos: Procesos normativos relevantes de la UE y datos de mercado más recientes” de Oliver Buchholz de European Bioplastics. En esta chala Oliver Buchholz habló sobre la producción de bioplásticos. En 2021 solo el 0,01% de la materia prima se obtuvo de recursos naturales renovables. Actualmen- te, Asia es el mayor productor de bioplásti- cos con casi un 50%. La Comisión Europea El día 1 de marzo comenzó con un acto inau- gural de bienvenida y apertura. Tras este acto empezaron las 4 sesiones programadas para ese día. Sesión 1. Plásticos y bioeconomía Esta sesión fue moderada por Pilar Navarro (manager de EQUIPLAST). Pilar Navarro dio una visión sobre la revolución de los bioplás- ticos así como del marco regulatorio que será tratado en esta sesión. El turno de las ponencias comenzó con “Vi- sión general y perspectivas de la bio- tecnología en Europa” de Angelo Inna- morati del Departamento de Agricultura y Desarrollo Rural de la COMISIÓN EU- ROPEA. Angelo Innamorati comentó las po- líticas referentes a los bioplásticos que está comenzando a adoptar la UE para reducir los residuos plásticos. Tras esta idea general del marco político, dirigió su charla hacia el efec- to de los plásticos convencionales en la agri- cultura y el medioambiente, proponiendo el empleo de los bioplásticos como una posible solución. Los bioplásticos aplicados en la agri- cultura son más “limpios” para la tierra que los plásticos convencionales, y los utilizados Artículos Índice Noticias 12 tiene como objetivo desarrollar políticas para la inclusión de los plásticos biobasados, bio- degradables y compostables para aumentar el peso del sector. En este sentido, se está estudiando el análisis del ciclo de vida de los plásticos biobasados en comparación con los provenientes de fósiles. Finalmente la charla concluyó con una reflexión sobre la importan- cia de los bioplásticos y su contribución a la política de la EU de reducir tanto emisiones de CO2 como de residuos, promoviendo una economía biocircular. La Sección 1 finalizó con la presentación sobre el “Sector de la biotecnología en España” de Iryna Biliaieva de ADM Biosolutions. En esta presentación se dio una perspectiva REVISTA DE PLÁSTICOS MODERNOS Vol. 123 Número 779 Junio 2022 Autor: Ignacio Mena Instituto de Ciencia y Tecnología de Polímeros (ICTP-CSIC) C/Juan de la Cierva 3, 28006, Madrid imena@ictp.csic.es Seminario internacional de biotecnología aplicada al sector plástico Artículos Índice Noticias 13 de cómo trabaja la empresa ADM Biosolutions dentro del marco de los bioplásticos. Esta em- presa busca el desarrollo de bioprocesos sos- tenibles para el desarrollo de bioproductos a través de dos proyectos, Engicoin y RefuCoat. chamiento de los residuos, así como en los retos y ventajas que nos pueden aportar. La sesión comenzó con la ponencia de Belén Monje de AIMPLAS hablando sobre “Retos y oportunidades en la valoración de bio- Sesión 2. Aprovechamiento de residuos orgánicos La segunda sesión fue moderada por Caro- lina Acosta de AIMPLAS. Las líneas genera- les de esta sesión se centraron en el aprove- masa para el sector del plástico” (Figura 2). Belén Monje empezó dando una idea de la baja sostenibilidad de nuestro sistema actual al seguir dependiendo principalmente de los derivados de los fósiles y de la necesidad de Figura 1. Imagen del Seminario Internacional de Biotecnología en formato telemático. REVISTA DE PLÁSTICOS MODERNOS Vol. 123 Número 779 Junio 2022 buscar fuentes renovables que puedan suplir a estos materiales. Una forma de reducir el uso de estos combustibles fósiles es el uso de la biomasa para obtener bioenergía u otros productos como bioplásticos. Algunas bar- reras importantes que hay que superar para favorecer este proceso son, entre otras, au- mentar el acceso a la materia prima debido a que más del 50% se dedica a otros usos, A continuación tomó la palabra Rafal Luka- sik de la LNEG (National Laboratory of Energy and Geology) sobre el tema “Re- siduos orgánicos como materia prima para la producción de monómeros para la industria del plástico”. Se comentó la importancia del cambio de una economía li- neal a una economía circular y la importan- cia de las biorrefinerías frente a las refine- desarrollar biorrefinerías o identificar nuevas fuentes de materia prima. Por lo tanto, la idea más importante para potenciar el uso de la biomasa es saber aprovechar estos residuos orgánicos, pero para poder aprovecharlos hay que desarrollar una estructura que potencie la recolección de estos residuos orgánicos y que identifique el potencial de los residuos orgánicos para su aprovechamiento. rías de petróleo para este proceso de cambio. Además, es vital la búsqueda de una mayor diversidad de materia prima que no compita con la industria alimentaria, como por ejem- plo, la modificación genética de alguna mate- ria prima para aumentar la producción, o em- plear como biomasa la lignocelulosa. En este caso se tiene que realizar primeramente un proceso de deconstrucción de la lignocelulo- Artículos Índice Noticias 14 Figura 2. Imagen de la ponencia telemática impartida por Belén Monje de AIMPLAS. REVISTA DE PLÁSTICOS MODERNOS Vol. 123 Número 779 Junio 2022 sa, que da lugar a la extracción de la lignina, reduciéndose además la cristalinidad de la celulosa, y aumentando el ataque enzimático. La siguiente en tomar la palabra fue Lena Decuyper (Bio Base Europe Pilot Plant) sobre el tema “La planta piloto de Bio Base Europe amplía las innovaciones cir- culares en la industria del plástico”. En la presentación se trató la importancia de las plantas piloto, las cuales son necesarias para escalar los procesos desde el laboratorio al mercado, debido a que a la larga resultan más baratos y evitan riesgos. A continuación habló sobre la empresa Bio Base Europe Pilot Plant, donde destacó algunos proyectos como “Triple W” centrado en la economía circular del PLA. Finalmente concluyó la sesión Joachim Ve- nus (ATB) hablando sobre “Bioprocesos para la producción de monómeros de bio- plásticos”. Joachin Venus fue directo al tema de procesos biotecnológicos para la industria, enfocándose en el proceso de fermentación en las biorrefinerías para la obtención de mo- nómeros a partir de labiomasa, en especial en la producción de ácido láctico (por ejemplo a partir de café). Sesión 3. Procesos enzimáticos en la industria del plástico La tercera sesión fue moderada por Pablo Ferrero (AIMPLAS), inaugurando las ponen- cias de este turno Arno Cordes (ASA Spe- zialenzyme GmbH) con el tema “Enzimas para el reciclado de plásticos”. Aquí se comentó las diferentes enzimas apropiadas para la degradación enzimática de los resi- duos plásticos. Tras esta introducción, explicó los diferentes procesos de degradación enzi- mática y las enzimas que aportan una mayor degradación enzimática y rendimiento para el PET, las resinas epoxi y fenólicas y los plásti- cos bio-basados. Destacó que con polímeros biobasados como la PCL o el PBS, se logran degradaciones muy elevadas cercanas al 99%. A continuación fue el turno de Christian Sonnendecker (University of Leipzig), con el tema “¿Microbios al rescate? Po- sibilidades y limitaciones del reciclaje tià Gesti introdujo los biopolímeros MATER- BI, que son una familia de bioplásticos que están certificados como biodegradables y compostables y por lo tanto pueden reciclarse con los residuos orgánicos. El representante de Novamon expuso además la aplicación de estos bioplásticos y algunos bioproductos nuevos que han desarrollado para resolver ciertos problemas. El tercer ponente fue Goizeder Barberena (CENER) con el tema “Biopolímeros Bio- degradabales y Compostables a partir de Biorresiduos: Avanzando hacia una Bio- economía Circular y Sostenible”. Goizeder hizo hincapié en la relevancia de las fuentes de materia prima para las biorrefinerías, sien- do de primera generación las provenientes del maíz o la caña de azúcar, y de segunda generación los residuos del maíz o azúcar o la fracción orgánica de los mismos. Finalmente, expuso los diferentes procesos que se han de dar para escalar un bioproceso desde el labo- ratorio hasta la implementación en el mer- cado de un polímero biobasado. Con esta última ponencia concluyó el primer día de seminario. El día 2 de marzo continuó la segunda parte del evento que comenzó con una ponencia de Hazel O´Keeffe (Keller & Heckman) sobre la legislación de la UE existente en materia- les y artículos en contacto con los alimentos fabricados mediante el uso de biotecnología y sobre el impacto de una posible revisión del reglamento sobre plástico reciclado y biotec- nología. Tras esta charla se volvió al formato de Sesiones seguido el día anterior. Sesión 5. Valorización de plásticos sintéticos mediante procesos biotecnológicos La quinta sesión fue moderada por Carmen Alonso, e inaugurada por Pablo Ferrero (AIMPLAS) con el tema “Biotecnología como herramienta para el reciclaje de plásticos”. Pablo Ferrero presentó las ven- tajas y posibilidades que puede tener el de- sarrollo de la biotecnología para disminuir el daño medioambiental producido por el aban- dono de plásticos. Un ejemplo es el proyecto enzimático de PET”. Christian trató su pro- yecto que consistía en conseguir degradar enzimáticamente el PET, principalmente en la zona amorfa que es la que tiene mayor faci- lidad para ser “cortada” y obtener así monó- mero que tras su purificación pueda volver a ser polimerizado. Este proceso se realiza en envases que no sean botellas, ya que las bo- tellas tienen mayor fracción de regiones cris- talinas y su degradación enzimática es más compleja. Hasta el momento se ha consegui- do degradar envases de PET dedicados a la industria alimentaria y se está desarrollando el proceso de escalado. Finalmente concluyó esta sesión Alessandro Pellis (University of Genova) con el tema “Enfoques biotecnológicos para permitir la circularidad de los plásticos (Proyecto Uplift)”. En concreto, se presentó el proyec- to Uplift que pretende implementar el recicla- do bioquímico para depolimerizar y refinar los polímeros y producir nuevos polímeros eco- diseñados, para así suplir las desventajas de los reciclados mecánicos tradicionales. Esto provocaría una disminución de la cantidad de material desechado empleado habitualmente en la valorización energética, implementando un nuevo reprocesado biológico. Sesión 4. Casos de Éxito La cuarta sesión comenzó con la ponencia de Caterina Coll (PERSEO Biotechnology CEO) con el tema “Biorrefinería a partir de residuos”. Caterina comentó la posibilidad de obtener bioetanol, bioproductos y bioenergía a partir de la fracción orgánica de los residuos sólidos municipales mediante biorrefinerías. En la empresa PERSEO Biotechnology llevan realizando la transformación de compuestos orgánicos y residuos de celulosa en combus- tibles, bioproductos y bioenergía desde 2007 mediante diferentes proyectos. Un ejemplo de productos obtenidos a partir de esos re- siduos orgánicos municipales es el PERSEO Bioetanol. El segundo ponente de esta sección fue Se- bastià Gesti (Novamon) quien expuso el tema “La integración de procesos quími- cos con biotecnología industrial”. Sebas- CAPMAM donde buscan encontrar diferentes cepas para degradar el PHB y el LDPE median- te un proceso de biorremediación y bioau- mentación en un entorno de compostaje. El siguiente turno fue para Evangelos To- pakas de NTUA con el tema “Reutilización de enzimas degradantes de lignocelulo- sa para la recuperación de monómeros de desechos plásticos sintéticos”. Evan- gelos focalizó su presentación en el ámbito de las enzimas para degradar plásticos. Los principales problemas que presentan los plás- ticos para su biodegradación es que los enla- ces C-C del polietileno son más fuertes que los C-O o C-C de la lignina, por lo tanto una degradación sustancial solo es posible cuan- do se usan enzimas lignolíticas junto a es- tímulos abióticos y bióticos adicionales, por ello es necesario un pretratamiento para la degradación. También comentó el uso de di- ferentes sistemas fúngicos para la degrada- ción de polímeros plásticos como PET, PLC o PU, obteniéndose importantes resultados en la degradación de estos polímeros. En el PET se hicieron pruebas en polvos con diferentes cristalinidades observándose que se reduce el grado de degradación a medida que aumenta la cristalinidad del material, siendo necesario que haya un tratamiento anterior con el fin de reducir la cristalinidad del residuo plástico. La presentación concluyó con la importancia de las enzimas que actúan sobre los compo- nentes no-carbohidratos como la lignina y la cutina, así como de la necesidad de un pre- tratamiento para que los plásticos sean más vulnerables al ataque. Finalmente concluyó la Sesión Manuel Por- car de Darwin Bioprospecting con el tema “El santo grial de la tecnología: biorre- mediación de plásticos”. Manuel Porcar introdujo el aspecto de la biorremediación y cómo los microorganismos pueden ayudarnos a proteger/restaurar el medio ambiente. Ex- puso el proyecto MIPLACE, basado en la bús- queda de microorganismos y su secuenciación que provoquen una mejora en la degradación del PU. También introdujo el uso de larvas de insectos para la degradación de materiales plásticos y finalmente el proyecto ENZICLED, que busca nuevos procesos de reciclaje enzi- Artículos Índice Noticias 15REVISTA DE PLÁSTICOS MODERNOS Vol. 123 Número 779 Junio 2022 mático para envases multicapa, envases PET post-consumidor, microplásticos en aguas re- siduales y envases tipo “clamshell”. Sesión 6. Valorización de emisiones producidas en la industria del plástico La sexta sesión comenzó con la ponencia de Javier Álvarez-Hornos de la Universitat de Valencia con el tema “Reciclando emisiones atmosféricas de COV en biometano en el sector de la impresión flexográfica”. Javier explicó la impresión flexográfica que es la im- presión sobre plásticos mediante disolventes. Tras esta introducción, habló sobre el desar- rollo de un nuevo biotratamiento basado en la economía circular, como es el Bioscrubber Anaeróbico. Este tratamiento se basa en el reciclado de emisionesatmosféricas de com- puestos orgánicos volátiles, los cuales se pro- ducen durante la impresión. Para este proce- so se ha estudiado la degradación anaeróbica de disolventes utilizados en la impresión flexográfica bajo condiciones de operación continuas y discontinuas. También se ha es- tudiado el uso de quitosano para aumentar la granulación y la calidad de los gránulos en la impresión flexográfica. Finalmente, han real- izado un prototipo que ya ha sido implemen- tado, además de un modelo de simulación que ayuda a calibrar y validar los procesos. A continuación tomó el turno Albert Waalkens CEO de Pure Infinity que habló sobre el tema “Biotecnología para el re- ciclaje de los disolventes utilizados en el sector del plástico: Un cambio de para- digma”. Albert Waalkens trabaja en la em- presa Pure Infinity donde se centran en el tratamiento del aire con el objetivo de dis- minuir las emisiones de CO2 y fomentar las en- ergías limpias a partir de sistemas biológicos. Albert ha comentado la tecnología que han desarrollado para la impresión flexográfica. El principal elemento de la impresión flexográ- fica convencional es el etanol, el cual proviene de fuentes biogénicas, es decir, no es un di- solvente fósil. El problema que presenta este disolvente, al igual que el metanol, es que al secarse las tintas, los disolventes se emiten al aire. Una forma de evitar su emisión es mediante la incineración de estos compuestos proyecto se centra en el uso de biorresiduos para la fabricación de productos de alto valor añadido basados en PHA. Finalmente, el tercer caso fue expuesto por Till Tiso (iAMB) sobre el “Bio-reciclado de tereftalato de polietileno”. En esta presentación habló de los éxitos a escala de laboratorio que han conseguido para abordar el problema del residuo plástico. Según Till, el reciclado no soluciona del todo el problema de los residuos plásticos pero el poder reducir la cantidad de desechos sí tiene un gran valor. Till Tiso abordó los procesos upcycling desde procesos biotecnológicos, consistentes en utilizar materiales de desecho para transfor- marlos en nuevos productos de mayor valor añadido. volátiles. La solución que han desarrollado en Pure Infinity para tintas con base disolvente, es convertir estos compuestos orgánicos vo- látiles en energía verde que se reutiliza en la fábrica, a partir de la tecnología BONCUS. Ya han trabajado en el prototipo junto a Javier Álvarez-Hornos y ahora están a la espera de construir la primera planta en una empresa de impresión flexográfica. Finalmente, concluyó la sección Bernat Iba- ñez de BECSA con su ponencia sobre “Valo- rización de plásticos desde el punto de vista de una empresa de gestión de RSU”, donde dio su visión desde una empresa de gestión de residuos (RSU). La empresa se encarga desde la recogida de residuos hasta la reintroducción de nuevos productos en el mercado. Bernat habló sobre la legislación vigente en relación al reciclado y también respecto a los bioplásticos de degradación lenta, siendo necesario acelerar esta degra- dación para evitar problemas provocados en las plantas de gestión de residuos. Esto les ha llevado a impulsar diferentes proyectos como es BIO2LAC para la obtención de biogás y áci- do láctico a partir de biomasa. Sesión 7. Casos de Éxito La séptima y última sesión moderada por Pa- blo Ferrero, tenía como objetivo mostrar al- gunos de los avances o desarrollos llevados a cabo con éxito en esta temática. El primer ponente de la sesión, Apostolis Koutinas (Assistant Professor at Agri- cultural University of Athens) habló sobre “Critical techno-economic and environ- mental aspects in sustainable biopoly- mer production in the circular bioecono- my era”. Se comentaron diferentes estudios de factores económicos asociados a procesos biotecnológicos para obtener plásticos bioba- sados (como el PHB o el PBS). Seguidamente Lenka Mynářová (Member of the Board NAFIGATE Corporation) ex- puso la charla “Hydal PHA - nueva solu- ción biotecnológica circular para la in- dustria del plástico”. Lenka trató la idea detrás del proyecto Hydal, que ha llevado a utilizar el PHA en cosmética o biomedicina. El Artículos Índice Noticias 16REVISTA DE PLÁSTICOS MODERNOS Vol. 123 Número 779 Junio 2022 ANTERIOR 26: SIGUIENTE 26: ANTERIOR 37: SIGUIENTE 37: ANTERIOR 24: SIGUIENTE 24: ANTERIOR 25: SIGUIENTE 25: ANTERIOR 44: SIGUIENTE 44:
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