Vaisselle compostable à usage unique
Films polymères mécaniquement stables et résistants à l'eau grâce à des revêtements biosourcés
Pour protéger l'environnement, en particulier les océans, de nombreux produits en plastique à usage unique sont interdits dans l'UE. En revanche, les produits à usage unique fabriqués à partir de polymères naturels non modifiés sont autorisés. C'est dans cette optique que des chercheurs de l'Institut Fraunhofer pour la recherche sur le bois, le Wilhelm-Klauditz-Institut WKI, se sont associés à des partenaires pour mettre au point de la vaisselle compostable à usage unique à partir de résidus agricoles locaux issus de la production de sucre.
Le nouveau film fabriqué à partir de pulpe de betterave sucrière est thermoformé en pièces moulées en 3D, telles que de la vaisselle à usage unique, dans le cadre d'un programme pilote du Fraunhofer WKI.
© Fraunhofer WKI
De nombreux produits en plastique à usage unique sont interdits dans l'UE depuis le 3 juillet 2021 et ne peuvent donc plus être produits ou commercialisés. Cependant, les solutions réutilisables ecofriendlier ne constituent pas une alternative réalisable pour tous les domaines d'application. On manque de solutions pour des articles à usage unique fonctionnels et respectueux de l'environnement pour les foires commerciales, les festivals et d'autres événements, par exemple. Selon la directive européenne sur les plastiques à usage unique (SUPD), les seuls produits à usage unique autorisés à partir de 2021 sont ceux fabriqués à partir de polymères non modifiés présents naturellement dans l'environnement. Comme alternative durable, des chercheurs du Fraunhofer WKI travaillent avec l'Institut de biotechnologie de l'université RWTH d'Aix-la-Chapelle et Pfeifer & Langen GmbH & Co. KG dans le cadre du projet EBRA (voir ci-dessous) pour développer des composés et des films polymères à base de résidus végétaux régionaux issus de la production alimentaire, qui peuvent être transformés en articles tels que des assiettes et des ustensiles.
Renforcer les marchés régionaux
"Les flux de déchets agricoles tels que la pulpe de betterave sucrière, associés à des polymères naturels comme l'amidon de maïs et la pectine de betterave, peuvent être utilisés comme matières premières pour la fabrication de vaisselle et d'ustensiles compostables", explique Arne Schirp, chercheur au Fraunhofer WKI de Braunschweig. La pulpe de betterave se prête particulièrement bien à une utilisation ultérieure, étant donné que les fabricants de sucre allemands en produisent déjà des quantités de l'ordre de sept tonnes métriques lors de la récolte des betteraves. La pulpe pourrait être transformée en composés directement sur le site, ce qui réduirait les trajets de transport, diminuerait les émissions deCO2 et renforcerait les marchés régionaux.
L'eau et la glycérine sont ajoutées au mélange de pulpe de betterave, d'amidon et de pectine en tant que plastifiants. Les partenaires du projet ont été chargés de réaliser une évaluation écotoxicologique, qui a démontré que le substrat ainsi produit peut être utilisé en toute sécurité au contact des aliments.
Films polymères mécaniquement stables et résistants à l'eau grâce à des revêtements biosourcés
Les matériaux doivent répondre à plusieurs critères. Tout d'abord, ils doivent être à la fois biodégradables et adaptés au compostage domestique, c'est-à-dire qu'ils peuvent être jetés dans un composteur domestique ou dans les poubelles vertes municipales. Lors de tests réalisés à titre indicatif, les chercheurs ont prouvé que les matériaux se décomposent plus rapidement que les assiettes en papier conventionnelles sur une période de 12 semaines. Ils présentent également une plus grande stabilité que le matériau de référence. Une autre exigence est qu'il doit être possible d'utiliser les équipements existants pour produire les composés et les films et les façonner en vaisselle à usage unique. Les matériaux doivent également être mécaniquement stables et résistants à l'eau pour pouvoir entrer en contact avec des aliments gras tels que les saucisses et autres plats huileux. Les chercheurs visent à atteindre cet objectif grâce à des revêtements d'origine biologique mis au point par l'université RWTH d'Aix-la-Chapelle.
"Le mélange de pulpe de betterave broyée, d'amidon de maïs et d'additifs est d'abord produit dans un mélangeur, puis transformé en granulés. Les granulés sont pressés en un film qui est ensuite enduit et, à la dernière étape, façonné en plaques", explique M. Schirp pour expliquer le processus de production. Comme les polymères utilisés ont des points de fusion bas ou n'ont pas de point de fusion du tout, il faut peu d'énergie pour produire de nouveaux matériaux à partir de ces polymères. Les résidus agricoles peuvent être recyclés dans un souci de durabilité.
Des assiettes ont déjà été produites pour servir de démonstrateurs. Les matériaux pour les ustensiles à usage unique, qui seront fabriqués par moulage par injection, sont en cours de préparation. Dans une prochaine étape, les partenaires du projet prévoient de passer à une production à l'échelle industrielle et de commencer à commercialiser les produits.
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