Grant: Alliance Grants
Institut national de la recherche scientifique
$403,480.00
Flexible packaging with barrier properties from biomass extraction
FY 2023-24
Summary
Canada generates 11.2 Mmt of food waste each year. This generates 56.6 million tonnes of CO2-equivalent emissions. Experts predict it will increase 20-fold by 2030. In addition to this food waste, 30% of all plastics (petroleum-based packaging, or PBP) are used to package food, making it one of the highest sources of environmental pollution. The production and processing of PBPs consumes energy, causing high GHG emissions and plastic pollution. There is a need to replace PBPs by bioactive bio-based polymers (BBBPs) which mimic PBPs performance and barrier characteristics while reducing CO2 emissions and reducing food waste. PBP production takes 65% more energy than BBBPs resulting in 70% more gas emissions than BBBPs. PBPs emit about 3.5 kgs CO2 eq/kg of product whereas poly lactic acid (PLA) emits about half. Production of BBBPs derived directly from biomass like we intend to use typically emit a third that of PLA and seven times less than PBPs. High gas barrier films from our BBBP inputs would consist of polysaccharides (PLS) and proteins (P) extracted from biomass ex: waste of wheat, onion or beer production and incorporating natural antimicrobial ingredients to combat cheese waste. This novel research uses food waste to produce low carbon footprint food packaging barrier films that are compostable and extend shelf life. The objectives are: 1-Extract PLS and P in food waste by-products; 2-Evaluate their functionality in mixtures; 3- Functionalize and crosslink for novel BBBPs flexible film development; 4-Incorporate bioactive compounds extracted from food waste; 5-Characterize the films; 6- Make in situ tests on cheese in collaboration with Alte Rego who will participate in the development and provide BBBPs flexible film and Fromagerie Bergeron who will participate in situ and pilot assay and share industrial need. 1-Nature Climate Change, 2019, 9, 374-8; 2-Procedia, 2015, CIRP 29, 462-467 Le Canada génère 11,2 Mt de déchets alimentaires chaque année. Cela génère 56,6 millions de tonnes d'émissions d'équivalent CO2. Les experts prédisent qu'il sera multiplié par 20 d'ici 2030. En plus de ce gaspillage alimentaire, 30 % de tous les plastiques (emballages à base de pétrole, ou PBP) sont utilisés pour emballer les aliments, ce qui en fait l'une des principales sources de pollution environnementale. La production et le traitement des PBP consomment de l'énergie, entraînant de fortes émissions de GES et une pollution plastique. Il est nécessaire de remplacer les PBP par des polymères bioactifs biosourcés (BBBP) qui imitent les performances et les caractéristiques de barrière des PBP tout en réduisant les émissions de CO2 et le gaspillage alimentaire. La production de PBP consomme 65 % plus d'énergie que les BBBP, ce qui entraîne 70 % d'émissions de gaz de plus que les BBBP. Les PBP émettent environ 3,5 kg d'équivalent CO2/kg de produit alors que le PLA en émet environ la moitié. La production de BBBP dérivés directement de la biomasse comme nous avons l'intention d'utiliser émet généralement un tiers de celle du poly lactic acid (PLA) et sept fois moins que les PBP. Les films haute barrière aux gaz issus de nos intrants BBBP seraient constitués de polysaccharides (PLS) et de protéines (P) extraits de la biomasse ex : déchets de production de blé, d'oignon ou de bière et incorporant des ingrédients antimicrobiens naturels pour lutter contre les déchets de fromage. Cette nouvelle recherche utilise les déchets alimentaires pour produire des films barrières d'emballage alimentaire à faible empreinte carbone qui sont compostables et prolongent la durée de conservation. Les objectifs sont : 1-Extraire le PLS et le P des sous-produits des déchets alimentaires ; 2-Évaluer leur fonctionnalité dans les mélanges ; 3- Fonctionnaliser et réticuler pour le développement de nouveaux films flexibles BBBP ; 4-Incorporer des composés bioactifs de déchets alimentaires ; 5-Caractériser les films ; 6- Faire des tests in situ sur le fromage en collaboration avec Alte Rego qui participera au développement et fournira le film souple BBBPs et la Fromagerie Bergeron qui participera au test in situ et pilote et partagera les besoins industriels.
Program
Alliance Grants
Location
Quebec, Canada
Recipient Type
Academia
Type
Grant
Source
NSERC's Awards Data
As published
Application id
577086-2022
Name nom
Lacroix, Monique ML
Department département
INRS-Institut Armand-Frappier, Centre
Organization id
56
Institution établissement
Institut national de la recherche scientifique
Province en
Québec
Province fr
Québec
Country en
CANADA
Country fr
CANADA
Fiscal year exercice financier
2023
Competition year année de concours
2022
Award amount
403480
Program id
ALLRP
Program name en
Alliance Grants
Program name fr
Subventions Alliance
Group en
RESEARCH PARTNERSHIPS
Group fr
PARTENARIATS DE RECHERCHE
Committee code
96
Committee name en
RPP Internal Decision Cttee
Committee name fr
Cté de décision interne - PPR
Area of application code
1208
Area of application group en
Advancement of knowledge
Area of application group fr
Avancement des connaissances
Area of application en
Materials sciences
Area of application fr
Sciences des matériaux
Research subject code
6100
Research subject group en
Food science and technology
Research subject group fr
Food science and technology
Research subject en
Science et technologie de l'alimentation
Research subject fr
Science et technologie de l'alimentation
Application title
Flexible packaging with barrier properties from biomass extraction
Keyword
bioactive polymers; biosourced polymers; compostable films; decarbonized packaging; food waste valorisation
Application summary
Canada generates 11.2 Mmt of food waste each year. This generates 56.6 million tonnes of CO2-equivalent emissions. Experts predict it will increase 20-fold by 2030. In addition to this food waste, 30% of all plastics (petroleum-based packaging, or PBP) are used to package food, making it one of the highest sources of environmental pollution. The production and processing of PBPs consumes energy, causing high GHG emissions and plastic pollution. There is a need to replace PBPs by bioactive bio-based polymers (BBBPs) which mimic PBPs performance and barrier characteristics while reducing CO2 emissions and reducing food waste. PBP production takes 65% more energy than BBBPs resulting in 70% more gas emissions than BBBPs. PBPs emit about 3.5 kgs CO2 eq/kg of product whereas poly lactic acid (PLA) emits about half. Production of BBBPs derived directly from biomass like we intend to use typically emit a third that of PLA and seven times less than PBPs. High gas barrier films from our BBBP inputs would consist of polysaccharides (PLS) and proteins (P) extracted from biomass ex: waste of wheat, onion or beer production and incorporating natural antimicrobial ingredients to combat cheese waste. This novel research uses food waste to produce low carbon footprint food packaging barrier films that are compostable and extend shelf life. The objectives are: 1-Extract PLS and P in food waste by-products; 2-Evaluate their functionality in mixtures; 3- Functionalize and crosslink for novel BBBPs flexible film development; 4-Incorporate bioactive compounds extracted from food waste; 5-Characterize the films; 6- Make in situ tests on cheese in collaboration with Alte Rego who will participate in the development and provide BBBPs flexible film and Fromagerie Bergeron who will participate in situ and pilot assay and share industrial need. 1-Nature Climate Change, 2019, 9, 374-8; 2-Procedia, 2015, CIRP 29, 462-467 Le Canada génère 11,2 Mt de déchets alimentaires chaque année. Cela génère 56,6 millions de tonnes d'émissions d'équivalent CO2. Les experts prédisent qu'il sera multiplié par 20 d'ici 2030. En plus de ce gaspillage alimentaire, 30 % de tous les plastiques (emballages à base de pétrole, ou PBP) sont utilisés pour emballer les aliments, ce qui en fait l'une des principales sources de pollution environnementale. La production et le traitement des PBP consomment de l'énergie, entraînant de fortes émissions de GES et une pollution plastique. Il est nécessaire de remplacer les PBP par des polymères bioactifs biosourcés (BBBP) qui imitent les performances et les caractéristiques de barrière des PBP tout en réduisant les émissions de CO2 et le gaspillage alimentaire. La production de PBP consomme 65 % plus d'énergie que les BBBP, ce qui entraîne 70 % d'émissions de gaz de plus que les BBBP. Les PBP émettent environ 3,5 kg d'équivalent CO2/kg de produit alors que le PLA en émet environ la moitié. La production de BBBP dérivés directement de la biomasse comme nous avons l'intention d'utiliser émet généralement un tiers de celle du poly lactic acid (PLA) et sept fois moins que les PBP. Les films haute barrière aux gaz issus de nos intrants BBBP seraient constitués de polysaccharides (PLS) et de protéines (P) extraits de la biomasse ex : déchets de production de blé, d'oignon ou de bière et incorporant des ingrédients antimicrobiens naturels pour lutter contre les déchets de fromage. Cette nouvelle recherche utilise les déchets alimentaires pour produire des films barrières d'emballage alimentaire à faible empreinte carbone qui sont compostables et prolongent la durée de conservation. Les objectifs sont : 1-Extraire le PLS et le P des sous-produits des déchets alimentaires ; 2-Évaluer leur fonctionnalité dans les mélanges ; 3- Fonctionnaliser et réticuler pour le développement de nouveaux films flexibles BBBP ; 4-Incorporer des composés bioactifs de déchets alimentaires ; 5-Caractériser les films ; 6- Faire des tests in situ sur le fromage en collaboration avec Alte Rego qui participera au développement et fournira le film souple BBBPs et la Fromagerie Bergeron qui participera au test in situ et pilote et partagera les besoins industriels.