Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 Projekt LEAP se ukvarja z izzivi reše- vanja problematike odpadne plastične embalaže v strategiji EU v smislu za- menjave z bolj reciklabilnimi materiali (Direktiva (EU) 94/62/ES). Osnovni iz- ziv na tem področju je prehod v odgo- vornejše ravnanje z viri, ki poleg izdelkov z nizkim okoljskim odtisom zajema tudi celovit sistem zbi- ranja in izkoriščanja lokalnih obnovljivih surovinskih virov ter zmanjšanja odlaganja in sežiganja odpadne embalaže (Strategija razvoja Slovenije 2030). Emba- laža iz celuloze se uveljavlja kot trajnostni pristop v industriji embalaže, ki izkorišča reciklirane in obno- vljive vire, kot so lesna vlakna in rastlinska biomasa. Proizvodni postopek obsega razgradnjo teh materi- alov v kašo, oblikovanje v kalupih, sušenje in končno obdelavo. Tovrstna embalaža igra ključno vlogo pri zmanjševanju okoljskega odtisa zaradi svoje bioraz- gradljivosti in reciklabilnosti ter hkrati nudi izjemne lastnosti za zaščito izdelkov. Kljub številnim predno- stim se industrija sooča z izzivi, povezanimi z ome- jeno razpoložljivostjo surovin in energetsko intenziv- nostjo proizvodnih procesov. Prav tako pa mehanske lastnosti celulozne embalaže niso primerljive s kon- vencionalno polimerno embalažo. Embalaža na celulozni osnovi (lita celuloza, karton itd.) predstavlja uveljavljene rešitve za trajnostno embalažo v živilski industriji, vendar pa imajo ti ma- teriali slabše blažilne in zaščitne karakteristike, zato njihova uporaba še ni razširjena na industrijsko em- balažo zahtevnejših in transportno bolj obremenje- nih produktov. Za reševanje navedenih izzivov se v okviru projekta LEAP vzpostavlja nova inovativna zelena tehnologija razvoja industrijske embalaže 16 PREDSTAVITEV Laboratorij LADISK na Fakulteti za strojništvo Univerze v Ljubljani deluje kot koordinator projekta LEAP, katerega cilj je razvoj naslednje generacije trajnostne funkcionalne em- balaže. Ta vključuje gradnike iz odpadne biomase invazivnih tujerodnih rastlinskih vrst in omogoča izdelavo novih, konstrukcijsko visoko zmogljivih embalažnih rešitev. Projekt je izjemno pomemben, saj se osredotoča na trajnostni prehod v krožno ekonomijo, ki te- melji na biološki razgradljivosti in zmanjšanju porabe deviških materialnih virov, obenem pa obravnava problematiko recikliranja odpadkov tujerodnih rastlinskih vrst. leap - razV oj zaščItne embalaže Iz alternatIVnIh lIgnoceluloznIh VlaKen Gregor Čepon, Gregor Ševerkar, Miha Pogačar, Urška Kavčič, David Ravnjak, Jawad Elomari, Aleš Mihelič, Miha Boltežar Prof. dr. Gregor Čepon, univ. dipl. inž., Gregor Ševerkar, dr. Miha Pogačar, univ. dipl. inž., vsi Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo; dr. Urška Kavčič, univ. dipl. inž., dr. David Rav- njak, univ. dipl. inž., oba Inštitut za celulozo in papir, Ljubljana; dr. Jawad Elomari, SINTEF, Trondheim, Norveška; dr. Aleš Mihelič, univ. dipl. inž., Gorenje, d. o. o., Velenje; prof. dr. Miha Bol- težar, univ. dipl. inž., Univerza v Ljubljani, Fakul- teta za strojništvo Slika 1 : Struktura projekta LEAP Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 iz alternativnih celuloznih vlaken, ki bo primerna tudi za embalažo težjih izdelkov pri zahtevnih tran- sportnih pogojih. Za doseganje ciljnih zaščitnih in blažilnih karakteristik embalaže je predviden razvoj inovativnega odprtokodnega ekspertnega siste- ma. Poleg tega bo projekt naslavljal problematiko odpadka tujerodnih invazivnih rastlinskih vrst, saj bodo te prepoznane kot strateško pomembne su- rovine za izdelavo embalaže iz alternativnih celu- loznih vlaken. Učinki projekta se bodo odražali v vzpostavitvi nove vrednostne verige, ki bo delovala po principu zaprte zanke krožnega gospodarstva in bo omogočala ekodizajn industrijske embalaže. Najpomembnejši pa bodo okoljski učinki, saj so štu- dije pokazale, da lahko zamenjava plastične z alter- nativno celulozno embalažo zmanjša količino emisij CO2 v življenjskem ciklu. Sodelujoči partnerji izka- zujejo diverzificirano strukturo, tako da strateško razvojno-inovacijsko partnerstvo v okviru projekta pokriva vse stranice trikotnika znanja: Fakulteta za strojništvo Univerze v Ljubljani kot izobraževalno- -raziskovalna inštitucija, Inštitut za celulozo in papir in SINTEF kot vrhunski raziskovalni ustanovi in GO- RENJE ter SUROVINA kot predstavnika industrij, potrebnih za snovanje nove trajnostne embalaže po načelih ekonomije zaključenih snovnih tokov. V okviru projekta smo že uspešno demonstrirali funkcionalnost tako razvite embalaže z različnim deležem lignoceluloznih vlaken iz tujerodnih ra- stlinskih vrst. Za prototipno geometrijo embalaže smo izbrali obliko enostavnega lončka oziroma pri- sekanega stožca (slika 2). Zaradi enostavnosti smo se odločili za postopek vakuumskega termoformiranja. Postopek je sesta- vljen iz dveh glavnih korakov, in sicer vakuumskega oblikovanja in sušenja. Za potrebe vakuumskega formiranja smo izdelali luknjičasti kalup s FDM- po- stopkom 3D-tiska. Materialne lastnosti smo ovre- dnotili na osnovi nateznih in tlačnih testov na uni- verzalnem trgalnem stroju (slika 3). Na osnovi izvedenih testov je bilo razvidno, da li- gnocelulozna vlakna iz invazivnih tujerodnih ra- stlinskih vrst v splošnem ne povzročajo zmanjšane sposobnosti zaščitne funkcije embalaže. S tega vi- dika je bila v nadaljevanju izvedena demonstracija načrtovanja embalaže za indukcijsko ploščo DOMI- NO podjetja Gorenje. Postopek izdelave prototipne embalaže z uporabo 3D natisnjenih orodij je prika- zan na sliki 4. Na sliki 5 je prikazana razvita končna embalaža za indukcijsko ploščo Gorenje DOMINO (slika 4). 17 PREDSTAVITEV Slika 2 : Prototipni vzorci embalaže Slika 4 : Postopek izdelave embalaže za indukcijsko ploščo Gorenje DOMINO Slika 3 : Izvedba nateznih in tlačnih testov Ventil 1 / 2024 • Letnik 30 PREDSTAVITEV Ocenjujemo, da bodo rezultati projekta osnova za razvoj novih poslovnih modelov v tem segmentu tudi po končanju projekta. Tako bodo imela korist od projekta vsa podjetja in raziskovalne inštitucije, ki težijo k uvajanju najnaprednejše zelene tehnolo- gije izdelave embalaže. Preko komunikacijskih ak- tivnosti projektnih partnerjev, ki bodo zajemale vso vertikalo od osnovnih in srednjih šol, fakultet, pod- jetij in ostale zainteresirane javnosti, pa bo potekalo izobraževanje o pomenu krožnega gospodarstva in okoljskih vidikov uporabe embalaže iz alternativnih celuloznih vlaken. Rezultati projekta LEAP bodo predstavljeni na javnem dogodku 3. 4. 2024 v pro- storih Inštituta za celulozo in papir. Več o dogod- ku pa lahko preverite na: https:/ /www.project-leap. com/Event.html. Slika 5 : Indukcijska plošča Gorenje DOMINO v zaščitni embalaži Projekt financira Ministrstvo za kohezijo in regonalni razvoj v okviru Norveškega finančnega mehanizma Norway Grants Poletna šola strojništva za učence 27. - 30. avgust 2024 Zasnuj, izdelaj, preizkusi!!