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El origen del pan en la impresión 3D
En Rebread estamos explorando formas de utilizar el pan sobrante como materia prima para crear productos nuevos y sostenibles. Conocíamos las posibilidades de utilizar biopolímeros en la impresión 3D, como el almidón de maíz o la remolacha azucarera. Entonces, ¿por qué no aprovechar los flujos secundarios de los excedentes de panadería o pan?
"Cualquier forma de evitar que el pan se convierta en residuo y mantenerlo en un ciclo de producción cerrado es la correcta. Buscamos soluciones que podamos aplicar a escala mundial. Nuestro amigo mencionó la empresa de alta tecnología Sygnis, que podría estar abierta a una colaboración de este tipo",
- comenta Bartlomiej Rak, Director General de Rebread.
La colaboración estimula la innovación
La cooperación es esencial para encontrar soluciones a la gestión de los residuos del pan. Andrzej Burgs, director general de Sygnis S.A., reaccionó a la idea con gran entusiasmo. Rápidamente se declaró dispuesto a cooperar y probar el potencial de reutilización del pan no vendido en la producción de material de impresión 3D.
Entregamos una bolsa de pan sobrante al parque de maquinaria de Sygnis, y empezamos a trabajar para explorar las tendencias en la utilización de los residuos del pan: crear un filamento utilizando plástico biodegradable PLA (polilactida) combinado con pan.
El papel de las máquinas 3devo en el éxito
El trabajo sobre esta solución de residuos de pan no habría sido posible sin las máquinas de la empresa holandesa 3devo, que permiten realizar ensayos con materiales innovadores como el pan molido. Su misión es promover prácticas de impresión 3D sostenibles cerrando los bucles de materiales. Esto supone un sinfín de posibilidades para la valorización de los residuos de panadería.
Joanna Wądołowska-Frej, ingeniera del departamento de I+D de Sygnis:
"Trabajamos con 3devo porque nuestras visiones de futuro coinciden. Queremos cuidar el medio ambiente promoviendo tecnologías verdes que nos acerquen al cierre del ciclo de los residuos. Estamos comprometidos con el desarrollo del potencial de reciclaje de los materiales de impresión 3D no sólo dentro de nuestro parque de maquinaria, sino también en entornos industriales y de investigación. Gracias a las soluciones de nuestro socio holandés, la investigación de nuevos materiales es más fácil de llevar a cabo y todo el ecosistema de equipos ocupa poco espacio, ofreciendo a cambio infinitas posibilidades."
Cómo funciona el tratamiento
Podemos moler el pan negro fácilmente porque no contiene agua. A continuación, lo mezclamos con gránulos de polímero en una proporción de 1:9 y podemos extruirlo con éxito utilizando la máquina 3devo Composer 450.
Tras moler el pan, la mezcla previamente preparada de granulado y pan se vierte en la tolva o embudo. La mezcla se introduce en un sinfín/tornillo con una geometría que facilita la mezcla homogénea del polímero y el aditivo. Esto significa que ambos componentes se mezclan de forma homogénea y uniforme.
Para lograr la fusión completa del polímero, el tornillo sinfín guía el material a través de cuatro zonas de calentamiento, cada una de las cuales tiene una temperatura adecuada fijada de forma independiente. Ésta no puede ser ni demasiado alta ni demasiado baja. Esto permite cambiar el estado de agregación del material al ritmo adecuado sin modificar la composición química de la mezcla.
El extrusor situado en el extremo del husillo/tornillo tiene una boquilla con un diámetro de 3 mm, de la que fluye de forma estable el filamento prefabricado. Junto a ella hay un sensor que comprueba el diámetro del filamento. Indica si el material resultante tiene un diámetro constante. Además, la extrusora es capaz de ajustar automáticamente la fuerza de tracción para mantener el diámetro fijado por el usuario.
¿Qué significa esto? Significa que la máquina es capaz de mantener sus propios parámetros de funcionamiento para volver a crear el filamento de impresión 3D.
Lo que hemos conseguido
Gracias a esta colaboración, Rebread y Sygnis crearon un filamento para impresión 3D compuesto por un 90% de PLA y un 10% de pan sobrante. Este filamento apoya las innovaciones sostenibles al tiempo que aborda los residuos de panadería.
A pesar de las dificultades para perfeccionar la mezcla de polímeros, los perfiles de material ya preparados de 3devo facilitaron un proceso de desarrollo sin problemas.
"Lo más difícil fue preparar la mezcla adecuada de polímero con pan negro. Todo el proceso fue bastante fluido, ya que 3devo proporciona perfiles de materiales ya preparados para los termoplásticos más populares para la impresión 3D. Facilitan el trabajo con nuevas mezclas y la experimentación independiente",
- comenta Natalia Pawlowska, ingeniera junior del departamento de I+D de Sygnis S.A.
Más innovaciones
En Polonia se desperdician anualmente unos 2 millones de toneladas de pan, lo que pone de manifiesto tanto un reto importante como una oportunidad para encontrar soluciones innovadoras a los residuos de pan. El pan sin vender tiene un enorme potencial como materia prima versátil para diversas industrias.
As explica Bartlomiej Rak,
"Nuestro objetivo es inspirar a otros y fomentar la colaboración entre diferentes industrias que trabajarán juntas para no desperdiciar alimentos y cuidar el circuito cerrado en los negocios. Nuestro proyecto con Sygnis muestra brillantemente cómo los residuos de la industria alimentaria pueden convertirse en materia prima en una industria completamente diferente."
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