Betulin från björknäver: Fuktspärr för moderna förpackningar – steg1

Skogsindustrin har en stor betydelse för svensk ekonomi och samtidigt genereras årligen tusentals ton underutnyttjade restmaterial i form av exempelvis bark. Vid Holmens kartongbruk i Iggesund genereras minst 70 kton björkbark som restprodukt årligen. Idag används barken för energiproduktion. Det finns goda möjligheter, att utvinna värdefulla ämnen ur barken innan den bränns. Ett exempel är betulin, en terpen-baserad huvudbeståndsdel i björkbarkens yttre del – näver. Betulin ger björken dess karaktäristiska vita färg. Betulin har en stor potential att användas som barriär mot fukt och vatten i förpackningar. Den är stark vattenavstötande och hindrar tillväxt av mögel och annan mikrobiell aktivitet. Med sina ljusspridande egenskaper verkar den som ett pigment. Den är oproblematisk i livmedelskontakt och används i kosmetika och läkemedel. Holmen arbetar redan med utvinning av betulin i större skala.

Projektet planerar att, i samverkan mellan akademi och industri, ta fram 100 procent biobaserade produkter från skogen, i detta fall en kartong bestruken med en grön latex med betulin från björknäver.

Utmaningen ligger i att skräddarsy polariteten (ytladdningen) hos betulin för att förbättra dess vidhäftningsegenskaper på cellulosabaserade ytor, utan att förstöra dess övriga goda egenskaper; ett idag olöst problem vilket detta projekt adresserar.

Projektets mål är att skapa en ny värdekedja för näver, och genom att omvandla betulin till ett material som kan användas i pappers- och kartongtillverkning ska projektet skapa möjligheter för förnybara, skogsbaserade fuktbarriärer för livsmedelsförpackningar.

Därför är detta viktigt

Beläggningar som ger papper och kartong skyddande funktioner består idag av syntetiska polymerer. Mängderna är betydande, förbrukningen i Sverige kan uppskattas till väl över 200 kton årligen. Att använda inhemska förnybara råvaror för att tillverka gröna barriärer för att ge papper och kartong vattenavstötande egenskaper är ett nyckelsteg för att skapa cirkulära materialflöden inom förpackningsområdet.

Förväntat resultat

Projektets hypotes är att grön kemi och bioteknik är en bra strategi för att omvandla betulin till förnybara byggstenar lämpade som fuktspärr för livsmedelsförpackningar. Projektet vill anpassa betulin för bättre vidhäftningsförmåga på pappers- och kartongyta. Detta sker med vattenbaserade reaktionssystem under milda reaktionsbetingelser., för att inte förstöra strukturen som är mycket lämplig för bestrykning.

För hypotesprövning kommer projektet att använda grön kemi och bioteknik för att koppla på funktionella ”handtag” för att på så vis ge betulin samma egenskaper som uppvisas av de syntetiska alternativ som finns idag. Reaktionsprodukten kommer sedan att utvärderas av Holmen i barriärapplikationer.

Deltagare

Holmen AB och KTH.

Budget & tidplan

Projektet har en total budget på 1,4 MSEK och kommer att pågå under sex månader – mellan november 2020 till mars 2021.