La conversion du dioxyde de carbone en molécules d'intérêts est un enjeu majeur de notre société moderne. Actuellement, ces réactions sont très coûteuses en énergie, impliquent de hautes pressions et températures et sont faiblement sélectives. Une alternative séduisante serait l’utilisation d’enzymes redox, i.e. des déshydrogénases, qui fonctionnent à pH neutre, température et pression ambiantes et sont très sélectives. Le frein à leur utilisation est leur stabilité et le fait qu’elles nécessitent la présence du cofacteur nicotinamide adénine dinucléotide (NAD+ / NADH), couteux et délicat à régénérer. L’immobilisation de déshydrogénases sur des supports poreux monolithiques est proposée dans ce travail de thèse dans l’objectif de développer des réacteurs en flux continu.Dans un premier temps, des monolithes siliciques à porosité hiérarchique macro- et mésoporeux ont été préparés. Des macropores plus larges allant jusqu’à 35-50 microns ont été obtenus. Dans un second temps, des synthèses de monolithes de carbone à porosité hiérarchique en une étape ou en plusieurs étapes par dépôt de carbone sur des monolithes siliciques (greffage de saccharose, suivi de polymérisation et carbonisation) ont été développées. Ce travail a permis un contrôle fin de la macro-, méso et microporosité. Des monolithes de carbone avec une surface spécifique supérieure à 1200 m2.g-1 ont notamment pu être obtenus. Ces matériaux présentent non seulement une macroporosité large (35-50 µm), mais également une mésoporosité bimodale. Au-delà d’une porosité multi-échelle, ces matériaux carbonés présentent l’avantage d’être conducteurs du courant électrique. Ils peuvent ainsi être utilisés comme support pour l’électrocatalyse enzymatique. Ces monolithes de carbones ont été utilisés pour l’immobilisation de formiates déshydrogénases connus pour pouvoir réduire le CO2 en présence du cofacteur NADH. La régénération du cofacteur est étudiée soit par voie électrochimique soit par voie biocatalytique à l'aide d'une deuxième enzyme la phosphite déshydrogénase. Des études de fonctionnalisation des monolithes carbonés pour la co-immobilisation des enzymes et du cofacteur ont également été initiées. / Carbon dioxide (CO2) is a greenhouse gas that results, in part, from human activities and causes global warming and climate change. According to the International Energy Agency, global CO2 emissions from fossil-fuel combustion reached a record high of 31.3 gigatonnes in 2011. The concept of the methanol economy, advocated by Nobel laureate Prof. George A. Olah back in the 1990s, hinges on the chemical recycling of CO2 to methanol and derived, suggesting methanol as a key substitute fuel and starting material for valuable chemicals. The recycling conversion of CO2 could be a rational way to develop an anthropogenic short-term carbon cycle. With this aim, The design of functional porous architectures depicting hierarchical and interconnected pore networks has emerged as a challenging field of research. Particularly, porous monoliths offer many advantages and can be employed as flow-through reactors for separation, catalysis and biocatalysis. This study focuses on the design of monoliths with hierarchical porosity and high surface area. Firstly, silica monoliths with both homogeneous macro- and mesopores were prepared using sol-gel chemistry and spinodal decomposition using PEO polymers. Macropore (up to 30 microns) and mesopore (up to 20 nm) diameters of the monoliths were controlled by modifying various experimental parameters (PEO molecular weight, addition of surfactants, different basic post-treatments, different temperatures, etc.). Secondly, carbonaceous replica have been prepared through hydrothermal carbonization of sucrose, subsequent pyrolysis and silica etching. These materials present large interconnected flow-trough macropores, a bimodal mesoporosity, a high surface area (up to 1400 m2 g-1) and high meso- and macropore volumes.Different enzymes were immobilized onto the monoliths amongst which formate dehydrogenases. Flow-through reactors were engineered and continuous flow biocatalysis was performed. In such systems, straightforward processes for the in situ regeneration of the enzyme cofactor, i.e. 1,4-NADH wrer developped. Flow-through reactors and their use for the enzymatic reduction of carbon dioxide into formate were designed.

<p>Простор&nbsp; Старог&nbsp; Влаха&nbsp; и&nbsp; Рашке,&nbsp; као&nbsp; средиште&nbsp; прве&nbsp; српске државе,&nbsp; располаже&nbsp; значајним&nbsp; природним&nbsp; и&nbsp; антропогеним туристичким вредностима. &nbsp;</p><p>Природни&nbsp; потенцијали,&nbsp; као&nbsp; важан&nbsp; ресурс&nbsp; развој а&nbsp; овог простора,&nbsp; огледа&nbsp; се&nbsp; у&nbsp; рељефној&nbsp;&nbsp; разноликости,&nbsp; климатској повољности,&nbsp; богатству&nbsp; хидрографских&nbsp; објеката, куриозитетним свој ствима биљног и животињског света. Антропогене&nbsp; туристичке&nbsp; вредности&nbsp; имају&nbsp; значај ну&nbsp; и вишеструку&nbsp; улогу&nbsp; у&nbsp; валоризациј и&nbsp; и&nbsp; регионализациј и туристичко-географских&nbsp; потенцијала&nbsp; Старог&nbsp; Влаха&nbsp; и Рашке.&nbsp; Оне&nbsp; се,&nbsp; као&nbsp; богато&nbsp; културно&nbsp; наслеђе,&nbsp; пре&nbsp; свега, огледају&nbsp; у&nbsp; амбијенталним&nbsp; и&nbsp; пејзажним&nbsp; вредностима урбаних&nbsp; и&nbsp; руралних&nbsp; целина,&nbsp; етнографском&nbsp; наслеђу (ношња,&nbsp; игра&nbsp; и&nbsp; обичај и),&nbsp; споменичком&nbsp; наслеђу представљеном&nbsp; верским&nbsp; објектима&nbsp; и&nbsp; споменицима&nbsp; из различитих периода бурне историје.</p><p>Анализом&nbsp; поменутих&nbsp; вредности,&nbsp; уз&nbsp; квалитетно конципирање&nbsp; економске&nbsp; политике&nbsp; и&nbsp; места&nbsp; туризма&nbsp; у&nbsp; слопу ње,&nbsp; као&nbsp; и&nbsp; изградњом&nbsp; одговарујуће&nbsp; материј алне&nbsp; базе&nbsp; за развој&nbsp;&nbsp; туризма,&nbsp; овај&nbsp;&nbsp; простор&nbsp; издвој ио&nbsp; би&nbsp; се&nbsp; из&nbsp; групе нај неразвиjенијих&nbsp; у нашој&nbsp; земљи.</p> / <p>Prostor&nbsp; Starog&nbsp; Vlaha&nbsp; i&nbsp; Raške,&nbsp; kao&nbsp; središte&nbsp; prve&nbsp; srpske države,&nbsp; raspolaže&nbsp; značajnim&nbsp; prirodnim&nbsp; i&nbsp; antropogenim turističkim vrednostima. &nbsp;</p><p>Prirodni&nbsp; potencijali,&nbsp; kao&nbsp; važan&nbsp; resurs&nbsp; razvoj a&nbsp; ovog prostora,&nbsp; ogleda&nbsp; se&nbsp; u&nbsp; reljefnoj&nbsp;&nbsp; raznolikosti,&nbsp; klimatskoj povoljnosti,&nbsp; bogatstvu&nbsp; hidrografskih&nbsp; objekata, kuriozitetnim svoj stvima biljnog i životinjskog sveta. Antropogene&nbsp; turističke&nbsp; vrednosti&nbsp; imaju&nbsp; značaj nu&nbsp; i višestruku&nbsp; ulogu&nbsp; u&nbsp; valorizacij i&nbsp; i&nbsp; regionalizacij i turističko-geografskih&nbsp; potencijala&nbsp; Starog&nbsp; Vlaha&nbsp; i Raške.&nbsp; One&nbsp; se,&nbsp; kao&nbsp; bogato&nbsp; kulturno&nbsp; nasleđe,&nbsp; pre&nbsp; svega, ogledaju&nbsp; u&nbsp; ambijentalnim&nbsp; i&nbsp; pejzažnim&nbsp; vrednostima urbanih&nbsp; i&nbsp; ruralnih&nbsp; celina,&nbsp; etnografskom&nbsp; nasleđu (nošnja,&nbsp; igra&nbsp; i&nbsp; običaj i),&nbsp; spomeničkom&nbsp; nasleđu predstavljenom&nbsp; verskim&nbsp; objektima&nbsp; i&nbsp; spomenicima&nbsp; iz različitih perioda burne istorije.</p><p>Analizom&nbsp; pomenutih&nbsp; vrednosti,&nbsp; uz&nbsp; kvalitetno koncipiranje&nbsp; ekonomske&nbsp; politike&nbsp; i&nbsp; mesta&nbsp; turizma&nbsp; u&nbsp; slopu nje,&nbsp; kao&nbsp; i&nbsp; izgradnjom&nbsp; odgovarujuće&nbsp; materij alne&nbsp; baze&nbsp; za razvoj&nbsp;&nbsp; turizma,&nbsp; ovaj&nbsp;&nbsp; prostor&nbsp; izdvoj io&nbsp; bi&nbsp; se&nbsp; iz&nbsp; grupe naj nerazvijenijih&nbsp; u našoj&nbsp; zemlji.</p> / <p>The&nbsp; region&nbsp; of&nbsp; Stari&nbsp; Vlah and&nbsp; Raska,&nbsp; as&nbsp; the&nbsp; centre of&nbsp;&nbsp; the&nbsp; very first&nbsp; Serbian&nbsp; state,&nbsp; has&nbsp; important&nbsp; natural&nbsp;&nbsp; and&nbsp; anthropogenic tourist values.</p><p>The&nbsp; variety&nbsp; of&nbsp;&nbsp; relief ,&nbsp; climate&nbsp; advantage,&nbsp; hydrographic objects&rsquo;&nbsp; wealth,&nbsp; very&nbsp; rare&nbsp; characteristics&nbsp; of&nbsp; flora&nbsp; and&nbsp; fauna make&nbsp; natural&nbsp;&nbsp; potentials,&nbsp; as&nbsp; a&nbsp; very&nbsp; important&nbsp; resource&nbsp; of&nbsp;&nbsp; this regi on&rsquo;s devel opment.</p><p>The&nbsp; anthropogenic&nbsp; tourist&nbsp; values&nbsp; have&nbsp; an&nbsp; important&nbsp; and multiple&nbsp; role&nbsp; concerning&nbsp; valorization&nbsp; and&nbsp; regionalization&nbsp; of the&nbsp; tourist&nbsp; &ndash;&nbsp; geographical&nbsp;&nbsp; potentials&nbsp; of&nbsp;&nbsp; Stari&nbsp;&nbsp; Vlah&nbsp; and&nbsp; Raska region.&nbsp; As&nbsp; a&nbsp; rich&nbsp; cultural&nbsp; heritage,&nbsp; in&nbsp; fact,&nbsp; they&nbsp; are&nbsp; in environmental&nbsp;&nbsp; and&nbsp; landscape&nbsp; values&nbsp; of&nbsp; the&nbsp; urban&nbsp; and&nbsp; rural ent i t i es,&nbsp; in&nbsp; ethnographic&nbsp; heri tage&nbsp; (nati onal&nbsp;&nbsp; costumes,&nbsp; dance and&nbsp; customs),&nbsp; in monumental&nbsp;&nbsp; heri tage presented by religious obj ects&nbsp; and&nbsp; monuments&nbsp; from&nbsp; different&nbsp; times&nbsp; of&nbsp;&nbsp; Serbian turbulent history.</p><p>This&nbsp; region&nbsp; could&nbsp; be&nbsp; marked&nbsp; off&nbsp; from&nbsp; group&nbsp; of&nbsp; the&nbsp; most undeveloped&nbsp; regions&nbsp; in&nbsp; our&nbsp; country&nbsp; by&nbsp; analyzing&nbsp; the mentioned&nbsp; values&nbsp; and&nbsp; by&nbsp; managing&nbsp; the&nbsp; right&nbsp; concept&nbsp; of economic&nbsp; policy&nbsp; and&nbsp; tourism&nbsp; inside&nbsp; it,&nbsp; as&nbsp; well&nbsp; as&nbsp; by constructing&nbsp; the&nbsp; convenient&nbsp; materi al&nbsp; base&nbsp; for&nbsp; tourism development.</p>

En France, les volumes de sédiments de dragage générés chaque année pour la maintenance des ports et des voies navigables sont estimés à environ 50 millions de mètres cubes. La gestion de ces sédiments représente un enjeu économique, social et environnemental pour les gestionnaires. Aujourd’hui, l’une des solutions privilégiées est le développement de la gestion à terre de ces matériaux, qui consiste à les réutiliser comme matières premières secondaires en substitution partielle ou totale de matières nobles. De nombreux travaux de recherche ont été effectués sur la problématique de la valorisation des sédiments de dragage et de curage et de nouvelles filières sont actuellement toujours à l’étude (ciments, enrochements pour travaux maritimes et fluviaux, bétons cellulaires, granulats artificiels, etc.). Ce travail de thèse s’inscrit dans un contexte d’économie circulaire et vise à permettre le développement d’une gestion durable et responsable des ressources naturelles non renouvelables. Ceci à travers la réutilisation des sédiments de dragage dans la formulation de matériaux composites traités par des liants thermodurcissables ou thermoplastiques. Ainsi, après un travail de synthèse bibliographique sur les principales propriétés des sédiments de dragage, les méthodes de formulation des mortiers polymères et les modalités d’intégration des matériaux alternatifs dans ces matrices sont été décrites. Les expérimentations portent plus particulièrement sur la formulation de matériaux à partir de polymères thermodurcissables (résines de type Epoxy ou Polyester) et thermoplastiques (plastiques recyclés issus du tri des déchets). La validation des performances techniques des formulations optimisées pour chacun des traitements a été effectuée pour des usages en revêtements de sols ou en granulats légers dans des bétons hydrauliques. Enfin, la dernière partie de la thèse a été consacrée à l’étude de l’acceptabilité environnementale des nouveaux matériaux à travers la réalisation des essais de lixiviation dynamique sur monolithes. Les travaux menés ont permis de démontrer la faisabilité technique et environnementale de la valorisation des sédiments en tant que charge minérale dans des matrices polymères, avec des taux d’incorporation de sédiments significatifs pouvant atteindre jusqu’à 80 %. Ce qui confirme l’intérêt de cette typologie de traitement pour la valorisation des sédiments de dragage. / In France, the volume of dredged sediments generated each year through maintenance of ports and waterways, is estimated at around 50M cubic meters. The management of these sediments represents an economic, social and environmental stake for the managers of the waterways. Today, one of the solution is the onshore management of these sediments, which consists on their reuse as secondary raw materials in partial or total substitution of natural materials for civil engineering applications such as sub-base road materials, embankments, concrete, bricks/tiles, and cement production. In this context this study was initiated in order to define a long-term value chain for dredging sediments for a sustainable and responsible management of natural resources. This through the valorization of dredged sediments in polymer matrix mortar formulations. Indeed, this research presents an innovative solution that preserves natural resources by promoting the use of local resources, such as dredged sediments. In order to achieve this objective, the study included several phases : the first part is devoted to the state of the art concerning dredged sediments, polymer mortars and the recovery of waste in polymer mortars. In the second part, we studied recovery of sediment in thermosetting matrix polymers (Epoxy-Polyester). In the third part we studied the possibilities of incorporating sediments in recycled thermoplastic matrix. The materials from this combination have been used as lightweight aggregates for mortar formulation. Finally, in the last part was devoted to environmental monitoring of new formulated materials. This is done through leaching tests carried out on crushed samples and monoliths, to ensure the environmental safety of these materials. The result obtained with the different formulations tested, show the technical and environmental feasibility of valorization of sediments as mineral filler in polymer mortars, with sediments incorporation rates range between 50 and 80%. Indeed, the use of a polymer matrix makes it possible to have better physico-mechanical and chemical results with cementitious matrix mortars.

<p>У раду &bdquo;Етнодемографске карактеристике Старе планине у функцији туризма&ldquo; истражиће се етнографске и демографске карактеристике 99 насеља на Старој планини која се могу подредити функцији туризма. Узимајући у обзир чињеницу да се на овом простору још од давнина задржавало и вековима опстајало староседелачко становништво, са свим својим обичајима и традицијом, а да се током шездесетих и седамдесетих година 20. века то исто становништво масовно стало премештати ка локалним већим центрима, неминовно се наметнула потреба сагледавања његових кретања, евидентирање и научно проучавање тих појава и процеса, како би се трајно сачувала белешка о његовом интегритету. У раду ће бити обрађена демографска структура становништва, етно-културолошки елементи насеља, трагови старих цивилизација и старосна структура преосталих житеља у насељима. За свако насеље биће обрађени: географски положај, основне одлике насељености, легенде о настанку насеља и први помен насеља, културно-историјски споменици, култна места и број преосталих житеља.... Главни акценат целокупног истраживања биће представљање свих етно-демографских карактеристика наведених старопланинских насеља које могу бити у функцији туризма.</p> / <p>U radu &bdquo;Etnodemografske karakteristike Stare planine u funkciji turizma&ldquo; istražiće se etnografske i demografske karakteristike 99 naselja na Staroj planini koja se mogu podrediti funkciji turizma. Uzimajući u obzir činjenicu da se na ovom prostoru još od davnina zadržavalo i vekovima opstajalo starosedelačko stanovništvo, sa svim svojim običajima i tradicijom, a da se tokom šezdesetih i sedamdesetih godina 20. veka to isto stanovništvo masovno stalo premeštati ka lokalnim većim centrima, neminovno se nametnula potreba sagledavanja njegovih kretanja, evidentiranje i naučno proučavanje tih pojava i procesa, kako bi se trajno sačuvala beleška o njegovom integritetu. U radu će biti obrađena demografska struktura stanovništva, etno-kulturološki elementi naselja, tragovi starih civilizacija i starosna struktura preostalih žitelja u naseljima. Za svako naselje biće obrađeni: geografski položaj, osnovne odlike naseljenosti, legende o nastanku naselja i prvi pomen naselja, kulturno-istorijski spomenici, kultna mesta i broj preostalih žitelja.... Glavni akcenat celokupnog istraživanja biće predstavljanje svih etno-demografskih karakteristika navedenih staroplaninskih naselja koje mogu biti u funkciji turizma.</p> / <p>In the scientific work &ldquo;Ethno-demographical characteristics of Stara planina mountain in the function of tourism&rsquo;&rsquo; the ethnographical and demographical characteristics of 99 settlements of Stara planina mountain will be explored, which can be used in the function of tourism. Considering the fact that the native population with its unique tradition and customs has been living in this area for centuries and that the same population massively started emigrating towards local industrial centers during the 60&rsquo;s and the 70&rsquo;s , there is a need for observing their migrations, along with noting and scientific exploration, in purpose of preserving the note of their integrity. In the work, the demographical structure of the population will be explored, along with ethno-cultural elements of the settlements, traces of old civilizations and the age structure of the remaining inhabitants. The geographical position, population density, legends about the origin, the first written information, cultural and historical monuments, cult places and the remaining population of each settlement in the region will be explored. The main purpose of the whole exploration is going to be the presentation of the ethno-demographical characteristics of the Stara planina mountain that can be used in the function of tourism.</p>

La pyrogazéification est un procédé de conversion thermochimique prometteur pour la valorisation énergétique des biomasses et des déchets. Ce procédé conduit à la production d’un vecteur énergétique gazeux appelé « syngas » composé principalement de CO et d’H2 mais contenant également de nombreux polluants issus des déchets entrants et/ou générés au cours de la conversion. En fonction de sa pureté, le syngas peut être valorisé dans de nombreuses applications. Cependant, la formation simultanée de résidus solides (chars) sans voie de valorisation, ainsi que le coût élevé de l'étape de purification du syngas freinent le développement industriel de cette filière. Cette thèse s'intéresse à ces deux problématiques en étudiant la valorisation des chars de pyrolyse, avec ou sans adjonction de fonctions chimiques, comme adsorbants et catalyseurs pour la purification du syngas. Dans cette étude, les chars ont été produits par pyrolyse de déchets générés sur des navires de croisière et générés en quantités importantes par les sociétés modernes : Bois de Palettes Usagées, Boues de Coagulation-Floculation et Déchets Alimentaires. Une séquence de caractérisations multi-échelle a été mise en place afin de relier les caractéristiques physico-chimiques des chars aux conditions de production ainsi qu’à la nature des déchets entrants. Les chars résultants du mélange BF/DA montrent une composition chimique riche en espèces minérales tandis que les chars produits à partir de BPU sont des matériaux très majoritairement composés de carbone. L’activation à la vapeur ne modifie pas significativement la composition des chars, mais permet de développer efficacement leur porosité. L’étude s’est ensuite intéressée aux relations existant entre les propriétés physico-chimiques des chars et leur efficacité épuratoire. La capacité d’épuration d’H2S des matériaux s’est trouvée significativement améliorée par des surfaces spécifiques élevées, de hautes teneurs en espèces minérales et un pH de surface basique. Les propriétés les plus influentes pour l’activité catalytique des chars pour le craquage des goudrons (l’éthylbenzène et le benzène sont pris comme références) en gaz légers sont : la présence d’espèces minérales, la porosité et la présence de structures carbonées désordonnées dans la matrice du char. / The pyrogasification is a thermochemical process that consists in converting biomass and/or waste into a gaseous energy carrier named syngas. This syngas is mainly composed of H2 and CO but also contains many pollutants (such as tars, H2S, HCl, particles…) that must be removed before further utilization of the syngas (electricity and heat production, synthesis of biofuel or chemicals…). The production of solid residues (chars) and the cost of the syngas purification process jeopardize the industrial development of this process. This thesis aims at studying the in-situ valorisation of the pyrolysis chars, functionalized or not, as sorbent or catalyst for the syngas cleaning. In this study, pyrolysis chars have been produced by the pyrolysis of wastes generated on cruise-ships: Used Wood Pallets (UWP), Coagulation-Flocculation Sludge (CFS) and Food Waste (FW). A set of multi-scale characterizations has been performed in order to identify relationships between the physico-chemical properties of the chars, the production conditions and the nature of the initial biomass. Chars from the mixture of FW/CFS have high mineral contents while chars from UWP are mainly carbonaceous materials. The steam activation only slightly modifies the chemical composition of the chars but significantly increases their porosity. Then, the study focused on the relationships between the physico-chemical properties of the chars and their purification efficiency. The H2S sorption capacity was strongly improved by high surface areas, large mineral contents and alkaline pH surfaces. The most important properties for the catalytic activity of the chars for tar cracking reactions were: high mineral contents, large surface areas and the presence of disorganized carbon structures in the char.

La demande mondiale en fibre de carbone est estimée à 89 000 tonnes en 2020. Une quantité croissante de déchets de composites renforcés à fibres de carbone (PRFC) est donc attendue. Le recyclage des fibres de carbone, produits de forte valeur ajoutée, contenues dans les composites, présente des avantages économiques et environnementaux qui sont aujourd'hui la force motrice pour le développement des filières de recyclage. L'objectif est de récupérer les fibres de carbone afin de pouvoir envisager un réemploi dans d'autres applications. Leurs propriétés mécaniques et structurales doivent alors être le plus proche possible de celles des fibres neuves. C'est dans ce but que le procédé de vapo-thermolyse a été développé au sein du laboratoire RAPSODEE. La vapo-thermolyse est le procédé qui combine la pyrolyse et la vapeur d'eau surchauffée à pression ambiante afin de décomposer la matrice organique du composite. Le travail a consisté à effectuer une étude de l'échelle laboratoire à l'échelle pilote sur la valorisation des composites à fibres de carbone par le procédé de vapo-thermolyse. Notre étude se focalise sur les composites thermoplastiques provenant des chutes de fabrication. Deux types de composites, disponibles en industrie, avec les matrices polyamide 6 et polysulfure de phénylène ont été utilisées. Les analyses thermogravimétriques et l'étude cinétique ont permis une compréhension initiale du comportement thermique des composites et ont prouvé l'efficacité de la présence de la vapeur d'eau. A l'échelle pilote, des plans d'expériences ont été effectués pour déterminer les meilleures conditions opératoires du procédé de vapo-thermolyse, en regardant l'efficacité de la dégradation des résines polymériques et la qualité des fibres obtenues. Les fibres récupérées avec les conditions opératoires optimales sont propres, régulières et similaires aux fibres neuves. Elles conservent plus de 80 % de leur résistance à la traction initiale. Les liquides et gaz sortants du procédé ont été identifiés et quantifiés. A la fin, une analyse du cycle de vie (ACV) a permis de comparer les impacts environnementaux d'un scénario sans recyclage des composites et un autre avec recyclage par le procédé de vapo-thermolyse. Cette étude montre que la valorisation des composites par récupération des fibres de carbone, amène des avantages évidents d'un point de vue environnemental. / The global demand for carbon fiber is forecast to rise to 89,000 tonnes by 2020, therefore an increasing amount of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) waste is expect to be generated. Recycling of carbon fibers, a high value added material, from the composite waste offers both environmental and economic incentives for the development of recycling routes. The aim is to recover the carbon fibers, as close as possible to their initial state, in order to envisage a reuse in other applications. For this purpose, steam-themolysis has been developed at RAPSODEE Laboratory. Steam-thermolysis is a process that combines pyrolysis and superheated steam at atmospheric pressure to decompose the organic matrix of the composite. The work consists of a study of recovering carbon fibers by steam-thermolysis of the composites at both the laboratory and pilot scale. In this work the samples under investigation includes thermoplastic composites from manufacturing cut-offs. Two commercially available composites of polyamide and polyphenylene sulfide resins were studied. Thermo-gravimetric analyses and kinetic studies were conducted to understand the thermal behavior of the samples and to prove the efficiency of the steam-thermolysis compared to conventional pyrolysis. At the pilot scale, an experimental design was carried out to determine the best possible operational conditions of the steam-thermolysis process in terms of the removal efficiency of the polymer matrix and the quality of the recovered carbon fibers. The carbon fibers recovered from the optimized steam-thermolysis process presented a resin free and uniform surface. They retained over 80 % of their original tensile strength. The outgoing liquids and gases of the process were identified and quantified. Finally, a life cycle assessment (LCA) was performed to compare a scenario without recycling with one where the composites are recycled by steam-thermolysis. According to this study, the recycling of CFRP, with recovery of carbon fibers, provides clear environmental advantages.

<p>Национални парк &bdquo;Шар-планина&ldquo; располаже са атрактивним природним и културолошким простором и као такав представља економски потенцијал и природни ресурс од посебног значаја. У оквиру докторске дисертације под насловом &bdquo;Валоризација туристичких потенцијала националног парка &bdquo;Шар-планина&ldquo; и његова имплементација у регионални развој Сиринићке жупе&ldquo; дата је комплексна оцена природних&nbsp; и антропогених вредности од значаја за развој туризма на простору националног парка &bdquo;Шар-планина&ldquo; и могућности његове имплементације у регионални развој. Туризам у националном парку &bdquo;Шар-планина&ldquo; налази се у неповољној фази развоја, услед утицаја сплета фактора&nbsp; објективне и субјективне природе. Иако су&nbsp; резултати које туризам у националном парку &bdquo;Шар-планина&ldquo; веома слаби, обзиром на природне потенцијале и досадашњи ниво развијености научно утемељен и одрживи туризам може&nbsp; постати кључна равојна одредница Сиринићке жупе. Брзина развоја туризма у националном парку &bdquo;Шар-планина&ldquo;&nbsp; зависи од политичке стабилности, привредне развијености, стања инфраструктуре, расељавања становништва, и других фактора који утичу на застој у развоју.</p> / <p>Nacionalni park &bdquo;Šar-planina&ldquo; raspolaže sa atraktivnim prirodnim i kulturološkim prostorom i kao takav predstavlja ekonomski potencijal i prirodni resurs od posebnog značaja. U okviru doktorske disertacije pod naslovom &bdquo;Valorizacija turističkih potencijala nacionalnog parka &bdquo;Šar-planina&ldquo; i njegova implementacija u regionalni razvoj Sirinićke župe&ldquo; data je kompleksna ocena prirodnih&nbsp; i antropogenih vrednosti od značaja za razvoj turizma na prostoru nacionalnog parka &bdquo;Šar-planina&ldquo; i mogućnosti njegove implementacije u regionalni razvoj. Turizam u nacionalnom parku &bdquo;Šar-planina&ldquo; nalazi se u nepovoljnoj fazi razvoja, usled uticaja spleta faktora&nbsp; objektivne i subjektivne prirode. Iako su&nbsp; rezultati koje turizam u nacionalnom parku &bdquo;Šar-planina&ldquo; veoma slabi, obzirom na prirodne potencijale i dosadašnji nivo razvijenosti naučno utemeljen i održivi turizam može&nbsp; postati ključna ravojna odrednica Sirinićke župe. Brzina razvoja turizma u nacionalnom parku &bdquo;Šar-planina&ldquo;&nbsp; zavisi od političke stabilnosti, privredne razvijenosti, stanja infrastrukture, raseljavanja stanovništva, i drugih faktora koji utiču na zastoj u razvoju.</p> / <p>Natural and cultural heritage of National Park &bdquo;&Scaron;ar-planina&ldquo; is of a great importance in developing itˈs economy. Complex evaluation of natural and anthropogenic resources which are important for tourist development has been given in doctoral dissertation &bdquo;Evaluation of tourist resources in the National Park &bdquo;&Scaron;ar-planina&ldquo; and itˈs implementation in regional development at Sirinićka župa&ldquo;. Tourism in the National park &bdquo;&Scaron;ar-planina&ldquo; is not on favorable terms due to the influnces at some objektive and subjektive faktors. Althought the results of tourism in the National Park &bdquo;&Scaron;ar-planina&ldquo; are not quite good, but based on scientifically researches, natural resources and level of develoment, tourism could be maintained and become a key point in Sirinićka župa. Development of tourism in the National park &bdquo;&Scaron;ar-planina&ldquo; depends on political stability, economic development, infrastructure, population, and other factors which can affect development or cause itˈs delay.</p>

Tesis por compendio / [ES] La presente tesis doctoral está basada en el aprovechamiento de residuos de biomasa para la obtención de celulosa y otros compuestos de interés con el objetivo de desarrollar estructuras aplicables en el envasado alimentario. El uso masivo de los plásticos convencionales derivados del petróleo genera una cantidad ingente de residuos debido a su mínima degradabilidad y baja eficacia de las estrategias de reciclaje actuales, provocando así su acumulación en los ecosistemas terrestres y marinos. En este contexto, el uso de biopolímeros (y más en concreto, la celulosa) juega un papel crucial puesto que ofrecen una alternativa abundante, renovable y biodegradable que permite reducir y reemplazar el uso de estos materiales tradicionales. Para ello, se ha seleccionado como fuente de celulosa los residuos de hojas de Posidonia oceanica (planta acuática endémica del mar Mediterráneo) debido a su abundancia y problemática asociada: sus hojas se acumulan en las playas generando mal olor, teniendo las autoridades locales que retirarlas sin un uso específico posterior. Por tanto, además de proponer una solución a un problema de gestión, el aprovechamiento de dicho residuo está en línea con las políticas actuales de economía circular y "residuo cero" que permiten una utilización más sostenible de los recursos naturales. De esta forma, la valorización de residuos de biomasa respecto a otras fuentes tradicionales de celulosa como la madera u otros cultivos específicos es beneficiosa por ambas partes. En la primera parte de la tesis, se demuestra el potencial de las hojas de P. oceanica como fuente de celulosa (¿30% contenido). Dicha celulosa, así como otras dos fracciones celulósicas intermedias se utilizaron para formar films mediante filtrado a vacío y como aditivos de refuerzo en matrices de almidón comercial mediante mezclado en fundido y prensa. En paralelo, tanto la celulosa como las fracciones celulósicas de interés fueron sometidas a un tratamiento ácido para la obtención de nanocristales. La presencia de compuestos adicionales recalcitrantes tuvo un efecto positivo en las propiedades de estos, cuya obtención fue escalada a nivel planta piloto para la producción de bandejas mediante termoformado de mezclas con almidón. Por último, se obtuvieron extractos bioactivos mediante técnicas en base acuosa (ultrasonidos y calor) para una valorización integral del residuo de hojas de P. oceanica con el objetivo de reducir el uso de disolventes orgánicos. En una segunda parte de la tesis, se aplicaron los protocolos simplificados de extracción de celulosa a otros residuos de biomasa como los sarmientos de vid, la paja de arroz y la cáscara de arroz. Cabe destacar que se purificaron con éxito fracciones y nanocristales celulósicos en todas las biomasas evaluadas. Esto demostró que es posible simplificar los procesos de extracción de celulosa para disminuir costes y aumentar la sostenibilidad de la metodología pese a la posible heterogeneidad de la(s) fuente(s) de partida. En la última parte de la tesis, estos nanocristales celulósicos se utilizaron como material de partida para la formación de aerogeles mediante un proceso de liofilización. Para paliar la baja resistencia mecánica y al agua de estos materiales, se diseñó un método patentado de inmersión en una disolución de ácido poliláctico (PLA) que recubría el aerogel celulósico mejorando tanto su resistencia mecánica como su resistencia al agua. Estos aerogeles puramente biopoliméricos fueron ampliamente caracterizados mediante distintas metodologías, destacando la microscopía Raman y confocal. Finalmente, se obtuvieron aerogeles bioactivos mediante la incorporación de los extractos de P. oceanica más prometedores (previamente obtenidos y caracterizados). Por tanto, la presente tesis muestra la valorización de residuos de biomasa mediante protocolos simplificados para el desarrollo de estructuras de envasado alimentario. / [CA] La present tesi doctoral està basada amb l'aprofitament de residus de biomassa per a l'obtenció de cel·lulosa i altres compostos d'interès amb l'objectiu de desenvolupar estructures aplicables a l'envasat alimentari. L'ús massiu de plàstics convencionals derivats del petroli genera una quantitat ingent de residus degut a la seua mínima degradabilitat i baixa eficàcia de les estratègies de reciclatge actuals, provocant d'aquesta manera la seua accumlació als eocisistemes terrestres i marins. Dins d'aquest context, l'ús de biopolímers (i més concretament, la cel·lulosa) juga un paper crucial ja que oferix una alternativa abundant, renovable i biodegradable que permet reduir i reemplaçar l'ús d'aquests materials tradicionals. Per a aquest fet, s'ha seleccionat com a font de cel·lulosa els residus de fulles de Posidonia oceanica (planta aquàtica endèmica del mar Mediterrani) degut a la seua abundància i a la problemàtica associada: les seues fulles s'acumulen a les platges generant mal olor i tenint que retirar-les les autoritats locals sense u ús posterior. Per tant, a més de proposar un solució a un problema de gestió, l'aprofitament del residu en qüestió està en la línia de les polítiques actuals d'economia circular i "residu zero" que permeten una utilització més sostenible dels recursos naturals. D'aquesta manera, la valorització de residus de biomassa respecte d'altres fonts tradicionals de cel·lulosa com la fusta i altres cultius específics és beneficiosa per ambdues parts. En la primera part de la tesi, es demostra el potencial de les fulles de P. Oceanica com a font de cel·lulosa (30% del contingut) al purificar-se amb èxit mitjançant l'aplicació d'un protocol convencional. Aquesta cel·lulosa, així com altres dues fraccions cel·lulòsiques intermitges es van emprar per a formar pel·lícules mijançant mescla en fos i premsa. Paral·lelament, tant la cel·lulosa com les fraccions cel·lulòsiques d'interès van ser sotmeses a un tractament àcid per a l'obtenció de nanocristals. La presència de compostos adicionals recalcitrants va tenir un efecte positiu en les seues propietats. La obtenció resultant va ser escalada a nivell de planta pilot per a la producció de safates a través termoformat de mescla amb almidó. Per últim, es van obtenir extractes bioactius amb tècniques amb base d'aigua (ultrasons i calor) per a la valorització integral del residu de fulles de P. Oceanica amb l'objectiu de reduir la utilització de dissolvents orgànics. En la segona part de la tesi es van aplicar els protocols simplificats d'extracció de cel·lulosa a altres residus de biomasa com els sarments de vinya, la palla d'arròs i la closca de l'arròs. Hem de destacar que es van purificar amb èxit les fraccions i els nanocristals cel·lulòsics en totes les biomasses avaluades. Es va demostrar que és possible simplificar els procesos d'extracció de cel·lulosa per a disminuir costos i augmentar la sostenibilitat de la metodologia malgrat la possible heterogeneïtat de le(s) font(s) del punt de partida. En la última part de la tesi, aquestos nanocristals cel·lulòsics es va emprar com a material de partida per a la formació de aerogels mitjançant un procés de liofilització. Per a paliar la baixa resistència mecànica i l'aigua d'aquests materials, es va dissenyar un mètode patentat de immersió en una dissolució d'àcid polilàctic (PLA) que recobria l'aerogel cel·lulòsic millorant tant la seua resistència mecànica com la seua resistència a l'aigua. Aquestos aerogels purament biopolimèrics van ser ampliament caracteritzats a través distintes metodologies, destacant la microscopia Raman i confocal. Finalment, es van obtenir aerogels bioactius mitjançant la incorporació dels extractes de P. Oceànica més prometedors (prèviament obtinguts i caracteritzats). Per tant, la present tesi mostra la valoració de residus de biomassa mitjançant protocols simplificats per al de / [EN] The following Ph. D thesis is based on the waste biomass valorization for obtaining cellulose and other relevant compounds aimed to develop food packaging structures. The massive use of fossil-fuel derived conventional plastics generates an excessive number of residues due to their low degradation rates and inefficient current recycling strategies, which makes them accumulate in both terrestrial and marine ecosystems. In this context, the use of biopolymers (concretely cellulose) plays a key role in offering an abundant, renewable and biodegradable alternative that allows to reduce and even replace the use of these conventional materials. For this aim, Posidonia oceanica (an endemic aquatic plant from the Mediterranean Sea) dead leaves have been selected as the main cellulose source due to their abundance and problematic associated: dead leaves are accumulated in beaches and seashores causing bad odours and must be removed by local authorities without any further use. Thus, the valorization of this residue provides a solution in line with current circular and "zero-waste" economy policies which enables more sustainable exploitation of natural resources. As a result, waste biomass valorization for obtaining cellulose with regards to other more conventional sources is doubly beneficial. In the first part of the thesis, the potential of P. oceanica leaves as a cellulosic source was shown (¿30% cellulose content) after successfully applying a conventional purification protocol. This cellulose, as well as two intermediate cellulosic fractions (with the presence of additional components such as hemicelluloses and/or lignin), were used for developing films both by vacuum filtration and melt mixing and hot pressing in starch composites. In parallel, both cellulose and cellulosic fractions were submitted to acid treatment in order to obtain nanocrystals, being these protocols upscaled at a pilot-plant level for the development of thermoformed trays by injection moulding. Interestingly, the presence of the aforementioned additional components had a positive effect on their performance. Lastly, water-based extracts were successfully obtained from P. oceanica dead leaves by ultrasounds and hot-water extraction methodologies, providing a complete valorization of the residue with the aim of minimizing the use of organic solvents. In a second part, simplified cellulose extraction protocols were applied to other waste sources such as vine shoots, rice straw and rice husks. Both cellulosic fractions and nanocrystals were successfully purified regardless of the source, being the initial composition (holocellulose, lignin, ashes, lipids and proteins) and the monosaccharide profile the key factors which defined the final properties of the materials (evaluated in film form). In the last part of the thesis, these cellulosic nanocrystals were used for developing aerogels by freeze-drying. In order to overcome their inherent poor mechanical performance and low water resistance, a novel and patented dipping method using polylactic acid (PLA) was designed. These biopolymeric aerogels were broadly characterized by means of several techniques such as Raman and Confocal microscopies. Finally, bioactive aerogels were developed by incorporating some of the most promising P. oceanica bioactive extracts (previously obtained and characterized). Then, the following Ph. D. thesis shows the valorization of several waste biomasses by applying simplified protocols for developing food packaging structures. The presence of additional compounds in the resulting materials has been shown not only to reduce associated costs by increasing the total mass yield but also to present improved performance in comparison to more conventional materials, being in line with current circular economy policies. As a result, a more sustainable and viable alternative for the massively used conventional plastics is proposed. / Benito González, I. (2021). Waste Biomass Valorization for the Production of Cellulosic Fractions of Interest in Food Packaging Applications [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/177358 / TESIS / Compendio

One third of all the food produced for human consumption is being wasted all around the world. The recovery and optimum use of this food waste is vital to support the growing population and food demand. The main objective of this research is to identify the optimum use of organic waste, using a circular economy approach, to generate recommendations that help industries in the food sector to reduce and valorize waste. A case study for food waste management alternative selection with the Swedish juice plant Loviseberg presseri AB is presented. This study furthermore proposes a detailed operation procedure of the selected options according to the results exploring the potential add value to the residue remaining from cold-pressed juice process. It was found that 49% of the total weight from raw material is wasted after the extraction process, being apple and orange the larger contributors. The research identified and recommended, for the specific case study, that the optimum use of apple pomace is used for ingredient for human consumption products, followed by animal feed and pectin production. As for the orange waste, it was identified to be used for essential oil extraction, followed by animal feed and anaerobic digestion. Furthermore, the results of the research shows, that a combination of the different waste management alternatives would also benefit the company. The research also identified potential challenges as well as benefits, which depend in the specific waste analyzed. / En tredje del av all mat som produceras slängs och bättre hushållning är avgörande för att kunna förse den växande befolkningen med livsmedel. Huvudsyftet med denna rapport är att identifiera den optimala användningen av organiskt avfall, med hjälp av en cirkulär ekonomi, generera rekommendationer som hjälper industrier inom livsmedelssektorn att minska och värdera livsmedelsavfall. En fallstudie för alternativ hantering av matavfall hos svenska juice-anläggningen Loviseberg presseri AB presenteras. Denna studie föreslår vidare en detaljerad hantering av de valda alternativen, i enlighet med resultaten, som undersöker det potentiella mervärdet för återstoden från kallpressad juice. Det visade sig att 49% av den totala vikten från råmaterial blir till avfall efter extraktionsprocessen, där äpple och apelsiner är de största bidragsgivarna. Studien identifierade att den optimala användningen av äppelmassa är som ingrediens för konsumtionsprodukter, följt av djurfoder och pektinproduktion. När det gäller avfallet från apelsiner identifierades extraktion av eterisk olja, följt av djurfoder och anaerob biogasproduktion som bästa alternativen. Vidare visar resultaten av studien att även en kombination av de olika avfallshanteringsalternativen skulle gynna företaget. Studien identifierade också potentiella utmaningar såväl som fördelar som beror på det specifika avfallet som analyserats.

Tesis por compendio / [ES] La producción y consumo de plásticos derivados de petróleo ha crecido exponencialmente en las últimas décadas, impactando en la naturaleza y los seres vivos. Los envases alimentarios son considerados la principal fuente de contaminación por plásticos. Por ello, el estudio y desarrollo de nuevos materiales derivados de recursos renovables y biodegradables ha emergido como un nuevo campo de gran interés. La presente tesis doctoral se enfocó en el desarrollo y caracterización de biopolímeros de polihidroxialcanoato (PHA) derivados de subproductos industriales y de la fracción orgánica de aguas residuales municipales, los residuos biológicos municipales, sintetizados por cultivos microbianos mixtos y producidos mediante las tecnologías de electroestirado y mezclado en fundido. Los materiales resultantes fueron desarrollados para obtener monocapas y multicapas activas y de alta barrera a oxígeno para su uso en envases alimentarios basados en la Bioeconomía Circular. Para lograr los objetivos, esta tesis doctoral se ha dividido en tres bloques según la tecnología utilizada en la obtención de los materiales. El primer bloque consistió en la extracción de los PHAs derivados de residuos agro-industriales para su óptima utilización en los procesos de producción. Posteriormente, se realizó el procesado de los PHAs mediante la técnica de electroestirado, por la cual se obtuvieron fibras poliméricas que fueron tratadas térmicamente para formar films continuos y homogéneos. Estas monocapas presentaron buenas propiedades térmicas y mecánicas, así como alta barrera tanto a vapores como a gases. Además, las fibras fueron funcionalizadas con compuestos orgánicos presentes en aceites esenciales para proporcionarles una función antimicrobiana activa contra microorganismos trasmitidos por los alimentos. Por otro lado, se realizó el electroestirado de copolímeros de etileno-alcohol vinílico, un polímero sintético que se biodegrada en condiciones específicas y que posee alta barrera a oxígeno. Además, nanocristales de celulosa fueron añadidos al EVOH, para crear monocapas híbridas de alta barrera más sostenibles. En el segundo bloque, los materiales se procesaron mediante la técnica de mezclado en fundido. Para ello, los PHAs derivados de biomasa del primer bloque se mezclaron con PHAs comerciales, así como con cargas celulósicas para formar "compuestos verdes", en el que todos los materiales estaban basados en recursos renovables y biodegradables. Las mezclas mostraron buena miscibilidad y propiedades ópticas, una flexibilidad mejorada, así como propiedades de barrera similares a las del material de biopoliéster puro. Finalmente, en el tercer bloque, se produjeron sistemas multicapas utilizando mezclas de PHA desarrolladas ad-hoc, y materiales monocapa de PHA electroestirado del primer bloque. Estas estructuras multicapas se basaron en las propiedades adhesivas que poseen las fibras electroestiradas tras aplicarles el tratamiento térmico y en el uso de los revestimientos de CNCs como capas intermedias de barrera a oxígeno. Así, los sistemas multicapas desarrollados fueron totalmente compostables, con alta barrera a oxígeno, siendo potenciales candidatos para sustituir a los actuales envases alimentarios basados en materiales no renovables provenientes del petróleo. Por lo tanto, los materiales aquí desarrollados son tanto bioadhesivos muy prometedores que muestran propiedades antimicrobianas y de alta barrera, como capas exteriores con fines estructurales o para uso como films finos. Así, por laminación, estos materiales pueden dar lugar a films multicapas autoadhesivos, empleados tanto en envases rígidos, semirrígidos o flexibles. Estas estructuras son sostenibles y respetuosas con el medio ambiente y además son biodegradables mediante compostaje y, en algún caso, biodegradables en el medio ambiente. Asimismo, son potencialmente capaces de proporcionar una calidad y seguridad alimentaria comparables a las derivadas de fuentes petroquímicas. / [CA] La producció i el consum de plàstics derivats de petroli ha crescut exponencialment en les últimes dècades, impactant en la naturalesa i els éssers vius. Els envasos alimentaris són considerats la principal font de contaminació per plàstics. Per això, l'estudi i el desenvolupament de nous materials derivats de recursos renovables i biodegradables ha emergit com un nou camp de gran interès. Aquesta tesi doctoral es va enfocar en el desenvolupament i la caracterització de biopolímers de polihidroxialcanoat (PHA) derivats de subproductes industrials i de la fracció orgànica d'aigües residuals municipals, els residus biològics municipals, sintetitzats per cultius microbians mixtos i produïts mitjançant les tecnologies d'electroestirat i barrejat en fosa. Els materials resultants van ser desenvolupats per obtenir monocapes i multicapes actives i d'alta barrera a oxigen per utilitzar-los en envasos alimentaris basats en la Bioeconomia Circular. Per assolir els objectius, aquesta tesi doctoral s'ha dividit en tres blocs segons la tecnologia utilitzada per obtenir els materials. El primer bloc va consistir en l'extracció dels PHA derivats de residus agroindustrials per a la seva òptima utilització en els processos de producció. Posteriorment, es va realitzar el processament dels PHA mitjançant la tècnica d'electroestirat, per la qual es van obtenir fibres polimèriques que van ser tractades tèrmicament per formar films continus i homogenis. Aquestes monocapes van presentar bones propietats tèrmiques i mecàniques, així com alta barrera tant a vapors com a gasos. A més, les fibres van ser funcionalitzades amb compostos orgànics presents en olis essencials per proporcionar-los una funció antimicrobiana activa contra microorganismes transmesos pels aliments. D'altra banda, es va realitzar l'electroestirat de copolímers d'etilè-alcohol vinílic, un polímer sintètic que es biodegrada en condicions específiques i que té alta barrera a oxigen. A més, nanocristalls de cel·lulosa van ser afegits a l'EVOH, per crear monocapes híbrides d'alta barrera més sostenibles. Al segon bloc, els materials es van processar mitjançant la tècnica de barrejat en fosa. Per això, els PHAs derivats de biomassa del primer bloc es van barrejar amb PHAs comercials, així com amb càrregues cel·lulòsiques per formar "compostos verds", en què tots els materials estaven basats en recursos renovables i biodegradables. Les barreges van mostrar bona miscibilitat i propietats òptiques, una flexibilitat millorada, així com propietats de barrera similars a les del material de biopolièster pur. Finalment, al tercer bloc, es van produir sistemes multicapes utilitzant barreges de PHA desenvolupades ad-hoc, i materials monocapa de PHA electroestirat del primer bloc. Aquestes estructures multicapes es van basar en les propietats adhesives que tenen les fibres electroestirades després d'aplicar-los el tractament tèrmic i en l'ús dels revestiments de CNC com a capes intermèdies de barrera a oxigen. Així, els sistemes multicapes desenvolupats van ser totalment compostables, amb alta barrera a oxigen, sent potencials candidats per substituir els actuals envasos alimentaris basats en materials no renovables provinents del petroli. Per tant, els materials aquí desenvolupats són tant bioadhesius molt prometedors que mostren propietats antimicrobianes i d'alta barrera, com a capes exteriors amb fins estructurals o per a ús com a films fins. Així, per laminació, aquests materials poden donar lloc a films multicapes autoadhesius, emprats tant en envasos rígids, semirígids o flexibles. Aquestes estructures són sostenibles i respectuoses amb el medi ambient ia més són biodegradables mitjançant compostatge i, en algun cas, biodegradables al medi ambient. Així mateix, són potencialment capaços de proporcionar una qualitat i seguretat alimentària comparables a les derivades de fonts petroquímiques. / [EN] The production and consumption of petroleum derived plastics that are not biodegradable has grown exponentially in recent decades, with the consequent impact on nature and organisms. The food packaging sector is today considered the main source of plastic contamination. Therefore, the study and development of new materials derived from renewable and biodegradable resources has emerged as a new field of great scientific, social, economic and political interest. The current PhD thesis focused on the development and characterization of polyhydroxyalkanoate (PHA) biopolymers derived from agro-industrial by-products and from the organic fraction of municipal wastewater, the municipal biowaste, synthesized by mixed microbial cultures and produced by electrospinning and melt compounding technologies. The resultant materials were particularly developed to obtain high-oxygen-barrier active monolayers and multilayers for use in Circular Bioeconomy-based food packaging. In order to achieve the objectives, this PhD thesis has been divided into three blocks according to the technology used to obtain the materials. The first block consisted of the extraction of PHAs derived from agro-industrial waste for their optimal use in production processes. After this, the PHAs were then processed using the electrospinning technique, whereby polymeric fibers were obtained and thermally post-treated by an annealing process to form continuous and homogeneous films, also known as "biopapers". These monolayers showed good thermal and mechanical properties, as well as a high barrier to both vapors and gases. In addition, the fibers were functionalized with eugenol, an organic compound present in essential oils, to provide them with active antimicrobial function against foodborne microorganisms. On the other hand, the electrospinning of poly(ethylene-co-vinyl alcohol) copolymers, a synthetic polymer that is claimed to biodegrade under specific conditions and with high oxygen barrier, was performed. Cellulose nanocrystals were added to EVOH, to create high barrier more sustainable hybrid monolayers. In the second block, the materials were processed using the melt compounding technique. For this purpose, the biomass derived PHAs extracted in the first block were blended with commercial PHAs as well as with cellulosic fillers, in this case rice husk flour, in order to form "green composites", where all the materials were based on renewable and biodegradable resources. After film formation by hot pressing, the blends showed excellent miscibility and optical properties, improved flexibility, as well as barrier properties similar to the neat biopolyester material. Finally, in the third block, multilayer systems were produced using ad-hoc developed PHA blends, and PHA electrospun monolayer materials developed in the first block. They were based on the adhesive properties of the electrospun fibers after thermal treatment, which allowed the elimination of synthetic adhesive substances normally used in the industry, and on the use of the CNCs coatings as oxygen barrier interlayers. Thus, the multilayer systems developed were fully compostable, with high oxygen barrier, being potential candidates to replace current food packaging based on non-renewable petroleum-based materials. Therefore, the materials developed herein are very promising bioadhesives showing antimicrobial and high barrier properties, as well as outer layers for structural or thin film purposes. Thus, by lamination, these materials can result in self-standing multilayer films, which can be used in rigid or semirigid packaging as well as in flexible packaging. They are sustainable and environmentally friendly, as they are made from renewable sources or waste, and are biodegradable by composting, and, in some case, even biodegradable in the environment. Furthermore, they are potentially capable of providing comparable quality and food safety to those currently marketed from petrochemical sources. / Meléndez Rodríguez, B. (2022). Development and Characterization of Monolayers and Multilayers Based on Biodegradable Materials Derived from Waste and By-products of Interest in Food Packaging [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/184651 / TESIS / Compendio