Stabilne opakowanie

Na początku 2019 roku w Niemczech weszła w życie nowa ustawa dotycząca opakowań. Przewiduje ona wysokie kwoty jeśli chodzi o zdolność do recyklingu oraz ponowne użycie opakowań. Rozwój funkcjonującej gospodarki obiegu zamkniętego dla przemysłu opakowaniowego oraz produkcja tworzyw sztucznych w formie zasobów do ponownego użytku są istotnymi krokami stawianymi w odpowiednim kierunku. Równocześnie przemysł opakowaniowy rozwija produkcję opakowań z materiałów alternatywnych. Poza rozwojem gospodarki obiegu zamkniętego tworzyw sztucznych, w długotrwałym rozwoju przemysłu opakowaniowego istotną rolę odgrywa również zużycie tworzyw sztucznych w trakcie produkcji opakowań.

Opakowania z tworzyw sztucznych obejmują 60 procent plastikowych odpadów jakie generuje konsument. Rocznie na całym świecie przetwarzanych jest około 325 milionów ton tworzy sztucznych, z czego około 80 milionów ton to materiały wykorzystywane do produkcji opakowań - Europa, Azja oraz USA zaliczają się do największych producentów. A produkcja tworzyw sztucznych stale wzrasta. Szacuje się, że w nadchodzących dwóch dekadach produkcja tworzyw sztucznych wzrośnie dwukrotnie.

Zwłaszcza w przemyśle spożywczym opakowania z tworzyw sztucznych oferują znaczne korzyści. Poprzez połączenie różnych warstw polimerowych utworzyć można takie opakowania, które ze względu na swoją barierę spełniają wymagania pakowanych produktów. Tworzywa sztuczne (termoplastyczne) charakteryzują się również wysoką elastycznością podczas nadawania odpowiedniego kształtu. Dzięki temu opakowania z tworzywa sztucznego oferują optymalną ochronę produktu w całym łańcuchu logistycznym oraz gwarantują maksymalne bezpieczeństwo konsumenta. Wydłużenie przydatności artykułów spożywczych przyczynia się również do redukcji marnowania żywności.

 

Całościowe podejście do rozwiązań prowadzi do celu

W przypadku każdej implementacji długotrwałych koncepcji opakowaniowych w przemyśle spożywczym, istotne jest uwzględnienie całego łańcucha przetwarzania począwszy od produkcji, przez logistykę aż do zastosowania przez konsumenta. Obok wprowadzenia zamkniętych obiegów, a tym samym ponownego użycia opakowań z tworzywa sztucznego, korzystną opcją są również koncepcje redukcji zużycia plastiku podczas produkcji opakowań lub zastosowanie alternatywnych materiałów opakowaniowych.

W przypadku szkła, papieru, aluminium, blachy białej, jak również butelek PET dostępne są zamknięte, funkcjonujące obiegi ponownego użycia. Na przykład w Niemczech zbieranych jest około 99 procent zwrotnych butelek PET, z czego prawie 94 procent poddawanych jest recyklingowi.

Jednak w przypadku opakowań z tworzyw sztucznych wygląda to nieco inaczej: wprawdzie w Niemczech recyklingowi poddawanych jest 65 procent tworzyw sztucznych, co stawia ich na pierwszej pozycji przed Austrią, Belgią i Słowenią - jednak podczas obliczania uwzględniane są tylko dostawy odpadów przedsiębiorstw recyklingowych, a nie ilości, które faktycznie są ponownie wykorzystywane. Większość odpadów zostaje przesortowana i poddana przykładowo termicznej utylizacji lub jest utylizowana za granicą. Głównym powodem jest to, że wiele materiałów nie da się prawidłowo rozdzielić. Ponieważ opakowania stosowane w przemyśle spożywczym to w dużej mierze opakowania wielomateriałowe. Ich zaletą jest to, że mimo względnie małej objętości wkładu są dopasowane do danego artykułu spożywczego względem bariery, a tym samym spełniają optymalną funkcję ochronną. Aktualnie w przemyśle nie jest możliwe wprowadzenie rozdzielania mechanicznego.

Duży nacisk kładzie się teraz na rozwój systemów dla chemicznego recyklingu opakowań wielomateriałowych. Celem jest wprowadzenie obiegu zamkniętego, w którym materiały z tworzywa sztucznego będą odprowadzane do dalszego użycia. W trakcie recyklingu chemicznego łańcuchy cząstek tworzywa sztucznego zostają rozszczepione w wyniku zmian chemicznych, jak hydrogenizacja, hydroliza lub piroliza, a tym samym pozyskane zostają nowe surowce dla nowych opakowań. W przeciwieństwie do czasochłonnego recyklingu mechanicznego np. butelek PET, do ponownego pozyskania w procesie hydrogenizacji i pirolizy nadają się praktycznie wszystkie tworzywa sztuczne - bez konieczności wcześniejszego sortowania. Jednak wymienione rozwiązania znajdują się w fazie pilotażowej i aktualnie nie oferują jeszcze żadnej adekwatnej alternatywy.

 

Opracowanie alternatywnych materiałów nadających się do recyklingu

Rozwiązaniem prowadzącym do celu jest więc opracowanie koncepcji opakowań bazujących na materiałach dla których dostępne są już obiegi recyklingowe. Dobrym przykładem są tutaj opakowania bazujące na włóknach papierowych, ponieważ po wykorzystaniu papier trafia do istniejącego już obiegu papieru. Nawet jeżeli materiał zostanie wyrzucony do normalnego kosza na śmieci, a nie do kontenera na papier, w nowoczesnych przedsiębiorstwach recyklingowych zostanie on wykryty, pobrany i doprowadzony do obiegu papieru.

PaperBoard firmy MULTIVAC oferuje różne rozwiązania do produkcji opakowań z materiałów bazujących na włóknach papierowych. Opakowania wytworzone wraz z wiodącymi producentami i spełniające wymagania przemysłu spożywczego względem bariery oraz funkcji ochronnej można produkować przy pomocy standardowych maszyn.

Dla produkcji opakowań MAP oraz opakowań próżniowych typu Skin, portfolio PaperBoard obejmuje zarówno rozwiązania dla maszyny typu Traysealer oraz dla termoformujących maszyn rolowych. Przy tym maszyny do pakowania zaprojektować można indywidualnie względem wydajności wymaganej przez klienta.

W ten sposób, na maszynie typu Traysealern pracować można z tackami z kartonów lub odpadków kartonowych, które po zużyciu przez konsumenta można łatwo oddzielić. Dla produkcji opakowań bazujących na włóknach papierowych przy pomocy termoformujących maszyn pakujących , firma MULTIVAC oferuje trzy różne rozwiązania. Podczas produkcji opakowań próżniowych typu Skin stosować można odkształcane kompozyty papierowe, które są dostępne w różnych gramaturach oraz z różnymi warstwami funkcjonalnymi. Stosować można również tworzywa kartonowe jako materiały nośne dla opakowań próżniowych typu Skin. Oba materiały nośne po zużyciu mogą zostać rozdzielone przez konsumenta.

Ponadto firma MULTIVAC stworzyła koncepcję maszyny do obróbki tacek z kartonu pojedynczego, produkowanych przy pomocy termoformujących maszyn rolowych. Narzędzie wyposażone jest w odpowiednią warstwę zabezpieczającą z tworzywa sztucznego, na którą można nałożyć odpowiednią folię typu Skin. Koncepcja ta umożliwia również prawidłowe rozdzielanie materiałów przez konsumenta.

 

Opracowanie opakowań monomateriałowych

Drugim istotnym punktem jest opracowanie opakowań monomateriałowych. Możliwe będzie doprowadzenie ich do odpowiednich obiegów bez konieczności sortowania. Tutaj istotną rolę odgrywają przede wszystkim tworzywa PP oraz APET.

Folia polipropylenowa (PP) jest najczęściej stosowanym tworzywem podczas produkcji opakowań. Materiał ten charakteryzuje się dobrymi właściwościami barierowymi, wytrzymałością termiczną oraz stabilnością. Ze wszystkich standardowych tworzyw folia PP posiada najmniejszą gęstość. Opakowania z tworzywa PP w porównaniu do innych materiałów charakteryzują się małym ciężarem - jest to istotny aspekt w odniesieniu do długotrwałości oraz ochrony środowiska. Jednak obróbka tego tworzywa na termoformujących maszynach rolowych jest bardziej wymagająca niż obróbka innych tworzyw sztucznych.

Wysoce transparentne tworzywo APET (amorficzny politereftalan etylenu) przekonuje do siebie dobrymi właściwościami barierowymi względem pary oraz gazu. Jest ono odporne na oleje oraz tłuszcze i może być stosowane w zakresie temperatur od -40° C do +70° C. Aktualnie do pakowania świeżych produktów stosuje się tacki z tworzywa APET oraz inne opakowania monomateriałowe. Dla zagwarantowania bezpiecznego opakowania stosowane są folie zamykające z cienkimi środkami zgrzewającymi.

W przypadku stosowania opakowań monomateriałowych dla artykułów spożywczych uwzględnić należy zmianę właściwości barierowych w porównaniu do stosowanych dotychczas tworzyw, jak również ich oddziaływanie na zapakowany produkt. Ponadto ze względu na brak warstw funkcjonalnych, jak na przykład warstw zgrzewających może się zmienić zakres obróbki materiałów, co z kolei należy uwzględnić podczas określania parametrów obróbki.

 

Biopolimery - praktyczna alternatywa?

Podczas rozwijania trwałych materiałów opakowaniowych, mają być uwzględniane również tzw. biopolimery jako alternatywne rozwiązanie. Pojęcie „biopolimery” obejmuje dwie klasy materiałów: z jednej strony są to polimery produkowane z surowców odnawialnych, jak np. PLA lub PHA. Takie polimery są biodegradowalne. Z drugiej strony ta klasa materiałów obejmuje również polimery, które mogą by wytwarzane w całości lub częściowo z surowców odnawialnych, ale nie są biodegradowalne np. PET lub PE. Do produkcji opakowań termoformowanych z biopolimerów z surowców odnawialnych, jedną z najbardziej popularnych alternatyw jest obecnie tworzywo termoplastyczne PLA. Ze względu na niewielkie właściwości barierowe oraz niską wytrzymałość na rozciąganie, obszary zastosowania opakowań termoformowanych z tego materiału są odpowiednio ograniczone. Opakowania takie są często stosowane w sektorze świeżych owoców i warzyw.

Podczas kompleksowej analizy biopolimerów oprócz aspektów ekonomicznych (cena i dostępność), należy uwzględnić również możliwość wykorzystania tych materiałów pod koniec ich cyklu. Ze względu na brak wystarczającej wiedzy konsumentów oraz zintegrowanych systemów, całkowite sortowanie jednorodnych odpadów tych materiałów nie jest możliwe. W poszczególnych przypadkach mogłoby to doprowadzić do tego, że polimery biodegradowalne będą doprowadzane do strumienia odpadów do recyklingu dla zwykłych tworzyw sztucznych, zamiast do przemysłowych kompostowni.

 

Aktualne wyzwania

Nowa ustawa dotycząca opakowań określa zdolność do recyklingu opakowań z tworzywa sztucznego oraz znaczny wzrost materiałów opakowaniowych poddawanych recyklingowi. Jednak samo określenie poszczególnych kwot nie doprowadzi do celu. Należy raczej sporządzić warunki ramowe dla przemysłu, aby móc wprowadzić odpowiednie "strumienie odpadów". Dodatkowym wyzwaniem jest również zagwarantowanie niezmiennie wysokiej jakości materiałów poddawanych recyklingowi. Ponieważ tylko w ten sposób mogą one zostać przetworzone na materiały wysokowartościowe. W przypadku nieprawidłowego rozdzielania materiały takie jak np. barwniki, zmiękczacze lub stabilizatory mogą znacznie wpłynąć na jakość materiałów poddawanych recyklingowi.

Rozwiązaniem prowadzącym do celu jest również zahamowanie generowania odpadów z tworzywa sztucznego poprzez redukcję objętości materiałów opakowaniowych. Można to osiągnąć poprzez implementację innowacyjnych koncepcji opakowaniowych, nowych form opakowań lub poprzez zastosowanie nowoczesnych technologii maszynowych w trakcie produkcji opakowań, które gwarantują mniejsze zużycie materiałów lub ich zwiększone wyprowadzanie.