20.01.2003 14:21
Одно из самых актуальных и развивающихся направлений в области упаковки √ производство экологически чистой биоразлагаемой упаковки
Сегодня такие технологии разрабатывают ведущие университеты мира и внедряют крупнейшие упаковочные компании √ такие, как Cargill Dow, Fardis, BASF AG, MY Sharp Interpack, Eastman Chemical и другие. В России об этой упаковке информации практически нет, как нет своих производителей. Но есть потребность в "чистом" производстве и утилизации. Наш корреспондент Василий Тарасов провел собственное исследование актуального для России вопроса.
Биоразлагаемая упаковка спасет мир от загрязнения
Все знают, что мы живем в эпоху пластиков. В современном производстве упаковки пластики, т.е. полимеры, применяются повсеместно: для упаковки пищевых продуктов, лекарств, электроники, опасных жидкостей┘ Такое широкое применение пластика в производстве упаковки объясняется его качествами:
- универсальностью применения (позволяет создать бесконечное количество цветов и форм, что очень важно при создании дизайна);
- возможностью получения полимерных материалов с широким набором необходимых физических свойств;
- дешевизной сырья;
- легкостью;
- малой энергоемкостью производства (по сравнению с производством стекла, металла, бумаги).
Уже есть такие отрасли, например, производство упаковки для лекарств и пищевых продуктов, где без применения пластиков уже не обойтись. Тем не менее, во всем мире все больше и больше обостряется беспокойство по поводу экологичности пластиков и обоснованности такого широкого их применения. Как известно, они изготавливаются из нефти, а ее количество на планете ограничено - при растущих уровнях ее потребления, запасов хватит меньше чем на 100 лет. И, главное, традиционные пластики, в основном сделанные из обычных полимеров, практически не разлагаются в естественных условиях (см. Приложение после статьи). Точнее, в процессе фотоокисления - под воздействием света и кислорода, полимеры разлагаются, но на это уйдет не одна сотня лет. Существуют различные способы переработки некоторых полимеров, но далеко не все из них можно переработать полностью, к тому же не везде системы утилизации отходов позволяют применять такие технологии. Тем не менее, несмотря на эти недостатки, отказаться от применения пластиков в современных условиях нельзя.
Выход из этой ситуации лежит в использовании биоразлагаемых материалов.
Что такое биоразлагаемая упаковка
По определению Международной организации по стандартизации биоразлагаемые пластики - полимеры, разложение которых происходит под воздействием бактерий, грибков и водорослей.
Понятно, что применение таких пластиков минимизирует вредное воздействие на экологию окружающей среды. Биоразлагаемая упаковка может быть сделана как из нефти, так и с применением материалов органического происхождения, - биополимеров. Также возможно использование комбинированных технологий. Скорость разложения зависит от ряда факторов - типа полимеров, типа и концентрации разлагающих материалов, влажности, температуры и ряда других. Ускоренному распространению технологий производства таких материалов для упаковки способствует соответствующее общественное мнение и законодательные способы воздействия и регулирования.
Например, недавно правительство Тайваня запретило использование полиэтиленовых пакетов и одноразовой пластиковой посуды, выполненной из традиционных видов пластика. Это подвигло тайваньскую компанию Wei Mon Industry на подписание эксклюзивного соглашения с одной из крупнейших компаний по производству материалов для биоразлагаемой упаковке Cargill Dow о производстве упаковочных материалов с использованием биоразрушаемых смол, выпускаемых компанией - полиактида (ПЛА) NatureWorks, который производится из ферментируемых сахаров, извлекаемых из злаковых и других культур.
Получение биоразлагаемых материалов для производства упаковки и их разновидности
Биопластики могут быть получены двумя способами: из материалов органического происхождения, например, целлюлозы (из древесины и хлопка), каучука, зерна, молока, и с использованием биотехнологий - так получают вулканизат, фибру, целлулоид и др.
Самые распостраненные биополимеры: целлюлоза, микробные полиэфиры, полигидроаконаты, поливиниловый спирт, поликапролактон, полилактозная кислота, полиэтилен, полиуретаны.
Также важны следующие факторы: способы разложения, способы контроля за разложением и инициации его начала, способы оценки способности биоразложения, и способы практической реализации.
Теперь посмотрим, как подобные технологии применяются непосредственно в упаковочной индустрии.
Упаковка из кукурузы
Большие перспективы - у материалов, сделанных из кукурузы. Около 2/3 зерна состоит из целлюлозы, образующейся при фотосинтезе. Пластики из кукурузы разлагаются полностью. Несмотря на то, что для полного внедрения технологии требуется провести еще ряд исследований, уже сейчас в упаковочной индустрии существует множество продуктов из этих материалов: в Европе распространены продуктовые и бытовые пакеты из подобных пластиков, бутылки из подобных материалов используются в Европе и Канаде. Количество инноваций в этой области постоянно растет. Например, недавно была представлена пленка "Greensack". Изготовленная из зерна кукурузы, она полностью разлагается в почве, превращаясь в удобрение. Итальянская компания Convex Plastics взяла эту технологию на вооружение и представила материал "New Greensack ", получаемый в основном из кукурузного крахмала. Этот материал полностью разлагается точно так же, как и все продукты органического происхождения и не токсичен даже при сжигании. "Greensack" применяю для обертки для журналов, пищевой упаковки в индустрии fast food, молочных упаковок и обычных пакетов-сумок. Благодаря тому, что он представлен в нескольких вариациях, его можно использовать для пайки, склейки, ламинирования картона и бумаги; на нем также выполняется высококачественная флексопечать.
Упаковка из молока
Ученый одного из ведущих государственных научно-исследовательских центров в США открыл метод извлечения материала для создания съедобной пищевой упаковки из молочного протеина √ казеина, - который конвертируется в водонепроницаемое покрытие.
Это покрытие может кардинально изменить традиционные способы упаковки, которые используются при работе с определенными продуктами √ молоком, сыром, йогуртом и т.д.
Предыдущие попытки создать подобное пленочное покрытие были неудачны, поскольку казеиновые производные не выдерживали контакта с водой. Однако Пегги Томасула, химический инженер US Agricultural Research Service (ARS), открыла метод экстракции казеина с помощью двуокиси углерода высокого давления. Этот способ позволяет воспользоваться природной способностью протеина формировать водонепроницаемые пленки.
Казеин может быть структурирован в виде листов, а более тонкие пленки могут наноситься непосредственно на продукт. Оба этих способа защищают продукт от повреждения и загрязнения, поскольку казеин выступает в роли барьера, защищающего от внешних воздействий. Пищевые казеиновые пленки поддерживают влажность продукта и могут использоваться для упаковки сыра, а ламинированный пленочный казеин √ для йогуртов. При производстве упаковки из казеина в него могут добавляться витамины и отдушки для улучшения питательных и вкусовых качеств продуктов.
Тенденции на рынке упаковки
Несмотря на то, что стоимость такой упаковки больше обычной, многие крупные розничные сети, супермаркеты переходят на упаковку из биоразлагаемых материалов. Поэтому производители увеличивают производство биоразлагаемой упаковки и материалов для нее. Недавно компания BASF AG заявила, что планирует наращивание производственных мощностей биоразлагаемого пластика Ecoflex. В 2001 зафиксирован 35%-ый рост спроса на этот полимер, что является признаком успешной перспективы и популярности материала. Ecoflex представляет собой композицию полистирола с крахмалом или целлюлозой и предназначен для производства пищевой упаковки и сельскохозяйственной пленки. 60%-ая биодеструкция материала достигается через 50 дней, 90% - через 80. В настоящее время BASF выпускает 8000 тонн в год полимера Ecoflex на своем заводе в Германии (Ludwigshafen). Специалисты компании прогнозируют рост спроса на синтетические биоразлагаемые материалы в ближайший период до 100 тыс. тонн в год.
И, конечно, компании-производители продолжают совершенствовать технологии производства, чтобы уменьшить ее стоимость.
Но не все так безоблачно, как может показаться на первый взгляд.
Сейчас биоразлагаемые материалы стоят 4,5 - 8 долларов за килограмм (что в несколько раз дороже обычного пластика). Впрочем, специалисты прогнозируют снижение цены до 1,5 долларов за килограмм. Потребность в подобных материалах на данный момент составляет около 60 000 тонн в год, но эта цифра постоянно увеличивается. Тем не менее, сложно оценить, какую долю займут на рынке подобные материалы, и сколько будут занимать традиционные, сделанные из нефти.
Кроме того, многие биоразлагаемые материалы, например, из того же крахмала, все равно делаются с применением традиционных пластиков. Энергетические затраты (по сравнению с производством традиционных пластиков) также велики.
Видимо, выход в том, чтобы тем или иным образом экономически стимулировать производителей упаковки из подобных материалов, например, через налоговые послабления, и информировать общественность о достоинствах и недостатках той или иной упаковки. Кроме того, чтобы успешно решить проблему, нужна правильная утилизация подобных материалов, а с этим туго даже в некоторых европейских странах, не говоря уже о России, где об этом еще мало кто задумывается.
Очевидно, что проблема не решена до конца. Но в ближайшие годы в этой отрасли должны произойти крупные изменения - все предпосылки для этого уже есть. Будем надеяться, что российские производители упаковки не останутся в стороне - рано или поздно всем придется использовать биоразлагаемую упаковку и будет лучше, если это произойдет раньше.
Василий Тарасов, Unipack.ru
Приложение
Сроки, необходимые для разложения популярных материалов в естественных условиях среде таковы:
хлопковая ткань √ 1-5 месяцев
бумага - 2-5 месяцев
веревка - 3-14 месяцев
апельсиновая кожура - 6 месяцев
шерстяные носки - от 1 до 5 лет
сигаретные бычки - от 1 до 12 лет
пакет от молока - 5 лет
полиэтиленовые пакеты от 10 до 20 лет
кожаные ботинки - от 25 до 40 лет
нейлоновая ткань - от 30 до 40 лет
оловянные канистры от 50 до 100 лет
алюминиевые канистры - от 80 до 100 лет
стеклянная тара - 1 миллион лет
пластиковая тара, упаковка √ не разлагается
Опыт сноса домов с последующей переработкой строительных отходов
добавить ресурс
.gif){kind=small}
Переработка мусора:
ТБО и другие проблемы современности:
© Дизайн Студии РОМАрт, 2004.