Экологичная полимерная упаковка – реальность или отдаленное будущее? 15.04.2017 17:36Биоразлагаемая полимерная гибкая упаковка – довольно специфичный и, увы, пока относительно далекий от российских реалий сегмент рынка. Сегодня мы либо сталкиваемся с образцами биоразлагаемых пакетов, которые предлагают в супермаркетах, либо, порой даже не подозревая об этом, покупаем биоразлагаемую упаковку таких гигантов пищевой индустрии как Tetra Pak, Danone или PepsiCo.
На европейском и мировом рынках ситуация получше, тамошние аналитики даже делают оптимистичные прогнозы на будущее, предрекая в скором времени чуть ли не поголовный переход производителей гибкой упаковки на биоматериалы. Однако и там практически интересных примеров реализации биотехнологий пока не очень много.
Упаковка из производственных отходов
Как известно, самым распространенным сырьем для изготовления биоразлагаемой полимерной упаковки является полимолочная кислота (PLA), которую извлекают либо из крахмалосодержащих (например, пшеница), либо глюкозосодержащих (сегодня это, как правило, кукуруза или сахарный тростник) растений. Тем не менее, эти же составляющие можно найти и в промышленных отходах пищевых производств, что делает процесс получения подобных полимеров гораздо более эффективным с точки зрения экономики.
В середине апреля текущего года базирующийся в Испании технологический центр разработок для пищевой индустрии AINIA, совместно с европейской ассоциацией поставщиков фруктовых соков AIJN, официально представил результаты своей работы в рамках проекта PHBOTTLE.
Итогом четырехлетнего труда исследователей стал прототип экологичной упаковки для соков, изготовленной из биразлагаемого пластика PHB (полигидроксибутирата), получаемого из органических остатков, извлекаемых из сточных вод заводов-изготовителей. Уникальная разработка – неотъемлемая часть пионерской творческой концепции группы PHBOTTLE, работавшей под говорящим за себя девизом «экономия посредством кругооборота».
Прототип упаковки PHBOTTLE был получен путем трансформации присутствующих в сточных водах органических остатков (главным образом, сахара), в биополимерный материал. Достичь столь выдающегося результата удалось благодаря последним достижениям биотехнологии и новым возможностям микроинкапсуляции. Он наглядно продемонстрировал значимость органических отходов соковой индустрии с точки зрения их использования в качестве сырья для производства упаковки ее же продуктов.
Аналогичные работы недавно были проведены в целях создания биоразлагаемой упаковки из промышленных отходов хлебопекарной промышленности. Исследования, выполнялись в интересах двух испанских производителей обычной и сладкой мучной продукции – компаний Panrico и Grupo Siro. В состав исследовательской группы вошли представители испанского сельскохозяйственного технологического центра CETECE (Cereals Technology Centre), немецкого Инженерно-сельскохозяйственного института (ATB), Центра по разработкам биокомпозитов при Бангорском университете в английском Уэльсе и испанского технологического центра AIMPLAS.
Первым результатом их деятельности стало получение полимолочной кислоты (PLA) из отходов производства обеих компаний: несвежего или черствого хлеба, остатков сладкого теста. Завершился же проект представлением на рынок биоразлагаемых пакетов из PLA c хорошими барьерными свойствами по кислороду и влаге, столь необходимыми при упаковке паст и пирожных, позволяющими доводить их срок хранения на магазинных полках до 12 месяцев.
Базирующийся в испанской Валенсии технологический центр AIMPLAS, который специализируется на разработке и исследовании новых видов полимеров, в настоящее время совместно с производителем пластиковой упаковки, компанией BANDESUR, работает еще над одним специальным проектом, спонсируемым в рамках национальной исследовательской программы Retos-Colaboracion 2015.
Основная его задача – разработка инновационных полимерных лотков для пищевых продуктов, устойчивых к высокотемпературной обработке в микроволновых печах. На рынок планируется выпустить две их разновидности: лотки из вспененного полипропилена и полностью биоразлагаемые компостируемые лотки из вспененного биополимера PLA.
Руководство BANDESUR возлагает на длящийся уже в течение двух лет проект большие надежды, ибо он должен обеспечить компании существенные конкурентные преимущества. Разработка пищевых лотков нового поколения позволит ей выйти на новые географические рынки. Лотки из вспененного материала намного легче литых, что существенно снижает расходы на транспортировку и делает их удобнее в использовании. И, разумеется, не нуждаются в дополнительных комментариях экологические преимущества пищевых лотков из биополимеров.
Экологичная упаковка для экологически чистых продуктов
Одним из самых сильных маркетинговых ходов современных поставщиков «натуральных природных» пищевых продуктов являются заявления о том, что их продукция поставляется в столь же безопасной, полностью утилизируемой упаковке, изготовленной из полностью возобновляемого природного сырья.
Так, европейское подразделение потребительских товаров компании Sonoco совместно с французским производителем биоразлагаемых пластиков Vegemat – фирмой Vegerplast – выпустило на рынок тубные картонные контейнеры Vegetop для сыпучих продуктов, основная особенность которых – полностью биоразлагаемые пластиковые крышки-дозаторы (шейкеры).
Итогом совместной работы стали экологически чистые биоразлагаемые контейнеры, соответствующие европейскому стандарту экологической безопасности EN 13432. Суть требований стандарта – материал должен быть на 100% минерализован (компостирован) в течение полугода в итоге стандартной процедуры промышленной утилизации (компостирования). Важное условие – получаемая компостируемая масса должна быть пригодна для использования в качестве удобрения для посевных культур любого типа.
Выдержать такие стандарты для своего материала специалистам Vegerplast удается благодаря тому, что сырьем для его изготовления являются природные возобновляемые продукты – растения или злаки.
«В итоге, – заявляют представители Sonoco, – наши экологически чистые контейнеры могут абсолютно безопасно использоваться для хранения диетических добавок к пище, а также круп, муки, сахара, специй, сухофруктов и других продуктов, которые дозированно используются в процессе приготовления пищи».
Подразделение компании Dow Chemical, отвечающее за разработку упаковочных полимерных материалов (Packaging and Specialty Plastics Business), североамериканская ассоциация производителей экологически чистой упаковки SPC (Sustainable Packaging Coalition), а также фирма Accredo Packaging сообщили о завершении совместной разработки экологически чистой полимерной упаковки.
Таковой стал устойчивый полимерный пакет с широким дном, предназначенный для хранения моющих средств компании Seventh Generation, специализирующейся на выпуске товаров по уходу за домом, изготавливаемых, как утверждает поставщик, исключительно из природного и экологически чистого безопасного сырья.
Выпущенная на рынок специалистами Accredo Packaging новая упаковка изготовлена из разработанного Dow Chemical специального утилизируемого полиэтилена, который одновременно гарантирует пакетам требуемые характеристики по жесткости и прочности, а также хорошую свариваемость швов.
Пакеты поставляются на рынок в рамках программы SPC по утилизации сырья под названием How2Recycle: на каждый из них нанесена этикетка «Store Drop-Off» («Оставь в магазине»), наличие которой означает, что потребитель, купив пластиковый пакет с продуктом, затем может вернуть его в магазин для последующей утилизации. Таких магазинов в Северной Америке сейчас насчитывается уже более 18 000.
Южноафриканская фирма KiddieKix, производящая натуральные продукты питания для детей, использовала упаковочную биразлагаемую пленку NatureFlex компании Innovia Films для фасовки каш и сухофруктов. Как говорит владелец компании Элисон МакДауэл, «наша задача – позаботиться о здоровье детей, о том, чтобы они употребляли только экологически чистые продукты. С этой целью мы протестировали многие образцы компостируемых материалов, но пленка NatureFlex оказалась лучшей из всех по целому ряда параметров».
«Прежде всего, – продолжает она, – пленка удовлетворяет всем известным стандартам – американскому ASTM D6400 и европейскому EN13432, определяющим требования к биоразлагаемой упаковке. Помимо этого, NatureFlex имеет отличные барьерные свойства по отношению к маслам, жирам, агрессивным химическим соединениям, характеризуется высокими показателями аромо- и газонепроницаемости. На упаковку из этой пленки также можно наносить высококачественную печать».
Другой пример применения пленки NatureFlex – упаковка чипсов из натуральных морских водорослей Halo Seaweed, изготавливаемых компанией Ocean’s Halo. Как отметил основатель фирмы Роберт Мок, «мы предлагаем покупателям натуральный природный продукт, упаковка которого должна быть не только надежной и удобной, но и экологически чистой».
«Всем этим требованиям, – отметил Мок, – удовлетворяет пленка NatureFlex, обеспечившая высокие барьерные свойства по кислороду, что позволяет значительно увеличить срок хранения продукта на магазинной полке. Не менее важна ее отличная стойкость к влаге, благодаря чему наши чипсы никогда не потеряют хрустящих свойств».
Более года назад Tetra Pak представила на рынок первую в мире упаковку Tetra Rex Bio, созданную исключительно из возобновляемого материала, а компания Valio приступила к использованию этой упаковки для безлактозного полуобезжиренного молока Eila. При изготовлении защитных слоев и горлышка новой упаковки применяется биоразлагаемый, производимый из сахарного тростника, полиэтилен низкой плотности, который поставляет бразильская химическая компания Braskem.
Что касается используемого в упаковках Tetra Pak картона, то, как сообщает производитель, он поступает только из контролируемых и легко отслеживаемых источников, сертифицированных Лесным попечительским советом (FSC) – этот логотип хорошо знаком каждому покупателю молочной продукции, хотя бы раз внимательно изучившему информацию, нанесенную на пакеты Tetra Pak.
Следующим шагом в развитии рынка экологически чистых пакетов для Tetra Pak стала совместная разработка специалистов компании Bio-on и ученых финского Технологического университета из города Тампере – одного из крупнейших мировых исследовательских центров в сфере создания новых сортов бумаги и пластика для пищевой упаковки. Итогом стартовавшего в 2015 году проекта стало создание первых в мире контейнеров Tetra Pak, сделанных из комбинации картона и наносимого поверх него экструзионным способом биополимера Minery PHA, разработанного в Bio-on.
В ходе исследовательских работ ученые двух лабораторий заменили полиэтилен, ранее использовавшийся в упаковке для обеспечения ее герметичности, биопластиком, который в расплавленном виде наносится на картон, полностью сохраняя как функциональность упаковки, так и эстетику ее восприятия. Как подчеркивают разработчики, экологически чистый материал полностью изготовлен из возобновляемых растительных ресурсов и на 100% является биоразлагаемым.
Что в России?
Нельзя сказать, что тема биоразлагаемой упаковки абсолютно исключена из портфолио российских производств. На ряде из них успешно освоен выпуск пакетов из биоразлагаемых пленок. Иногда поступает информация и о собственных научных разработках.
Один из практических примеров – компания «Тико-Пластик» из Нижнего Новгорода, выпускающая пакеты из полиэтилена со специальной добавкой, отвечающей за биологическое разложение полимера под воздействием солнечных лучей. Распад такого пакета в естественных условиях происходит в течение от года до трех лет. Более радикальный вариант – использование полимера, изготовленного из природного биоразлагаемого сырья, срок разложения которого на углекислый газ, воду и биомассу гораздо короче.
Что касается научных разработок, то в прошлом году, например, ученые Томского политехнического университета сообщили о создании собственного биополимера из полимолочной кислоты (PLA), который может применяться при изготовлении гибкой упаковки. Основной источник получения полимера – крахмалосодержащие и глюкозосодержащие растения.
Каковы перспективы?
По данным аналитиков, к 2018 году общемировое производство биопластиков должно вырасти с 1,7 млн тонн в 2014 году до 7,8 млн тонн. Темпы роста прогнозируются потрясающие. Стимулирует их, помимо экологической чистоты производимой продукции, в том числе и упаковочной, возможность экономии энергии при изготовлении биополимеров и сокращения выбросов углекислого газа в атмосферу при их утилизации.
Когда эти преимущества смогут быть реализованы на российском рынке пищевой упаковки – вопрос риторический. Само по себе наличие в нашей стране огромных мощностей по переработке, так часто критикуемых экологами, невозобновляемых природных ресурсов довольно долго будет серьезным препятствием к привлечению инвестиций в затратные, хотя и экономически перспективные, проекты, как по выпуску собственных биополимеров, так и по производству из них упаковки в широких промышленных масштабах.
Автор: Игорь Периотти