Перспективи біополімерів у пакуванні
08.02.2024
У своїх глобальних зобов’язаннях компанія Dow підтримує інтегровану стратегію, яка полягає в розробці та використанні циркулярних технологій, спрямованих на захист клімату планети. Компанія зобов’язується шляхом переробки відходів та використання альтернативної сировини досягнути до 2030 р. виробництва за циркулярними технологіями 3 млн т за рік циркулярних або відновлюваних матеріалів. При цьому планується проєктувати пакувальні матеріали та упаковку з урахуванням можливості її переробки механічним рециклінгом, удосконаленням технологій переробки або використанням продуктів із біологічної сировини.
Чому біосировина та біополімери?
Згідно з дослідженнями ринку, 1/3 опитаних споживачів вважають, що краще, коли полімери виробляються з біологічної сировини. Виходить, що це не просто модний напрям у виробництві полімерних матеріалів, а це голос ринку, це бажання користувачів користуватися саме такими полімерними виробами, в тому числі упаковкою.
Разом з тим у суспільстві дуже багато спекуляцій щодо «біопластиків» та біополімерів. Доволі часто для пересічного споживача префікс «біо» означає відсутність негативного впливу матеріалу або якогось процесу на довкілля. Але, зайшовши у «Вікіпедію», він під терміном «біополімери» побачить не зовсім те визначення, на яке очікує. Тому давайте розбиратися.
Основою однієї з класифікацій полімерів є сировина, з якої вони виробляються: біополімери (полімери на біологічній сировині) і звичайні полімери (на викопній сировині). І серед перших, і серед других зустрічаються як ті, що розкладаються або компостуються, так і ті, що не розкладаються та не компостуються (таблиця). Полімерними матеріалами з біологічної сировини, які компостуються, є крохмаль, полісахариди, ПЛА, ПГА. Не компостуються ПЕ, ПП, ПЕТФ, ПА та інші, виготовлені з біологічної сировини. Серед полімерів із викопної сировини компостуються співполіефіри, РВАТ, РСL. До цієї групи належать звичайні полімери (ПЕ, ПП, ПА, ПС, ПЕТФ та інші), які не компостуються. Тому щоразу, коли нам говорять про біополімер чи «біопластик», ми повинні розуміти, яку хімічну назву він має та з якої сировини вироблений. Тоді точно будемо знати, чи розкладається або компостується він, чи ні.
На ринку є безліч сфер застосування біополімерів, що компостуються. Серед них плівка в сільському господарстві, упаковка для чаю, капсули для кави, бар’єрна упаковка для продукції з жирами й мінеральними маслами в складі або для захисту продукції від кисню, різноманітні етикетки. Тут потрібно зауважити, що біополімери, виготовлені з біологічної сировини, мають нижчий вуглецевий слід, ніж полімери на викопній сировині, і тому вони мають підвищений попит. За прогнозами, саме завдяки зацікавленості суспільства в сталому розвитку цей фактор стимулює в найближчі роки значне зростання використання біополімерів із біологічної сировини в пакуванні продукції.
Світові потужності з виробництва біополімерів у 2021 р. складали 2,42 млн т (рис. 1). Серед них 35,8 % біополімерів, які виготовляються з біологічної сировини, але не розкладаються. А 64,2 % – це біополімери, які компостуються або розкладаються, виготовлені з будь-якої сировини: біологічної чи викопної. Якщо виробництво всіх біополімерів порівняти із загальною кількістю полімерів (а це приблизно 350 млн т за рік), то вони складають менш ніж 1 %.
Рис. 1. Світові потужності з виробництва біополімерів у 2021 р.
Таким чином, можна констатувати, що сьогодні біополімери – це матеріали, які використовуються в певних ринкових нішах. Але при цьому виникають проблеми з використанням біополімерів, які розкладаються або компостуються. Вони починаються зі збирання, а потім сортування й переробки відходів використаних виробів, у тому числі відходів упаковки з біополімерів. Такі відходи не є сумісними з полімерними відходами (ПЕ, ПП, ПЕТФ), які переробляються. І якщо їх не розділити при сортуванні, то вони забруднюють потоки полімерних відходів, які відправляються на переробку. Тому вироби з біополімерів, які компостуються, потрібно маркувати й виділяти в окремий потік при сортуванні. А загалом, щоб не вводити в оману споживачів, необхідні чіткі загальні правила використання компостованої упаковки. Найкращим варіантом є обмежене її застосування – якщо є очевидні екологічні переваги від використання саме такої упаковки.
Зараз у Європі обговорюються нові регуляції щодо упаковки та її відходів. Зокрема, в додатку до Регламенту ЄС «Про упаковку та відходи упаковки» прописано умови, які необхідно обов’язково враховувати при використанні упаковки, яка компостується. Вона не може бути багаторазовою. Така упаковка повинна потрапляти в потік органічних відходів наприкінці терміну її використання. Вона повинна піддаватися фізичному, хімічному, термічному або біологічному розкладанню, включаючи анаеробний розпад, що в кінцевому підсумку призводить до перетворення в діоксид вуглецю або метан без кисню, мінеральні солі, біомасу та воду.
Тому, відповідно до більшості європейських систем, біополімери класифікуються як червона категорія: такі, що не перероблюються. Більш того, і це дуже чітко визначено, біополімери мають обмежене використання – лише за умови екологічних переваг.
Підхід Dow до використання біополімерів
Компанія Dow приділяє особливу увагу біополімерам, сертифікованим відповідно до схеми ISCC+, зокрема біополіетилену, отриманому з біологічної сировини. Такі полімери характеризуються покращеними технічними властивостями порівняно з їх аналогами з викопної сировини через нижчий вуглецевий слід. ПЕ компанії Dow виробляється з матеріалів природного походження, які не мають конкуренції з харчовим ланцюжком. Це може бути використана олія для смаження, відходи виробництва пальмової олії або відходи паперової та харчової промисловості.
Для Dow дуже важливо, щоб це не була сировина, виробництво якої конкурувало з виробництвом харчових продуктів. Багато людей у світі голодують, і виробляти біополімери із сировини для виготовлення продуктів харчування не є правильним рішенням. Тому біологічна сировина для Dow – це відходи, для яких не потрібно використовувати додаткові земельні ресурси.
Біополімери на біологічній сировині, що виробляються Dow, допомагають захистити цінні ресурси. За своїм складом вони такі самі, як із викопної сировини, не потребують змін у складі упаковки та технології її виготовлення, мають необхідні властивості й відповідають усім стандартам для контакту з продуктами харчування.
Уже представлено на ринку ПЕНГ торгових марок AGILITY™ EC 7030 R, PG 7008 R, PT 7007 R, PG 7004 R, 740E R, 310E R, 312E R, 450E R, 352E. Вони всі виготовлені на 100 % із біологічної сировини й використовуються для виробництва видувних плівок, ковпачків та покриттів. Наразі пропонується біo-ЛПЕНГ торгових марок ELITE™ 5230GC R і DOWLEX™ NG 5056G R, який уже використовується в промислових масштабах. До них можна додати різні еластомери ENGAGE™ і пластомери AFFINITY™ із щільністю понад 0,87, які також виготовляються з біологічної сировини.
Із використанням цих біополімерів сьогодні виготовляють упаковку елопак, пюрпак, різноманітні етикетки (рис. 2).
Рис.2. Зразки упаковки та етикетки з біополімерів Dow з біологічної сировини
Dow активно співпрацює з партнерами над пошуком джерел біонафти для використання на існуючих виробничих підприємствах. Ці джерела мають виділятися як відходи чи побічні продукти процесів і не конкурувати із сировиною для виготовлення харчових продуктів. При цьому не повинні використовуватися додаткові земельні ресурси. Вся ця біологічна сировина має бути сертифікована за FSC® та/або PEFCTM. Такий підхід дозволяє компанії Dow дотримуватися екологічної відповідальності за рахунок використання біомаси для зниження вуглецевого сліду у своєму виробництві. До того ж це дає змогу впроваджувати інновації на кожному етапі ланцюжка створення вартості для забезпечення кращого балансу для людей і планети, забезпечуючи баланс продуктивності та стійкості без впливу на якість продукції.
Упаковка – занадто цінна продукція, щоб після використання закінчити своє життя на смітнику. Вона має бути зібрана, відсортована та перероблена. Використана упаковка з біополімерів також має бути зібрана й перероблена в існуючих потоках. Зараз усі європейські настанови й нові правила, що будуть прийняті, дозволяють використання біополімерів, що компостуються або розкладаються, у дуже обмежених сферах. Однак вироби з таких матеріалів, у тому числі упаковка, мають право на життя.
