Упаковочные материалы. Саморазлогающаяся упаковка

Хотя пластики из возобновляемого  органического сырья, кажутся более  «экологичными», оценка их жизненного цикла, свидетельствует, как минимум  о необходимости расширения использования  посевных площадей для их производства.

Сократить жизненный цикл саморазлагающегося пластика, созданного на основе продуктов нефтехимии, позволяют  разнообразные добавки. Развитие сектора  в ЕС привело к том, что европейская  ассоциация переработки пластиковых  отходов (EuPR) заявила, что саморазлагающийся  пластик не лучшее решение для  снижения нагрузки на окружающую среду. Производство пластиковой упаковки требует больших затрат нефти и энергии. С точки зрения экономики и защиты окружающей среды производить быстроразлагающиеся полимеры бессмысленно отмечают в EuPR.

Протесты европейских  ассоциаций переработки отходов  и экологов послужили началу исследований «экологичности» саморазлагающихся  полимеров. В 2010 году британская DEFRA в  отчете о «биоразлагающихся» пластиках, произведенных из нефтепродуктов, заявила: такой пластик, ни в коем случае не должен смешиваться с био-отходами: в таких условиях она не разлагается  и даже мешает процессу компостирования. Кроме того, специалисты министерства не смогли высчитать точный срок распада  упаковки – у разных полимеров  он составлял от двух до пяти лет, после  которых в почве оставались маленькие  фрагменты упаковки, дальнейшее влияния  которых на окружающую среду было признано «требующим дальнейшего изучения». Более того, исследователи пришли к выводу, что такая упаковка не подлежит дальнейшей переработке –  соответственно, ее не следует смешивать  с традиционными полимерами. В  результате DEFRA заявила о том, что  разработает новую маркировку для  полимеров, в которой исчезнет сам  термин «биоразлагающийся» и появится требование к информации о том, как  должен утилизироваться каждый конкретный вид пластика. Биоразлагаемая упаковка для йогуртов: опыт внедрения в производство от Stonyfield Farm

 «Когда мы разрабатываем упаковочные инициативы, то всегда стараемся уменьшать парниковый эффект минимум на 5%, - прокомментировала вице-президент компании Нэнси Хиршберг. – Когда мы начинали этот проект, основной задачей было отказаться от полистирола, а когда мы поняли, что этот отказ повлечет столь значительное сокращение вредных выбросов, мы были просто потрясены. Переход к упаковке из полимолочной кислоты позволит уменьшить вредное воздействие нашего упаковочного производства на климат сразу на 9%». Добавим, что, по данным Stonyfield, упаковочное производство компании – это второй по величине (15%) вредный фактор воздействия на экологию после производства молока (43%).

Отметим, что Stonyfield делает ставку не только на правильную переработку, но и на сокращение использования экологически небезопасных материалов в производстве. Именно эта компания в свое время первой выпустила более легкие стаканчики для йогуртов (в 1990х гг.) и заменила обычную пластиковую крышку для стаканчиков на гибкое покрытие из фольги. Что касается непосредственно перехода к биопластику, то, по словам главы компании Гари Хиршберга, новый стаканчик на основе полимолочной кислоты – несомненная победа. «Упаковка осталась в той же ценовой категории, но при этом она более прочная и очень выгодна в плане экологии. Если это и не окончательный идеал, то огромный прорыв технологий», - отмечает он.

Производство полимеров

Если говорить о технологии   и в том и в другом случае в результате образуется вода, углекислый газ и биомасса. Но процесс разложения разный. В случае оксобиоразложения - это процесс  окисления (деструкции под действием кислорода воздуха) с последующим биоразложением (с  помощью бактерий). В случае гидробиоразложения, процесс происходит за счет гидролиза  при довольно высоких температурах около 60-70 градусов в условиях компостирования с дальнейшим разложением с помощью тех же бактерий. Таким образом , гидробиоразлагаемые пластики – компостируемые и соответствуют стандартам, разработанным для компостируемых пластиков ASTM D6400 и EN 13432 (США).  Для оксобиоразлагаемых пластиков разработан свой стандарт ASTM D6954-04 (ЕС).

Оксобиоразлагаемые и  гидробиоразлагаемые пластики получают различными методами. Технология получения  оксобиоразлагаемых пластиков более  проста и  универсальна.  Поскольку  оксобиоразлагаемые пластики могут  быть получены на основе многотоннажных полимеров таких, как полиэтилен, полипропилен и полистирол путем  включения добавки- катализатора в  объем полимера на стадии его переработки (экструзии, литья ).

Гидробиоразлагаемые пакеты созданы из картофельного или  кукурузного крахмала. Они полностью  разлагаются биологическим путем  в течение 80 - 120 дней, водостойкие, выдерживают  температуру до 80° C, на них можно  печатать любые рисунки, надписи  и логотипы.  Пакеты несколько  менее прочны, чем оксобиоразлагающиеся. Пригодны для хранения пищевых продуктов. Кроме того, не следует забывать, что технологически производство биопакетов этого вида совершенно отличается от технологии изготовления обыкновенных упаковочных изделий, а значит, приходится налаживать новую производственную линию. Требуются новые мощности, строительство специальных компостных ям.

Оксобиоразлагаемые пакеты по внешнему виду не отличаются от привычных  нам полиэтиленовых пакетов, удобны в использовании, прочны. Срок их разложения несколько выше, чем у гидробиоразлагаемых  – 1,5 – 3 года, но это не является существенным недостатком. Такая биоразлагаемая упаковка может производиться серийно, так как технология не претерпела никаких изменений и не требует  специального оборудования. Единственное усовершенствование – это включение  биоразлагаемой добавки, которая, согласно исследованиям, не оказывает вредного воздействия на окружающую среду  и пригодна для применения в пищевой  промышленности.

Таким образом, оксо-биоразлагаемых пластики имеют ряд неоспоримых  преимуществ по сравнению с гидробиоразлагаемыми: 

-простота применения: не  требуется изменение технологического  процесса и оборудования, как  у гидроразлагаемых;

- не требуется специальное  растительное сырье;

- сохраняет все свойства пластиков и качество;

- более высокая прочность;

- дешевле гидробиоразлагаемого  пластика;

- регулируемые период  эксплуатации и скорость разложения;

- возможность рециклинга.

К недостаткам технологии, и соответственно, преимуществам  гидробиоразложения  можно отнести:

- не соответствует стандартам  компостирования;

- биоразлагается медленнее. 

 В основном, сейчас  в России  оксобиоразлагаемые  пластики применяют иностранные  компании, или продвинутые компании, которые действительно озабочены  сохранением экологии и ростом  пластикового мусора в окружающей  среде. Процесс перехода торговых  сетей на саморазлагающиеся пакеты  идет крайне медленно. Его тормозит  не только более высокая цена  и отсутствие соответствующего  закона, но еще и то, что по  внешнему виду нельзя определить, есть там добавка или нет. 

Тенденции и перспективы. Сегодня в России и в мире существуют добавки для биоразложения полиэтилена, полпропилена, в Канаде – добавки  для разложения полистирола. Теперь на очереди ПЭТ-упаковка. Ведь, как  известно, она разлагается уже  не 200, а 600 лет. С другой стороны, эта  проблема не столь остра, ведь почти  вся ПЭТ-упаковка подвергается рециклингу – повторной переработке и  использованию. Кроме того, в скором времени начнут выпускать оксобиоразлагаемую групповую упаковку, промупаковку, более массово – флакончики для  шампуней и бальзамов, тюбики для  зубных паст.

Переработка

Наиболее эффективный  способ избавления от использованных упаковок - вторичная переработка. Это  выгодно и с экономической, и  с экологической точки зрения.

В США, Японии, Канаде процесс  переработки вторичного сырья в  первосортную продукцию начал реализовываться  с середины 80-х годов прошлого века. Там приняты национальные программы  с соответствующим государственным  финансированием, цель которых - прекратить загрязнение окружающей среды отходами упаковки.

В странах ЕС, принявших  в 1994 году Декларацию об отходах упаковки, Европарламентом и Европейским  Советом министров введен единый закон о стратегии использования  отходов упаковки, направленный на предупреждение увеличения твердых  бытовых отходов, их вторичную переработку  и безопасное уничтожение остатков, не подлежащих переработке.

В результате проблема утилизации (от латинского utilis - полезный) отходов  упаковки путем вторичной переработки  в этих странах практически решена.

У нас же пока дела в этом плане весьма плачевны. Отечественные  ученые разработали уникальные технологии переработки вторичного полимерного  сырья и сырья из смешанных  отходов, которые, к большому сожалению, никем не востребованы, а ведь именно они могли бы предотвратить экологическую  катастрофу, угрожающую России. Распад СССР откинул решение вопросов утилизации отходов на несколько десятилетий  назад. В настоящее время эти  вопросы если и решаются, то весьма некомпетентными людьми.

России необходимо создавать  предприятия по производству саморазлагающихся упаковочных материалов. накопление отходов, в том числе использованных упаковок, становится одной из острых проблем. в деле установления стандартов в сфере упаковочных материалов и их утилизации России необходимо брать пример с европейских стран, и в первую очередь - с Италии. Самые жесткие стандарты - в Италии. производство саморазлагающихся упаковочных материалов очень важен с точки зрения проблем экологии.

Саморазлагающуюся посуду и  упаковку планируют применять в  Москве.

Ежегодно в Москве образуется около 360 тыс. тонн отходов полиэтилена. К сожалению, в природе на полное разложение пластика нужно около 100 лет. При его сжигании в атмосферу выделяются вредные вещества, поэтому лучше всего перерабатывать полиэтилен и из полученного вторсырья производить ту же тару. переработка полиэтилена и последующее производство пластиковой упаковки и посуды — дорогое производство.

Поэтому, необходимо разработать  закон о таре и упаковке, который  бы переносил ответственность за переработку и утилизацию пластика на производителя. ежегодно в столице образуется более 5 млн тонн твердых бытовых отходов

Развитые страны, в том  числе и США, отказались от практики мусоросжигания отходов, так как  при этом процессе в атмосферу  попадают не только вредные выбросы, но и сам процесс мусоросжигания обходится гораздо дороже, чем  переработка отходов. Во многом именно бурное развитие упаковочной отрасли в последние десятилетия привело к тому, что объем бытовых отходов на душу населения в индустриальных странах увеличился по сравнению с 1980 годом втрое. Куда девать бесчисленное количество полиэтиленовых пакетов, пластиковых бутылок, алюминиевых банок и другой утратившей потребительские свойства тары? Закапывать в землю - значит загрязнять литосферу. Делать захоронения в морях и океанах - наносить ущерб гидросфере планеты. Сжигать - вредить атмосфере. Между тем эффективные способы хотя бы частичного решения проблемы существуют.

В Российской Федерации 90% бытовых отходов хоронят в земле, а остальные 10% сжигают. Свалки промышленных и бытовых отходов в нашей стране, санкционированные и особенно несанкционированные, количество которых в последние годы непрерывно растет, практически не контролируются муниципальными властями, там царит полная анархия.

 В результате разложения  мусора при длительном его  хранении на земле воздух загрязняется  сернистым ангидридом, различными  вредными органическими соединениями. Токсичные алифатические, ароматические  и хлорорганические вещества, соединения  ртути, мышьяка, кадмия, свинца  отравляют почву и грунтовые  воды в радиусе полутора километров  от свалок.

 Резинотехнические изделия,  например старые автомобильные  покрышки, наряду с другими полимерными  отходами в присутствии метана, образующегося при разложении  мусора, становятся источником пожаров.  При горении такого мусора  в воздух попадает огромное  количество отравляющих и канцерогенных  веществ, провоцирующих возникновение  онкологических заболеваний у  людей и животных.

Не меньшую угрозу представляют медицинские отходы. Они могут  стать источником разнообразных  инфекций. В мире уже зарегистрированы случаи заражения детей СПИДом в  результате игр со шприцами, попадающими  в бытовые контейнеры и на свалки.

 Кроме того, территории  свалок являются местом обитания  мышей, крыс, насекомых, что представляет  серьезную эпидемиологическую угрозу  для населения. 

Сжигание - распространенный в мировой практике метод уничтожения  бытового мусора, применяемый с конца XIX века. Его основное преимущество, по сравнению с захоронением, - сокращение объемов отходов более чем  в 10 раз, а массы - в 3 раза. Конечно, это  очень удобно. Несколько десятилетий  назад, когда отходов было не так  много, а пластиковая упаковка и  изделия из полимерных материалов не составляли подавляющую часть твердых бытовых отходов, сжигание мусора не представляло такой угрозы окружающей среде и здоровью человека, как в настоящее время. В 80-е годы прошлого столетия было установлено, что в процессе сжигания твердых горючих материалов образуются разнообразные ядовитые продукты, которые попадают в атмосферу.

 Кроме вышеназванных  сжигание и захоронение твердых  бытовых отходов имеют и другие  недостатки. Во-первых, уничтожается  ценнейшее полимерное сырье, зачастую мало изношенное, которое при грамотном подходе может принести пользу народному хозяйству. Во-вторых, огромные территории, отводимые под свалки, отторгаются от полезного использования.