Рис. 1. Краткий обзор биопластиков (график основан на данных с сайта european-bioplastics.org)
Индустрия пластмасс подвергается жесткой критике – в определенной степени несправедливой, поскольку все больше и больше производителей сосредотачиваются на экологически безопасных решениях для утилизации упаковки, сделанной из возобновляемого сырья, которое вполне может состоять из пластика. В частности, упаковка на биологической основе может шаг за шагом проложить путь к более экологичной упаковке. Устойчивое развитие влияет на всех: потребителей и производителей, розничных продавцов и поставщиков упаковки, но особенно важно это для производителей упаковки из пластмасс.
РАЗБЕРЕМСЯ В ТЕРМИНОЛОГИИ
В дискуссии об экологически чистых пластиках используется широкий спектр терминов, таких как биопластики, биополимеры, биобазированные и биоразлагаемые пластики. Некоторые из этих материалов существуют уже более 100 лет: например, целлулоид был произведен из целлюлозы в 1855 году и считается одним из первых пластиков. Фактически, ископаемое невозобновляемое сырье, такое как нефть или природный газ, не входило в упаковочную промышленность до конца 1940-х годов. Сегодня все чаще предпринимаются попытки полностью или хотя бы частично производить пластмассы из возобновляемых источников.
Наиболее важными отличительными особенностями являются происхождение и свойства пластмасс: сырье на основе нефти или возобновляемых источников. Более того, важную роль играет долговечность пластмасс: биоразлагаемы они или нет, как показано на рисунке 1.
Биополимеры – это общий химический термин для биопластиков. Он состоит из трех категорий: разлагаемые биополимеры на нефтяной основе, разлагаемые полимеры преимущественно на биологической основе, и неразлагаемые биополимеры на биологической основе. Следовательно, биопла-стики являются биобазированными, биоразлагаемыми или одновременно и теми, и другими. Важно различать два обстоятельства:
- Пластмассы на биологической основе частично состоят из той же химической основы, что и традиционные ископаемые пластики, но производятся в значительной степени или даже полностью из возобновляемого сырья. Примерами являются Bio-PE или Bio-PET. Они химически идентичны вариантам на основе бензина. Таким образом, термин «биологическая основа» кое-что говорит о происхождении материала, из которого сделан пластик, но это не обязательно означает, что пластмассы также поддаются биологическому разложению.
- С другой стороны, биоразлагаемые пластмассы обладают свойствами биоразлагаемости. Биоразложение происходит в ходе химического процесса, при котором микроорганизмы, присутствующие в окружающей среде, превращают пластик в природные вещества, такие как вода, диоксид углерода, соли и биомасса. Биоразлагаемые пластмассы могут быть на нефтяной или биологической основе.
Поэтому во избежание недоразумений рекомендуется говорить о пластиках на биологической основе, а не о биопластиках, когда речь идет о пластмассах, которые в значительной степени или полностью производятся из возобновляемого сырья. Новые пластики на биологической основе можно разделить на те, которые основаны на инновационных химически полимерах, таких как полилактиды (PLA) или полигидроксиалканоат (PHA), и так называемые drop-ins, то есть полимеры, в которых ископаемое сырье было полностью или частично переработано и заменено возобновляемым сырьем (например, био-полиэтиленом) в процессе производства.
Рис. 2. Жизненный цикл полиэтилена на биологической основе (© Sanner GmbH)
ПРОИЗВОДСТВО И ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ БАЛАНС
Наиболее важным источником сырья для производства пластмасс на биологической основе является биомасса растений, например целлюлоза и лигнин из дерева; крахмал из кукурузы, пшеницы и картофеля; сахар из сахарной свеклы или сахарного тростника; масла из рапса, подсолнечника и сои или из экзотических масличных растений, таких как кокосовая пальма, которые превращаются в «зеленый» этанол.
Доступные на рынке биопластики теперь охватывают широкий спектр применения с высокими техническими требованиями. В некоторых областях нефтехимический пластик можно легко заменить пластмассой на биологической основе. Это особенно актуально для пластиков на биологической основе, химическая структура которых идентична структуре обычных пластиков, таких как Bio-PE и Bio-PET. Более того, Bio-PE можно модифицировать так, чтобы он имел свойства, сравнимые с PP.
Пластмассы на биологической основе сохраняют ископаемые ресурсы и, таким образом, способствуют обеспечению безопасности поставок в будущем. На текущем этапе развития они вносят свой вклад в защиту климата, уменьшая экологический след, то есть снижая выбросы CO2 по сравнению с пластмассами на нефтяной основе. Во время фазы роста растения (например, сахарный тростник) поглощают CO2, который превращается при дальнейшей переработке в этанол и полиэтилен.
ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
Сферы применения пластмасс на биологической основе разнообразны: от бутылок и одноразовой посуды, игрушек и автомобильных запчастей до цветочных горшков и капсул для кофе; пластики на биологической основе находят распространение во всех сферах жизни. Конечно, это касается также пленок и упаковочных решений. Однако требования к защите продукта особенно важны для лекарств и упаковки пищевых продуктов. Насколько высоким должен быть кислородный барьер? Насколько нужна влагозащита? Каков срок хранения продукта, упакованного в биопластик?
ПРИМЕР: SANNER BIOBASE®
С Sanner BioBase® компания Sanner представила на рынке первую упаковку на биологической основе, изготовленную из возобновляемого сырья, для шипучих таблеток, тем самым открыв новые возможности для разработки экологически безопасных упаковочных решений.
Упаковка Sanner BioBase® в основном состоит из возобновляемого сырья. Она производится в соответствии с «надлежащей сельскохозяйственной практикой», которая обеспечивается «Кодексом поведения поставщиков». Поставщики сырья придерживаются надлежащей деловой практики, в том числе в отношении сжигания сахарного тростника, уважения биоразнообразия, экологических норм, прав человека и условий труда.
Упаковка шипучих таблеток на 90% состоит из возобновляемого сырья и подлежит вторичной переработке. Свойства такой упаковки сравнимы со свойствами обычной упаковки для шипучих таблеток, а иногда даже превосходят её в том, что касается барьера от водяного пара. Срок годности таблеток может быть увеличен за счет более высоких барьерных свойств для H2O. С точки зрения обработки, Sanner BioBase® предлагает потребителям высококачественный внешний вид: на тубах можно напечатать этикетку или снабдить этикеткой IML.
Экобаланс новой упаковки Sanner BioBase® для шипучих таблеток был оценен признанной независимой компанией. Свойства тубы диаметром 27 мм и емкостью около 15–20 шипучих таблеток сравнивали с аналогом на нефтяной основе. Методологической основой является «Стандарт учета жизненного цикла продукции и отчетности» Протокола по парниковым газам. Процедура в соответствии с этим международным стандартом обеспечивает достоверность, точность и надежность балансировки.
Существующий углеродный след продукта был определен в соответствии с подходом «Cradle to Gate» (от закупки материала до ворот завода) и включает закупку материала, предварительную обработку материала и производство упаковки. Этап использования и утилизации упаковки не рассматривался, поскольку это не входит в сферу влияния компании.
Таким образом, учитываемые источники выбросов включают:
- Закупка материалов и предварительная обработка;
o Сырье, используемое для изготовления туб и укупорочных средств. o Транспортировка вышеуказанного сырья от поставщика к производственному предприятию. - Потребление энергии во время производства;
o Сырье, используемое для упаковки туб и крышек.
По сравнению с обычным пластиком упаковка для шипучих таблеток Sanner BioBase® обеспечивает снижение выбросов (в кг эквивалента CO2) практически на 15%. Это соответствует приблизительно 7,3 тонн CO2-эквивалента на миллион труб, что практически равно выбросам CO2e четырех автомобилей среднего класса в год или количеству средних выбросов CO2e одного человека в год.
ТЕКУЩИЕ ЗАДАЧИ
Биопластики составляют лишь
один процент от количества пластмасс, производимых ежегодно. Однако спрос растет, разрабатываются новые биополимеры, оптимизируются существующие. В исследовании рынка, проведенном в сотрудничестве с институтом nova-Institute, European Bio-plastics предполагает, что мировое производство биопластиков вырастет с 2,11 миллиона тонн в 2019 году до приблизительно 2,43 миллиона тонн в 2024 году. Почти половину этого количества будут составлять биопластики.
Разработка пластмасс на биологической основе – очень динамичный процесс, который в настоящее время имеет огромный потенциал для оптимизации. Стоимость производства по-прежнему значительно выше, чем у обычных пластиков. Обработка всех материалов окончательно не определена. Задача заключается в дальнейшем развитии структур производства, переработки и сбыта продукции по всей цепочке для обеспечения баланса между экономической эффективностью и надежностью поставок с учетом устойчивости.
ПЕРСПЕКТИВЫ
Общество, экономика и политика определяют, какие пластмассы и изделия из них будут продаваться в будущем. Чем выше оценка экологически чистых продуктов, тем важнее и значительнее будет роль пластмасс на биологической основе. Функциональные возможности, такие как барьерные свойства, блеск, прозрачность, механика или обработка, будут играть важную роль. Техническая оптимизация будет особенно эффективна, когда на рынок постепенно поступит большее количество пластмасс на биологической основе.
Однако есть гораздо больше критериев, которые следует учитывать при разговоре об экологичной упаковке: Как мы хотим утилизировать ее в будущем? Как избежать лишнего веса и лишней упаковки без ущерба для защиты продукта? Как можно интегрировать новые концепции в три столпа устойчивых действий (экологический, социальный и экономический)? Технические революции не происходят в одночасье. Соответственно, не каждый продукт или упаковка сразу должны изготавливаться из биопластика. Гораздо важнее сделать первые шаги и начать с правильных продуктов. Новая упаковка Sanner BioBase® показывает, как это можно сделать.
Контакты:
ООО «ОлАнпак»
Юридический адрес: 117105, г. Москва, Варшавское шоссе, д.33
Тел: +7-495-787-14-06; +7-903-108-42-46
E – mail: info@olanpak.ru
