Nowe rozwiązania wspierające recykling plastikowych opakowań spożywczych
Opakowania żywności stanowią około 87 % wszystkich elastycznych wielowarstwowych kompozytów(odnośnik otworzy się w nowym oknie) z tworzyw sztucznych stosowanych w Europie. Niestety, recykling wielowarstwowych kompozytów nie jest możliwy przy użyciu tradycyjnych procesów. Co więcej, zgodnie z regulacjami Europejskiego Urzędu ds. Bezpieczeństwa Żywności, materiały pokonsumenckie pochodzące z recyklingu nie mogą być ponownie wykorzystane w opakowaniach żywności, chyba że pochodzą z zamkniętego i kontrolowanego obiegu odpadów opakowań spożywczych. Kolejnym problemem utrudniającym recykling jest konieczność dezodoryzacji i usuwania farb drukarskich z polietylenu poddawanego recyklingowi. W ramach finansowanego ze środków UE projektu CIRCULAR FoodPack(odnośnik otworzy się w nowym oknie) powstał interdyscyplinarny zespół składający się z 5 organizacji badawczych i 10 partnerów przemysłowych, który opracował nowe podejścia z myślą o poprawie możliwości recyklingu wielowarstwowych kompozytów stosowanych w opakowaniach żywności. Inicjatywa CIRCULAR FoodPack jest częścią klastra siedmiu projektów mających na celu pełniejsze włączenie tworzyw sztucznych do gospodarki o obiegu zamkniętym, jak przewiduje europejski plan działania dotyczący gospodarki o obiegu zamkniętym(odnośnik otworzy się w nowym oknie).
Sortowanie oparte na znacznikach umożliwia zamknięcie obiegu
Głównym celem projektu CIRCULAR FoodPack było zmniejszenie zużycia pierwotnych tworzyw sztucznych w elastycznych opakowaniach poprzez zwiększenie możliwości recyklingu tych materiałów i poprawę jakości polietylenu pokonsumenckiego pochodzącego z recyklingu. Z myślą o skutecznym sortowaniu elastycznych opakowań żywności i stworzeniu niezbędnego obiegu zamkniętego na potrzeby ponownego wykorzystania pokonsumenckich materiałów pochodzących z recyklingu zespół projektu zastosował sortowanie oparte na znacznikach (ang. tracer-based sorting, TBS), aby skutecznie oddzielić elastyczne odpady opakowaniowe do żywności od innych odpadów opakowaniowych z tworzyw sztucznych. Skuteczność tego podejścia była ogromnym osiągnięciem. Jak wyjaśnia Esra Kücükpinar, koordynatorka projektu: „System TBS osiąga 99 % czystości sortowania elastycznych opakowań spożywczych oddzielonych od odpadów opakowaniowych pochodzących z gospodarstw domowych. W przeciwieństwie do rozwiązań opartych na sztucznej inteligencji, które mają problem z elastycznymi opakowaniami, technika TBS jest opłacalnym, niezależnym od zastosowanego materiału rozwiązaniem”.
Wyzwania związane z odbarwianiem i dekontaminacją
Oddzielenie opakowań spożywczych od innych odpadów opakowaniowych to tylko pierwszy z wielu kroków w kierunku recyklingu kaskadowego i jego integracji z gospodarką o obiegu zamkniętym. Farba drukarska lub klej muszą zostać usunięte, podobnie jak zanieczyszczenia organiczne czy zapachy. W tym celu w projekcie wykorzystano metody recyklingu mechanicznego i fizycznego opartego na rozpuszczalnikach. Jednym z rozwiązań, jakie zastosowano, była substancja CreaSolv®(odnośnik otworzy się w nowym oknie), opracowana przez partnera projektu Instytut IVV im. Fraunhofera, którą specjalnie dostosowano na potrzeby odzyskiwania materiałów o wyższej czystości. Sporym wyzwaniem okazało się jednak usuwanie farby drukarskiej z elastycznych tworzyw sztucznych, gdyż barwniki miały tendencję do ponownego wchłaniania się w materiał. W odpowiedzi inny partner projektu – UGENT(odnośnik otworzy się w nowym oknie) – stworzył przemysłowy proces odbarwiania na bazie wody. Co ważne, w wyniku przeprowadzonych testów będący partnerem projektu producent farb drukarskich, firma SIEGWERK(odnośnik otworzy się w nowym oknie), zajął się optymalizacją swoich receptur poprzez użycie alternatywnych spoiw, dodatków i pigmentów, aby ułatwić proces odbarwiania. Podczas gdy metoda TBS została już poddana walidacji w skali, infrastruktura do rozwarstwiania i odbarwiania z użyciem rozpuszczalników nadal czeka na zbudowanie. Zespół projektu CIRCULAR FoodPack był jednak w stanie uzyskać elastyczny, nadający się do recyklingu materiał opakowaniowy na żywność na bazie polietylenu, który składa się w 30 % z materiałów pokonsumenckich pochodzących z recyklingu wykorzystującego bariery funkcjonalne.
Produkty demonstracyjne i akceptacja konsumentów
Uczestnicy projektu poddali analizie dane dotyczące wytwarzania i zbiórki odpadów elastycznych tworzyw sztucznych w kilku krajach europejskich. Ze studiów wykonalności wynika, że waloryzacja materiałów pokonsumenckich pochodzących z recyklingu za pomocą technologii CIRCULAR FoodPack jest porównywalna z kosztem pierwotnego polietylenu. W ramach projektu opracowano szereg produktów demonstracyjnych z wykorzystaniem materiałów pokonsumenckich pochodzących z recyklingu za pomocą tych innowacyjnych technologii. Wśród nich znalazły się środki higieny osobistej i chemii gospodarczej, a także opakowania na suche produkty takie jak kakao w proszku i kawa rozpuszczalna. Wyniki projektu CIRCULAR FoodPack wyglądają zachęcająco. Aby osiągnąć pełny potencjał recyklingu plastikowych odpadów opakowaniowych, Europa potrzebuje przepisów, inwestycji i współpracy całej branży z myślą o poprawie projektu strukturalnego opakowań, co umożliwi kaskadowy recykling i zapewni certyfikaty jakości zgodne z unijnymi normami. Kücükpinar zauważa: „Dzięki edukowaniu konsumentów, wspieraniu współpracy i zapewnianiu przejrzystości technologie opracowane w ramach projektu CIRCULAR FoodPack przyczynią się do stworzenia skalowalnego systemu o obiegu zamkniętym na potrzeby recyklingu wielowarstwowych kompozytów dopuszczonych do kontaktu z żywnością i ponownego wykorzystania ich w elastycznych opakowaniach żywności”.
