Skip to main content

Innovative structured polysaccharides-based materials for recyclable and biodegradable flexible packaging

Article Category

Article available in the folowing languages:

Nowy element gospodarki o obiegu zamkniętym – innowacyjne, biodegradowalne, nadające się do recyklingu i elastyczne opakowanie z papieru

Wprowadzane obecnie przepisy wymuszają na producentach wprowadzanie do obiegu gospodarczego ekologicznych opakowań z materiałów pochodzenia biologicznego, które mają zastąpić tworzywa sztuczne wytwarzane z paliw kopalnych. Zespół projektu SHERPACK uważa, że idealnym rozwiązaniem będą materiały celulozowe.

Zmiana klimatu i środowisko

Jednym z ważnych trendów we współczesnym świecie jest zastępowanie opakowań z tworzyw sztucznych wytwarzanych z paliw kopalnych materiałami pochodzenia biologicznego, w szczególności papierem i tekturą. Wynika to z tego, że materiały te zapewniają skuteczną ochronę przechowywanej w nich żywności, a jednocześnie ulegają biodegradacji i nadają się do recyklingu, co sprawia, że są mniej szkodliwe nawet po zakończeniu ich eksploatacji. U podstaw tego trendu leżą zarówno nowe przepisy, takie jak między innymi unijna dyrektywa w sprawie tworzyw sztucznych jednorazowego użytku, jak i zmiany przyzwyczajeń konsumentów, którzy są znacznie bardziej świadomi problemów związanych z ochroną środowiska i coraz częściej sami wybierają ekologiczne opakowania. Biorąc pod uwagę te zmiany, materiały oparte na celulozie zdają się być idealnym rozwiązaniem ze względu na prostotę włączenia ich w gospodarkę o obiegu zamkniętym.

Lżejsze i elastyczne opakowania z papieru

Zespół projektu SHERPACK, który otrzymał dofinansowanie w ramach Wspólnego Przedsięwzięcia na rzecz Bioprzemysłu (BBI), które jest formą partnerstwa publiczno-prywatnego między UE a przemysłem, opracował elastyczne papierowe opakowanie na suche produkty żywnościowe, takie jak płatki śniadaniowe czy kawa. Kilka warstw nowatorskiego materiału stanowi doskonałą barierę i zabezpiecza produkt przed oddziaływaniem czynników zewnętrznych, a z drugiej strony zapewnia większą sztywność przy jednoczesnym zmniejszeniu ogólnej masy opakowania. Przełomowe rozwiązanie opiera się na trzech innowacyjnych technologiach objętych ochroną patentową. Pierwszą z nich jest laminowanie podłoży papierowych na mokro warstwą celulozy mikrofibrylowanej (MFC), co zapewnia doskonałą barierę zatrzymującą tłuszcz, tlen oraz inne zanieczyszczenia. Powłoka wykonana z opracowanego na potrzeby rozwiązania biopolimeru zapewnia również barierę zatrzymującą wodę i parę wodną, jednak o ile skuteczność bariery chroniącej przed wodą w stanie ciekłym jest zadowalająca, ochrona przed parą wymaga jeszcze poprawy. Ostatnią technologią jest siatka wykonana ze skrobi naniesiona metodą sitodruku, której wyjątkowa konstrukcja poprawia sztywność i przyczepność. Pomimo tego, że bariera chroniąca przed przenikaniem pary wodnej wymaga jeszcze dopracowania, parametry pozostałych technologii są zadziwiające. „Opracowany przez nas materiał jest oparty na surowcach pochodzenia biologicznego, nadaje się do recyklingu i ulega biodegradacji, a dodatkowo nie zawiera ani aluminium, ani tworzyw sztucznych wytwarzanych z paliw kopalnych”, wyjaśnia Caroline Locre, koordynatorka projektu SHERPACK.

Obiecujące zastosowania celulozy mikrofibrylowanej

Dotychczasowe prace rozwojowe były realizowane wyłącznie w niewielkiej skali pilotażowej z racji tego, że projekt SHERPACK był działaniem ukierunkowanym na badania i innowacje. Rezultatem było prototypowe opakowanie w rozmiarze kartki formatu A4. Obecnie badacze prowadzą dalsze prace nad industrializacją różnych technologii, które powstały w ramach projektu. Ponadto już po zakończeniu projektu SHERPACK niewielka maszyna pilotażowa do laminowania celulozą mikrofibrylowaną na mokro została zainstalowana we francuskim ośrodku badawczo-technologicznym zajmującym się celulozą i papierem, czyli Centre Technique du Papier. Maszyna ta jest wykorzystywana w ramach innego projektu w ramach Wspólnego Przedsięwzięcia BBI – Celluwiz, którego założeniem jest opracowanie technologii produkcji małych zwojów papieru i tektury pokrytych MFC. „W ramach prac naszego konsorcjum udało się wykazać, że oparte na papierze materiały pochodzenia biologicznego, ulegające biodegradacji i nadające się do recyklingu są możliwe do wykonania, a dodatkowo zapewniają ochronę wystarczającą do pakowania wybranych produktów spożywczych”, podsumowuje Locre. Co więcej, projekt wykazał wykonalność szeregu procesów w niewielkiej skali pilotażowej, które mogą zostać wykorzystane w przyszłości w celu wyeliminowania części polimerów na bazie ropy naftowej i aluminium wykorzystywanych współcześnie przez sektor opakowań. W internecie można zapoznać się z dokumentacją i filmami przygotowanymi w czasie trwania projektu.

Słowa kluczowe

SHERPACK, opakowania, pochodzenia biologicznego, MFC, nadające się do recyklingu, biodegradowalne, materiał celulozowy, celuloza mikrofibrylowana, biopolimer, opakowania żywności, materiał barierowy

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania