Биополимеры и разлагающие добавки в упаковке

[admin]

Оксо-биоразлагаемая и био упаковка. Собиаем материалы
Собираем информацию по теме Биополимеры и разлагающие добавки в упаковке. Читайте интересные обзоры во вложении.

Есть тренинг The Essentials of Bioplastics, был платный > sustainablepackaging.org/essentials-of-bioplastics/
Читайте ещё > sustainablepackaging.org/bioplastics-in-packaging/

Есть сайты, например
> bioplasticsnews.com/bioplastic/
Processing of Bioplastics – a guideline > biopolymer.materialdatacenter.com/bo/file/docs/EV_Processing-of-Bioplastics-2016.pdf

European Bioplastics (EUBP), ассоциация, представляющая интересы индустрии биополимеров в Европе

Within the broad category of bio-based materials, bioplastics may be the most diverse subcategory.
Bioplastics have been created from plant-based sources such as corn and sugar cane, and even more recent developments include bioplastics derived from seaweed and microorganisms such as algae, bacteria and others.
In addition to corn and sugar cane, plant-based sources of bioplastics include soybeans, hemp, starches from root vegetables such as potatoes and cassava, and cellulose extracted from wood pulp, cotton and other plants.
Non-plant sources of bioplastics are equally diverse:
MICROORGANISMS: • Algae • Bacteria • Fungi
CELLULOSE EXTRACTED FROM: • Bacterial cells
CHITIN (BIOPOLYMER): • Exoskeletons of insects • Exoskeletons of crustaceans • Some fungi
The most obvious advantages of bioplastics is their potential to break part of our dependency on fossil fuels. Many bioplastic materials are compostable, and they all require less energy to produce, meaning their carbon footprint is smaller than that of petroleum-based plastics.

Advances in material science may overcome these challenges in the future, but bioplastics generally do not
possess equivalent barrier properties and heat resistance to petroleum-based plastics.

BIO сырьё – пока дорогой и малодоступный вид экологичных ресурсов (Производственные мощности должны значительно увеличиться с 2,23 млн т в 2022 г. до примерно 6,3 млн т в 2027 г.), лишенный большинства недостатков прочих эко предложений, особенно PCR. BIO Полимеры (за исключением компостирующихся/саморазлагающихся) - это всегда первичный пластик из возобновляемых растительных источников вместо ископаемых, поэтому изначально производится по стандартам для FDA. То есть подходит для продуктов и косметики.
Упаковка остается крупнейшей сферой применения биопластиков, на которую приходится~ 48% (1 млн т) всего рынка биопластиков.
Азия остается основным центром производства, где в настоящее время производится немногим более 40% биопластиков. В настоящее время четверть производственных мощностей по-прежнему находится в Европе.
Шикарный "расклад" влияния биопластиков на пахотные земли > article.unipack.ru/92628/ Цифры не проверяли )

CentrUpak рассказал об известных биополимерах:
Braskem – самый известный поставщик одноименного полимерного сырья из сахарного тростника родом из Бразилии. Главный продукт – чистого белого цвета полиэтилен. Имеет одобрение FDA, на 100% перерабатываемый.

Terralene – еще одна марка тростникового био-полиэтилена. Прочный пластик белого, с едва заметным уклоном в желтизну цвета. Имеет одобрение FDA, на 100% перерабатываемый.

PLA Blend – тип пластика на основе кукурузы или тростника. PLA – полимер, представляющий собой производное от мономеров молочной кислоты, получаемой из переработанных растений. Изначально изделия из PLA страдали от хрупкости и слабой сопротивляемости химическому и температурному воздействию, так что PLA использовали в основном для 3D печати. Новые марки PLA с доработанной технологией позволяют использовать его и для более требовательной продукции. Подвидов PLA существует много, и каждый бренд разрабатывает свою технологию, которую держит в строгой секретности.
Главное направление, в котором идут разработки PLA – это создание компостирующегося упаковочного материала.

PHA (полигидроксиалканоаты) - не собрали пока инфо.

Полипропилен (PP) на биологической основе - новый виток развития.
Bio PP EcoAce – ЭКО полипропилен, появившийся на рынке в 2020 году. Полимер со сложным составом, включающим волокна древесины и целлюлозы, древесной смолы и таллового масла. Естественный цвет – светло-коричневый. Имеет одобрение FDA, на 100% перерабатываемый.

Danimer Scientific разработала биополимер Nodax PHA, который заменит пластики на нефтяной основе, используемые в настоящее время компанией Bacardi. Полученный из масел семян растений, таких как пальма, рапс и соя, этот материал будет подвергаться биологическому разложению в широком диапазоне сред.

Polymateria заявила о достижении самой быстрой в мире биодеградация в различных областях применения. Безопасное возвращение в Toppan Speciality Films: TSF (ранее Max Speciality Films) биотрансформировала БОПП-пленку в природу за 176 дней в открытой среде. А жесткий полипропиленовый контейнер крупнейшего бренда кондитерских изделий и жевательной резинки биоразлагается за 230 дней при хранении на открытом воздухе, не оставляя после себя и следа.
Да, теперь это называется словом Биотрансформация.

Больше материалов > omnexus.specialchem.com/

Вадим Лунев (ООО «Руспласт») может осветить направления и компании переработки в РФ.
Масанов Алексей, ОАО «НИИТЭХИМ» тоже может осветить тему.

Есть даже мини список компаний их использующих в мире и отчетов по теме
> sustainablepackaging.org/sustainability-goal/bio-based-renewable-materials-usage/

Но не всё так просто с БИО Полимерами и компостированием. Как правило, биоразложение часто происходит только в промышленных условиях, когда продукты подвергаются воздействию высоких температур в течение длительного периода времени. Кроме того, как только биоразлагаемые пластмассы попадают на свалки, процесс разложения ограничивается из-за недостатка кислорода. В морской среде биоразлагаемые продукты ведут себя по-другому, и очень часто их деградация замедляется еще больше.
Общеевропейский стандарт по компостированию упаковки (EN 13432) гарантирует биоразлагаемость упаковки только в управляемых промышленных условиях. Исследование, проведенное на биоразлагаемых мешках, показало, что эти изделия не помогут в усилиях по сокращению загрязнения морской среды, поскольку скорость их деградации слишком медленная, чтобы оказать существенное влияние в ближайшем будущем. Директива (ЕС) 2015/720 Европейского парламента и Совета от 29 апреля 2015 года, вносящая поправки в Директиву 94/62/EC в отношении сокращения потребления легких пластиковых пакетов-носителей, вводит в своей 8-й статье конкретные меры для биоразлагаемых и компостируемых пластиковых пакетов-носителей, которые должны быть приняты к маю 2017 года.

A note on the meanings of “biodegradable” and “compostable”:
These words are often used together, but it is important to understand their specific meanings and differences between them. A biodegradable material is one that can be consumed by living organisms such as bacteria. A compostable material is one that breaks down into non-toxic, natural elements at a rate similar to organic materials. All compostable materials are biodegradable, but not all biodegradable materials are compostable.
A key difference between the two is the role time plays in the process. Compostable materials break down over a defined duration and under a specific set of conditions. On a long enough timeline, all materials biodegrade when exposed to conditions such as sunlight, moisture and the presence of microorganisms. Paperboard may break down more quickly than plastic, but they’ll both get there eventually.
For packaging, compostable is a much more meaningful designation. Because the necessary conditions are well-defined, organizations in many global territories issue certifications brands can use to market their product’s packaging as compostable, but no such certifications exist for biodegradable materials. It is also important to note that there are two different types of compostability: home and industrial. Items designated as home compostable can go to industrial composting facilities, but industrial compostable materials can not be home composted because they require specific conditions. Suppliers’ claims of biodegradability should be carefully scrutinized. While this can be meaningful for paper and other natural fiber-based materials, these claims are more dubious when it comes to plastics, even when they include additives meant to expediate the process. Additionally, biodegradable doesn’t mean that there’s no harm in sending the material to a landfill, as landfills act more as a time capsule for waste than a place for it to biodegrade and return nutrients to the environment. Items that biodegrade in a landfill are drivers of methane, a powerful greenhouse gas.

Пример биоразлагаемых капсул для кофе тоже показателен.
Их даже пришлось разделить на капсулы прошлого поколения, пригодные только для промышленного компостирования, и биоразлагаемые капсулы нового поколения, которые пригодны для домашнего компостера или утилизации вместе с другими органическими отходами, на 100% состоящие из биоразлагаемых преобразованных в биополимер жирных кислот растительных масел.
Процесс разработки и сертификации новой технологии у компании Capsul’in Pro занял 5 лет. Сертификацию проводила TÜV Austria.

Другие сертифицирующие могут быть DIN CERTCO от European Bioplastics, также Italian Consortium of Composters.

Вообще, это наверное правильное направление, использовать для небольшой порционной Single Serve упаковки биопластики, так как такую упаковку дорого и сложно собирать.
Также из-за различий в химическом составе биоразлагаемые пластики необходимо отделять от традиционных потоков отходов пластмасс, чтобы обеспечить высококачественный поток для вторичной переработки и долговечность пластмассовых изделий. Смешивание традиционных и биоразлагаемых пластмасс в потоках отходов ставит под угрозу текущие усилия по увеличению показателей переработки пластмасс. В связи с увеличением производства биоразлагаемых изделий крайне важно внедрить схемы раздельного сбора для биокомпозиций.
https://youtu.be/_-zli6Ej-p0?t=61 в этой презентации моменты по выделению и переработке биопластиков, но звук не очень.

Американская ассоциация переработчиков пластмасс выпустила манифест по поводу разлагающих добавок plasticsrecycling.org/images/library/APR-White-Paper-Degradable-Additives.pdf и отдельно для биополимеров в бутылках plasticsrecycling.org/images/library/APR-White-Paper-Biopolymer-Use-Bottles.pdf +сайт: natureworksllc.com
Похожее было выпущено и в Европе. Смотрите во вложении.

«Союз переработчиков пластмасс», г. Москва тоже обобщил информацию в статье "Биополимеры: спасение или утопия?"
> plastics-news.ru/jour/article/viewFile/388/387

Но чтобы быть объективным, стоит посмотреть и на мнение немецких и французских производителей упаковки
> kunststoffverpackungen.de/wp-content/uploads/2019/09/bioplastics.pdf
> kunststoffverpackungen.de/wp-content/uploads/2019/07/IK_Positionspapier_Bio-Plastics_210920_web.pdf

Есть тренинг по компостированию упаковки, был платный > sustainablepackaging.org/essentials-of-compostable-packaging/
Читайте описание > sustainablepackaging.org/compostable-packaging/
Проект How2Compost от этой же организации sustainablepackaging.org/projects/how2compost/

Есть несколько целых институтов c массой интересного контента, но возможно, для кого-то быстроразлагаемого))
> bpiworld.org
> ifbb-hannover.de/en/
> biopolymer.materialdatacenter.com/bo/?uilang=en

Рекомендации по организации компостирования растительных отходов в Минской области

> gone4good.com/ пример компостируемого пауча
​
https://youtu.be/DekqM9hDTGE?t=96 видео по активностям, можно увидеть участвующие компании. Включайте со 2й минуты и заканчивайте на 9й, звуки не очень.

https://www.novamont.com/eng/
https://www.condensia.com/en/products/additives-for-bioplastics
https://www.aitiip.com/en/
Legislative barriers for the recycling of fossil and biobased plastics for packaging - серьезнейшее исследование о законодательных и других преградах для использования переработанных материалов в упаковке.

Что из новенького?
Биоперерабатывающий завод TotalEnergies и португальская Intraplás запускает коммерческие продукты с использованием полимера TotalEnergies RE:newable (из портфолио RE:clic)

Как подтвердить биоразлагаемость и как проверить?
ГОСТ 33747-2016, принят всеми странами ЕАЭС, вступил в силу в РФ с 01.03.2017г.
Также смотрите с 37й минуты https://youtu.be/6ghO6IPOVAg?t=2201 и далее 1ч:11мин пару минут.

ГОСТ 34281-2017 на метод оценки оксо-биоразлагаемости, вступил в силу в РФ 01 октября 2018г.
Изучите методы и сертификацию Compost Manufacturing Alliance > compostmanufacturingalliance.com

Литература про био полимеры (устаревшая > ecology.aonb.ru/assets/files/biorazlagaemiy-musor.pdf)
___________________________________
Если Вы прочитали все это и не запутались, то возможно, стоит подумать над следующими приоритетами:
- Цикличность использования - это цель номер 1, но биоразлагаемые пластики ей не отвечают.. в целом они предназначены для захоронения.
- Увод в биоразложение означает сокращение доступных объемов в переработке = более дорогое вторичное сырье.
- Вы уже поняли, что условия для биоразложения доступны гораздо уже, чем инфраструктура раздельного сбора и переработки.
- Биоразлагаемые пластики трудно выделить в потоке сортировки, попадая в переработку они ухудшают процесс переработки и качество вторичного сырья на выходе.
- Для специализированных высокотехнологичных применений нужны специальные не био полимеры.

Какие можно сделать выводы? Если применять биоразлагаемое - то только в тех вещах, которые никогда не смогут быть отсортированы и переработаны, т.е. для размера 7 см и менее.
___________________________________

На дискуссионной сессии РосУпак 2021 «Биопластики в России. Мечты или реальность?», выступали:
Евгения Кузнецова, руководитель органа по сертификации «Экологический союз», ведущий эксперт системы «Листок жизни»;
Констанс Иссбрюкер, руководитель по вопросам окружающей среды, European Bioplastics
Дискуссионная панель на тему «Биоразлагаемая упаковка в России: за и против», в которой приняли участие:
Анна Гаркуша, руководитель направления Ассоциация в сфере экологии и защиты окружающей среды «РазДельный сбор»;
Максим Мелешко, коммерческий директор, Kinglet;
Ольга Кухта, директор, «Амерпласт»;
Роман Чураков, коммерческий директор «Био Планета», заместитель генерального директора, «Эдас Пак»;
Светлана Смайлс, представитель компании Polymateria в России и СНГ; polymateria.com продвигается компанией Адитим. Розничная сеть «О’КЕЙ» применяла для пакетов.
Сергей Данчинов, старший менеджер отдела развития, «Данон Россия».

На Интерпластике Recyclings solutions 2020 выступали:
Эдуард Замыслов, технический директор, ЭкоСейф;
Перспективы развития рынка биоразлагаемых материалов в РФ Анна Потапова, начальник отдела развития рынка, НПП ПОЛИПЛАСТИК;
Биоразлагаемые полимеры: перспективы использования сегодня и завтра Всеволод Абрамов, вице-президент, Союз переработчиков пластмасс.

[PackAudit&Consulting]

В противовес полимерам разрабатываются решения на основе целлулозного волокна.
Группа Илим выделила следующие проекты и стартапы:

“Эфирус” и «Зеленые технологии» - наукоемкие решения для новых продуктов в сегменте лесохимии.
Melodea - новый биоразлагаемый материал для упаковочной промышленности с уникальными свойствами;
Spawn – решение для переработки бумажных стаканов, чеков и других целлюлозосодержащих слоистых материалов;
The mask - новый материал на основе целлюлозы для производства биоразлагаемых средств индивидуальной защиты;

BERЁZKA – биоразлагаемые лигноцеллюлозные гранулы, подходящие для литья;
_______________________________
Еще одно нововведение – поливиниловый спирт (PVOH), водорастворимый вариант, который все чаще используется для изготовления пакетов, саше и паучей. Будучи биоразлагаемым вариантом, он подходит для мест, где нет развитой инфраструктуры вторичной переработки.

Fiber-based packaging materials span from traditional paperboard and corrugate derived from wood pulp to natural fibers from cotton, hemp,
bamboo, eucalyptis and other sources.

Cotton is popular for its reusability, both in behind-the-scenes manufacturing applications and consumer-facing applications such as shopping bags. It is soft, absorbent and biodegradable at the end of its reuse cycle.

Hemp fibers are strong and durable and provide antimicrobial properties to packaging. Like most fiber-based materials,
it is recyclable, biodegradable and renewable, making it a strong option for sustainability-minded brands.

Bamboo is one quickly growing packaging material due to properties such as strength, lightweight, biodegradability and renewability. With thoughtful design, bamboo can provide a premium appearance as an internal component of e-commerce packaging in addition to applications across food service and retail packaging for CPG products.

Jute is a strong, durable fiber that can be woven into a sturdy material well suited for bags used to carry agricultural products such as coffee beans, potatoes, seeds and nuts. It is both compostable and biodegradable, which gives it high sustainability scores for end-of-life scenarios.

Coir is a natural fiber sourced from the husks of coconuts. It shares similar durability to other natural fiber-based materials, with the added advantage of water-resistant properties. On the sustainability side, it is biodegradable and highly renewable.

Eucalyptus can also be a natural source. Its fibers are strong and durable, with high tear resistance properties. Its light weight helps to save on costs and emissions during shipping, and it can be regrown quickly, making it highly renewable. Depending on how the fibers are processed, they can also be designed for recyclability.
____________________________________________________________________
Mushroom-based Materials (Mycelium Packaging)
These materials are commonly made by sterilizing agricultural waste such as stems, corn stalks, sawdust and others to serve as a nutrient-rich base for growing mushrooms. As the mushrooms grow, they bind the waste into a sturdy material that can be molded in various sizes and shapes with pressure and heat before drying and hardening into sturdy packaging materials.
These mushroom-based materials are both compostable and biodegradable in addition to being highly renewable.
The use of agricultural waste in the growth process also helps to keep material out of landfills. The resulting material is lightweight, which helps save on fuel consumption – as well as fuel costs – during shipping. Because it can be molded into a variety of sizes and shapes, it is highly customizable to fit unique shapes of electronics, other CPG products and even some food products.
Mycelium packaging does have a few limitations that brands should consider when evaluating it as an option. While it has better moisture barrier properties than non-coated paper, it still has limits to its durability when exposed to moisture, especially when compared to plastics. It has a limited shelf life and durability when compared to more traditional options, limit its utility for long-term storage applications. Its novel nature also means its currently limited in availability, and the production process can be slow and resource-intensive, meaning it’s not a great option for brands that require large runs and those with tight margins that need to keep per-unit costs down.

[admin]

Компания «ГРОМИН» много лет прорабатывает вопрос о применении пластиков, не наносящих урон окружающей среде.
Пообщавшись с большим количеством производителей полимерных материалов, сделали следующие выводы:

1. Биоразлагаемые полимерные материалы на основе полиэстеров (таких как PLA - полилактид) не подходят для производства упаковки для косметики. Дело в том, что в состав косметических средств входит вода и другие компоненты, которые очень разнообразны и их действие на упаковку предсказать невозможно. В каждом конкретном случае нужно проводить долгосрочные испытания на совместимость упаковки с ее будущим содержимым (как стабильность в фарме). Также PLA материалы имеют очень низкие барьерные свойства (высокая проницаемость) и высокую жесткость.
Данные полимеры применяются в основном для упаковки сыпучих материалов (например, одноразовые контейнер J>I для кофе), для производства пакетов. Эти материалы дороже в 3-4 раза, чем полиолефины (полипропилен, полиэтилен).

Комментарий от нас - получается, что продукты, цена которых могла бы позволить использовать более дорогую, экологичную упаковку, не будут защищены с помощью экологичного материала..

2. Некоторые производители полимеров предлагают био­ полиэтилен из возобновляемых природных источников. Полиэтиленпроизводится из тростникового сахара, кукурузы и других растений, обладает всеми преимуществами стандартных полиэтиленов. Компания ООО «ГРОМИН» производит флаконы из био-НDРЕ (полиэтилена), произведенной компанией «BRASKEM» для некоторых заказчиков.
Био-полиэтилен дороже стандартного полиэтилена в 2-2,2 раза.

3. Некоторые компании производят био-оксоразлагаемые добавки для полимеров (в частности, «Rewerte» или «d2w»).
Однако эти добавки не способствуют полному разложению изделия, а только частичному, т.е. на микрочастицы.
Около 6 лет тому назад нами были изготовлены образцы изделий с такой добавкой. Мы их выдерживали на солнце, закапывали на улице в землю, но с ними за 5 лет так ничего и не произошло. Однако, те изделия в которых добавка не распределилась равномерно, стали разрушаться локально уже через полгода. Из-за этого применять ее опасно, так как никакой гарантии качества нет.
Кроме того, на сайте организации «Greenpeace» российского сегмента интернет есть статья «Треугольники на пластике: как разобраться в экомаркировке». В ней есть заметка про добавку «d2w», в которой прописано, что товары с содержанием так называемой оксоразлагаемой присадки лучше не покупать (https://greenpeace.ru/how-to/2018/10/30/treugolniki-na-plastike-o-chiom­ rasskazyvaet-iekomarkirovka/). Нам не известно, какая будет реакция флакона с добавкой и с содержимым флакона (возможно, что флакон начнет разрушаться досрочно). Также есть информация, что к 2022 году данный вид добавки будет запрещен в Европе.
Наша компания сейчас прорабатывает вопрос по применению биодобавки, которая способствует полному разложению пластика. Но такой вид добавки только начинает появляться на рынке и здесь встает вопрос о стоимости пластикового изделия. В случае использования данной присадки тонна сырья для изготовления последующего изделия становится дороже, ориентировочно на 500 евро (без учета таможенных и транспортных расходов). Это минимально. При этом придется проводить испытания как пустого флакона (для сертификации), так и взаимодействие между флаконом и содержимым. Это займет время. Также максимальный срок службы такого флакона 24 месяца с момента его производства, а затем включается процесс его разложения.

Возможно, при производстве многослойных бутылок можно применять в одном слое.