Ofensywa PET

18 Oct 2021

Uważane dziś za problem ekologiczny tworzywo PET może być rozwiązaniem jutra

Uważane dziś za problem ekologiczny tworzywo PET może być rozwiązaniem jutra.

Jak pakować żywność i napoje dla rosnącej populacji świata na ocieplającej się planecie? Zazwyczaj za pomocą tworzywa sztucznego. I to nie bez powodu. Choć tworzywa sztuczne są coraz częściej postrzegane negatywnie w dziedzinie ochrony środowiska, w rzeczywistości wypadają one dobrze na tle innych opakowań pod względem szeregu globalnych wyzwań związanych ze zrównoważonym rozwojem — od bezpieczeństwa żywnościowego, przez emisję dwutlenku węgla, po ochronę zasobów.

Dobrym przykładem są butelki na napoje wykonane z tworzywa sztucznego PET. Ze względu na historie o plastikowych odpadach w naszych oceanach oraz zagrożenie, jakie stanowi mikroplastik dla zdrowia zwierząt i ludzi, te i inne formy plastikowych opakowań stały się nie tylko wszechobecne, ale są wręcz okryte złą sławą. Z pewnością beztroskie pozbywanie się odpadów z tworzyw sztucznych stanowi poważny problem, a eksperci są zgodni, że na całym świecie pilnie potrzebne są zasady i systemy promujące recykling tworzyw. Warto jednak przyjrzeć się bliżej samemu materiałowi: PET, znany również jako tereftalan polietylenu lub poliester. Choć PET niezaprzeczalnie stanowi dziś część problemu, to może być również istotną częścią rozwiązań jutra.

Owca w wilczej skórze?

W 2020 roku włoscy naukowcy przeprowadzili ocenę cyklu życia (ang. „life-cycle assessment” — LCA), aby porównać wpływ na środowisko butelek PET i butelek szklanych. Ich ustalenia, opublikowane w „International Journal of Life Cycle Assessment”, plasują PET z odzysku (rPET) jako najbardziej przyjazny dla środowiska wybór, jeśli chodzi o globalne ocieplenie, zubożenie warstwy ozonowej, zakwaszenie ziemi, niedobór zasobów kopalnych, zużycie wody i toksyczność dla człowieka. Na drugim miejscu znalazły się butelki PET, na trzecim szkło zwrotne, a na czwartym szkło bezzwrotne.1 W 2021 roku inna ocena LCA — tym razem zlecona przez Międzynarodowe Stowarzyszenie Producentów Wody Butelkowanej (IBWA) — wykazała, że butelki PET są zdecydowanie najbardziej zrównoważoną opcją w porównaniu z puszkami aluminiowymi, kartonami i szklanymi butelkami pod względem wagi, emisji gazów cieplarnianych, zużycia paliw kopalnych i wody.2

Wpływ opakowań do napójow na środowisko

Czy zatem PET jest naprawdę naszym przyjacielem? Badanie IBWA wskazuje na przykład, że cięższe butelki PET z etykietami termokurczliwymi, takie jak te używane do wrażliwych napojów, wywierają znacznie większy wpływ na środowisko niż karton, jeśli chodzi o zużycie paliw kopalnych i emisję gazów cieplarnianych. Dzieje się tak głównie dlatego, że produkcja butelek PET jest bardziej energochłonna niż kartonu. Jednak również w tym przypadku przyszłość dla PET rysuje się w jasnych barwach. Już dziś nowe technologie produkcji i sterylizacji butelek znacznie zmniejszają wagę butelek PET używanych do produkcji napojów wrażliwych — i znacznie poprawiają ich ekologiczność. Co więcej, opakowania kartonowe, często postrzegane jako bardziej ekologiczna alternatywa dla plastiku, są w rzeczywistości znacznie trudniejsze w recyklingu, głównie dlatego, że składają się z wielu warstw i materiałów, w tym aluminium i plastiku. Również dla konsumentów recykling zużytych kartonów często bywa mniej „przejrzystym” procesem. Czy trzeba je wrzucać do kosza na papier czy na plastik? A czy moja gmina w ogóle przyjmuje kartony do recyklingu? Oczywiście systemy recyklingu wielowarstwowego kartonu są mniej dostępne na całym świecie w porównaniu z PET i mniejszy procent opakowań kartonowych jest rzeczywiście poddawany recyklingowi.

PET z odzysku

Aby dowiedzieć się więcej na temat wpływu opakowań do napojów na środowisko, zwróciliśmy się do Centrum Kompetencji GEA w zakresie wydmuchiwania, napełniania i pakowania z siedzibą w Sala Baganza we Włoszech — jednostki zależnej GEA specjalizującej się w sterylnej technologii rozlewania napojów na bazie mleka i innych wrażliwych napojów, w tym soków i smoothies. W zależności od potrzeb swoich klientów GEA oferuje sterylne napełnianie i kapslowanie, odkażanie preform i butelek oraz zintegrowaną technologię napełniania z wydmuchiwaniem dla każdej preformy PET, butelki PET/HDPE i zamknięcia do napojów zarówno o wysokiej, jak i niskiej kwasowości. Jej pierwsza na świecie sterylna wydmuchiwarka obrotowa należy do rozwiązań, które pomagają zmniejszyć wagę butelek PET oraz ich wpływ na środowisko. Od ponad 30 lat misją firmy GEA jest dostarczanie rozwiązań w zakresie butelkowania, które są tak bezpieczne, efektywne i zrównoważone jak to tylko możliwe. A plastik jest dla nas oczywistym wyborem.

Ochrona cennych zasobów

Dr Barbara Bricoli jest Menedżerem ds. innowacji w firmie GEA. Jako specjalista w dziedzinie badań i rozwoju Bricoli pomaga firmie GEA w utrzymaniu przewagi nad konkurencją w zakresie wydajności i ekologiczności systemów rozlewniczych. Obejmuje to testowanie „granic” PET pochodzącego z recyklingu i innych bardziej zrównoważonych alternatyw dla konwencjonalnego pierwotnego PET, takich jak PET pochodzenia biologicznego. Jej cel: najbezpieczniejsze, najświeższe, najbardziej pożywne i najdłużej zachowujące przydatność do spożycia napoje rozlewane do butelek o możliwie najmniejszym śladzie środowiskowym. „Myślę, że ludzie mają tendencję do pomijania najważniejszej rzeczy w opakowaniu: zawartości” — mówi Bricoli. „W naszym przypadku specjalizujemy się w napojach na bazie mleka i innych wrażliwych napojach, a biorąc pod uwagę rosnący globalny popyt na pożywną żywność i napoje, są one naprawdę cennymi zasobami”.

PET najlepiej gwarantuje bezpieczeństwo i integralność odżywczą, jednocześnie minimalizując ilość odpadów spożywczych, co jest kwestią kluczową dla środowiska”.— dr Barbara Bricoli, Menedżer ds. innowacji w zakresie technologii płynów i napełniania w GEA

— dr Barbara Bricoli, Menedżer ds. innowacji w zakresie technologii płynów i napełniania w GEA

Rzeczywiście wpływ marnotrawienia żywności na środowisko jest bardzo duży. Badanie Organizacji Narodów Zjednoczonych do spraw Wyżywienia i Rolnictwa wykazało, że ślad węglowy marnowanej żywności wynosi około 3,3 gigatony równoważnika CO2. Gdyby „marnotrawstwo żywności” było krajem, zajmowałoby trzecie miejsce pod względem emisji, ustępując jedynie USA i Chinom.3 Jak zauważono w badaniu, niezjedzona żywność prowadzi również do marnotrawienia ogromnych ilości gruntów ornych (prawie 30% światowego obszaru gruntów rolnych), pochłania ogromne ilości zasobów słodkiej wody na Ziemi i w dużym stopniu negatywnie oddziałuje na bioróżnorodność.

Jak się okazuje, ograniczenie marnotrawstwa żywności jest ważnym czynnikiem w rozwiązywaniu dzisiejszych wyzwań środowiskowych. A jeśli chodzi o napoje wrażliwe, redukcja odpadów zaczyna się od pierwszego istotnego etapu butelkowania: sterylnego napełniania. „Odkażanie to kolejny aspekt pakowania, który jest pomijany, ale dla nas jest to naprawdę kwestia numer jeden — kluczowa dla bezpieczeństwa żywności, wydłużenia okresu przydatności do spożycia i zminimalizowania marnotrawstwa żywności. PET przynosi tu dodatkowe korzyści” — mówi Bricoli, która jest doktorem chemii. „Tworzywo PET może być formowane w niemal dowolny kształt. Korzystamy z tego, pracując z lekkimi preformami, które możemy odkażać przed formowaniem z wydmuchiwaniem. Rozwiązuje to problem kurczenia się podczas sterylizacji, dzięki czemu możemy stosować lżejsze butelki, które zużywają mniej plastiku. Oznacza to również, że w procesie sterylizacji zużywamy znacznie mniej wody i środków chemicznych”. Co przynosi kolejne korzyści dla środowiska.

Odpady spożywcze
Naturalnie zdatny do recyklingu

Z pewnością trwałość tworzywa PET stanowi problem, gdy ląduje ono w naszych oceanach, rzekach i na wysypiskach śmieci, ponieważ nie ulega degradacji biologicznej ani chemicznej. Ale ta cecha wiąże się z być może najbardziej intrygującą korzyścią dla środowiska: jest w nieograniczony sposób stworzone do recyklingu i upcyklingu. Stare tworzywo PET, które jest takie samo jak poliester, może być użyte nie tylko do produkcji nowych butelek i pojemników na żywność, ale do wytwarzania wszelkiego rodzaju przedmiotów — od dywanów, przez ubrania, po części samochodowe i materiały budowlane. Po oczyszczeniu, rozdrobnieniu i stopieniu, PET z odzysku jest nie do odróżnienia od pierwotnego PET i jest gotowe do przyjęcia nowej formy i funkcji. Aby zwrócić uwagę na tę kwestię, w maju 2021 roku w Madrycie otwarto Muzeum Tworzyw Sztucznych, którego celem jest pokazanie wielu zastosowań i nieoczekiwanych korzyści płynących z tworzyw sztucznych. Dziesięć dni później, podczas Światowego Dnia Recyklingu, całe muzeum — budynek i wszystkie znajdujące się w nim eksponaty — w całości poddano recyklingowi. To nie jest tylko ciekawy pomysł. Producenci już dawno zaczęli stosować PET z recyklingu jako cenny, oszczędzający zasoby materiał. A ponieważ świadomość społeczna rośnie, firmy nie tylko czynią dobro, ale także chwalą się tym. Przykładowo firma Grundig z dumą reklamuje wykorzystanie pochodzącego z recyklingu PET do produkcji obudów bębnów do swoich pralek i suszarek.

GEA koncentruje się na wykorzystaniu PET z recyklingu (rPET) w nowych butelkach przeznaczonych do kontaktu z żywnością. „rPET” to prawdopodobnie najważniejszy obecnie trend w butelkowaniu, gdyż nowe przepisy wymagają użycia choć minimalnej ilości rPET” — mówi Bricoli. Na przykład dyrektywa UE w sprawie tworzyw sztucznych jednorazowego użytku wymaga, aby do 2025 roku butelki PET zawierały 25% materiałów pochodzących z recyklingu oraz aby do 2030 roku wszystkie plastikowe butelki na napoje składały się w 30% z materiałów pochodzących z recyklingu4. GEA zadaje sobie pytanie, czy rPET stwarza jakiekolwiek problemy dla bezpiecznego i efektywnego butelkowania napojów. Bricoli i jej zespół badawczo-rozwojowy postanowili odpowiedzieć na to pytanie, porównując rezultaty dla butelek z pierwotnego PET, 50% rPET i 100% rPET w dwóch różnych procesach sterylnych: suchej sterylizacji nadtlenkiem wodoru (dla preform) i mokrej sterylizacji kwasem nadoctowym (dla butelek). „Stwierdziliśmy, że ilość rPET użytego do produkcji preformy lub butelki nie ma wpływu na proces sterylizacji pod względem skuteczności mikrobiologicznej i pozostałości chemicznych na opakowaniu po obróbce” — mówi Bricoli. „Więc z pewnością dla procesu dekontaminacji wykazaliśmy, że zachowanie rPET jest takie samo jak pierwotnego PET”. Już dziś systemy GEA wspierają wykorzystanie 100% rPET. „Jedynym problemem związanym ze 100% rPET jest lekko żółty kolor” — dodaje Bricoli. „Ale problem ten można rozwiązać poprzez zastosowanie barwników do plastiku — przykładem tego jest butelka PET „Blu” firmy Parmalat przeznaczona do mleka”.

Uważane dziś za problem ekologiczny tworzywo PET może być rozwiązaniem jutra
Bio-PET: Następna generacja?

Korzyści dla środowiska wynikające z zastosowania rPET są oczywiste. Ponieważ coraz większą ilość tworzywa PET poddaje się recyklingowi, mniej odpadów trafia do środowiska i mniej ropy naftowej jest potrzebne do produkcji pierwotnego granulatu. Co więcej, proces recyklingu tworzyw sztucznych jest znacznie mniej energochłonny niż ich produkcja z surowców pierwotnych.5 Ponieważ jednak nie całe zapotrzebowanie na PET można zaspokoić za pomocą rPET, naukowcy badają możliwości wykorzystania PET pochodzącego z upraw roślin spożywczych, takich jak trzcina cukrowa i kukurydza, lub surowców celulozowych, takich jak słoma kukurydziana. Jako alternatywa dla konwencjonalnego PET pozyskiwanego z paliw kopalnych, PET pochodzenia biologicznego ma potencjał, aby jeszcze bardziej zmniejszyć oddziaływanie PET na środowisko. „Istnieją różne drogi od biomasy do PET, a my wciąż jesteśmy na wczesnym etapie rozwoju, ale badania pokazują, że emisja gazów cieplarnianych przez cały cykl życia PET pierwotnego (vPET), w 100% pochodzenia biologicznego, może być znacznie niższa niż w przypadku vPET lub rPET uzyskanego z paliw kopalnych” — mówi Bricoli. „Potencjalną wadą jest to, że produkcja biopochodnego PET zużywa ogólnie więcej wody — ze względu na surowce rolnicze lub w niektórych przypadkach proces fermentacji — ale spodziewałabym się, że te procesy zostaną ulepszone, ponieważ poświęca się temu tematowi coraz więcej uwagi i zasobów”.

Bio-PET jest szczególnie obiecujący w najbliższym czasie, ponieważ, w przeciwieństwie do innych tworzyw biopochodnych, jest materiałem typu „drop-in”; jego struktura chemiczna jest identyczna jak konwencjonalnego PET, więc może zostać po prostu „wrzucony” do istniejącej infrastruktury. „Nasze systemy butelkowania i napełniania mogłyby już dziś obsługiwać tworzywo bio-PET”— potwierdza Bricoli, dodając, że klienci nie stosują go obecnie, najprawdopodobniej dlatego, że nie jest ono jeszcze dostępne w wystarczających ilościach po opłacalnej cenie. Podobnie jak w przypadku paliw alternatywnych, paliwa kopalne wciąż mają przewagę, jeśli chodzi o koszty.

Musimy nadrobić zaległości w sposobie myślenia

Biorąc pod uwagę możliwość wykorzystania, ponownego użycia i upcyklingu, a także produkcji z wielu różnych surowców, PET — a zwłaszcza bio-PET — wydaje się być kandydatem do gospodarki obiegowej przyszłości. I rzeczywiście artykuł pt. „Bio-based Plastics -— A Building Block for the Circular Economy?” („Tworzywa sztuczne pochodzenia biologicznego podstawą gospodarki obiegowej?”) opublikowany w 2018 roku na platformie ScienceDirect i wygłoszony w 2018 roku na konferencji CIRP Conference on Life Cycle Engineering w Kopenhadze — kończy się optymistycznym akcentem: „Tworzywo sztuczne pochodzenia biologicznego może być ważnym elementem gospodarki obiegowej, jeśli zostaną opracowane prawdziwie obiegowe ścieżki gospodarki”. Biorąc pod uwagę dzisiejszą krytykę plastiku, dla wielu osób zaskoczeniem może być fakt, że słowa „plastik” i „gospodarka obiegowa” zostały wypowiedziane w tym samym zdaniu. Ale realizacja tego zamierzenia nie jest odległa. Wiedza naukowa i technologia są już dostępne. „Nasze systemy mogą obsługiwać butelki w 100% z rPET i w 100% z bio-PET” — mówi Bricoli. „Największą przeszkodą w tej chwili nie jest kwestia techniczna czy brak rozwiązań; jest nią zachowanie konsumentów”.

PET z odzysku

PET jest problemem tylko wtedy, gdy ludzie uważają go za tani materiał nadający się jedynie do wyrzucenia, a nie cenny surowiec, którym jest w rzeczywistości ”.— Dr. Barbara Bricoli, Menedżer ds. innowacji w zakresie technologii płynów i napełniania w GEA

— Dr. Barbara Bricoli, Menedżer ds. innowacji w zakresie technologii płynów i napełniania w GEA

Źródła

1. „Plastic or glass: a new environmental assessment with a marine litter indicator for the comparison of pasteurized milk bottles („Plastik czy szkło: nowa ocena środowiskowa ze wskaźnikiem zaśmiecenia środowiska morskiego w celu porównania butelek po pasteryzowanym mleku”), Stefanini, Borghesi, Ronzano & Vignali, International Journal of Life Cycle Assessment, lipiec 2020.

2. https://bottledwater.org/environmental-footprint/

3. http://www.fao.org/3/i3347e/i3347e.pdf

4. https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/421/dokumente/2021-03-23_german_environment_agency_background_paper_recylability_of_packaging.pdf

5. https://www.recycling-magazine.com/2020/06/08/pet-recycling-towards-a-circular-economy/



Skontaktuj się z nami

Otrzymuj nowości od GEA

Śledź innowacje i historie GEA, zarejestruj się do biuletynu z wiadomościami od GEA.

Skontaktuj się z nami

Jesteśmy po to, by Ci pomóc! Potrzebujemy kilku informacji, by odpowiedzieć na Twoje zapytanie.