«Живая» упаковка для «зеленого» будущего

В январе 2017-го эксперты фонда Эллен Макартур, который занимается разработкой экологически устойчивых решений на основе концепции замкнутого цикла, и Всемирного экономического форума запустили трехлетний план действий New Plastics Economy. Цель инициативы — прекратить загрязнение природной среды пластиковой упаковкой. Каждый год в океан попадает около 8 млн тонн пластмассы: частицы микропластика обнаружены даже в Марианской впадине. Если не остановить поток отходов, к 2050 году пластика в океане станет больше, чем рыбы, предупреждает фонд Эллен Макартур.

Экономика 7 мин на чтение Добавить в закладки
Фото: pixabay/AlexanderStein

На конкурсе Innovation Prize, являющемся частью инициативы New Plastics Economy, ученые, предприниматели и дизайнеры представили упаковочные решения, способные конкурировать с вредными полимерами, изготовленными из нефтепродуктов. Объявление проектов-победителей состоялось на Всемирном экономическом форуме в Давосе. New Plastics Economy ставит задачу объединить различные заинтересованные стороны с целью сделать упаковку пригодной для повторного использования, переработки или компостирования.

Полиэтилен работает за всех

Команда Питтсбургского университета применила нанотехнологию для создания перерабатываемого материала, способного заменить популярную сегодня многослойную пищевую упаковку из различных компонентов (таких как ПЭТ, полиэтилен и алюминий), которую крайне сложно переработать. Задача состояла в том, чтобы изготовить ее аналог из нескольких слоев одного и того же вещества — полиэтилена, который легко утилизировать. Ученые модифицировали его структуру в наномасштабе, имитируя свойства различных составляющих современной упаковки — даже алюминия — без изменения химического состава. Таким образом, когда использованные упаковочные материалы измельчаются и расплавляются, получается обычный полиэтилен, который может быть переработан без сложных стадий разделения.

«Создание новой упаковки — одна из самых сложных задач, если мы хотим построить экономику замкнутого цикла (десятки миллионов тонн упаковочных отходов в США ежегодно отправляются на свалки). Мы надеемся, что наше изобретение может не только установить новый стандарт для высококачественных перерабатываемых пластиков, но и побудит людей подумать о других способах преобразования отдельных продуктов в «циклические» услуги»

Доктор Эрик Бекман, профессор кафедры химической инженерии Питтсбургского университета

Магнит вместо алюминия

Компания Aronax Technologies Spain разработала магнитную добавку для упаковочных материалов, создающую лучшую воздушную и влагоизоляцию, — она пригодна для защиты чувствительных продуктов, таких как кофе и медикаменты. При этом она подлежит вторичной переработке.

Добавка состоит из пластинчатых частиц силикатов и оксида железа. Она позволит упаковке лучше блокировать поступление газов, например кислорода. Добавка выполняет ту же изолирующую функцию, что и алюминий в неперерабатываемых многослойных материалах, которые повсеместно применяются сейчас. Изобретение может использоваться и в компостируемой, и в перерабатываемой пластмассе, для изготовления тюбиков, упаковок еды и напитков.

Автор идеи, Давид Эспиноса, испанский консультант по энергетике, промышленности и добыче ресурсов для государственного сектора, искал возможность улучшить хирургические перчатки путем создания чешуйчатой добавки, обеспечивающей защиту от проколов. Впоследствии он решил, что этот же принцип можно использовать и для замены алюминия как барьерного материала. По словам Эспиносы, применение добавки «не требует полномасштабной адаптации оборудования» для переработки упаковки.

Органическая пленка

Многослойная пленка сможет заменить упаковку для разнообразной продукции
Многослойная пленка сможет заменить упаковку для разнообразной продукции
Фото: pixabay/Hans

Три компании, Full Cycle Bioplastics, Elk Packaging и Associated Labels and Packaging, представили компостируемую многослойную пленку из возобновляемого сырья: побочных продуктов сельскохозяйственного производства и пищевых отходов. Она пригодна для упаковки разнообразной продукции — от чипсов и батончиков до стирального порошка. После использования материал можно компостировать вместе с любой несъеденной пищей внутри. В основе технологии — природные биополимеры полигидроксиалканоаты, которые производятся из органических отходов, а также из целлюлозных материалов. Создатели уверены, что изобретение станет эффективной альтернативой продуктам нефтепереработки.

«В начале своей карьеры я занимался традиционными пластмассами и упаковкой, но со временем я разочаровался в них, видя побочные эффекты, вызванные их широким потреблением: неэффективную переработку, обусловленную непродуманным дизайном, загрязнение окружающей среды, недостаточное развитие альтернативных материалов и неустойчивость, связанную с привязкой к нефтяной экономике. {…} Мы не просто предлагаем биопластик, изготовленный эффективным по стоимости способом, — мы устраняем недостатки, присущие таким полимерам (например, проницаемость для кислорода), путем комбинации с другими компостируемыми материалами…»

Генеральный директор Full Cycle Bioplastics Эндрю Фэлкон

Целлюлозная пластмасса

Центр технических исследований VTT в Финляндии создал биоразлагаемую многослойную пленку из побочных продуктов сельского хозяйства и лесной промышленности.

Материал похож на пластик и обладает его свойствами. Получают его из целлюлозы, источниками которой являются древесина, рисовая солома и верхушки сахарного тростника, переработанные волокна, текстильные и сельскохозяйственные отходы. Будучи надежным барьером для газов, жиров, минеральных масел и влаги, материал VTT подходит для разных видов упаковки: стоячие и пакеты-подушки для сухих продуктов, таких как зерновые и орехи; гибкая упаковка для пищи, чувствительной к воздуху (шоколад, печенье, сырная и мясная нарезка). В перспективе разработку можно будет использовать и для продуктов жидкой консистенции. По оценкам VTT, эта упаковка из целлюлозы может заменить до 15% рынка пластиковых барьерных пленок.

«Основной проблемой, с которой мы столкнулись, была восприимчивость волокнистых целлюлозных пленок к влаге. Чтобы ее преодолеть, мы создали целлюлозную пленку, похожую на пластик, с превосходными влагобарьерными свойствами. … Она после коммерциализации может снизить использование нефтепродуктов, уменьшить загрязнение водоемов микропластиком и порчу пищи»

Профессор-исследователь Ари Харлин из отдела VTT по вопросам переработки и продуктов биомассы

«Стекло» из органических отходов

Институт исследования силикатов Фраунгофера уже много лет разрабатывает покрытия ORMOCER для упаковки на основе материалов со стекловидной структурой. Для изготовления покрытий используются силикаты и биополимеры. Полученный институтом материал очень функционален, обладает высокими прозрачностью, твердостью, химической и термической стабильностью, прочностью и гибкостью. ORMOCER улучшает барьерные свойства биоразлагаемых упаковок, которые сами по себе не могут обеспечить минимальный срок хранения для многих пищевых продуктов. Изначально, до появления биополимерного покрытия bioORMOCER, которое команда института представила на конкурсе, материал не был биоразлагаемым.

«Для производства мы используем органические отходы, такие как остатки фруктов, и, таким образом, не конкурируем с продовольственной отраслью. Из этого сырья извлекаются биополимеры, которые химически модифицируются для применения в нашем покрытии в качестве биоразлагаемых исходных веществ биологического происхождения. Материалы прозрачны и значительно улучшают способность биопластиков сохранять пищу, оставаясь при этом компостируемыми»

Доктор Сабина Амберг-Шваб

Стартапы получат денежные призы и возможность участия в акселерационной программе в течение одного года. Призовой фонд премии составляет $2 млн.

Автор: Людмила Брус
Нашли опечатку? Выделите ее и нажмите Ctrl/Cmd+Enter