Gdyby ludzie jedli tylko owoce, dostawcy żywności mieliby ułatwione zadanie. Produkty takie jak jabłka i banany są naturalnie chronione przez solidną skórkę – zewnętrzną warstwę, która nie wymaga żadnych dodatkowych procesów produkcyjnych. Jednak żywność wytwarzana przemysłowo, choć stanowi integralny element codziennego życia większości konsumentów, nie rośnie na drzewach. Tym ważniejsze są materiały opakowaniowe, które ją chronią, od plastiku po papier. Oto ich przegląd.
Nie jesteśmy w stanie obejść się bez opakowań: istnieje bardzo niewiele produktów spożywczych, które same wystarczająco skutecznie chronią się przed ciepłem, zimnem, promieniowaniem UV lub wilgocią. Większość jest podatna na zanieczyszczenia, co może prowadzić do zepsucia i potencjalnie dużego zagrożenia dla zdrowia konsumentów. Brak odpowiedniej ochrony może również prowadzić do strat produktów, których firmy pragną uniknąć zarówno ze względów ekonomicznych, jak i społecznych.
Przepisy takie jak niemiecki kodeks żywności i pasz (Lebensmittel- und Futtermittelgesetzbuch, LFGB) dokładnie określają, które materiały mogą mieć kontakt z żywnością i które rozwiązania opakowaniowe są uważane za przyjazne dla środowiska. W rezultacie producenci mają do wyboru szeroką gamę materiałów na opakowania jednostkowe, np. rozwiązania typu flowpack, jak również pudełka lub tacki na opakowania wtórne. Tworzywa sztuczne są zawsze częścią tego miksu, czy to jako główny składnik, dyspersja czy folia laminowana. Coraz większą popularnością cieszy się również papier, a inne rozwiązania oparte na naturalnych włóknach znajdują zastosowanie w konkretnych niszach.
Folie kompozytowe
Sięgając do witryny chłodniczej z żywnością, trudno jest nie trafić na folie kompozytowe. Stanowią one podstawę opakowań blistrowych, które służą do pakowania produktów takich jak sery czy kiełbasy. Nawet woreczki na kawę wykonane są z folii wielomateriałowych. Te pozornie zwykłe opakowania są w rzeczywistości misternie zaprojektowanymi produktami, których podstawę tworzą folie wykonane w formie kompozytu z polietylenu (PE), polipropylenu (PP), poliamidu (PA) i politereftalanu etylenu (PET) – stąd ich nazwa. Połączenie kilku rodzajów tworzyw sztucznych jest celowe ze strony producentów folii, ponieważ polimery pełnią różne funkcje w zakresie ochrony i przetwarzania produktu.
Na przykład poliamid wykazuje wysokie własności barierowe, które odgrywają istotną rolę zwłaszcza w przypadku ochrony wrażliwych, świeżych produktów. Folie barierowe odpychają promienie UV i wilgoć, zachowując jednocześnie aromaty, choćby w przypadku kawy. Jednakże polipropylen zapewnia sztywność i dlatego – obok wysoce przezroczystego PET – jest stosowany jako folia nośna. Z kolei polietylen ma niską temperaturę topnienia i dlatego idealnie nadaje się jako warstwa uszczelniająca do zgrzewania na gorąco – procesu często stosowanego w przypadku folii kompozytowych.
Za pomocą specjalistycznych narzędzi zgrzewających odpowiednie maszyny pakujące łączą te foliowe segmenty z wykorzystaniem ciepła. W przypadku folii kompozytowych zewnętrzna warstwa PET jako pierwsza wchodzi w kontakt ze szczękami zgrzewającymi. Następnie ciepło stopniowo przenika do leżącej poniżej warstwy polietylenu. Ze względu na wyższą temperaturę topnienia warstwa PET nie pali się podczas tego procesu, dzięki czemu folie kompozytowe mogą być przetwarzane w wydajny sposób.
Sytuacja wygląda zgoła inaczej, gdy przejdziemy do kwestii recyklingu. Obecnie folie kompozytowe są spalane po zużyciu. Recykling mechaniczny nie wchodzi w grę, ponieważ różne polimery należą do bardzo różnych frakcji materiałowych. Przyszłościowym rozwiązaniem będzie recykling chemiczny – na razie ciągle kosztowny i nie w pełni dopracowany. Linearne wykorzystanie folii kompozytowych jest sprzeczne z gospodarką o obiegu zamkniętym zorientowaną na recykling, a zatem z celami PPWR.
Folie monomateriałowe
Folie spełniające wymóg gospodarki o obiegu zamkniętym to te, które – podobnie jak folie kompozytowe – składają się z kilku warstw, ale wykorzystują tylko jeden materiał. Folie jednomateriałowe lub jednowarstwowe są wykonane głównie z polipropylenu, który dobrze reaguje na ciepło, jest niedrogi i zawiera niewielką ilość materiału zewnętrznego, takiego jak kopolimer etylenu i alkoholu winylowego (EVOH). To przezroczyste tworzywo sztuczne, stosowane w postaci płynnej, tworzy wysoką barierę tlenową. Jeśli udział EVOH lub innych obcych substancji wynosi maksymalnie pięć procent całkowitego roztworu, może on być nadal sprzedawany jako monofolia.
Przy średniej grubości 30 µm folie jednomateriałowe są znacznie cieńsze niż folie kompozytowe, które mają średnio 60 µm grubości. Zwiększa to ryzyko rozerwania w procesach przetwórczych, ale można je zminimalizować poprzez wprowadzenie zmian procesowych, takich jak dodanie dodatkowego napędu do rolek folii w celu zmniejszenia naprężenia materiału.
Producenci żywności muszą zachować szczególną ostrożność podczas zgrzewania surowca. Ponieważ monofolie są wykonane z jednego materiału o identycznej temperaturze topnienia, zgrzewanie często stanowi wyzwanie, zwłaszcza przy dużych prędkościach. Warstwy zgrzewające muszą łączyć się bez przypalania warstwy zewnętrznej. Uszczelnianie ultradźwiękowe, gdy wibracje generują tarcie, które delikatnie podgrzewa folie, może pomóc w pokonaniu tego wyzwania.
Folie jednomateriałowe nie są żadną nowością: producenci słodyczy używają ich od dziesięcioleci, np. do pakowania tabliczek czekolady w opakowania typu flowpack. PPWR prawdopodobnie rozszerzy zakres zastosowań folii jednomateriałowych, tym bardziej że mogą być one jeszcze cieńsze, stanowiąc ważny krok w kierunku wykorzystania materiałów opakowaniowych w obiegu zamkniętym.
W tym kontekście nie ma możliwości uniknięcia zwiększonego wykorzystania materiałów pochodzących z recyklingu w perspektywie długoterminowej. PPWR wzywa, by do 2030 r. zapewnić minimalną ilość tworzyw sztucznych pochodzących z recyklingu w opakowaniach plastikowych. Tak zwany recyklat poużytkowy (PCR) – plastik pochodzący z recyklingu opakowań żywności, które zostały już wykorzystane – może pomóc w osiągnięciu tego celu, pod warunkiem wprowadzenia zmian w tych częściach, które wchodzą w kontakt z produktem. Na przykład żywność nie może mieć bezpośredniego kontaktu z PCR PP lub PCR PE, ponieważ te tworzywa mogą zawierać minimalne zanieczyszczenia, których nawet szeroko zakrojony recykling nie jest w stanie usunąć. Dodatkowe warstwy pierwotnego plastiku w opakowaniach PCR byłyby realnym rozwiązaniem, aby zrekompensować ten niedobór.
Papier
Wśród tej, w przeważającej mierze przezroczystej, mieszanki materiałów wyróżniają się nieprzezroczyste, ale nie mniej atrakcyjne folie. Od pewnego czasu są one coraz częściej wykorzystywane jako opakowania pierwotne lub wtórne. Mowa o laminatach wykonanych z papieru z włókien pierwotnych oraz nakładanego na niego – w postaci rozpuszczalnej w wodzie dyspersji lub jako folia laminująca – plastiku. W taki sposób można wzmocnić własności uszczelniające i barierowe papieru. Oba warianty nadają się do recyklingu i z ekologicznego punktu widzenia stanowią alternatywę dla folii kompozytowych, podobnie jak monofolie. Jednak im wyższe są wymagania barierowe produktu, tym mniej sensu ma stosowanie folii papierowych.
Folie papierowe mają te same istotne własności co folie jednomateriałowe. Przy zawartości do 5% substancji obcych folie papierowe są nadal uważane za papier i mogą być wyrzucane do kosza na odpady papierowe lub kierowane do recyklingu w strumieniach odpadów papierowych. Wymagają one równie dużej ostrożności podczas przetwarzania: papier rozdziera się łatwiej niż inne folie, a jego składanie może również stanowić wyzwanie. Stosowanie przez producentów odpowiednich ramion formujących może temu zapobiec. Wszędzie tam, gdzie używany jest papier, dochodzi również do szybszego zużywania się narzędzi: wysoce ścierny materiał wymaga zatem specjalnej powłoki na ramieniu formującym, aby zagwarantować, że ekologiczny projekt nie zamieni się w techniczną awarię.
Trawa, sylfium i algi
Producenci opakowań nieustannie opracowują nowe alternatywy, które pomogą urzeczywistnić wizję przyjaznych dla środowiska opakowań, w tym pudełek i tacek. Potencjalnymi surowcami są trawa, a także sylfium, łatwy w uprawie gatunek rośliny z rodziny stokrotek. Jednak trwałość i właściwości sensoryczne trawy stoją na przeszkodzie szerokiemu zakresowi zastosowań, dlatego nie jest ona zalecana do bezpośredniego kontaktu z żywnością, ale raczej do opakowań zewnętrznych. Sylfium jest mieszane z tekturą z recyklingu lub włóknami pierwotnymi i już dzisiaj stosowane w przemyśle spożywczym. W przypadku tworzyw sztucznych prowadzone są eksperymenty z algami i węglanem wapnia, które również nadają się do pakowania żywności. Konieczne będą dalsze testy w celu określenia obrabialności tych materiałów.
Oprócz spełnienia wymagań PPWR producenci żywności muszą również wziąć pod uwagę takie czynniki jak ochrona produktu, obrabialność, przyjazność dla środowiska, opłacalność i oczekiwania konsumentów. W ostatnich latach firma Schubert znacznie rozszerzyła swoje usługi konsultingowe, aby pomóc producentom spełnić wymagania PPWR. Kompleksowa usługa firmy „Packaging Competence Center” obejmuje nie tylko doradztwo, ale także rozwój opakowań, ich optymalizację, najnowocześniejsze centrum testowe i partnerstwo z producentami opakowań.
Laura Gascho, inżynier ds. tworzyw sztucznych i ekspert ds. opakowań giętkich
Valentin Köhler, projektant opakowań, Gerhard Schubert GmbH
Tłumaczenie: TK
