W ramach finansowanego przez Unię Europejską projektu CIRCULAR FoodPack z powodzeniem poddano recyklingowi giętkie wielowarstwowe kompozyty z tworzyw sztucznych (multilayer composites, MLC), wykorzystując je w produkcji opakowań polietylenowych dopuszczonych do kontaktu z żywnością. Do ich pozyskaniu wykorzystano technologie sortowania oparte na znacznikach, wymywaniu wodą i recyklingu rozpuszczalnikowym.
Chociaż MLC są tradycyjnie używane do pakowania żywności i produktów kosmetycznych z zachowaniem rygorystycznych wymogów bezpieczeństwa i higieny, dotychczas rozdzielenie ich warstw uważano za niemożliwe; z tego powodu takie opakowania są problematyczne z punktu widzenia recyklingu i po okresie użytkowania trafiają do spalarni lub na wysypiska śmieci.
Co więcej, zgodnie z prawem unijnym materiały pochodzące z recyklingu opakowań niespożywczych nie mogą być wykorzystywane do produkcji nowych opakowań do żywności. Żaden z istniejących systemów sortowania nie był też w stanie odróżnić opakowań spożywczych od niespożywczych w strumieniu odpadów mieszanych, podobnie żadne procesy recyklingu nie zdołałyby usunąć zanieczyszczeń, materiałów odbarwiających lub dezodoryzujących z MLC.
W odpowiedzi na ten problem Instytut Fraunhofera ds. Inżynierii Procesowej i Opakowań IVV przez trzy i pół roku koordynował projekt badań, w których uczestniczyło piętnaście firm i instytutów badawczych. Unia Europejska przeznaczyła około 5,4 miliona euro w ramach programu ramowego Horyzont 2020 na poszukiwanie nowych rozwiązań umożliwiających recykling kompozytowych opakowań z tworzyw sztucznych do zastosowań w giętkich opakowaniach żywności.
W nowym systemie CIRCULAR FoodPack fluorescencyjne znaczniki są drukowane na opakowaniu podczas jego produkcji, co pozwala odróżnić pojemniki na żywność od tych niespożywczych. Technologia sortowania opartego na znacznikach może następnie wykorzystywać laser do rozpoznawania promieniowania w bliskiej podczerwieni w strumieniu odpadów mieszanych i odpowiednio je sortować. Znaczniki umieszcza się w farbach do druku, a w procesach recyklingu usuwa się je w fazie mycia i odbarwiania.
IVV twierdzi, że system optyczny można „łatwo i opłacalnie” instalować w istniejących zakładach sortowania, a testy na dużą skalę wykazały 99% poziom dokładności sortowania wśród opakowań do żywności.
Posortowane odpady po opakowaniach na żywność mogą być następnie poddane wstępnej obróbce w procesie rozwarstwiania i odbarwiania z wykorzystaniem wody; ma to na celu oddzielenie wielowarstwowych kompozytów z tworzyw sztucznych, w tym podkładów do powłok funkcjonalnych, i usunięcie 95% farb. Podobnie, technologia dezodoryzacji w podczerwieni ma na celu oczyszczenie recyklatu z substancji lotnych i zmniejszenie zapachu granulatu o 95%.
Proces recyklingu rozpuszczalnikowego pozbawia polietylen dodatków, farb i zapachów, tworząc recyklat, który spełnia niezbędne wymagania jakościowe do przetworzenia na nowe opakowania giętkie. Materiał nadaje się do stosowania w opakowaniach do użytku domowego i higieny osobistej - ale w połączeniu z nowo opracowanymi „funkcjonalnymi barierami migracyjnymi”, które oddzielają recyklat od warstw mających kontakt z żywnością - technologia ta może być stosowana w nowych opakowaniach żywności.
Uzyskana w ten sposób folia zawiera do 50% polietylenu pochodzącego z recyklingu poużytkowego. Końcowe opakowanie wykorzystuje zasadę „podwójnej bariery”, z warstwą recyklatu poużytkowego umieszczonego między tworzywem pierwotnym, co zwiększa bezpieczeństwo konsumentów i zapobiega migracji wywołanej efektem set-off.
Praktyczne testy wykazały, że folia nadaje się do obróbki mechanicznej przy produkcji worków typu flow wrap, worków z fałdą dolną, torebek stojących i saszetek. Badania wykonalności zasugerowały również, że rPE produkowany przy użyciu technologii CIRCULAR FoodPack będzie konkurencyjny cenowo w stosunku do pierwotnego PE.
Obecnie partnerzy projektu zachęcają do „jasnego i skutecznego komunikowania” korzyści środowiskowych zapewnianych przez opakowania, które wpisują się w rosnące zapotrzebowanie konsumentów na rozwiązania zorientowane na zrównoważony rozwój, zwłaszcza materiały pochodzące z recyklingu.
Nasz innowacyjny, skuteczny proces sortowania i recyklingu pokonsumenckich odpadów opakowaniowych po żywności zapewnia wysokiej jakości, czysty polietylen z odzysku, nadający się do stosowania w nowo zaprojektowanych opakowaniach przeznaczonych dla wrażliwej zawartości - wyjaśnia koordynator projektu dr Esra Kücükpinar z Fraunhofer IVV. Wykazaliśmy opłacalność ekonomiczną i środowiskową oraz oceniliśmy zrównoważony rozwój społeczny recyklingu giętkich opakowań do żywności.
Dzięki tym innowacjom technologicznym chcemy przyspieszyć rozwój gospodarki o obiegu zamkniętym w Europie, wzmocnić branżę recyklingu i przyczynić się do realizacji celów PPWR. Potrzebne są jednak inwestycje i dalsze badania, aby wdrożyć technologie CIRCULAR FoodPack w przemysłowym łańcuchu wartości o obiegu zamkniętym oraz w celu dalszego monitorowania i poprawy skali zastosowania PE PCR w opakowaniach do żywności.
Opracowano na podstawie informacji Fraunhofer IVV
Alfa-Print Sp. z o.o.
ul. Świętokrzyska 14A
00-050 Warszawa
