Ми вирощуємо кукурудзу і цукровий буряк для виробництва біо пакетів - ще нещодавно таку фразу можна було почути хіба що з вуст героїв якого-небудь блокбастера про будні зелених гуманоїдів. А сьогодні метаморфози кукурудзи або тапіоки в екологічний пакет майка або банан вже нікого не дивують. Поки ще рано говорити про захід ери виробництва упаковки з нафти. Але варто ближче познайомитися з біопластиками, з яких вмготовляються компостовані біорозкладні пакети і безліч інших корисних речей.
Органік, еко, біо - чи не найпопулярніші сьогодні слова. Вони означають, що продукт натуральний, екологічно чистий, має відношення до органічного життя, безпечний для людини і природи. Наприклад, біопаливо отримують з деревини і водоростей, біошампунь роблять з тваринних жирів і лікарських рослин, біокефір зброджують на живій заквасці з грибків кефірів. Тваринна і рослинна сировина - ця поновлювана вуглецева біосировина, з мономерів якого можна отримувати полімери, придатні для виробництва біопластиків.
Але оскільки ми говоримо в контексті еко пакетів, то далі без додаткових пояснень матимемо на увазі, що біопластик - це біоосновний біорозкладний полімер. Він виготовляється з рослин, жирів або білків і розкладається під дією тепла, вологи, кисню, грибів і мікроорганізмів. В результаті деструкції біополімер перетворюється на воду, вуглекислий газ і гумус, тобто безпечні речовини, що дають початок нового життя. Одним словом, перетворює відходи на доходи.
Для виробництва біополімерів підходить практично будь-яка початкова рослинна сировина, з якої можна отримати крохмаль, спирт, молочну кислоту та ін.:
Зробити вдома біопластик з крохмалю легко може будь-який школяр (у інтернеті повно рецептів, але ми їх не публікуватимемо, щоб не нести відповідальності за можливі форс-мажори на чиїсь кухні). З промисловим виробництвом, звичайно, справа йде дещо складніше, але більшість проблем виробництва біопластиків, що виникали раніше, вже успішно вирішені.
Поки це переважно шоперы для супермаркетів і гіпермаркетів (пакети банан, майка, пакети без ручок) і одноразовий посуд (тарілки, склянки, вилки і ложки). Також біополімери вже давно і успішно застосовуються в медицині. З біодеградуючих полімерів виготовляють імпланти, шовний матеріал.
Гіпотетично з біопластиків можна робити абсолютно все, що сьогодні виготовляється з полімерів на основі нафтопродуктів. Але це економічно невигідно і недоцільно, оскільки дешевше робити полімери з попутного нафтового газу, чим з продуктів харчування або якихось спеціально вирощених культур. Тому у фокусі уваги залишаються товари, які ми щодня використовуємо і викидаємо у великій кількості. Саме від них треба навчитися швидше позбавлятися, щоб зменшити об'єми пластикового сміття.
Людство дуже давно використовує натуральні біопластики. Задовго до нашої ери доколумбові цивілізації Мезоамерики (ацтеки і майя) робили з латексу і натурального каучуку посуд, м'ячі, непромокальний одяг. Але справжнім початком епохи біопластиків правильніше вважати 1856 рік, коли англієць Олексій Паркс винайшов придатний для формування синтетичний термопласт. Правда, виробництво виробів з паркезина тоді затихло на самому початку через нестачу інвестицій і недоробки самого пластика. Але услід за цим винаходом почалася черга вдаліших проектів, в результаті яких людство отримало у своє розпорядження целулоїд, целофан, галаліт, бакеліт.
Далі було зроблено ще безліч відкриттів, завдяки яким почався бурхливий розвиток технологій виробництва біопластиків. Біополімери почали отримувати з морських водоростей, бананової шкірки (наноцелюлоза), з мух (хітину), промислових і харчових відходів. На цьому історія не закінчується і попереду нас напевно ще чекає безліч дивовижних відкриттів, які дозволять повністю перейти на біопластик з контрольованим терміном експлуатації.
Щоб перерахувати види біопластиків, треба визначитися з тим, як ми їх класифікуватимемо. Зараз використовують різні методи класифікації і залежно від цього виділяють наступні види біопластиків:
У світі вже існують сотні і тисячі технологій виготовлення біопластиків для виробництва пакетів майка і банан, одноразового посуду, квіткових вазонів, контейнерів для розсади, упаковки для їжі. У Японії виготовляють одноразові контейнери для суші з пресованого рисового борошна, в Іспанії у рамках проекту Biobottle створили біопляшки, що витримують температуру до 95 C і придатні для стерилізації, в Німеччині продають веганські батончики в упаковці з біопластика на основі целюлози. Розглянемо детальніше види біопластиків, які найчастіше використовуються для виготовлення пакетів банан і майка, а також інших виробів.
Самою відповідною сировиною для виготовлення дешевого біопластика для виробництва біорозкладних пакетів виявився крохмаль. Крохмаль - природний полімер з великою кількістю гідроксильних груп в молекулі і сильною взаємодією між макромолекулами. У такому вигляді він непридатний для екструзії, оскільки має температуру плавлення вище температури розкладання. Щоб використати нативний крохмаль для виробництва пакетів, треба змінити його початкову кристалічну структуру молекул і перетворити на термопластичний крохмаль. Для цього крохмаль модифікують і пластифікують, внаслідок чого підвищується його гидрофобность, термостійкість і пластичність. Такой термопластичний крохмаль є біопластиком, який використовується для виробництва екологічних біорозкладних пакетів майка і банан.
Полілактид (полімолочна кислота) - ще один перспективний і вже широко використовуваний біорозкладний полімер, який отримують шляхом полімеризації молочної кислоти (первинною сировиною ферментовані цукра з будь-якої рослинної сировини: цукрового буряка, кукурудзи, маїсу). PLA, незважаючи на назву, насправді є не кислотою, а аліфатичним поліефіром з низькою температурою плавлення (150-160°C), що і треба для термопласту. Проте він має низьку температуру склування, малу еластичність і пластичність (якщо не вводити додатково до складу пластифікатори), тому частіше використовується для виробництва одноразовою еко посуду, медичних виробів, для 3D-друк. У медицині є дуже доречною його біосумісність.
Є продуктом синтезу мікроорганізмів (за певних умов, наприклад, при дефіциті азоту). У промислових умовах ПГА отримують методом ферментації у присутності бактерій-продуцентів, сировиною можуть служити спирти, цукра (кращим субстратом є тростинний цукор і меляса). Біопластик термостійкий, водостійкий, біосумісний, але доки занадто дорогий через сировину і особливості технології виробництва.
Біорозкладний термопласт, аліфатичний поліефир. Отримують полімеризацією бурштинової кислоти і бутандіолу. Вважається перспективним матеріалом через простоту і екологічность виробництва, високої термічної стабільності і хорошої біорозкладності.
Ще зовсім нещодавно виробництво пакетів з біопластика здавалося чимось з області фантастики. Адже більшість нативних (натуральних) біополімерів крихкі, непластичні, мають дуже високу температуру плавлення. Проте завдяки науковим дослідженням і численним експериментам виявилось, що усі проблеми вирішувані. Причому перетворити на термопластичний полімер можна практично будь-який відповідний мономер природного біопластика.
Основний метод виготовлення пакетів з вирубними і прорубними ручками - екструзія плівок (пакети з ПВХ також іноді роблять за допомогою технології каландрування). Через екструдер можна пропускати будь-яку сировину, яка в процесі виробництва не піддається деструкції, а переходить у високоеластичний, а потім у в'язкотекучий стан. Екструдер в цьому плані невибагливий - йому майже все одно, який саме полімер розплавляти і формувати, це може бути як ПНТ або ПВТ, так і крохмальний біопластик.
Технологія екструзії біорозкладної плівки проста, як усе геніальне. Для виробництва пакетів зазвичай використовують метод видувної екструзії - плівка видувається і формується у вигляді рукава, який потім можна розрізати на напіврукав або полотно. Також існує метод плоскощілинної екструзії, за допомогою якої частіше роблять плівки, зокрема стретч-плівку.
Як гранули біопластика перетворюються на тонку плівку для виробництва пакетів? Шнековий екструдер (його ще називають черв'ячним пресом) спрощено можна порівняти з великою електричною м'ясорубкою. У приймальний бункер завантажується сировина (гранули біопластика, пігменти та ін.). Потім воно поступає в корпус черв'яка, розділений на декілька теплових зон з нагрівальними елементами. Черв'як здійснює обертальний і зворотно-поступальний рух, він має в проточках нарізки нерухомі пальці, завдяки чому термопласт, що переробляється, змішується, ущільнюється, гомогенізується і пластифікується.
Потім в'язкотекуча маса пластифіката проходить через дозуючий прес і продавлюється через формувальну голівку. На виході виходить погонажний виріб - тонкостінна пластикова трубка, яка роздувається стислим повітрям, утворюючи рукав. Далі вже готовий охолоджений рукав (із заданою товщиною плівки) проходить через направляючі щоки і стискаюче валяння (з нього таким чином видаляється повітря), складається і намотується на бобіни.
Потім плівку активують (коронують) - обробляють коронним розрядом для збільшення поверхневого натягнення. Цей етап готує плівку до нанесення малюнка. В результаті такої обробки підвищується поверхнева енергія непористої поверхні біопластика, збільшується його адгезія до фарби.
Далі на плівку наноситься логотип замовника (малюнок, текст). І на останньому етапі з неї виготовляють готовий біо пакет майка або банан: зварюють шви пакету, вырубують полотно, роблять перфорацію. Потім еко пакети складають в пачки (чи змотують в рулони) і відправляють на склад готової продукції для подальшої відправки замовникові.
Для виробництва пакетів на заводі використовується декілька видів обладнання:
Біорозкладні пакети не ідеальні. Як і будь-яка інша упаковка, вони мають і плюси, і мінуси. Але оскільки ми не можемо завертати їжу в лопухи або кукурудзяне листя і не готові складати покупки в плетені козуби, треба використовувати ту упаковку, яка відповідає усім нашим вимогам і завдає мінімальної шкоди природі. А якщо говорити про усвідомлене споживання, то тут пальма першості однозначно дістається екологічним біорозкладним пакетам.
Важлива перевага біорозкладних пакетів - їх здатність швидко розкладатися, не виділяючи при цьому ніяких токсинів і залишаючи мінімальний вуглецевий слід. Усе сміття, що викидається людством, включаючи харчові відходи, одяг, папір, шкодить природі (забруднює водні і земельні ресурси, збільшує викиди парникових газів, скорочує біорізноманітність). Чому ж тоді усі так ополчилися саме на пластикові пакети? Річ у тому, що людство щодня викидає немислиму кількість один раз використаних пакетів. Враховуючи термін розкладання поліетилену, кожен пакетик вносить свій вклад в той самий горезвісний сміттєвий пластиковий колапс - цей «пакет з товаришами» переживе декілька поколінь. Тому компостованість і швидке біорозкладання еко пакетів з крохмалю - безперечна перевага перед іншими видами упаковки.
Ми вже відмітили в перевагах низький вуглецевий слід біо пакетів з крохмалю, але це така важлива тема, що про неї варто поговорити окремо. Вуглецевий слід - ця сукупна кількість викидів вуглекислого газу (за увесь життєвий цикл продукту: при його виробництві, транспортуванні, зберіганні, утилізації). Людство «успішно робить» таку кількість викидів вуглецю, що природа не встигає їх компенсувати. В результаті ми створюємо на нашій планеті велетенський атмосферний парник - викиди перешкоджають випромінюванню тепла в космос, температура поверхні Землі збільшується, клімат «теплішає». Ми вже давно виснажуємо ресурси планети, тобто живемо за рахунок майбутніх поколінь, у борг, не по кишені.
Поліетилен - матеріал з істотним вуглецевим слідом (загальний вуглецевий слід поліетилену високим назвати не можна, тому що папір, скло мають у декілька разів більший В.С.) «звалища». Тобто до виробництва, транспортування, зберігання і усіх інших параметрів загального карбонового сліду поліетиленових пакетів претензій немає, але через велике скупчення і тривале розкладання виникає проблема з парниковими газами на звалищах.
Компостований біорозкладний пластик - матеріал з малим вуглецевим слідом. За результатами досліджень, тонна біопластика з крохмалю зменшує вуглецевий слід пластикової упаковки на 0,8-3,2 тонни викидів CO2 (дані узяті з відкритих джерел). Тому виробництво біо пакетів вирішує ще одну проблему людства - зменшує вуглецевий слід.
До мінусів еко пакетів з крохмалю можна віднести наступні чинники:
Але біорозкладний пакет і не має бути вічним - він був створений саме для швидкої деградації. До того ж технології не стоять на місці, так що цілком можливо, що вже скоро з'являться нові біопластики, за усіма параметрами що не поступаються поліетилену.
| Біо пакети з крохмалю | Поліетиленові пакети (завтовшки від 50 мкм) |
Сировина | Поновлюване, натуральне рослинне | Непоновлюване, дистилят нафти або попутні нафтові гази |
Споживчі властивості | Зручні, практичні, естетичні, надійні, повністю справляються зі своїми основними функціями | Зручні, практичні, естетичні, надійні, прекрасно справляються зі своїми функціями, виправдовують очікування споживачів |
Міцність | Витримують до 5-7 кг, не розраховані на велику вагу, ідеально підходять для упаковки щоденних покупок | Дуже міцні, еластичні, витримують до 15-20 кг і більше |
Відповідність санітарно-гігієнічним вимогам | Відповідають вимогам, що застосовуються до упаковки для продуктів харчування. | Відповідають усім гігієнічним нормам, підходять для упаковки продуктів харчування |
Відповідність законодавству України | Відповідають закону № 1489 - IX | Відповідають закону № 1489 - IX |
Термін зберігання і експлуатації | Можуть зберігатися необмежений час без втрати споживчих властивостей, термін експлуатації залежить від товщини плівки (рано чи пізно порветься будь-який пакет, але тонкий еко пакет із зрозумілих причин зробиться непридатним швидше) | Термін зберігання необмежений, можуть використовуватися тривалий час, оскільки завдяки товщині плівки, міцності і довговічності перевершує ткані шопери |
Ціна | Поки залишається досить високою через собівартость сировини | Собівартість низька, проте мінімальна відпускна вартість для споживача обмежена законодавчими нормами |
Терміни розкладання і екологічність утилізації | Через 3-6 місяців біоразкладається в компостованому середовищі, через 12 місяців безслідно зникає з лиця землі, не завдає шкоди довкіллю | Не є біорозкладним, термін повного розкладання складає більше 100 років. Придатний для переробки і повторного використання, що мінімізує шкоду для довкілля. |
Справжні біорозкладні компостовані пакети, які виготовляються на нашому заводі під торговою маркою МПАК, дійсно роблять мінімальний вплив на довкілля і не шкодять природі (чого не скажеш про псевдо-біо-пластик, що наводнив український ринок). Проте варто відмітити, що «неекологічність» поліетиленових пакетів сильно перебільшена. Якщо використати їх кілька разів, а не відправляти тоннами на звалище, то по своїй «зеленій безпеці» вони дадуть фору будь-якій іншій упаковці.
Бути екологічно відповідальним бізнесом - велика конкурентна перевага. Все більше українців стають в усіх сенсах свідомими споживачами і думають про те, як поменше шкодити природі. Тому віддають перевагу зеленим брендам і товарам. Але перейти на біорозкладні пакети варто не лише заради підвищення лояльності споживачів, щоб не втрачати клієнтів.
У всьому світі зараз високий попит на турботу про екологію, тому компанії, які привертають громадську увагу до проблем довкілля, від цього тільки виграють. Досвід показує, що екологічний підхід до бізнесу може окупатися і приносити прибуток.
Усі світові корпорації активно впроваджують у свою політику ESG- стратегії:
Прагнення до вуглецевої нейтральності (net - zero) - зовсім не данина моді. Уряди взяли на себе зобов'язання щодо зниження викидів вуглекислого газу, тому впроваджують усілякі заходи: посилюють регулювання, вводять обмеження на доступ до кредитів для неекологічних компаній, збільшують для них податкове навантаження. Навіщо усе це? Річ у тому, що без політики стійкого розвитку знижується ефективність бізнесу.
Ларрі Фінк, CEO інвестиційного фонду BlackRock, в одному зі своїх щорічних листів до інвесторів похмуро попередив: «Скоро не залишиться жодної компанії, яка не змінить свою бізнес-модель для переходу до вуглеводневої нейтральності».
Тому будь-якому бізнесу варто включити у свою стратегію стійкий розвиток і перейти на біорозкладні пакети і упаковку. Незалежно від того, чи є він промисловим гігантом або мережею магазинів, що розвивається.
У ідеалі для утилізації біорозкладних пакетів потрібне компостоване середовище: грунт, кисень, волога, ультрафіолет і бактерії. В цьому випадку він біодеградує за 3-6 місяців. Більшості використовуваних зараз пакетів уготована інша доля - вони вирушають на звалище в загальній сміттєвій купі. Це означає, що термін розкладання декілька збільшиться, але все одно еко пакети не лежатимуть там віками, не потраплять в харчовий ланцюжок і не опиняться рано чи пізно біля нас в тарілці.
Теоретично деякі види біопластика можна збирати, сортувати і переробляти. Але це проблематично і нерентабельно - доведеться вибирати із загальної купи пластика ще і біопластик. Та і як визначити, який саме біопластик перед нами, щоб вторсировина була придатна для виробництва якихось потрібних і корисних речей?
Біо пакети взагалі не підлягають вторинній переробці. Але в цьому і немає ніякого сенсу, адже еко плівка створювалася саме для застосування за принципом: купив - використав - викинув - забув. Якщо у когось є можливість (і бажання) сортувати і переробляти вторсировину, то тут є широке поле діяльності - поліетиленові пакети і інші пластикові вироби, які дійсно нераціонально викидаються, хоча мають ще величезний ресурс.
Якщо вас мучать докори совісті, що ви живете неекологічно, то просто купуйте біо пакети. Або використовуйте кілька разів поліетиленові пакети. Вони тепер стали настільки щільними і міцними, що можуть служити дуже довго.