可持续包装


日期:2019/10/22

新的包装材料和新的包装技术解决方案满足了新的包装法律法规的要求——新的包装法规吹响了向塑料垃圾挑战的号角。未来的塑料包装物应是可回收或者再利用的。在理想情况下,包装中的塑料材料使用量也应减少到最低程度。作为包装技术领域的专家,Multivac公司正在适应可持续包装材料带来的挑战。
文/Danny Köppl

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从2019年年初开始,新的包装法就已经在德国生效了。新的包装法对包装物的可回收性和可重复使用性提出了苛刻的要求。在包装行业中引入循环经济理念、实现塑料材料的可循环利用是朝着正确方向迈出的重要一步,同时也将推动包装行业新型替代包装材料的发展。除了引入循环经济模式之外,在包装物生产过程中减少塑料材料的使用量也是包装行业可持续发展的一个明智举措。
今天,在最终消费者产生的塑料垃圾中,塑料包装物所占的比例为60%。全世界每年生产加工的塑料大约有3.25亿t,其中大约8 000万t被当作包装材料消耗掉了——绝大多数塑料包装都产自欧洲、亚洲和美国。塑料产品的产量每年还在不断地增加,在今后的20年时间里,全球的塑料产量有望再翻一番。
但在食品工业领域中,塑料包装则有着明显的优势和好处。它可以通过不同的聚合工艺制成不同的塑料复合材料,并可以根据其对包装产品的阻隔性要求而精确设计。同样,热塑性材料在成型方面也有着非常好的灵活性。因此在整个物流供应链中,塑料包装物提供了最佳的产品保护,并在最大程度上保证了消费者的安全性。另外,塑料包装还有助于延长食物的保质期,在一定程度上也减少了食物的浪费。

有效的整体解决方案
为了在食品工业领域中引进、实施可持续发展的包装方案,从包装物的生产到消费者使用的整个供应链中对包装物的全过程考察是必不可少的。除了引进闭式的回收循环和塑料包装物的重复利用之外,在包装物生产过程中减少塑料原材料使用或者使用替代原材料的解决方案也都是很好的选择。
对于像玻璃、纸张、铝、马口铁以及PET塑料瓶之类的包装物,已经有了成熟的回收再利用循环方案。例如,德国将大约99%的PET饮料瓶都收集了起来,其中有将近94%的瓶子都被回收再利用了。
但在塑料包装物方面则是完全不同的另外一种情况:尽管德国回收率高达65%,毫无争议的排在奥地利、比利时和斯洛文尼亚等国之前,但这只是按照回收到回收工厂的塑料废弃物计算的,并不是按照塑料的实际消耗量来计算的。大部分的垃圾在分离处理后会扔进垃圾焚烧炉里烧掉,或者运往国外处理。造成这种现象的主要原因之一是:目前还有许多垃圾无法正确的分离处理。例如,食品工业领域中使用的包装物主要是多层复合材料,它们在食品包装中有着独特的优势:体积很小的多层复合材料能提供很好的、与食品性能相匹配的隔离性能,从而最佳的实现保护食品的目的。然而,今天多层复合材料的机械分拣技术还没有达到工业化应用的水平。

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替代材料和可回收再利用材料的开发
因此,开发出能够回收再利用的包装材料解决方案就是最能满足符合包装法规要求的包装解决方案。一个最佳实例就是基于现有纸张循环利用基础之上的纸纤维包装解决方案,即便这种纸纤维的包装材料被误扔到普通包装垃圾中(没有扔到纸类垃圾之中),今天的现代化垃圾回收厂也能够将其检测出来,并按照正确的分类送入纸质垃圾循环系统中处理。
PaperBoard包装解决方案是Multivac公司提供的以纸纤维包装为基础的多样化环保型包装解决方案。这种与先进的制造商一起开发的包装材料满足了食品工业有关食品隔离和保护等功能的要求,可以在标准型的包装生产设备中使用。
PaperBoard纸纤维系列包装产品不仅可以应用在Traysealer包装、称重和打标“三合一”食品包装设备中,还可以在热成型包装机中完成在气调保鲜包装和薄膜包装等任务,提供最佳的食品包装解决方案。
由纸板复合材料或者纸箱坯料制成的标准包装盒、包装箱等都可以在托盘封口机上包装封口,在使用过后由最终消费者按照垃圾的类型进行分类处理。在热成型包装机中使用纸纤维基包装物时,Multivac公司提供了3种不同的解决方案。真空薄膜包装中使用的是有着不同克重和不同功能层的柔性纸质复合材料。同样,成卷的纸板复合材料可用于真空薄膜包装。在使用之后,用户可完成这两种包装材料的
分类。
除此之外,Multivac公司还开发了一种适合于在热成型包装机中使用的单纸箱机械加工方案。在这一解决方案中,可以用相应的塑料薄膜密封层带代替常规的薄膜密封层完成食品包装的密封。这种解决方案也可以由最终用户完成包装垃圾的分类。

单一成分包装材料的开发
另一种方法就是开发尽可能是由单一成分组成的包装材料,这种包装材料也可以在相应的回收再利用循环中进行很好的分类处理。从目前来看,PP和APET是最合适的单一成分包装材料。
PP聚丙烯塑料薄膜是常用的标准包装材料,这种材料有着良好的隔离性能、耐热性能和稳定性。在所有的标准塑料材料中,PP聚丙烯塑料薄膜密度最低。与其他包装材料相比,PP聚丙烯塑料膜包装的重量要更轻一些——这是可持续发展和环境保护的一个重要方面。但与其他塑料相比较,这种材料在热成型包装设备中的包装加工要求会更高一些。
高透明度的APET(非结晶化聚对苯二甲酸乙二醇酯)对水蒸气和气体有着很好的阻隔性能。它具有很好的耐用性和耐脂性,可以在﹣40~70℃的环境中使用。当前,APET材料的食品托盘和其他单一成分材料的包装物一样正用于新鲜农产品的包装。为了获得更加安全可靠的包装效果,通常会使用带有密封层的深色APET包装膜。
在使用单一成分材料制成的包装物包装食品时,必须考量单一成分包装材料与以前使用的复合包装材料在隔离性能方面的变化,以及这种变化对食品的影响。除此之外,由于单一包装材料省去了功能层,例如省去了密封层,可能会改变单一包装材料的包装工艺过程,这也是确定包装工艺参数时必须考虑的问题。

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可行的替代包装材料
在开发可持续包装时也应考虑到生物聚合物可能是一种可行的替代包装材料。生物聚合物这一术语包含了两大类生物材料:一类是利用可再生材料(例如PLA聚乳酸或者PHA聚羟基脂肪酸酯)生产制造的生物聚合物,这些聚合物都是可以降解的;另一类则是由完全或者部分可以再生资源制造出来的,但不能生物降解的聚合物包装材料,例如PET聚对苯二酸乙二醇酯或者PE聚乙烯。根据目前的技术水平,由PLA聚乳酸可再生资源类生物聚合物材料制造的生物聚合物薄膜是最可行的替代解决方案。但由于它的阻隔性能较差、冲击韧性较低,因此在热成型包装中的应用相对较少。PLA聚乳酸通常用于新鲜水果和蔬菜领域中的
包装。
在评价生物聚合物时,除了要考虑价格和使用性能等经济性方面的问题之外,还要考虑这种包装材料在使用过后的回收再利用性能。由于缺少对消费者的宣传教育,缺少系统、统一的分类设备,目前尚无法得知这类材料分类处理的全面情况。这可能会导致将生物降解的聚合物包装材料按照传统塑料回收再利用方式进行处理,而不是再循环到工业化的堆肥发酵生产设备中变成肥料。

当前面临的挑战
新版包装法旨在实现塑料包装物的回收再利用和进一步提高包装材料的回收量。但仅仅依靠配额、比例并不能实现这一目标,相反,应要求包装行业建立起合适的框架条件和激励机制,启动合适的回收再利用工作流程。而确保始终如一的高质量回收物也成为了另一项挑战,只有高质量的回收物才能保证生产出高质量的原材料。如果分类拣选的回收物不干净,例如混入了颜料、增塑剂或者稳定剂,都会影响可再生材料的质量。
最后,通过减少包装材料的体积来控制塑料废弃物也是一个重要方法。今天,已经可以通过创新型的包装方案,例如使用新的包装形式或者使用创新型的包装技术设备来实现减少包装材料的消耗,提高包装材料产量的
目标。