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技能流|食物包装收回(1):总被视若无睹的价值链

发布时间:2022-06-18 16:23:55 来源:fun88首选

  作者:Mona Arnold, VTT 芬兰国家技能研讨中心 翻译:周利亚 朱怡 校核:万嘉瑜

  疫情之下,足不出户。家中备好一段时间的食物,成为许多城市居民有必要考虑的工作。根本的安全感来自那些保质期较长的食物,如罐头、腊肠、榨菜、方便面、盒装牛奶等。它们之所以能够较为持久贮存,实则有赖于那层稳当的食物包装。实践上,就连那些团购到的肉蛋蔬果,也是通过了包装处理,才干经由物流波动进入家家户户。

  能够想像,现在我国城市许多居民家中,每日所发生的大部分废物,正是这一类的食物包装。由于沾染到食物油脂,或是多层复合难以分化,在通过消费运用后,它们或许会被分类到干废物中,进入燃烧的体系。

  实践上,不管是否处于疫情,食物包装都在咱们日子中起着极大效果。得益于食物工业技能开展,咱们有了更多保管食物的方法。当食物被咱们取用,这些食物包装便完结了任务,变成需求丢掉的废物。或许,在家坐收渔利之时,正好趁便认真思考,咱们怎么才干更好地对它们担任。

  近来,芬兰国家技能研讨中心(VTT)发布了一份《食物包装收回:现状和展望(Recycling Food Packaging)》的陈述,其间概述了欧洲和美国的收回现状,以及影响收回率的社会和技能要素。陈述还介绍了新近的食物包装收回技能创新,偏要点解析那些未来五年内有望商业化的处理计划。

  该研讨陈述受全球可持续包装处理计划供给商 Huhtamaki普乐集团的托付,旨在树立食物包装收回再生体系,为来自职业、社会和政府的利益相关方的通力协作供给参阅。Huhtamaki普乐集团以为,仅出产可收回产品是不行的;它们需求被收回。凭仗百年前史和北欧传承,Huhtamaki普乐集团计划,到2030年完结碳中和出产,并将100%产品规划为可收回、可降解或可重复运用。

  4月22日世界地球日将至,汹涌市政厅联合Huhtamaki普乐集团对该陈述分三部分宣布。以下是榜首部分,即陈述中关于食物包装收回商场的部分,包含包装收回的现状、影响食物包装收回价值链的要素、运用再生资料的食物包装商场情况,以及运用后包装的分类和收回。概要

  食物包装在咱们日常日子中扮演重要人物,推动了食物的可及性和可担负性。它是确保食物的卫生、保存和分配的要害,其直接效果是最大极限削减食物糟蹋。前史上看,在食物范畴,塑料一向是运用最多的资料,而纸和金属也是常用资料。现在,食物包装的要点工作是削减塑料包装,或彻底用收回资料或可生物降解资料来代替塑料。全球中产阶级出现,交易和消费增加,使得食物包装的运用明显增加,因而,包装的循环运用和重复运用,不只是欧洲循环经济战略要点,在全球其他区域也遭到极大注重。

  曩昔几年中,食物包装的生态规划和收回技能,都有相当大的前进,但包装的收回率,特别是塑料和聚合物淋膜包装的收回率,依然相对较低。例如,在美国,食物和餐饮塑料包装收回率约为14%,在欧洲,有陈述可循的塑料包装收回率约为40%,比较而言,纸板的收回率在美国和欧洲都约为80%。一个运转杰出的收回再生体系,不只取决于当地的再生运用才能,还取决于搜集和分类等基础设备条件,而这些条件在世界上许多国家还很不成熟。

  咱们预见,在未来五年,将有新的包装收回体系面世,可处理现在没有大规划收回的包装。在现有收回体系中,许多的包装,特别是复合资料包装,并不易收回。这为当今干流的物理收回带来了应战。

  尽管纸纤维资料的循环运用现已广泛树立,但在许多收回体系中,不包含淋膜纸包装,这些包装往往终究作为混合废物处理,而非得到循环运用。现在,一些纸杯出产商,以及为餐饮职业供给抛弃物办理的公司,树立了具有必定经济规划的会集收回体系,也推出了别离聚合物和铝质淋膜层的新处理计划。

  影响收回率的首要要素是短少先进的分类设备,以及短少可作为物理收回弥补手法的化学收回技能的布置。特别是针对多层塑料包装,有商业规划的物理收回手法十分少,化学收回被视为处理多层塑料包装的一种有用计划。因而,咱们以为,未来3-4年,美国、欧洲和东亚的化学收回产能将明显前进。化学收回的重要特点是,经由化学收回的聚合物在充沛化聚后可再次用于食物包装。而现在,商场上,仅有再生的PET资料被认证为食物触摸资料(FCM)的收回聚合物。

  研制收回处理计划的根基在于,由品牌商、收回分类技能开发商和抛弃物办理公司建立商业联盟。这种协作关系对新收回技能的未来出资至关重要;它连接了循环运用原资料的供给方和再生资料的运用方。

  曩昔十年中,包装职业阅历了严峻革新。现在包装规划正朝轻量化、高隔绝性的方向开展,并在规划阶段就对其抛弃处理予以考虑。在食物包装常用资猜中,塑料持续占有商场主导地位,纸纤维和金属质料也运用广泛,玻璃作为包装资料越来越罕见。食物包装资料一般运用淋膜和涂层技能,它们通过体系整合固有特性不同的资料,来前进包装终究的功能性,延伸保质期并削减包装分量,而包装减重也对低碳有必定奉献。

  包装的首要功能是维护食物。假如没有包装,对人类至关重要的食物分配,在物流、经济和环境方面都将面对应战,也会形成食物糟蹋。与此同时,食物交易和消费的增加,导致包装运用增加,各国政府正寻求运用相似欧盟循环经济战略的方针行动,处理消费运用后包装的潜在负面影响。

  本文首要介绍了欧洲和美国的收回现状,然后介绍影响收回率的社会和技能要素,食物包装收回的最新技能创新,偏要点介绍估量未来五年内可商用的处理计划。

  欧盟委员会将包装的收回运用列为首要任务之一。事实上,最新修订的《包装和包装抛弃物指令》(PPWD),包含了促进包装抛弃物的重复运用、收回运用和其他方式的收回新办法,而不止于抛弃处置。该指令设定的方针是,到2025年,50%的塑料包装,以及75%的纸和纸板得到收回运用。此外,一次性塑料指令(2019/904/EC)的榜首个要求已于2021年年中收效。2021年5月底,欧洲委员会通过了关于一次性塑料产品的导则,对某些一次性塑料产品的禁令和标签要求于2021年7月收效。

  依据欧盟统计局(Eurostat)的数据,2019年,欧盟41%的塑料包装废物被收回,欧盟每人每年均匀发生35公斤塑料包装废物(Eurostat 2021)。在美国,均匀每个美国人每年发生约130公斤塑料废物,居全球之首。美国环境维护署陈述称,塑料容器和包装的收回率为14%,纸和硬纸板包装的收回率为81%。瓦楞纸板是现在纸包装收回运用的最大组成部分,而其他未涂层的纸基包装,如纸箱和纸袋,大多作为混合纸类收回。此外,这些收回数据,不包含一次性盘/杯和废物袋,这两种物品都被归为非耐用品(图1)。

  纸基复合包装全体收回率略低于纸板。依据ACE(欧洲纸基包装与环境联盟)数据,在2019年投进欧盟商场的一切纸基复合包装中, 51%通过独自途径收回并再生(Eunomia 2020,ACE 2021)。而从实践进入再生运用阶段的数量看,收回率或许更低,独自搜集的资猜中包含分类过错或过脏的包装,不适合再生运用。Eunomia 2020年的陈述中,实践收回率估量为搜集量的40-60%。独自收回并不意味着搜集的资料全用于再生处理。例如,在德国,只要47%的塑料包装用于再生处理,而57%被燃烧(Conversio 2020)。

  以下流程图(图2和图3)显现了消费运用后的纸基复合包装和塑料包装的处理进程。

  监管组织和商业组织越来越注重包装收回,并许诺战胜收回规划增大的应战。欧盟已设定方针,到2025年12月31日,一切包装抛弃物收回率到达65%(European Commission 2018)。干流跨国公司已签署了关于可收回包装的许诺,并树立了搜集和收回的职业协作渠道,一方面确保可获得抛弃包装资料,另一方面也确保了再生资料的下流商场。

  现在扩展收回的首要困难之一,不只在于循环再出产才能,还包含搜集和分类基础设备。这些基础设备在许多国家依然缺乏。此外,即便有满足的搜集基础设备,并搜集了近80%的包装抛弃物,但其余部分终究也以混合抛弃物方式进入废物填埋场或燃烧场「依据(Brouwer et al.2011,HSY 2019)核算得知」。

  因而,前进收回率不只需求抛弃物办理体系的技能开发。事实上,政府拟定了许多战略,鼓舞民众在收回运用上发挥效果。根本上,市政当局担任向居民供给相关信息,让居民能在家中对不同废物分类,即在源头分类。由此,这样的体系有必要让居民免于紊乱和不方便。例如,瑞典和法国的研讨标明,分类不方便会影响居民正确分类(CITEO 2021, Rousta and Ekström 2013),而收回点与居住区之间的间隔等要素,会让消费后的纸包装与塑料包装更易被过错分类。大部分包装都用于食物产品,而食物包装是家庭废物中最易被过错分类的(Nemat et al. 2020)。

  在抛弃物办理基础设备杰出的区域,对包装抛弃物独自搜集和分类,已成为大多数家庭的日常。即便这些区域,大部分消费运用后的包装,仍以混合抛弃物方式处理(HSY 2019)。搜集后的抛弃物包装中,很大一部分被过错分类。图4描绘了荷兰的包装抛弃物收回流程。在搜集到的17.3万吨抛弃物中,9%(1.5万吨)被过错分类,32%因严峻污染无法被再生处理,总共有超越40%的包装抛弃物,从再生进程中除掉,并填埋或燃烧(Brouwer et al. 2019)。

  图4 消费后塑料抛弃物的搜集和收回。PMD为塑料、金属和纸基复合包装的缩写,图改编自Brouwer等人(2019年)。

  一个优化资源运用的比如,也具有更高的可收回性,是用可再生资料,如MFC(微纤维纤维素)或纳米纤维素代替纸基复合包装的铝箔层。MFC用作油脂和氧气的生物质料隔绝层,也可作为生物降解膜代替纸板包装中铝和塑料淋膜(Stora Enso 2019)。通过代替这些资料,包装的碳脚印明显削减。

  别的,Huhtamaki普乐的lidding laminates()和Aronax 技能也着手削减铝箔层,用一层薄磁性颗粒替代铝箔,并更易从包装上别离(EMF 2018)。

  依据欧洲化学工业委员会(CEFIC)数据,现在欧盟搜集的塑料抛弃物中,只要15%从头回到欧盟商场。

  由于短少工艺和出于食物安全考虑,大多数非PET塑料食物包装无法收回再生用于新的食物包装。因而,它一般运用于食物包装以外,如建筑业和农业。

  现在,只要10%的再生聚合物到达食物级,其间大多数是聚对苯二甲酸乙二醇酯资料(PET)(Leardini et al 2021)。塑料收回首要通过物理收回进行:通过清洗和分类的塑料抛弃物被从头熔化并加工成新的食物包装。但是,物理收回进程中,或许存在受污染的再生质料进入再生塑料,比如污染食物的危险要素。为防止此类包装资料进入商场,欧盟和美国拟定了好几项关于食物触摸资料(FCMs)的法令,包含塑料和再生塑料(De Tandt et al. 2021)。与食物触摸的资料和物品,当悉数或部分由再生塑料制成时,有必要通过欧洲食物安全办理局(EFSA)的安全评价和欧盟委员会(European Commission)授权。rPET树脂被美国FDA同意用于食物触摸,而我国则不答应在食物包装中运用再生塑料。

  现在商场上除了干流的食物级再生PET外,少数经化学收回工艺再生的rPP (Packaging Europe 2021, SABIC 2020)也正进入欧洲商场(见框2)。在美国,美国食物和药物办理局(FDA)也在20多年里,逐项同意用于食物触摸的再生HDPE (Custom-Pack 2018)。相同,在英国,从牛奶瓶中收回的HDPE也可用于出产新的牛奶瓶(Ellis 2019)。

  瑞士乳制品公司Emmi正与Borealis和Greiner Packaging协作,出产由化学收回聚丙烯制成的Emmi咖啡杯。而再生聚丙烯技能现在仍处起步阶段,故经化学收回的聚丙烯产值有限。Emmi通过与开发公司的前期协议,获得了一部分再生聚丙烯。未来,依据适宜资料的产值,Emmi的拿铁咖啡杯中的再生塑料含量将进一步增加。Emmi拿铁咖啡杯运用的经化学收回的资料,在质量平衡基础上,彻底符合ISCC(世界可持续开展和碳认证)规范,由于再生聚丙烯由化学收回工艺再生制成,可用作食物触摸资料。

  玛氏食物与沙特基础工业公司(SABIC)之间树立了相似构架的协作关系,为玛氏的宠物食物包装供给经化学收回的再生聚丙烯,其间PP薄膜结构由Huhtamaki普乐供给。

  现在,由不同塑料聚合物或不同资料组合成的多层食物包装几乎没有被收回,由于这些层次难以别离。至于纸基复合包装,只要纸板部分,可在现有收回工艺中被收回再生,但依据规定,收回的纸纤维不能与食物触摸(Geuke 2021)。涂有通过验证的隔绝资料 (Virtanen 2022) 的再生纸板可用于食物包装。

  现在,用于纸板和纸质食物包装中的塑料和铝箔的新的淋膜工艺,以及适用于混合塑料化学收回工艺,正在开发之中。这样,当资料彻底解聚时,化学收回的聚合物可作为食物触摸资料(European Commission 2021)。

  运用后的包装,一般是遭到污染的抛弃物,包含不同品种。它包含各种资料类型(如多层包装、混合物和复合资料),形状、色彩和尺度差异很大。为确保质量共同,再生处理中心为其质料设定了质量规范,并一般装备分拣线,从抛弃物原猜平分拣出杂质。跟着数字化和主动化开展,分拣技能曩昔十年中取得了明显前进,其辨认才能和分拣速度都有前进。跟着包装规划的改动(如增加光学追寻符号、防止多重资料和深色资料)和新式传感器的运用,主动分拣线能更好区域分不同的聚合物。现在,分类一般选用近红外(NIR)技能完结,而新的技能创新,如高光谱相机,可辨认分类各种色彩的塑料。在包装规划方面,数字水印正快速开展。HolyGrail 2.0项目是一个广为人知的开展项目,在丹麦哥本哈根的一个资料收回设备中,该项目已进入演示阶段。掩盖在消费品包装外表的水印包含了多种信息,如包装类型、资料和用处(图5)。在分拣线上运用高分辨率摄像机扫描消费运用后的包装,便可解码数字水印(Staub 2021)。

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