Najczęściej używanym materiałem do pakowania jest plastik. Plastik jest łatwy do wykonania, ale wiąże się z wieloma konsekwencjami dla środowiska, takimi jak długie czasy rozkładu i szkody dla ekosystemów naturalnych. Świetną alternatywą dla plastikowych opakowań są metalowe pojemniki wykonane z cyny i aluminium. Te pojemniki eliminują wiele problemów stwarzanych przez plastikowe opakowania. Gdy metalowe pojemniki są używane do żywności i innych artykułów łatwo psujących się, często nadal wymagają plastikowej folii, uszczelki lub powłoki, aby całkowicie chronić zawartość przed kontaktem z powietrzem. W ostatnich latach biodegradowalne opakowania i folie, nie wykonane z plastiku, zaczęły pojawiać się jako alternatywa dla standardowych opakowań z plastiku. Biodegradowalne opakowania są produkowane z biopolimerów, które są cząsteczkami często występującymi w organizmach żywych, takich jak celuloza i białka. Oznacza to, że mogą być bezpiecznie spożywane, szybko się rozkładają i często mogą być tworzone z odpadów roślinnych [4].
Formy Biopolimerów
Biopolimery są używane do produkcji szerokiej gamy biodegradowalnych opakowań, od pojemników z pokrywkami po folie. W odniesieniu do metalowych pojemników, trzy najbardziej istotne formy biodegradowalnych opakowań to folie, powłoki i torby. Biodegradowalne folie są używane do zastępowania folii polietylenowych. Jednym z najczęstszych zastosowań tych folii jest owijanie artykułów łatwo psujących się i uszczelnianie pojemników. Czyni je to jedną z najczęściej stosowanych form biopolimerów w połączeniu z metalowymi pojemnikami na żywność i kosmetyki. Biodegradowalne folie zazwyczaj mają te same właściwości co ich plastikowe odpowiedniki, takie jak odporność na wodę i przepuszczalność powietrza [2, 3].
Biodegradowalne powłoki są często używane na owocach i warzywach, aby zapobiegać zanieczyszczeniom mikrobiologicznym i zwiększać ich trwałość [1]. Są one nakładane na owoce i warzywa przed pakowaniem lub przechowywaniem w metalowym pojemniku z cyny lub aluminium. Biodegradowalne torby są używane do przechowywania żywności i kosmetyków w metalowych pojemnikach. Te torby są zazwyczaj mocne, elastyczne i odporne na zmiany temperatury lub wilgotności [4]. Czyni je to doskonałymi do długotrwałego przechowywania lub produktów wysyłanych na długie odległości.
Rodzaje Polimerów
Biopolimery używane w biodegradowalnych opakowaniach są produkowane na kilka różnych sposobów. Jedną z najczęstszych metod produkcji jest bezpośrednie wyciąganie ich z materii roślinnej. Opakowania na bazie skrobi są prawdopodobnie najczęstszym typem biopolimeru produkowanego tą metodą. Zielone rośliny, takie jak ziemniaki, kukurydza, ryż itp., są podgrzewane, a cząsteczki skrobi są bezpośrednio z nich wyciągane. Biopolimery skrobiowe są następnie przetwarzane, podgrzewane i formowane w końcowy kształt opakowania. Skrobia jest uważana za bardzo dobry biopolimer, ponieważ jest produkowana w dużych ilościach na całym świecie, 31 miliardów kg rocznie, co czyni ją bardzo dostępną i niskokosztową. Biopolimery na bazie skrobi zostały udowodnione jako skutecznie zastępujące plastiki polistyrenowe i polietylenowe [4].
Innym powszechnym biopolimerem często stosowanym w połączeniu ze skrobią jest chityna. Chityna występuje powszechnie w skórze owadów, ścianach komórkowych grzybów i skorupach skorupiaków. Biodegradowalne folie są często tworzone z mieszanki skrobi i chityny, ponieważ wykazano, że mają dobre właściwości antybakteryjne. Te folie są używane w opakowaniach żywności i jako jadalna powłoka na owoce i warzywa [4, 5]. Powłoki na bazie skrobi i chityny dobrze współpracują z metalowymi opakowaniami, pokrywając artykuły łatwo psujące się i zapobiegając ich kontaktowi z powietrzem.
Zalety i Wady
Biodegradowalne opakowania są bardzo obiecującą alternatywą dla plastiku, pomagającą złagodzić długoterminowe problemy wynikające z nadmiernego użycia plastiku. Biodegradowalne opakowania są wykonane z odnawialnych materiałów, w przeciwieństwie do plastiku, który jest wytwarzany z ropy naftowej. Ponadto biopolimery są syntetyzowane w stosunkowo energooszczędnym procesie, wymagającym znacznie mniej energii niż produkcja polimerów plastikowych. Kolejną dużą zaletą biodegradowalnych opakowań jest to, że nie są toksyczne dla środowiska naturalnego ani ludzi. To sprawia, że są one znacznie łatwiejsze do utylizacji i nie gromadzą się z czasem tak jak plastiki. Ostatecznie, biopolimery pomagają nam zmniejszyć zależność od ropy naftowej i zmniejszyć emisję CO2. Jest to prawdopodobnie najważniejsza zaleta biodegradowalnych opakowań, ponieważ przyczyniają się one do zmniejszenia zmian klimatycznych, co jest globalnym problemem [4].
Chociaż biodegradowalne opakowania są w dużej mierze pozytywnym rozwiązaniem, nie są one doskonałe i mają kilka negatywnych cech. Jednym z problemów, które mogą pojawić się przy długotrwałym zwiększonym użyciu biopolimerów, jest to, że może być potrzebna większa ilość materii roślinnej do ich syntezy. Jeśli w ciągu następnych 50 lat nie zostanie opracowana bardziej efektywna metoda syntezy, będziemy potrzebować więcej ziemi przeznaczonej na rolnictwo, aby dostarczyć biomasy potrzebnej do produkcji wszystkich wymaganych biopolimerów. Innym problemem jest to, że ponieważ jest to stosunkowo nowy proces, będziemy musieli zbudować wiele nowych zakładów przetwórczych do produkcji tych biopolimerów [4, 6]. Budowa nowych zakładów jest kosztownym, czasochłonnym i zanieczyszczającym procesem, który zajmie wiele lat. Ostatecznie, nie wszystkie biopolimery mogą być kompostowane w domowych warunkach i wymagają specjalnych zakładów kompostujących, aby zostały skutecznie sk ompostowane [7].
Używane w połączeniu z metalowymi pojemnikami biodegradowalne opakowania są doskonałą alternatywą dla powszechnie stosowanych plastyków. Filmy, powłoki i torby na bazie biopolimerów chronią artykuły łatwo psujące się przed kontaktem z drobnoustrojami i powietrzem. Są wyciągane z naturalnych produktów i mogą być produkowane oraz utylizowane w sposób przyjazny dla środowiska. Reprezentują one możliwy odejście od plastiku, który może pomóc oderwać ludzi od naszej zależności od paliw kopalnych.
Dowiedz się więcej o biodegradowalnych i zrównoważonych opakowaniach.
Referencje
- [1] Farrisa S, Schaich KM, Liu LS, Piergiovanni L, Yamab K (2009): Development of polyion-complex hydrogels as an alternative approach for the production of bio-based polymersfor food packaging applications, Trends Food Sci. Technol., 20; 316-332
- [2] Muratore G, Del Nobile MA, Buonocore GG, Lanza CM, Asmundo CN (2005): The influence of using biodegradable packaging films on the quality of decay kinetic of plum tomato, Int. J Food Eng., 67: 393-399
- [3] Sungsuwan J, Rattanapanone N, Rachanapun P (2008): Effect of chitosan cellulose films on microbial and quality discharachteristics of fresh-cut cantaloupe and pineapple. Postharvest Bio. Technol., 49: 403-410.
- [4] Ivonkovic A, Zeljko K, Talic S, Lasic M (2017): Biodegradable packaging in the food industry. Journal of Food Safety and Food Quality., 68: 26-38.
- [5] Zhao Y, Mc Daniel M (2005): Sensory quality of foods associated with edible film and coating systems and shelf-life extension, Innovations in Food Packaging, San Diego, California, Elsevier Ltd., 434-453.
- [6] Aeschelmann F, Carus M (2015): Bio-based building blocks and polymers in the world: capacities, production, and applications. Industrial Biotechnology, 11.
- [7] Wiles DM, Scott G (2006): Polyolefins with controlled environmental degradability, Polymer Degradation and Stability, Volume 91, Issue 7, pp 1581-5192.
