A novembre, TIME Magazine ha riconosciuto una linea di imballaggi alimentari biodegradabili, sviluppata da Zume e Solenis, come una delle 200 migliori invenzioni del 2022. Nominato nella categoria Sostenibilità, l'imballaggio è stato valutato dai redattori di TIME in base a una serie di fattori chiave, tra cui "originalità, efficacia, ambizione e impatto".
Per Solenis e Zume, gli ultimi due fattori — ambizione e impatto — sono le vere caratteristiche distintive del progetto. Ambizione perché per le due aziende perseguire attivamente una collaborazione per accelerare l'adozione di imballaggi sostenibili nell'industria alimentare globale è stata una mossa audace. Impatto perché il nuovo imballaggio, realizzato con fibre vegetali, è totalmente privo di PFAS senza comprometterne le prestazioni.
I PFAS, acronimo di sostanze per- e polifluoroalchiliche, sono utilizzati in diversi settori (aerospaziale, automobilistico, edile ed elettronico) per conferire determinati vantaggi funzionali a diversi prodotti finali. Ad esempio, i PFAS possono essere utilizzati per evitare che gli alimenti si attacchino alle pentole, per rendere indumenti e tappeti resistenti alle macchie e per creare schiuma antincendio più efficace.
Nell'industria alimentare globale, i produttori di carta e imballaggi utilizzano da decenni i PFAS come agenti antigrasso negli incarti per fast-food, nei sacchetti di popcorn per microonde, nei contenitori di cartone per l'asporto e nei sacchetti di cibo per animali domestici per evitare che l'olio e il grasso degli alimenti fuoriescano dall'imballaggio. Sono inoltre ampiamente utilizzati negli imballaggi in materiale composito come contenitori richiudibili, cartoni per uova e vassoi per alimenti. Sebbene le loro prestazioni funzionali nelle applicazioni di ristorazione siano ottime, sono sottoposti a un intenso controllo a causa dei rischi per la salute e l'ambiente.
Secondo il National Institute of Environmental Health Science1, sono stati identificati numerosi effetti sulla salute associati all'esposizione ai PFAS, supportati da diversi studi scientifici. Le preoccupazioni sull'impatto dei PFAS sulla salute pubblica sono emerse per i seguenti motivi:
- Presenza diffusa. Alcuni studi hanno rilevato la presenza di PFAS nel sangue e nelle urine delle persone e gli scienziati vogliono sapere se causano problemi di salute.
- Numerose esposizioni. I PFAS sono utilizzati in centinaia di prodotti in tutto il mondo, con molte possibilità di esposizione umana.
- Numeri crescenti. Sono stati identificati oltre 9.000 PFAS.
- Persistenza. I PFAS rimangono nell'ambiente per un tempo indefinito, motivo per cui gli scienziati li definiscono "forever chemicals", ossia sostanze chimiche perenni.
- Bioaccumulo. Le persone possono venire a contatto con diverse sostanze chimiche PFAS in vari modi. Nel tempo, le persone possono assumere più sostanze chimiche di quante ne vengano espulse, un processo che porta al bioaccumulo nell'organismo.
Preparazione di una soluzione
Per frenare l'uso diffuso dei PFAS sarà necessaria una risposta coordinata. Negli Stati Uniti, l'Environmental Protection Agency (EPA) ha pubblicato la roadmap strategica sui PFAS nell'ottobre 2021 per ridurre i danni e i rischi di queste sostanze chimiche per le persone e per l'ambiente. Nell'ambito di questa iniziativa, l'EPA ha diffuso quattro raccomandazioni sanitarie relative ai PFAS nell'acqua potabile. L'agenzia ha inoltre annunciato l'invito rivolto agli Stati e ai territori a richiedere fondi nell'ambito della Bipartisan Infrastructure Law per affrontare il problema dei PFAS e di altri contaminanti emergenti nell'acqua potabile.
L'obiettivo del regolamento governativo è incoraggiare le aziende del settore privato a intraprendere delle azioni proprie. Accettando questa sfida, i team di Zume e Solenis si sono uniti per sviluppare una soluzione per imballaggi in materiali compositi che fornisse funzionalità adeguate ed eliminasse la necessità di utilizzare i PFAS. Entrambe le aziende si sono impegnate in una visione condivisa: lo sviluppo di articoli in materiale composito ad alte prestazioni e a costi competitivi, privi di PFAS e completamente riciclabili, macerabili e compostabili.
Ogni azienda ha offerto punti di forza distinti. Solenis è il fornitore leader di specialità chimiche per l'industria della carta e porta decenni di competenza nelle applicazioni per affrontare sfide nel settore specifico degli imballaggi. Zume apporta esperienza ingegneristica, attrezzature e competenze nei processi per realizzare prodotti che funzionano come la plastica, ma che sono ottenuti da fonti diverse come biomassa. Questi punti di forza si sono integrati perfettamente e i team di progetto che ne sono scaturiti hanno collaborato intensamente e lavorato fianco a fianco per innovare e sviluppare una soluzione priva di PFAS. Anche la leadership di entrambe le aziende è stata fondamentale, creando un ambiente favorevole che ha consentito la condivisione di input e risultati e una rapida iterazione.
Durante la collaborazione, il team ha identificato e ottimizzato diversi parametri critici, tra cui:
- Tipo di materiale e raffinazione
- Sequenza di trattamento chimico e dosaggio
- Carica e ritenzione delle acque bianche
- Pressione di termoformatura
- Formazione e progettazione dei pezzi
Una soluzione sostenibile da una collaborazione di successo
Il risultato della collaborazione è stata una linea completa di imballaggi privi di PFAS, realizzata con materiali naturali riconvertiti, adatta a svariate applicazioni di ristorazione, come ciotole per insalata e vassoi. È importante notare che tutti questi prodotti offrono:
- Prestazioni dimostrate utilizzando diverse materie prime legnose e non legnose, inclusi gli scarti agricoli
- Ottima resistenza alla penetrazione dell'acqua
- Resistenza all'olio caldo per 60 minuti a 60 °C
- Competitività a livello di costi rispetto alle applicazioni con PFAS
- Conformità agli standard di regolamentazione per il contatto con gli alimenti (FDA, BfR) e agli standard di compostabilità (BPI) e macerabilità
Incoraggiate da questo successo, Zume e Solenis portano avanti la loro collaborazione per sviluppare soluzioni per imballaggi di alimenti a lunga conservazione che eliminino plastica e schiuma. Molte di queste applicazioni mirate hanno requisiti di utilizzo finale che pongono sfide agli imballaggi non a base di plastica, ma i team di sviluppo stanno facendo progressi ogni giorno.
Solenis è fortemente impegnata nello sviluppo e nella fornitura di soluzioni di barriera sostenibili per l'industria della carta, ma nessuna azienda può farlo da sola. Crediamo che l'innovazione venga accelerata selezionando adeguatamente le applicazioni giuste su cui puntare, trovando i partner giusti con cui collaborare e creando un ambiente di grande fiducia per i team di lavoro. Quando questi fattori si uniscono, è possibile sviluppare un'invenzione rivoluzionaria che, come afferma TIME Magazine, cambia "il modo in cui viviamo, lavoriamo, ci divertiamo e pensiamo a ciò che è possibile".
Citazioni
- Sostanze perfluoroalchiliche e polifluoroalchiliche (PFAS) (nih.gov).