W listopadzie redakcja czasopisma TIME uznała linię biodegradowalnych opakowań spożywczych, opracowaną przez Zume i Solenis, za jeden z 200 najlepszych wynalazków w 2022 roku. Opakowanie, nominowane w kategorii zrównoważonego rozwoju, zostało ocenione przez redakcję TIME pod kątem szeregu kluczowych czynników, w tym „oryginalności, skuteczności, ambicji i wpływu”.
Dla firm Solenis i Zume dwa ostatnie czynniki — ambicja i wpływ — są cechami, które najlepiej określają projekt. Ambicja, ponieważ aktywna kontynuacja współpracy w celu szybszego wdrożenia zrównoważonych opakowań w globalnym przemyśle spożywczym była odważnym krokiem dla obu firm. Wpływ, ponieważ nowe opakowanie, wykonane z włókien roślinnych, jest w 100% wolne od PFAS, a jednak zachowuje pełną funkcjonalność.
PFAS, czyli substancje per- i polifluoroalkilowe, są stosowane w wielu branżach — lotnictwie, motoryzacji, budownictwie i elektronice — w celu zapewnienia pewnych korzyści funkcjonalnych różnym produktom końcowym. PFAS można na przykład stosować do zapobiegania przywieraniu żywności do naczyń kuchennych, do zabezpieczania ubrań i dywanów przed zaplamieniem oraz do tworzenia piany gaśniczej, która jest bardziej skuteczna.
W globalnym przemyśle spożywczym producenci papieru i opakowań od dziesięcioleci stosują PFAS do produkcji opakowań na fast foody, torebek na popcorn przeznaczonych do kuchenek mikrofalowych, wyjmowanych kartonowych pojemników i saszetek na karmę dla zwierząt domowych, aby zapobiec przenikaniu oleju i tłuszczu z żywności przez opakowanie. Są one również powszechnie stosowane w opakowaniach wykonanych z formowanych włóknem, takich jak opakowania typu clamshells, wytłaczanki na jaja oraz tacki na żywność. Chociaż bardzo dobrze sprawdzają się w zastosowaniach gastronomicznych, są poddawane krytyce ze względu na zagrożenia dla zdrowia i środowiska.
Według National Institute of Environmental Health Science1 zidentyfikowano wiele skutków zdrowotnych związanych z ekspozycją na PFAS i są one poparte różnymi badaniami naukowymi. Obawy dotyczące wpływu PFAS na zdrowie publiczne pojawiły się z następujących powodów:
- Powszechność. Badania wykazują obecność PFAS we krwi i moczu ludzi, a naukowcy chcą wiedzieć, czy powodują one problemy zdrowotne.
- Liczne ekspozycje. PFAS są stosowane w setkach produktów na całym świecie, co stwarza wiele możliwości narażenia ludzi.
- Rosnące liczby. Zidentyfikowano już ponad 9000 różnych substancji PFAS.
- Trwałość. PFAS pozostają w środowisku przez nieznany czas, dlatego naukowcy nazywają je „chemikaliami na zawsze.”
- Biokumulacja. Ludzie mogą mieć kontakt z różnymi substancjami chemicznymi PFAS na różne sposoby. Z czasem ludzie mogą przyjąć więcej substancji chemicznych, niż wydalili, co prowadzi do ich biokumulacji w organizmie.
Przygotowanie reakcji
Ograniczenie powszechnego stosowania PFAS wymaga skoordynowanej reakcji. W Stanach Zjednoczonych Agencja Ochrony Środowiska (EPA) opublikowała w październiku 2021 r. strategiczną mapę drogową dla PFAS w celu zmniejszenia szkód i ryzyka związanych z tymi substancjami chemicznymi dla ludzi i środowiska. W ramach tej inicjatywy EPA wydała cztery zalecenia dla wody pitnej dotyczące PFAS. Agencja ogłosiła również, że zaprasza państwa i terytoria do składania wniosków o fundusze w ramach podjętej ponad podziałami ustawy o infrastrukturze w celu zwalczania PFAS i innych pojawiających się zanieczyszczeń w wodzie pitnej.
Celem rozporządzenia rządowego jest zachęcenie przedsiębiorstw sektora prywatnego do podejmowania własnych działań. Podejmując to wyzwanie, zespoły Zume i Solenis zgodziły się na opracowanie rozwiązania do opakowań z formowanych włókien, które zapewniłoby odpowiednią funkcjonalność i wyeliminowało potrzebę stosowania PFAS. Obie firmy zobowiązały się do realizacji wspólnej wizji — opracowania wysokowydajnych, konkurencyjnych kosztowo produktów z formowanych włókien, które są wolne od PFAS i w pełni nadają się do recyklingu, do ponownego rozwłóknienia i są kompostowalne.
Każda firma wniosła coś od siebie. Solenis jest czołowym dostawcą specjalistycznych środków chemicznych dla przemysłu papierniczego i wnosi kilkudziesięcioletnie doświadczenie w zakresie stosowania, przydatne w rozwiązywaniu trudności z opakowaniami. Zume wnosi wiedzę techniczną, sprzętową i procesową do produkcji produktów, które działają jak plastik, ale są wytwarzane z różnych źródeł biomasy. Mocne strony obu firm idealnie się uzupełniają, a zespoły projektowe wspólnie pracowały nad innowacjami i rozwojem rozwiązania bez PFAS. Kierownictwo obu firm również odegrało ważną rolę, tworząc wspierające środowisko, które umożliwiło wspólne działanie oraz szybką iterację.
Podczas współpracy zespół zidentyfikował i zoptymalizował wiele krytycznych parametrów, w tym:
- Rodzaj i rafinacja celulozy
- Sekwencja chemiczna i dozowanie
- Napełnianie białą wodą i retencja
- Ciśnienie formowania termicznego
- Tworzenie i projektowanie części
Zrównoważone rozwiązanie dzięki udanej współpracy
Współpraca pozwoliła opracować kompleksową linię opakowań bez PFAS, wykonanych z przetworzonych materiałów naturalnych, które nadają się do różnych zastosowań w gastronomii, takich jak miski i tacki na sałatki. Co ważne, wszystkie te produkty zapewniają następujące korzyści:
- Udowodniona wydajność przy użyciu różnych surowców drewnianych i innych, w tym odpadów rolniczych
- Doskonała penetracja wody
- Utrzymywanie temperatury gorącego oleju — 60 minut w temperaturze 60°C
- Konkurencyjność kosztów w porównaniu z zastosowaniami PFAS
- Zgodność z normami prawnymi dotyczącymi kontaktu z żywnością (FDA, BfR) oraz normami kompostowalności (BPI) i ponownego rozwłóknienia
Dzięki temu sukcesowi Zume i Solenis kontynuują współpracę nad opracowaniem opakowań na produkty spożywcze o długim okresie przydatności do spożycia, które eliminują plastik i styropian. Wiele z wybranych zastosowań wiąże się z konkretnymi wymaganiami, którym nie jest łatwo sprostać w przypadku opakowań pozbawionych plastiku, ale zespoły rozwojowe czynią postępy każdego dnia.
Firma Solenis jest bardzo zaangażowana w opracowywanie i dostarczanie zrównoważonych rozwiązań barierowych dla przemysłu papierniczego, ale żadna firma nie podoła temu zadaniu w pojedynkę. Wierzymy, że właściwy wybór odpowiednich zastosowań, znalezienie odpowiednich partnerów do współpracy i utworzenie środowiska wysokiego zaufania dla zespołów roboczych może przyspieszyć innowacje. Gdy te czynniki się łączą, możliwe jest opracowanie przełomowego wynalazku, który, jak napisano w czasopiśmie TIME, „zmienia sposób, w jaki żyjemy, pracujemy, bawimy się i myślimy o tym, co jest możliwe”.
Źródła
- Substancje perfluoroalkilowe i polifluoroalkilowe (PFAS) (nih.gov).