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解决食品级再生聚丙烯PP的系列挑战
来源: 世界包装博览作者: 世界包装博览时间:2022-09-14 14:49:56点击:480

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全球消费者包装废弃物继续增加,很少考虑如何管理其报废。自20世纪50年代以来,世界已生产了约80亿吨~88亿吨塑料。我们当然更加关注如何管理它,尽管需要进一步推动改善废物预防和开发可重复使用性,可回收性和可回收内容的包装系统。

实现循环包装需要行业和政府采取战略行动,为消费后废物的收集、分类和回收建立有效的系统。几十年来,我们把处理越来越多的不可回收和管理不善的废物的责任留给了市场、社区、消费者,并最终留给了环境本身。

推进循环经济的系统性变革需要处理我们生产的每种材料的整个生命周期。

没有一体化的解决方案可以应对塑料包装挑战。

虽然一些主要声音主张对塑料生产进行限制,但我们不能忽视这样一个事实,即我们依靠这种有价值的材料来提供许多积极的解决方案。减少食物浪费就是一个关键的例子。

首先,我们必须确定有价值的聚合物。

对塑料生产设置上限必须与寻找替代解决方案来弥合塑料差距相平衡。这不仅仅是探索替代材料,而是关闭我们当前消费后材料流的循环。

它首先要确定那些在减少浪费习惯方面发挥积极作用的聚合物。食品级聚丙烯(PP)在保护我们的食物方面起着至关重要的作用,从而减少我们的食物浪费,就是其中之一。

识别塑料回收中缺失的环节

因此,能够依靠大量高质量的食品级再生树脂,将大大有助于减少我们对原始PP的依赖。根据ICIS机械回收供应跟踪器,食品级树脂仅占全球回收聚合物年产能的10%,超过4500万吨/4860万吨。超过20%是食品级再生PETrPET),而食品级聚烯烃(PP和聚乙烯)仅为3%

鉴于世界上大约20%的原始塑料产量是PP,因此提高食品级rPP的生产既具有经济意义,也具有环境意义。机械回收PP还意味着关闭一种有价值的材料的循环,如果将其转移到其他碳足迹较高的报废解决方案(例如废物能源回收或化学回收),这些材料将被浪费。

解决食品级再生聚丙烯(rPP挑战

将消费后PP包装重新变成食品级再生PP的主要障碍是什么?满足政府对食品级再生树脂的严格食品安全标准无疑是最大的挑战之一。但是,当我们引入转型回收解决方案时,这种情况可能会改变。

要获得高质量的食品级PP树脂,需要消除消费后废物中可能有害于人类健康的所有污染物。还必须证明回收材料不会以不可接受的方式改变食物成分,味道或气味。

直到最近,这是不可能的,因此依赖原始塑料进行食品包装。现在,我们拥有强大的新技术,不仅可以对消费后包装进行分类,还可以有效消除再生塑料中可能导致不符合食品安全标准的潜在残留物。

NextLooPP47个全球组织一起,使用Nextek的独特技术,正在试验原型食品级再生PPFgrPP)和惰性(INRTgrade)树脂在注塑、挤出和热成型包装制造中的应用。

该项目的目标是通过进行全面的挑战测试来确保在其独特工艺中制造的树脂的安全性,这些测试故意添加一系列替代分子来模拟塑料材料的潜在污染。这是在污染物水平上完成的,其含量比消费后流中通常发现的污染物水平高出数百倍。测量回收过程的去污率。NextLooPP已经证明,该过程可以将任何可迁移的材料去除到安全水平。

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重构科学和可能性

尽管取得了这些技术进步,但我们仍然面临着大批量聚烯烃回收的巨大限制。这正是我们需要加速研究和技术发展以实现这一目标的时候。

弗劳恩霍夫IVV的科学家FranzWelle最近发表了一篇论文,认为虽然按照欧洲食品安全局EFSA)的强制性预防原则需要进行保守的安全评估。该论文指出,在回收和迁移过程中计算的过度保守的安全因素可能会大大高估包装应用中再生塑料的安全风险。这增加了对消费者所面临风险的估计,而不是在收集,高性能分类和回收/净化过程中的重大改进。

科学家认为,这可能会对消费后回收物在食品包装中的应用造成很高的障碍,如果不是不可逾越的话;这可能会对回收的食品级树脂,特别是聚烯烃造成束缚,并抵消循环经济目标。

正如FranzWelle所指出的,考虑回收流中可能有害污染物的输入水平是EFSA安全评估框架的主要支柱。在作为超洁净回收的原料输入材料的洗涤薄片中,对这种浓度的统计测定至关重要。

他们继续说,很明显,这个元素不是一个静态的数字,如果使用不同的重新收集流,这些水平将会改变。一旦建立了再收集流,由于消费者行为的改善和危险化学品使用量减少的变化,输入浓度将随着时间的推移而降低。

然而,这些数据在很大程度上是缺乏的,而且是广泛缺乏的。

FranzWelle建议进行不那么保守和更现实的安全性评估,首先要考虑是否所有参数都必须代表坏的情况。这是通过在暴露场景中使用应用中的平均回收量而不是100%来完成的。

目前,EFSA假设回收原料中存在遗传毒性物质,即使遗传毒性物质不能用于零售货架上的任何商品。当有更准确的模型可用时,它继续使用高估预测模型进行迁移计算。

每一步都存在这些坏情况的假设,使得整体评估非常保守。

使用基于现代回收基础设施和新回收技术的数据,可以更好地重新构建监管机构所依赖的基本假设。这可以重新定义食品级再生树脂的安全批准标准,并为减少原始塑料的产量提供额外的机会。

欧洲的法规比美国严格得多

与美国食品和药物管理局(FDA)制定的类似标准相比,EFSA在满足食品接触条件方面的重要限制要严格得多。

美国FDA采取的简化方法将移民监管阈值设定为十亿分之0.5ppb),这内置了消费者对食品和包装类型的暴露。

然而,EFSA在个案基础上的最终标准为EFSA和回收商增加了广泛的评估负担。EFSA标准规定,使用回收PET的瓶装水的迁移阈值为0.1ppb——这是一个分析挑战,而不会使用高估迁移建模。这种分析挑战和高度保守的假设导致EFSA建议回收过程可能是安全的。

值得庆幸的是,由于包括去污在内的回收技术的尖端进步,专门的回收工艺在提供超清洁再生塑料方面非常有效,如PET,高密度聚乙烯(HDPE)和PP,这些塑料已经过USFDA的积极审查,并发布了反对信(LON)。

2020年以来,已经发布了近50FDA LON,显示了评估系统的速度,并且没有发生市场内事件,这证明了FDA的适合目的的风险评估过程。

下一代循环回收技术

继去年年底的成功试验之后NextLooPP现在将大量产品示例汇总到一个广泛的结果目录中,以证明该项目的FgrPPPPristineINRT树脂的适用性。

回收商很快就会拥有一系列新一代技术。这些范围从荧光标记,人工智能(AI)和去污技术到改变游戏规则的技术,以回收聚烯烃,包括低密度聚乙烯(LDPE),线性低密度PE薄膜,通常用于包装可食用和非食用商品。

这些薄膜在保护和延长许多食品的保质期方面发挥着关键作用,目前在回收流中缺失简而言之,还没有有效的去污技术将它们重新变成食品级薄膜。

COtooCLEAN是另一个Nextek参与者项目,旨在通过一个独特的商业流程来填补这一空白,该流程可以集成到机械回收业务中。这种创新工艺基于超临界二氧化碳(CO2)与绿色助溶剂相结合,只需一步即可去除油脂和印刷油墨。它可以有效地将聚烯烃薄膜净化回食品接触水平。

随着2030年的最后期限迫在眉睫,需要授权和可持续发展相关的承诺,公司需要采购大量高质量的食品级再生树脂。这种供应非常有限,尽管我们相信这些新兴的新技术将有助于缓解监管瓶颈。

虽然确实需要从收集系统到回收能力的全面投资,以增加实现行业目标所需的回收物的全球供应,但同样重要的是审查食品安全法规的标准。现在,这有机会振兴整个回收行业。

随着时间的推移,减少新塑料的生产将大大有助于提高塑料的价值,促进遏制塑料污染的努力,并促进向循环和可持续经济的过渡。然而,为了获得大的影响,我们的努力需要在整个塑料生态系统中保持连贯和协调。

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