Hagyományostól az új generációs csomagolóanyagokig

Hagyományostól az új generációs csomagolóanyagokig 3. ÉMMK Konferencia Szabó Anita Magdolna Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem, Gép- és Terméktervezés Tanszék

Budapest, 2011. április 27.

Tartalom • Téma ismertetése • Csomagolóanyagok • Konklúzió • Feladatok

Hagyományostól az új generációs csomagolóanyagokig | Szabó Anita Magdolna©2011

2

Csomagolás A csomagolás a termék szerves része, a tervezés kezdetétől a termék és szolgáltatás teljes életciklusát veszi figyelembe, beleértve az újrahasznosítást vagy biológiai úton való lebontást is. Fő feladata a termékek értékvesztés nélküli tárolása és eljuttatása a gyártótól a fogyasztóig. A csomagolás világpiaci értéke

~564 Mrd USD

A fogyasztói csomagolásé ~380 Mrd USD (2009) Környezetbarát csomagolás ma már alapvető követelmény • Uniós vállalások, direktívák, hazai jogszabályok • Környezetkímélő anyagok és technológiák elterjedése és az ehhez kapcsolódó kutatások előtérbe kerülése

Hagyományostól az új generációs csomagolóanyagokig|Szabó Anita Magdolna©2011

Csomagolás A csomagolástervezés összetett feladat • jogi • műszaki

• gazdasági követelmények mellett Optimális kialakítás •anyagválasztás •forma •ergonómia •grafika •logisztika

•marketing •hatékony energiafelhasználás szempontjait mind a gyártó mind a felhasználó részéről


Csomagolóanyagok Hagyományos csomagolóanyagok – gyékény – sás – vessző – agyag – kő – vas – üveg – bőr – fa – akácfa – parafa – nád – rost – papír Hagyományostól az új generációs csomagolóanyagokig|Szabó Anita Magdolna©2011

Csomagolóanyagok Csomagolások anyagfajták szerinti felhasználása 2009-ben

6%

6% 38%

16%

13% 21% papír, karton, hullámlemez merev és félmerev falú polimerek hajlékonyfalú polimerek fém üveg egyéb anyag PIRA International Ltd Hagyományostól az új generációs csomagolóanyagokig|Szabó Anita Magdolna©2011

Csomagolóanyagok Kibocsátott és hasznosított csomagolási hulladék mennyiség (tonna/év) 700000 600000 500000 400000 300000 200000 100000 0 2005 kibocsátás

2006 2007 hasznosítás

2008 2009 lakossági begyűjtés

2005

2006

2007

2008

2009

532715

582894

615454

626029

568886

317361

342432

339820

351758

331461

26679

40930

44885

49611

51313 Öko-Pannon Kht/MTI Zrt. sajtóadatbank


Csomagolóanyagok Papír Egyszerűen alakítható, változatos (anyagminőség, felület, szín), kedvező ár. Nedvességgel és hővel szemben kevéssé ellenálló (vegyi vagy mechanikai kezelés) Begyűjtése és újrahasznosítása a leghatékonyabb, de figyelembe kell venni, egyrészt, hogy a többszöri reciklálási folyamatban fizikai tulajdonságai megváltoznak, mert aprítás során a cellulóz szálak rövidülnek, így elvesztik rugalmasságukat, másrészt a reciklálás során nő a leválasztott iszap mennyisége, valamint a keletkezett technológiai víz szennyezettsége.


Csomagolóanyagok Üveg Jelentősen csökkent felhasználás (~40%-os visszaesés 2009-ben) oka az italcsomagolások PET palackos elterjedése. Olcsó alapanyag, kémiailag semleges, könnyen tisztítható, sterilizálható, újra felhasználható. Beolvasztható, ami után ugyanolyan minőségű anyagot kapunk. A finom porrá őrölt üveghulladékból, jó minőségű, kis falvastagságú, de kedvező szilárdságú terméket állítanak elő.


Csomagolóanyagok Fém (alumínium, acél) Az élelmiszer-, a kozmetikai-, a gyógyszer-, valamint a vegyipari cikkek csomagolásánál alkalmazzák. Sterilizálható, megvédi a terméket a külső fénytől, mikroorganizmusoktól. A csökkenő anyagfelhasználás (falvastagság), az újrahasznosítás (amely során nem veszít primer nyersanyag tulajdonságaiból), jelentős energiacsökkenést is eredményezhet.


Csomagolóanyagok Mesterséges polimerek (PE, HDPE, LDPE, LLDPE, PP, PET) Szerteágazó felhasználás, fóliák, tálcák, poharak, tégelyek, palackok, tasakok stb. Egy részük bevonható az újrahasznosítási láncba (begyűjtés – aprítás - mosás granulátum – új anyag), de a reciklálási folyamat végén fizikai és kémiai tulajdonsága eltér az eredeti polimerétől.


Csomagolóanyagok Társított csomagolóanyagok Előnyös tulajdonságok egyesítése •Bevonással •Rétegeléssel (laminálás) •Koextrúzióval

•Fémgőzöléssel Az újrahasznosításnál probléma az összetevők szétválasztása Elsődleges a rostanyag visszanyerés Pl. a karton/papír-műanyag társításnál hosszú, nagy szilárdságú cellulóz rostokat nyerhetünk vissza


Csomagolóanyagok Újgenerációs polimerek Előnyös tulajdonságaik közé tartozik •„biszfenol A” (BPA)-mentes – Kanada 2010. szeptember •környezetbarát, energiatakarékos megmunkálás •vegyi anyagokkal szembeni ellenállás •széles hőmérséklet-tartományban alkalmazható •könnyen alakítható

•többször felhasználható (újratölthető) •a reciklálási folyamatba bevonható


Termékkoncepció Bio- babaápolási kozmetikai termékcsalád csomagolás Eastman Tritan™ kopoliészter • biszfenol A (BPA) - mentes • vegyi anyagokkal szemben ellenáll • ütésálló, nem repedezik • víztiszta/jól színezhető • könnyű • reciklálási folyamatba bevonható


Csomagolóanyagok Bio-polimerek •Egyre több anyagnak létezik biológiailag lebomló (biodegradábilis) változata •hagyományos technológiákkal feldolgozható, alakítható •az eredeti anyaghoz hasonló tulajdonságokkal rendelkezik •használat után maradék nélkül komposztálhatók, bomlástermékeik pedig beépülnek az elemek természetes körfogásába •A biocsomagolásnál az anyagok „utánnövő” nyersanyagból (cukornád, ricinus, kukorica, búza stb.) vagy mezőgazdasági hulladékból készülnek és gombák és mikroorganizmusok segítségével lebonthatók •Növény – keményítő – glükóz – tejsav – bio-polimer – csomagolás – komposzt •2008-ban a világ bioműanyag-termelése 260 ezer tonna volt (ebből Európában 160 ezer tonna, amely 2010-re megkétszereződött.) •Nem lépi túl a világ összes műanyag felhasználásának 1%-át


Csomagolóanyagok Bio-polimerek • Politejsav (PLA) Komposztálható, biológiai úton lebontható Alacsony CO2 kibocsájtás Tálcák, flakonok, fóliák • Poli-Hidroxi-Alkanoát (PHA) széles körű felhasználás, elasztikus műanyag, poharak, palackok • Biohab ötvenszer kevesebb energiába kerül előállítani, mint az eddig használt polisztirolt akár 90%-kal kevesebb az üvegházhatást okozó gázok kibocsátása jelentős, akár 60%-os tömegcsökkenéssel alacsonyabb szállítási költségek realizálhatók Hagyományostól az új generációs csomagolóanyagokig|Szabó Anita Magdolna©2011

Csomagolóanyagok A mesterségesen előállított bio-anyagokon kívül a használatosak még: • pattogatott kukorica • mogyoró törek • szalma és más mezőgazdasági élelmiszeripari hulladék

és


Csomagolóanyagok Nanokompozitok •A komponensek egyik összetevője nanoméretű (10-9) •Szálas, szemcsés vagy lemezes szerkezetű

•Fém valamint polimer mátrixú Eljárások: •In-Situ (monomer+nanoanyag – duzzasztás+térhálósító – polimerizáció – nanolkompozit) •Oldószeres eljárás (monomer+nanoanyag – duzzasztás+polimer – beágyazódás – elpárolgás+oldószer - nanolkompozit

•Ömledékes (hőre lágyuló műanyag+szervesanyag – keverés – hőkezelés – nanolkompozit


Konklúzió • A napjainkban tapasztalható globális változások, a kimerülő-félben lévő fosszilis energiahordozók és a szennyezőanyagok által okozott környezeti katasztrófák együttes hatása már mindenki számára kézzelfogható • A fenntartható fejlődés központi téma – kockázatelemzés • K+F jelentősége • Az újrahasznosítható és biológiai úton lebomló anyagok alkalmazása • A fogyasztói csomagolások jelentős növekedése – eldobó csomagolás • A csomagolástervezésnél figyelembe kell venni a termék teljes életciklusát • Forma – funkció – anyag - ökologikus kapcsolata


Feladatok • A fosszilis energiahordozók átváltása megújuló energiaforrásokra • Szelektív hulladékkezelés a meglévő termékekre • Utánnövő nyersanyagok és mezőgazdasági egyensúlyban az élelmiszertermeléssel

hulladék

hasznosítása,

• Bio-polimerek és komposztálható (biodegrábilis) anyagok használata • Magas minőség • Környezetmenedzsment • Környezetbarát csomagolási technológiák alkalmazása

• Tervezésfilozófia – design elmélet kidolgozása


Köszönöm a figyelmet! [email protected]

Hagyományostól az új generációs csomagolóanyagokig

Recommend Documents