Битва упаковок

Потребность хранить и перемещать различные продукты и материалы существует с древнейших времен.  Сегодня для этого используются тара и упаковка. Разница между этими понятиями в назначении.

Тара – это бочки, бутылки, ящики, банки, коробки, мешки и прочие емкости для защиты продуктов при хранении и транспортировке.
Упаковка – это различные материалы или изделия, которые входят в непосредственный контакт с продуктом, упаковывают его, обеспечивая сохранность, и содержат информацию о продукте.

В отличие от тары, упаковка редко бывает универсальной. Обычно она разрабатывается под конкретный продукт, используется только один раз, а потом выбрасывается, и поэтому составляет значительную долю образования отходов.

По данным российского экологического оператора (РЭО), каждый год объем бытового мусора (твердых коммунальных отходов – ТКО) в нашей стране составляет около 60 миллионов тонн, при этом упаковка составляет около половины отходов.

Упаковка выполняет несколько функций. Он защищает и сохраняет продукты, упрощает их транспортировку, позволяет продукту добраться до потребителя наиболее экономичным и удобным способом и может минимизировать воздействие окружающей среды на продукт, упрощая его хранение.

Другая важная роль упаковки - предоставить информацию о продукте и простоту выбора. Вес, цена, дата производства, срок годности, ингредиенты, название компании-производителя, подробности использования, указанные на упаковке, обеспечивают большое удобство для продавца и потребителя.

В период пандемии на первый план вышло еще одно важное предназначение упаковки пишевых продуктов и прочих товаров – санитарно-защитное.

Идеальная упаковка должна защищать от порчи и инфицирования, обеспечивать срок хранения, быть легкой, прочной, надежной, нетоксичной, привлекательной и, конечно, экологичной, то есть подходящей для переработки и вторичного использования.

Немного истории

На заре человечества пищу потребляли там, где ее находили, а если оставались излишки, на помощь охотникам и собирателям приходили самые первые упаковочные материалы: листья, тыквы, раковины, полые стволы деревьев. Позднее появились упаковки из растительных волокон, коры, глины - корзины и короба, горшки, кувшины и амфоры.

Упаковка из стекла тоже появилась в глубокой древности и, по мнению историков, используется уже около 5000 лет. Первые стеклянные сосуды в Египте производились формованием размягченного стекла вокруг металлического стержня. Когда стекло остывало, стержень вынимали и шлифовали сосуд.

Появление стеклодувной трубки в 1 веке до н.э. упростило изготовление стеклянных изделий, и они получили широкое распространение в античном мире. С тех пор техника производства стекла непрерывно совершенствовалась и расширялась, а стеклянные изделия из предметов роскоши превратились в удобную тару для многих продуктов и товаров.

Изобретение прессованного стекла в 1825 году положило начало массовому производству стекла, которое стало автоматизированном в конце 19 века, благодаря машине для изготовления бутылок американского инженера Майкла Оуэнса. Дальнейшее развитие технологий способствовало появлению более разнообразной и прочной стеклянной тары, которая хорошо переносила транспортировку и могла быть использована большое количество раз. Стеклянная тара и сегодня имеет широчайший спектр применений.

Изобретение бумаги и бумажной упаковки приписывают Древнему Китаю. Листы обработанной коры шелковицы использовались китайцами для упаковки пищи еще в 1 или 2 веке до нашей эры. Во втором веке нашей эры для изготовления бумаги впервые использовали волокна шелковицы и отходы пеньки. С тех пор процесс производства постоянно совершенствовался, и со временем бумага и секреты ее изготовления попали в другие страны, где также появлялись новые технологии и непрерывно улучшалось качество.

В Европе вплоть до середины 18 века бумагу делали из старого тряпья и хлопчатника и, так как сырья не хватало, пытались также использовать сено, солому, крапиву, торф, хмель, просо, картофельную ботву и мох, пока, в конце концов, не начали использовать измельченную древесину.

Важнейшими событиями в развитии бумажной упаковки являются изобретение станка для изготовления бумаги в1798 году во Франции и станка для изготовления бумаги в рулонах в 1807 году в Англии.

Бумажные пакеты были изобретены в Бристоле в 1844 году, а первый станок для производства бумажных пакетов появился в США в 1852 году. В 1870 году придумали пакет с плоским дном, что сделало его более удобным и практичным. С тех пор и вплоть до появления полиэтиленового пакета в 1957 году альтернативы бумажному пакету не существовало.

Картонная коробка – одна из самых популярных упаковок современного мира. В корбках разной формы и размеров хранятся, перевозятся и продаются самые различные продукты – от посуды до строительных материалов.

Относительно времени и обстоятельств появления картона нет точных сведений. На основании архологических находок, можно полагать, что он был известен древним египтянам времен Третьей династии (2750 гг. до н.э.). Первые документированные упоминания относятся к середине 16 века, когда появилось книгопечатение и плотные обложки нужны были для защиты книг.

Машинное производство картона относят к концу 18- началу 19 века. Тогда же, в 1817 году в Англии была произведена первая картонная коробка. А в 1850-е годы появился гофрированный картон, и коробки из него стали успешно заменять самодельные деревянные ящики..

Деревянные бочки – один из древнейших видов тары, который сохранился и применяется и в наши дни для хранения и транспортировки различных продуктов и напитков, а также для заготовки продуктов впрок – квашеной капусты, соленых огурцов и грибов, моченых яблок и другой вкусной и полезной еды.  Основная сфера применения бочек сегодня – виноделие.

Не меньшей популярностью пользовались и пользуются деревянные коробки, шкатулки, лари и сундуки – они служили не только средством хранения и перемещения самых разных вещей, но и предметами интерьера и даже искусства, которые сегодня мы можем увидеть в музеях.

Что касается деревянных ящиков и паллет или поддонов, появившихся в начале 20 века, они и сейчас широко используются как удобная универсальная тара для транспортировки продукции.

История металлоупаковки насчитывает более 200 лет. Самое большое достижение - это, кончено, консервная банка.

Начнем с того, что появление этой инновации связано с Наполеоном Бонопартом, объявившим о награде в размере 12 000 франков тому, кто сможет изобрести более эффективные методы длительного хранения продуктов питания. Этот толчок к инновациям был вызван тем, что Наполеону нужно было найти способ прокормить свою армию, которая находилась в разгаре войны.

Эту награду в 1806 году получил Николя Апперт, известный как отец консервирования. На изобретение метода хранения продуктов путем кипячения и запечатывания в герметичных стеклянных контейнерах у него ушло 14 лет.

В 1810 году англичанин Питер Дюран запатентовал использование жестяных банок для консервирования продуктов, и они сразу же стали самыми популярными упаковками консервированных продуктов. Позднее консервные банки стали изготовлять из белой жести или луженой стали с защитным покрытием, е еще позже – из алюминия.

Консервный нож был изобретен в 1850-е годы, а до того времени банки с консервами открывали молотком и зубилом.

Повсеместное использование пластика в упаковке началось после Второй мировой войны, когда он производился в изобилии и был легко доступным материалом.  Поначалу к пластику относились так же, как к другим упаковочным материалам – мыли, хранили и использовали повторно.

Переход к одноразовому использованию был постепенным, но уже в конце 1960-х пластиковые отходы начали заполнять свалки и мусоросжигательные заводы, а в конце 1970-х развитие пластиковой упаковки ускорилось и она начала победное шествие по всему миру.

Пластиковая упаковка – сложное и противоречивое явление: с одной стороны, без нее невозможно представить нашу повседневную жизнь, с другой, она ассоциируется с горами прочного, долговечного и трудно перерабатываемого мусора. И на первое, и на второе есть веские причины.

Трудный выбор

Выбор упаковочных материалов зависит от многого - здесь играют роль функциональные, экономические, маркетинговые и экологические факторы. Одни материалы легкие и тонкие, другие твердые и прочные, третьи гибкие и легко трансформируются и так далее.

Эти материалы могут использоваться для упаковки по отдельности или в сочетании друг с другом и могут быть более или менее привлекательными с точки зрения экологии, например, в зависимости от сырья, из которого они производятся, или пригодности к вторичной переработке.

Особое внимание уделяется барьерным и физическим защитным свойствам упаковочных материалов. Барьерные свойства не допускают проникновения пара, газов, посторонних запахов внутрь упаковки. Физические свойства защищают товар от механических повреждений и проникновения пыли, грязи, посторонних предметов.

Каждый упаковочный материал имеет свои положительные и отрицательные стороны, и это затрудняет выбор упаковки.  В каждом конкретном случае учитываются:
•    технические свойства (прочность, гибкость и др.);
•    пригодность по назначению (барьерность,  и т. д.);
•    доступность;
•    производственные возможности;
•    стоимость;
•    воздействие на окружающую среду.

Бумага и картон

Один из самых популярных и широко применяемых во всем мире материалов для выпуска различных видов упаковки: бумажных пакетов с ручками и без ручек, оберточной бумаги, многослойных мешков, различных коробок и пр. Бумага и картон считаются (не вполне оправданно) одной из экологически чистых альтернатив упаковкам из углеродных пластиков, хотя не только уступают последним в легкости, прочности и барьерных свойствах, но и наносят больший вред, связанный с выбросами парниковых газов.

•  Производятся из возобновляемого сырья – целлюлозы, древесной и растительной массы (дикие растения, сельскохозяйственные отходы) и вторичного сырья (макулатура, текстильные отходы).
•  Доступны, относительно дешевы и не нарушают природного экологического равновесия при условии рационального использования, сохранения и развития природных ресурсов.
•  Перерабатываются в макулатуру. Переработка может составлять до 6 циклов.
•  Неперерабатываемые отходы (например, загрязненные пищевыми отходами) компостируются.
•  Благодаря эксплуатационным свойствам находят применение для упаковки широкого спектра товаров и пищевых продуктов.
•  Имеют привлекательный внешний вид и являются отличным носителем информации для потребителей.

  • Производство и вторичная переработка требуют значительного количества энергии и воды. Согласно расчетам, сравнительно с пластиковым пакетом, на производство бумажного требуется в 17 раз больше воды, в 1,5 раза - ископаемого топлива и в 3,4 раза - энергии.
  • По данным Гринпис, при производстве бумажного пакета на 70 процентов больше вредных выбросов в атмосферу, углеродный след в три раза больше и в 50 раз больше загрязняющих веществ в водоемы, чем при производстве пластикового.
  • Не всегда и не везде бамажная и картонная упаковка изготавливается из переработанных материалов, и поэтому требуется вырубка лесов, поглощающих СО2.
  • При разложении на свалках и полигонах выделяется метан.
  • Сниженные барьерные свойства по сравнению с пластиком, что приводит к более короткому сроку хранения пищевых продуктов.
  • Для повышения устойчивости к воде, жирам, газам необходимы нанесение пластиковых покрытий, обработка или пропитка другими веществами, что затрудняет или делает невозможной вторичную переработку.
  • Недолговечны и легко повреждаются.
  • Часто стоят дороже, чем пластиковые эквиваленты.
  • Не прозрачны и не позволяют видеть товар.

Стекло

Стеклотара активно конкурирует с другими видами упаковки. Это традиционный, безопасный, перерабатываемый и практически безотходный упаковочный материал. Но и он имеет свои недостатки – главный - это количество ресурсов, необходимых для его производства, транспортировки и переработки.

  • Основной компонент, кварцевый песок – доступный легко добываемый природный ресурс, находящийся в готовом состоянии.
  • Перерабатывается без потери качества вторсырья.
  • Не содержит токсичных веществ.
  • Устойчив к влиянию внешней среды.
  • Возможно многоразовое использование.
  • Прозрачен и позволяет видеть содержимое.
  • Привлекательный и разнообразный внешний вид.
  • Производится из невозобновляемого сырья.
  • Производство и вторичная переработка требуют высоких температур, очень много воды и больше энергии, чем для пластика или алюминия. Кроме того, в процессе выделяется большое количество углекислого газа.
  • На переплавку отходов также уходит много энергии и остается большой углеродный след.
  • Самая тяжелая упаковка, требующая больших затрат топлива на доставку и оставляющая большой углеродный след.
  • Хрупкая и часто бьющаяся при транспортировке и использовании.
  • Трудоемкие и дорогие производство, транспортировка и переработка.
  • На разложение стекла, оказавшегося на свалке, может потребоваться 1 миллион лет. Об этом, в частности, свидетельствуют археологические находки артефактов из стекла, созданных в Древнем Египте боле 2000 лет до н.э.

Металл

Чаще всего в этой категории упаковки встречаются жестяные и алюминевые банки. Это легкие, практичные, удобные герметичные упаковки, что объясняет их популярность. В упаковке из жести надежно и безопасно хранятся многие продукты, но чаще всего она используется для консервации. Алюминиевые банки – распространенная тара для различных напитков.

  • Герметичность и высокая прочность.
  • Легкость и удобство в транспортировке и использовании.
  • Высокая степень утилизации.
  • Длительная сохранность продуктов (консервация).
  • Возможность вторичной переработки.
  • Переработка алюминиевых банок экономит 95% энергии, используемой для изготовления первичной продукции, и не требует добычи новых ресурсов. Перерабатывать алюминиевую тару можно неограниченное количество раз без потери свойств.

•    Производятся из невозобновляемых природных ресурсов.
•    Добыча, транспортировка и переработка сыря связаны с затртатами энергии и выбросами парниковых газов.
•    Технологически сложное, энергоемкое и дорогое производство оставляет углеродный след.
•    Используемая в производстве алюминия бокситовая руда загрязняет тяжелыми металлами водоемы, что отражается на природе и здоровье людей.
•    Невозможность повторного использования.
•    Подверженность коррозии.
•    Возможность перехода соединений тяжелых металлов в продукт.
•    Необходимость нанесения слоя олова (редкого металла, месторождения которого постепенно иссякают) для безопасности продукта.
•    Непрозрачность, не позволяющая увидеть продукт.

Пластик

Как вы уже знаете, достоинства пластиков неоспоримы и многочисленны. И так же неоспоримы и многочисленны их недостатки, в особенности, когда речь идет об утилизации отходов – проблеме, которая еще не нашла решения.

Упаковка является доминирующим отраслевым использованием пластика во всем мире и составляет 40% всех пластиковых отходов. 40% выброшенной пластиковой упаковки вывозятся на свалки, 14% сжигаются на МСЗ, 14% перерабатываются, как правило в сырье более низкого качества, оставшиеся 32% оказываются в окружающей среде – в почве, воде, воздухе.  Самая высокая доля утилизации в Европе - около 40% от общего объема, в Китае – 25% и США – 9%. В России планируется, что к 2030 году 85% упаковок товаров станут перерабатываемыми.

•    Универсальный, прочный, надежный и ударопрочный, очень легкий, дешевый, гигиеничный и эстетичный.  
•    Отличные защитные свойства.
•    Оптимальное сочетание барьерных и физических характеристик. При этом набор свойств различается в зависимости от сырья, технологии производства, типа упаковки.
•    Применяется в упаковке самых разных продуктов и товаров.
•    Защищает пищевые продукты, сохраняет их свежесть и привлекательный вид.
•    Обеспечивает надежную перевозку из любой точки мира и в любой сезон.
•    Низкая себестоимость производства.
•    Меньший выброс СО2 на протяжении жизненного цикла по сравнению с металлами или стеклом
•    Перерабатываемость при наличии инфраструктуры раздельного сбора и сортировки отходов.
•    Потенциал развития биопластиков.

  • Невозобновляемое сырье в случае традиционных углеродных пластиков.
  • В настоящее время в основном одноразовое использование.
  • В большинстве случаев трудносортируемые и трудноперерабатываемые отходы.
  • Ограниченное количество циклов переработки. Потеря потребительских качеств вторичной продукции.
  • В настоящее время в основном небиоразлагаемые отходы.
  • Длительное разложение, выбросы токсичных веществ.
  • Пластиковое загрязнение.
  • Микропластик.

Упаковки из комбинированных материалов

Комбинированная упаковка создается из материалов с разными свойствами, чтобы обеспечить оптимальные условия для транспортировки или хранения товара, продукции.

Такие виды упаковки могут быть изготовлены из разных видов сырья, например, картон с полимерными пленками или бумага с фольгой, или из сырья одного вида, например, многослойная пленка из полимеров.

Типичный пример комбинированной упаковки – пакет для молочных продуктов и соков, состоящий из одного слоя бумаги, слоя фольги и четырех слоев полиэтилена: внешнего, между бумагой и фольгой и двух внутренних слоев.

Асептическая упаковка из бумаги, алюминия и полиэтилена запечатывается в стерильных условиях и обеспечивает надежную защиту и продление срока хранения продукта.

Вакуумная упаковка из бумаги, полиэтилена, фольги и алюминия включает откачивание воздуха в процессе упаковывания, чтобы продлить срок хранения продукта. Правда при этои утрачиваются некоторые полезные свойства и вкусовые качества некоторых продуктов.

Упаковка в газомодифицированной среде помогает устранить недостатки вакуумной упаковки с помощью специально подобранной смесью газов, помогающей сохранить свойства продукта.

В производстве комбинированной упаковки используются все виды упаковочных материалов: пластик, стекло, металл, бумага и картон. Достоинства и недостатки этого вида упаковки определяются свойствами используемых материалов.

Но есть и общий недостаток– сложности, связанные с разделением материалов в конце жизненного цикла, затрудняют переработку, поэтому в большинстве случаев в качестве вторсырья такую упаковку не принимают, и большая часть оказывается на свалках или сжигается. 

Так какая упаковка лучше?

На этот вопрос нет простого ответа.  Как вы могли убедиться, если оценивать различные виды упаковки с точки зрения жизненного цикла – от добычи сырья до утилизации, идеального варианта пока не существует.  Отказ от одного вида упаковки в пользу других неизбежно создает проблемы.

Например, одноразовые бумажные пакеты и биоразлагаемые пакеты часто рассматриваются как экологически чистые альтернативы пластиковым пакетам. Однако для изготовления бумажных пакетов требуется большое количество воды и энергии, и они, в отличие от пластиковых, не обладают прочностью и водонепроницаемостью, значит, бумаги потребуется больше.  Кроме того, при производстве одного бумажного пакета выделяется на 70% больше CO2, чем при производстве пластикового пакета.

Действительно, бумага биоразлагаема и легче перерабатывается, но это не может продолжаться вечно, и после нескольких циклов переработки неизбежно понадобится первичное сырье, что означает вырубку лесов.

Некоторые типы биоразлагаемых пакетов, например, оксо-разлагаемые, сделаны из пластика с добавками, ускоряющими процесс разложения. Но оксо-разлагаемые пакеты могут мешать процессу переработки при смешивании с обычными пластиками.

Биоразлагаемые пакеты на растительной основе, такие как пакеты с полимолочной кислотой (PLA) и пакеты с кукурузным крахмалом, требуют преобразования больших участков лесных земель в сельскохозяйственные угодья и большого количества воды для выращивания сырья.

С другой стороны, что мешает использовать один и тот же пластиковый пакет не один, а несколько раз? Согласно исследованиям, многократное применение одного   многоразового пакета может заменить использование 125 одноразовых пластиковых / биоразлагаемых пакетов или 52 одноразовых бумажных пакетов.

В ближайшее время мир не откажется ни от пластика, ни от стекла, ни от бумаги, ни от металла - у каждого материала есть свои преимущества. Поэтому не так  уж и важно, какие упаковки вы покупаете, главное, чтобы они не оказались на свалке или в природной среде.

Не мусор, а ценный ресурс

Разработанный для долговечности и стойкости, пластик стал печально известным символом культуры одноразового использования. Хотя пластиковые изделия рассчитаны на долгие годы, подавляющая часть удовлетворяет спрос на изделия с коротким жизненным циклом.

Результат поразителен: пластик, даже поддающийся биоразложению в особых условиях, в подавляющем большинстве случаев уходит на свалки и в окружающую среду с огромным ущербом для природы и здоровья людей.

Можем ли мы совсем отказаться от пластика?

Исследования показывают, что, в случае замены пластика другими распространенными упаковочными материалами, масса используемой упаковки увеличилась бы на 400%. Также существенно выросли бы затраты энергии на производство и выбросы парниковых газов.

Пластиковая упаковка легкая и прочная: обычный пластиковый пакет выдерживает до 10 килограммов веса. Это означает, что мы используем меньше транспортных средств и топлива для транспортировки продуков. Для доставки одного и того же количества пакетов понадобится 1 грузовик, если речь идет о пластике, и 7 грузовиков, если речь идет о бумаге.  Таким образом, пластиковая упаковка вносит положительный вклад в экономию ресурсов и сокращение выбросов.

Важную роль играет пластиковая упаковка в обеспечении сохранности и гигиенических условий хранения продуктов питания. Она продлевает срок хранения и на 75% сокращает количество пищевых отходов, снижая потребление ресурсов. Пластиковая упаковка также принесла важные инновации, позволяющие сохранять продукты свежими, сокращать количество отходов в домохозяйствах и выбросы, связанные с их разложением.

Не стоит забывать и о санитарно-защитной функции пластиковой упаковки. Она эффективно защищает нас от микробов, инфекций и пищевых отравлений. Исследования показывают, что из различных пищевых упаковок пластик – лучший выбор, когда речь идет о нашей безопасности.

С точки зрения загрязнения окружающей среды, доля пластиковых отходов в общем объеме бытового мусора в разных регионах мира составляет от 8% до 12 %, в то время как на органику приходится 45% а на бумагу и картон – 17%.  

Тем не менее, символом экологического бедствия пластик становится в основном в конце жизненного цикла, когда он попадает на свалки или в природную среду, где он, как известно, не может разложиться или компостироваться и вместо этого медленно распадается на микропластик.

Так может быть, дело не столько в пластике, сколько том, как мы используем его и управляем отходами по окончании срока службы?

Насколько эффективен пластик как ресурс?

Эффективность пластика как ресурса связана со следующими факторами:
•    предотвращение отходов,
•    раздельный сбор и сортировка всей использованной упаковки,
•    повторное использование или вторичная переработка
•    вторичное использование,  разложение или превращение в энергию.

Модель, в которой количество мусора сведено к минимуму благодаря предварительному планированию того, как материалы будут повторно использованы или переработаны в новый материал или новый продукт, называется “замкнутый цикл”. Мы рассмотрим ее применительно к пластику в следующем разделе курса.


Задания

6.1. Тест. Выберите правильный ответ. >>

6.2  Узнайте больше об упаковках пищевых продуктов в вашем доме.

Этап 1.
1.    Составьте список продуктов в холодильнике и шкафах.
2.    Обратите внимание на упаковку продуктов и упаковочные материалы.
3.    Создайте таблицу и внесите в нее все названия продуктов и материалы, использованные для упаковки каждого продукта.
4.    Сколько видов упаковочных материалов вы обнаружили?
5.    Каких материалов больше? Каких меньше? Рассчитайте в процентах и представьте результаты в виде круговой диаграммы.
6.    Выясните, какие виды упаковочных материалов принимают на переработку в вашем районе/городе. Для справки: информацию о приемных пунктах можно найти на сайтах www.recyclemap.ru , https://rsbor.ru/recyclemap , https://punkti-priema.ru
7.    Подсчитайте, какой процент упаковочных материалов можно сдать на переработку.
8.    Сможете ли вы повторно/многократно использовать упаковку? Запишите ваши идеи.
9.    Как ваше исследование повлияет:
           •    на ваши покупки? Запишите свой ответ.
           •    на сбор домашнего мусора? Запишите свой ответ
10.    Вы поделитесь информацией со своей семьей? Друзьями? Соседями? (Да/Нет/Почему?)

Этап 2.
1.    Выберите по одному продукту, упакованному в материалы разных типов.
2.    Создайте таблицу со следующими заголовками:
       •    Название продукта
       •    Вид упаковочного материалы
       •    Причина, по которой использовался этот материалы
       •    Удобство упаковки (оцените от 1 до 5, где 1 –минимальная, а 5 – максимальная оценка)
       •    Внешний вид упаковки (оцените от 1 до 5, где 1 –минимальная, а 5 – максимальная оценка)
       •    Экологичность упаковки (оцените от 1 до 5, где 1 –минимальная, а 5 – максимальная оценка)
       •    Принимается ли упаковка на переработку (Да/Нет)
       •    Возможность повторного/многократного использования
       •    Ваши предложения по улучшению упаковки
3.    Заполните таблицу, включив данные по каждому выбранному вами продукту и соответствующему упаковочному материалу.
       Хотите поделиться результатами исследования? Пришлите таблицу  - Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

 


Дополнительные материалы к уроку

  • В качестве альтернативы пластикам ученые находят новые материалы, в основном, природного происхождения. Так что история пластика еще далека от завершения. Подробнее
  • Новые технологии, забота об экологии, предпочтения потребителей и коньюктура рынка определяют некоторые современные тенденции развития упаковки. Подробнее