אריזות ביולוגיות בר קיימא: העתיד של אריזות מזון

קונה מונדל & רמש באבו פדמטי

בית הספר לכימיה, CRANN αnd מרכז המחקר AMBER SFI, טריניטי קולג' דבלין, דבלין, אירלנד

דוא"ל: babup@tcd.ie

• אריזה ביולוגית

אריזות ביולוגיות מהוות סמל לחדשנות בתחום פתרונות האריזה הקיימים, ומציעות נתיב לעבר עתיד ירוק יותר. אריזות ביולוגיות, המורכבות מחומרים מתכלים וקומפוסטביליים שמקורם במקורות מתחדשים כמו צמחים, בעלי חיים או מיקרואורגניזמים, מייצגות שינוי פרדיגמטי בתעשיית האריזה. חומרים אלה, הכוללים פולי (חומצה לקטית), פולי-הידרוקסי-אלקנואטים, נגזרות תאית, צ'יטוסאן, עמילן, מסטיקים, פקטין וחומרים אחרים שמקורם ביולוגי, נועדו להפחית את התלות שלנו בפלסטיק מסורתי שמקורו בנפט, ולתת מענה לבעיות הסביבתיות הדחופות הקשורות לזיהום פלסטיק. אריזות ביולוגיות מדגישות את המחויבות לקיימות, לא רק על ידי הפחתת ההשפעה הסביבתית, אלא גם על ידי מתן פתרונות פונקציונליים, עמידים ורב-תכליתיים, במיוחד בתחום אריזות המזון. גישה זו מבטיחה שיטה בת-קיימא ואחראית יותר לשימור מוצרים, תוך תרומה פעילה לשמירה על כדור הארץ.

• פולימרים מתכלים

פולימר מתכלה מתפרק למרכיבים לא רעילים באמצעות תהליכים ביולוגיים כאשר הוא נחשף לתנאים סביבתיים ספציפיים כמו לחות, חום, אור או מיקרואורגניזמים. הוא מתפרק עם הזמן וחוזר לטבע מבלי להשאיר שאריות מתמשכות. תהליכי פירוק ביולוגי שונים כוללים פירוק אירובי, אנאירובי, אנזימטי וקומפוסטציה, שבהם הפירוק מתרחש באמצעות הידרוליזה ומנגנון פירוק ביולוגי של פולימרים. בנוסף, סביבת הפירוק הביולוגי כוללת בעיקר קרקע, מים, מזבלות וקומפוסט. מלבד תכונותיהם הפונקציונליות, חשוב מאוד להבין את התנהגותם של פולימרים מתכלים בעת תכנון אריזות ביולוגיות.

• אריזה מתכלה

אריזה מתכלה מתייחסת לסוג אחד של חומרי אריזה ביולוגיים המשמשים באריזה, אשר יכולים להתפרק לחומרים לא רעילים כגון מים ופחמן דו-חמצני.₂ בסביבה של קומפוסט. קומפוסטביליות מתייחסת למסגרת זמן מוגדרת ולתנאים סביבתיים ספציפיים המסייעים לפירוק ביולוגי. ייעוד זה מאושר באמצעות עמידה בתקנים שנקבעו על ידי תקני EN ו-ISO בנוגע לתהליך סוף החיים. תקנים אלה משמשים כנקודות ייחוס מדעיות, הקובעות אם חומר יכול להתפרק בהצלחה בתוך מתקן קומפוסט מסחרי מבלי לפגוע באיכות הקומפוסט המתקבל. תקנים ותעודות, כגון ASTM D6400 או EN 13432, משמשים לעתים קרובות כדי לאמת את הקומפוסטביליות של מוצרי אריזה. אריזות קומפוסטביליות מתוכננות לעבור תהליך פירוק דומה כאשר הן מונחות במערכת קומפוסט תעשייתית או ביתית.

• יתרונות של חומרי אריזה קומפוסטביליים למזון

חומרי אריזה קומפוסטביליים למזון מציעים מספר יתרונות בקידום suקיימות. נגזר ממקורות מתחדשים, חומרים אלה מתוכננים להתפרק לחומר אורגני בתנאי קומפוסטציה, ובכך להפחית את הנטל הסביבתי הכרוך באריזות מסורתיות. אריזות מתכלות תומכות בהסטת פסולת ממזבלות, ותורם לכלכלה מעגלית על ידי אספקת קומפוסט עשיר בחומרים מזינים לקרקע. בנוסף, השימוש ב חומרים מתכלים תואמים את הביקוש הגובר מצד הצרכנים לחלופות ידידותיות לסביבה, המספקות לעסקים הזדמנות לשפר את האחריות הסביבתית שלהם ולפנות לצרכנים בעלי מודעות סביבתית. בסך הכל, אריזות מזון מתכלות מהוות פתרון בר-קיימא ואחראי להפחתת ההשפעה הסביבתית. של אריזות, במיוחד בתעשיית המזון, שבה נדרשת הפרדה בין אריזות פלסטיק לבין פסולת מזון.

בנוסף, ביו-פלסטיק, שמקורו במקורות מתחדשים, נתקל בקשיים בהצעת תחליפים ידידותיים לסביבה לפלסטיק קונבנציונלי בשל מאפייניו הפיזיים המובנים. ביו-פלסטיק מסוים מפגין שבירות, יציבות תרמית מופחתת ותכונות איטום גז ולחות לא מספקות, שכולן שיקולים מכריעים עבור חומרים המשמשים באריזת מזון.

למרות האתגרים המתמשכים, פרויקט IMPRESS ממשיכה להתמקד בניצול מינים טרופיים נמוכים, משאבי ים ומים מתוקים ותוצרי הלוואי שלהם להפקת ביופולימרים, כולל כיטין, צ'יטוסאן, תאית ועוד. הפרויקט מתמקד גם בפיתוח אריזות מבוססות ביו-חומרים באמצעות פלסטיק מתכלה כגון פולי (חומצה לקטית), פולי (ε-קפרולאקטון), פולי (הידרוקסיאלקנואטים) ואחרים, המותאמים במיוחד ליישומים בתחום מאכלי הים. המחקר והחדשנות המתמשכים מתמקדים בהתאמת חומרים אלה כדי להשיג תכונות פיזיקו-כימיות משופרות, כאשר המטרה הסופית היא לתרום לכלכלה מעגלית ללא פסולת. בנוסף, הפרויקט נותן עדיפות להערכת הקומפוסטביליות והפירוק הביולוגי של האריזות הביולוגיות שפותחו, במטרה להבין את ההשפעה הסביבתית ולתרום לפתרונות אריזה בר קיימא. עם העלייה במודעות הצרכנים והתחייבות התעשיות לקיימות, חומרי אריזה מתכלים עומדים לשנות את נוף אריזות המזון, ולהוביל אותנו לעתיד ידידותי יותר לסביבה ובר קיימא.

הפניה:

1. https://www.european-bioplastics.org/
2. https://biopost.ie/
3. https://impress-he.eu/
4. Versino, F., Ortega, F., Monroy, Y., Rivero, S., López, O. V., & García, M. A. (2023). אריזות מזון בר קיימא ומבוססות ביו: סקירה על חידושים בעיצוב בעבר ובהווה. Foods, 12(5), 1057.
5. Moshood, T. D., Nawanir, G., Mahmud, F., Mohamad, F., Ahmad, M. H., & AbdulGhani, A. (2022). קיימות של פלסטיק מתכלה: בעיה חדשה או פתרון לבעיית זיהום הפלסטיק העולמי? מחקר עכשווי בכימיה ירוקה ובת-קיימא, 5, 100273.
6. Zinoviadou, K. G., Kastanas, P., Gougouli, M., & Biliaderis, C. G. (2022). חומרים ביולוגיים חדשניים לקיימות באריזות. מתוך Innovation Strategies in the Food Industry (עמ' 173-192). Academic Press.
7. Shaikh, S., Yaqoob, M., & Aggarwal, P. (2021). סקירה כללית של אריזות מתכלות בתעשיית המזון. מחקר עכשווי במדעי המזון, 4, 503-520. https://biopost.ie/Weligama Thuppahige, V. T., & Karim, M. A. (2022). סקירה מקיפה על התכונות והפונקציונליות של חומרי אריזה מתכלים למזון. סקירות מקיפות במדעי המזון ובטיחות המזון, 21(1), 689-718.
8. Wu, F., Misra, M., & Mohanty, A. K. (2021). אתגרים והזדמנויות חדשות בביצועי המחסום של פולימרים מתכלים לאריזה בת-קיימא. התקדמות במדע הפולימרים, 117, 101395.
9. https://www.sciencedirect.com/topics/chemistry/biodegradation#:~ :text=Biodegradation%20can%20occur%20by%20two,oxidation)%20and%20oxo%2 Dbiodegradation.