С 3 июля 2021 года в ЕС запрещён выпуск и продажа многих одноразовых пластиковых изделий. Однако многоразовые альтернативы не всегда подходят для всех сфер применения. Ощущается нехватка решений для создания функциональных, экологичных одноразовых предметов, таких как посуда для выставок, фестивалей и других мероприятий.
Согласно Директиве ЕС по одноразовому пластику (SUPD), с 2021 года разрешены только одноразовые изделия из немодифицированных полимеров, которые естественным образом встречаются в окружающей среде.
В качестве устойчивой альтернативы исследователи из Fraunhofer WKI совместно с Институтом биотехнологий при RWTH Ахенский университет и Pfeifer & Langen GmbH & Co. KG в рамках проекта EBRA работают над созданием соединений и полимерных плёнок на основе растительных остатков, доступных в регионе, которые образуются в результате производства продуктов питания. Эти остатки могут быть дополнительно переработаны в такие предметы, как тарелки и столовые приборы.
Арне Ширп, научный сотрудник Fraunhofer WKI в Брауншвейге, говорит, что сельскохозяйственные отходы, такие как жмых сахарной свёклы, в сочетании с природными полимерами, например, кукурузным крахмалом и пектином из свёклы, могут использоваться в качестве сырья для компостируемой посуды и столовых приборов.
Жмых свёклы особенно подходит для дальнейшего использования, поскольку немецкие производители сахара уже производят его в семизначном диапазоне метрических тонн во время сбора урожая свёклы. Жмых может быть переработан в соединения непосредственно на месте, что сокращает транспортные маршруты, снижает выбросы CO₂ и укрепляет региональные рынки.
В смесь жмыха свёклы, крахмала и пектина в качестве пластификаторов добавляются вода и глицерин. Партнёрам проекта было поручено провести экотоксикологическую оценку, в ходе которой они продемонстрировали, что полученный таким образом субстрат безопасен для использования в контакте с пищей.
Материалы должны соответствовать различным критериям:
* Они должны быть биоразлагаемыми и пригодными для домашнего компостирования, то есть их можно выбрасывать в компостер для домашнего использования или в муниципальные зелёные контейнеры. В ходе испытаний исследователи доказали, что материалы разлагаются быстрее, чем обычные бумажные тарелки, за 12-недельный период. Они также отличаются большей стабильностью по сравнению с эталонным материалом.
* Также должно быть возможно использовать существующее оборудование для производства соединений и плёнок и формовать их в одноразовую посуду. Материалы также должны быть механически стабильными и водостойкими для контакта с жирной пищей, такой как колбаса и другие жирные блюда. Исследователи стремятся достичь этого с помощью покрытий на биологической основе, разработанных RWTH Ахенский университет.
Смесь измельчённого жмыха свёклы, кукурузного крахмала и добавок сначала производится в компаундере, а затем формируется в гранулы. Гранулы прессуются в плёнку, которая затем покрывается и, в качестве последнего этапа, формуется в тарелки, — объясняет Ширп, описывая процесс производства. Поскольку полимеры, используемые для этого, имеют низкие температуры плавления или вообще не имеют температуры плавления, для производства новых материалов из них требуется мало энергии. Сельскохозяйственные остатки могут быть использованы повторно с учётом принципов устойчивого развития.
Тарелки уже были изготовлены для использования в качестве демонстрационных материалов. В настоящее время готовятся материалы для одноразовых столовых приборов, которые будут изготовлены методом литья под давлением. На следующем этапе партнёры проекта планируют перевести производство на промышленный уровень и начать маркетинг продукции.
Предоставлено Fraunhofer-Gesellschaft.