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美国新奥尔良——英国的一项新研究称,虽然现在已经可以用再生的消费后聚丙烯制成食品包装,但用途可能有限。
该研究由英国Banbury的废物及资源行动计划(WRAP)委托伦敦的再生咨询公司Nextek Ltd.公司负责进行,旨在研究用再生消费后PP树脂生产食品接触类材料的可行性,以及开发闭环式PP生活废弃物物流的可行性。
研究的重点包括:如何再生、加工和净化消费后PP食品包装;通过测试判定此种材料是否达到欧盟的食品相关规定以及用于何种应用;评估该材料能否被制成新包装;以及判定整个过程的经济性。
该研究进行了大规模的测试,跟进了从材料分选到模塑成容器的全过程,以确保研究的有效性,Nextek公司总经理Edward Kosior在新奥尔良召开的全球塑料环境会议上发表演讲时说。
该研究采用了由英国再生商Eco Plastics Ltd.公司提供的18000磅(约8吨)消费后PP包装。为了达到欧盟规定,非食品包装需要被去除。
人工分拣去除非食品包装后,剩余的食品包装被分为透明材料和有色材料,随后再次通过手工分拣去除任何残留的非食品包装。
这一分拣过程强度很大,生成5000磅(约2吨)透明的、清洗过的薄片,Kosior说。为达到高纯净度要求,这些材料还经常接受检查。
经过最终人工分拣后,透明PP堆中有98.1%的食品包装,而有色PP有99.3%的食品包装。
随后再对材料进行两个阶段的净化处理。
这些材料最先被送至位于德国Bad Oeynhausen的设备生产商Gneuss Kunststofftechnik GmbH。由Gneuss开发的一项获得专利的挤出系统是唯一能达到净化要求的系统,这也是这一过程中的重要一步。
材料制粒后被送往PET Processors LLC公司位于苏格兰Dumfries的生产厂,在那里,材料被放入真空室的高温环境下放置六小时。真空室是生产出达到食品级要求的材料的关键所在。
净化过的材料随后被制成多种食品包装容器:含有25%或50%透明再生PP的注塑透明盒;含有25%或50%透明或有色再生PP的注塑盒;含有25%或50%透明或有色PET的热成型盒;以及采用不同含量的透明和有色再生PP制成的热成型托盘。
此外,还用棕色色母料对一种含有50%有色再生PP的托盘进行上色,使之不需做任何特殊调整就能与一款现有产品达到一致效果。
所有容器都可作为一般的原生共聚物材料来进行模塑,几乎没有任何变化。该研究称,能达到物理和抗冲要求,表明了对再生PP进行高速生产是可行的。
随后再对容器进行测试,看看它们是否能达到欧盟的规定。
研究人员使用巧克力来看看直接接触容器的食品是否会腐坏。Kosior说,得到了一个有趣的结论:放在用再生PP制成的托盘上的巧克力的腐坏速度要慢于放在原生材料制成的托盘上的巧克力。
一个专家小组对容器进行了气味盲测。他说,尽管专家们的确闻到了原生和再生容器发出的气味不一样,但两者均没有任何问题,且所有容器都通过了嗅味测试。
此外还检查了除PP以外还有什么材料进入了最终产品。Kosior说,研究人员主要研究了低聚物、脂肪酸、抗氧化剂和澄清剂的残留物。
在容器中发现的三种物质达到了规定的限值:酞酸双(2-乙基己基)酯即DEHP,紫外线吸收剂/抗氧化剂苯三唑甲酚326,以及澄清剂残留物3,4-二甲基苯甲醛。研究人员模拟了迁移测试,用微波加热且在冷藏或冷冻储存环境下储存最长六个月。在透明或有色的再生PP制成的容器和存放水或脂肪食物的容器中未检测出DEHP或苯三唑甲酚326。
透明容器中存在的、未通过欧盟批准的食品级澄清剂3,4-二甲基苯甲醛,确实转移到了含水和脂肪的食物中。透明的再生PP容器的化学物迁移率较高。
Kosior说,澄清剂的含量属于可接受的水平。
容器将被定义为适合使用,但需要进行更多的研究来阐明这一点。
再生PP在条件下未能通过脂肪食品的迁移测试。
但是,该研究称,用再生PP制成的容器可作为包装用于各类含水和酸性食物,比如黄油、冰淇淋、肉类、面包、巧克力、干制品、奶酪和汤品,能够适应大部分的高温加热和长期保存环境。
Kosior说,其包装局限性具备“采用了混合流的特征”。只有特定的食品级原生PP可被用来盛放油类,而再生流中的一些PP包装,例如冰淇淋桶,则不满足这一标准,他补充说。
该研究还研究了再生PP市场,这是WRAP进行的有关这一主题的第三项研究。
这家非营利性团体专注于减少废弃物和推动可持续发展,该团体称正与塑料行业合作,设法攻克再生PP用于食品应用的技术屏障。
WRAP称,将进一步研究模内贴标或直接印刷油墨可能引起的任何潜在问题。此外,他们还在研究自动分拣食品和非食品PP包装废料的方法。
目前,人工分拣是确保消费PP达到欧盟规定的唯一方法。不过,该研究称,在经济上可行的高速自动化分拣方法将成为“让再生PP工艺具有商业吸引力的关键”。