Životni ciklus plastike trenutačno emitira više od 0,85 gigatona stakleničkih plinova. Ako se trenutačni obrasci proizvodnje i potrošnje plastike nastave, emisije bi mogle doseći 1,34 gigatona godišnje do 2050. godine. Metode proizvodnje plastike se razlikuju i koriste se u nizu industrija, uključujući automobilsku, industriju elektroničke opreme, ambalaže za hranu i piće i industriju medicinskih uređaja.
Brizganje, koje uključuje ubrizgavanje otopljene sirovine u kalup, jedna je od najpopularnijih metoda – plinski potpomognuti, mikro-injektiranje i umetanje su najčešći tipovi brizganja. Ekstruzija i oblikovanje puhanjem također se široko koriste, pri čemu je ekstruzija najodrživija jer efikasno koristi materijal, proizvodi manje otpada i može se optimizirati za potrošnju energije.
Sve ove metode oslobađaju velike količine isparljivih organskih spojeva i zahtijevaju visoke temperature (otprilike 200 do 350 °C). Održavanje ovih temperatura zahtijeva značajnu količinu energije, što doprinosi većoj emisiji stakleničkih plinova. Uz povećanu svijest o održivosti, fokus u tehnologijama prerade plastike se pomjera ka smanjenju njenog utjecaja na okoliš, upravljanju emisijama i korištenju energetski učinkovitijih metoda i održivih materijala.
Procjena održivosti u brizganju plastike
Količina CO2 koja se emitira tokom rada varira u zavisnosti od tipa mašine — je li to električna, hidraulična ili hibridna mašina. Potpuno električne mašine mogu proizvesti do 50 % manje CO2 od hidrauličnih prese.
Na ugljični otisak mašine utječe i vrsta proizvoda koji se proizvodi: mali, zamršeni dijelovi obično zahtijevaju više energije jer se primjenjuju precizniji, sporiji proizvodni procesi, što rezultira većom potrošnjom energije po dijelu.
Široko usvajanje tehnologije hibridnog oblikovanja može dovesti do održive transformacije u industriji optimizacijom efikasnosti proizvodnih procesa. Hibridno brizganje košta manje od električnog brizganja, ali više od hidrauličnog brizganja. Kompanije će možda morati da investiraju u dodatnu obuku i infrastrukturu kako bi integrirale hibridne sisteme u svoje proizvodne linije.
Mašine za brizganje mogu raditi s različitim materijalima, uključujući termoplaste, termoreaktivne materijale i elastomere. To čini brizganje preferiranim izborom u raznim industrijama, uključujući automobilsku i medicinsku.
Ekstruzija se koristi u raznim aplikacijama, uključujući materijale za pakovanje, cijevi i prozorske okvire. Ove gotove proizvode jednostavno je proizvoditi i zahtijevaju malo energije, što ovu metodu čini relativno održivom. Gotovi proizvodi se izrađuju direktno od sirovina s visokom preciznošću, što rezultira nižim stopama otpada i manjim utjecajem na okoliš.
Većina plastike na biološkoj bazi je ekstrudirana jer se prvenstveno koristi za pakovanje. Boce, posude i vrčevi izrađuju se puhanjem, što uključuje napuhavanje rastopljene plastike unutar kalupa kako bi se stvorili šuplji predmeti. Proizvodi robu s malo otpada, a većina dodatnog materijala koji ostane može se reciklirati. Budući da zahtijeva manje energije za zagrijavanje i oblikovanje plastike od brizganja, također općenito koristi manje energije.
Integracija energetski efikasnih praksi
Energetski efikasne tehnologije mogu se koristiti u mašinama za oblikovanje. Naprimjer, pogoni promjenjive frekvencije mogu regulirati brzinu motora pumpe kako bi bolje uskladili izlaz s količinom potrebne hidrauličke tekućine. Optimizacijom upotrebe energije motora i povećanjem energetske efikasnosti, smanjuje se emisija stakleničkih plinova i ukupna potrošnja energije.
Termoplasti se široko koriste u procesima oblikovanja jer se mogu topiti i ponovo očvrsnuti više puta bez promjene hemijskih svojstava. Kada se zagrije, termoplasti postaju izuzetno tečni i mogu ispuniti zamršene šupljine kalupa. To čini termoplastiku najprikladnijom za upotrebu u procesima oblikovanja, ali se ne može smatrati održivom jer je većina termoplasta izvedena iz neobnovljivih izvora kao što su fosilna goriva i imaju ograničen potencijal za recikliranje. Neki najčešće korišteni termoplasti su polietilen (PE), polipropilen (PP) i akrilonitril butadien stiren (ABS). Industrija postupno prelazi na održivije prakse korištenjem biorazgradivih polimera kao što su polimliječna kiselina (PLA) i polihidroksialkanoati (PHA), koji su dizajnirani da se brže i sigurnije razgrađuju u okolišu od tradicionalne plastike.
Plastika na biološkoj bazi je napravljena od obnovljivih izvora poput kukuruznog škroba, šećerne trske ili celuloze, a ne od fosilnih goriva. Oni funkcioniraju slično tradicionalnoj plastici, a istovremeno smanjuju utjecaj na okoliš. Biorazgradivi polimeri mogu se stvoriti od materijali na biološkoj bazi, ali nisu svi materijali na biološkoj osnovi lako razgradivi ili biorazgradivi.
Održivost u cijelom lancu vrijednosti ambalaže
Veliki pomak u pogledu održivosti događa se u industriji ambalaže. Napori u pogledu održivosti rezultirali su značajnim odmakom od višeslojnih laminata prema jednoslojnoj ili monomaterijalnoj ambalaži. Dizajn monomaterijala pojednostavljuje recikliranje upotrebom samo jedne vrste plastike, što olakšava ponovnu obradu uz smanjenje emisije stakleničkih plinova.
Amcor i JM Packaging razvili su vrećice za rižu koje koriste jednoslojnu plastiku, što ih čini lakšim za recikliranje u poređenju s višeslojnim opcijama. Amcor je mnogo investirao u razvoj ambalaže od monomaterijala koja se lako može reciklirati, kao i u integraciju recikliranih materijala u svoju ambalažu.
Nestlé prelazi s fleksibilne plastike od više materijala na ambalažu od monomaterijala, kao dio svog cilja da se sva ambalaža može reciklirati ili ponovo koristiti do 2025. godine.
Unilever je u Japanu predstavio torbicu za ličnu njegu od monomaterijala, koju je kreirao Toppan. Vrećica koristi tanku barijeru nanesenu isparavanjem, koja održava neophodnu zaštitu proizvoda, a istovremeno ostaje kompatibilna s PET reciklažnim tokovima.
Tankozidna ambalaža također postaje sve popularnija u industriji, jer se fokusira na korištenje manje plastičnog materijala uz održavanje funkcionalnosti ambalaže. Obično se koristi za mliječne proizvode i smrznutu hranu, a u nekim slučajevima može čak zamijeniti staklo i limenke. Prošle godine, Cosmo Films je uložio u novu kompaniju pod nazivom Cosmo Plastech, koja nudi tankoslojne listove za pakovanje i kontejnere. Istovremeno, Netstal (Švicarska) je predstavio laganu šolju tankih zidova u potpunosti napravljenu od polipropilena.
Upotreba bioplastike nije nova i široko je prihvaćena u raznim industrijama, uključujući ambalažu i robu široke potrošnje. Međutim, tranzicija je spora jer je skuplja od tradicionalne plastike i nije tako široko dostupna.
Izbor materijala pod ovim uvjetima uključuje postizanje ravnoteže u performansama, troškovima i utjecaju na životnu sredinu. Materijal mora biti kompatibilan s procesom oblikovanja, ispunjavati mehaničke specifikacije i imati mali utjecaj na okoliš. Iako tradicionalna termoplastika pruža odlične performanse, ekološki problemi guraju industriju prema bioplastičnim i biorazgradivim alternativama. Ove alternative moraju osigurati kvalitet proizvoda i funkcionalnost bez značajnog povećanja troškova.
. . .
Tekst Balancing Sustainability, Efficiency, and Innovation in Plastics Processing autorice Tanushri Gajanan Saundarkar preveden je s portala Plastics Today.
