مروری کلی بر جایگزینی پلاستیک یکبار مصرف با محصولات کاغذی در بسته بندی مواد غذایی
آلودگی پلاستیک به عنوان یک مشکل زیست محیطی جهانی توجه جهانیان را به خود جلب کرده است. زباله‌های پلاستیکی نه تنها اکوسیستم‌ها و تنوع زیستی را مختل می‌کنند، بلکه زندگی و سلامت انسان را نیز تهدید می‌کنند. در سال‌های اخیر بسیاری از کشورها برای محدود کردن استفاده از پلاستیک مقرراتی وضع کردند. محصولات کاغذی به عنوان جایگزین امیدوارکننده‌ای برای پلاستیک به ویژه در بسته بندی پیشنهاد شده است که بدون شک فرصت‌های بیشتری را برای صنعت خمیرو کاغذ به ارمغان می‌آورد. در این مقاله به بررسی انواع بسته بندی و مقایسه محصولات پلاستیکی و کاغذی پرداخته‌ایم. با این حال، محصولات کاغذی در جایگزینی محصولات پلاستیکی خاص دارای کمبودهایی نیز هستند. به تحقیق و توسعه بیشتری به منظور بهبود فناوری پوشش دهی با مواد پلیمری مناسب برای دستیابی به خواص مورد نیاز محصول نهایی و کاهش هزینه‌های تولید با هدف رفع چالش‌ها نیاز است. و همچنین فرمولاسیون پوشش مانع کاربر پسند که باید استانداردهای FDA و نیازهای مشتری را رعایت کند، مناسب تر باشد.
بسته بندی فرایند ساخت ظرف یا جعبه مناسب برای یک محصول جهت حمل و نقل و ذخیره سازی است. از روش‌های مختلفی می‌توان در بسته بندی استفاده کرد من جمله کاغذ بسته بندی، ضربه گیر، ضد آب و هوا و درزگیری. به طور کلی، مواد بسته بندی خوب ممکن است سخت و انعطاف پذیر باشد. مواد سخت برخلاف مواد انعطاف پذیر، محافظت فیزیکی مواد غذایی را تامین می‌کنند. بسته بندی انعطاف پذیر گروه عمده‌ای از مواد هستند که شامل فیلم های پلاستیکی، کاغذ، فویل، برخی از الیاف گیاهی و منسوجاتی که می‌توان از آنها در کاغذ بسته بندی، پاکت و کیسه‌های زیپ دار یا بدون زیپ استفاده کرد.
مواد بسته بندی
مواد بسته بندی نقش بسزایی در چگونگی رسیدن محصولات به دست مصرف کنندگان ایفا می‌کنند. محصولات پلاستیکی از مزایایی همچون وزن سبک، هزینه تولید کم، شکل پذیری خوب و پوشش دهی عالی برخوردار هستند که باعث شده اند کاربرد گسترده‌ای در صنعت داشته باشد. در طول چند دهه گذشته، تولید پلاستیک رشد سریعی داشته است. باتوجه به برخی گزارشات، تولید پلاستیک تا سال 2021، 390 میلیون متریک تن بود اما جمع آوری زباله‌های پلاستیکی برای بازیافت در این مدت تنها 15 درصد بود. زباله‌های پلاستیکی تاثیر شدید و غیرقابل برگشتی بر اکوسیستم و تنوع زیستی جهان دارند. به منظور اجتناب از این مسائل، بسیاری از کشورها و مناطق در سراسر جهان به طور متوالی سیاست‌ها و مقرراتی را برای ممنوع یا محدود کردن استفاده از پلاستیک وضع می‌کنند. درحال حاضر موادی مانند شیشه، فلزات، پلاستیک‌های زیست تخریب پذیر و محصولات کاغذی به عنوان جایگزین محصولات پلاستیکی در نظر گرفته شده‌اند. از میان آنها، محصولات کاغذی در بهبود پایداری زیست محیطی از محبوبیت بالایی برخوردار هستند زیرا این محصولات از منابع تجدید پذیر و زیست توده لیگنوسلولزی ساخته شده‌اند که به وفور در طبیعت یافت می‌شوند و این ویژگی باعث بازیافت پذیری، زیست تخریب پذیری و کاهش هزینه تولید در آنها می‌شود.
بسته بندی غذا
نقش اساسی بسته بندی مواد غذایی محافظت از محصولات غذایی در برابر تاثیرات و آسیب‌های بیرونی است و این که اطلاعات تغذیه‌ای مناسبی از مواد موجود در بسته بندی را به مشتریان ارائه می‌دهد. قابلیت ردیابی، راحتی و نشانگر دستکاری از عملکردهای ثانویه اهمیت نوع مواد در بسته بندی مواد غذایی است. هدف از بسته بندی مواد غذایی ابداع روش مقرون به صرفه‌ای است که علاوه بر تامین نیازهای صنعت و مصرف کنندگان، ایمنی مواد غذایی را حفظ کرده و اثرات زیست محیطی را به حداقل برساند. از طرفی، هدف بسته بندی مواد غذایی حفاظت از محتوای فیزیکی محصول در برابر اثرات سه گانه شیمیایی، بیولوژیکی و فیزیکی است. بسته بندی فیزیکی مناسب همچنین از مصرف کنندگان در برابر انواع خطرات مختلف محافظت می‌کند.
فرایندهای فعلی
با اجرای طرح ممنوعیت پلاستیک، تقاضا برای ساخت جعبه‌های کاغذی یکبار مصرف، لیوان کاغذی، نی کاغذی، کیسه کاغذی، قوطی کاغذی و سایر محصولات مرتبط با کاغذ برای بسته بندی مواد غذایی، به ویژه در طول دوره همه گیر کووید-19 افزایش یافته است. با این حال، محصولات کاغذی معمولا مات، متخلخل، و بدون آب بندی حرارتی هستند. همچنین عملکرد ضعیفی در برابر اکسیژن و آب بخار دارند. محصولات کاغذی چند لایه با مشکلات بازیافت مواجه هستند. دو تکنیک مطلوب دیگر محبوب شامل افزودنی‌های شیمیایی است که می‌توانند در اندازه گیری سطح یا رطوبت دستگاه کاغذ کاربرد دارند. به طور کلی، گزینه‌های محدودی از مواد شیمیایی به دلیل استانداردهای ایمنی بالا در مواد بسته بندی مواد غذایی وجود دارد.
مقایسه بین محصولات پلاستیکی و کاغذی
نفت و گاز ماده اولیه اولیه در تولید پلاستیک هستند که 90 درصد آن را شامل می‌شوند. این مواد ازطریق تقطیر به مواد مختلفی مانند نفتا، اتیلن و پروپیلن فرآوری می‌شود. این هیدروکربن‌ها در یک واکنش شیمیایی به نام پلیمریزاسیون به یکدیگر متصل می‌شوند تا یک زنجیره پلیمری تشکیل دهند. پلاستیک‌های مختلف دارای زنجیره‌های پلیمری متفاوتی هستند. رایج‌ترین پلاستیک‌های مورد استفاده در بسته‌بندی ترموست‌ها هستند (که با گرم شدن نرم شده و با سرد شدن، دوباره سخت می‌شوند) همچون پلی اتیلن (PE)، پلی پروپیلن (PP)، پلی اتیلن ترفتالات (PET)، تا حدودی پلی استایرن (PS) و پلی وینیل کلرید (PVC). دوم، بیوپلاستیک‌ها هستند که از مواد زیستی تهیه شده و ممکن است حدود 1 درصد از تولید پلاستیک جهانی را به خود اختصاص دهند. این ادعا که از پلاستیک برای بسته بندی استفاده می‌شود، به دلیل مزایای متعددی مانند انعطاف پذیری، استحکام، سبکی و نفوذ ناپذیری است.
کاغذ و مقوا
در اواخر قرن نوزدهم، استفاده از کاغذ و مقوا در بسته بندی مواد غذایی به سرعت رشد کرد. کاغذ و مقوا مواد ورقه‌ای هستند که از یک شبکه درهم تنیده از الیاف سلولزی حاصل از چوب با استفاده از فرایند سولفات و سولفیت هستند. سپس الیاف پس از شسته و بلیچ، با مواد شیمیایی مانند اسلیم کش و عوامل تقویت کننده برای تولید محصولات کاغذی تصفیه می‌شوند. کاغذ و مقوا معمولا در جعبه‌های مقوایی راه راه، پاکت شیر، کارتن تاشو، کیسه و پاکت، و کاغذ کادو استفاده می‌شوند. دستمال کاغذی، بشقاب و لیوان کاغذی نمونه های دیگری از محصولات کاغذی هستند. مواد خام اولیه در تهیه کاغذ و مقوا الیاف سلولز است که می‌تواند از الیاف بکر درختان یا فیبر بازیافتی به دست آمده از بازیافت محصولات کاغذی تهیه شود.
در زمینه ممنوعیت پلاستیک، محصولات کاغذی که مزایای بی شماری در توسعه پایدار و حفاظت از محیط زیست دارند، می‌توانند جایگزین بسیاری از محصولات پلاستیکی شوند. این امر باعث می‌شود تا به عنوان مواد بسته بندی سبز را مطرح می‌کند که بهترین فرصت برای تولید کنندگان خمیر و کاغذ است. اکثر کارخانجات کاغذسازی فقط کاغذ پایه برای صنایع غذایی تولید می‌کنند. SPB کاغذهای پایه چند لایه مختلفی برای صنایع غذا مانند لیوان و بشقاب تولید می‌کند. این محصولات عمدتا از خمیر بکر در چارچوب استانداردهای FDA؛ یعنی عاری از فلزات سنگین و عناصر سمی، استفاده می‌کنند که توسط TUV (سازمان بازرسی مستقل) برای صنایع غذایی تست و تائید شده است. در این کارخانجات، مبدل‌ها در حال ساخت محصولات متنوع هستند. درمقایسه با پلیمرهای نفتی معمولی، ویژگی‌هایی همچون خواص مکانیکی ضعیف، خواص مانع و هزینه‌های پردازش بالا تجاری سازی آن را در مقیاس صنعتی به تاخیر می‌اندازند. ترکیب بیوپلیمرهای مختلف مانند پلی لاکتیک اسید و پلی کاپرولاکتون خواص مانع مطلوبی را ایجاد کرده و ما نیز می‌توانیم به سبب آن، بر معایب بیوپلیمرهای واحد غلبه کنیم. صنعتی سازی پوشش‌های بیوپلیمری در بسته بندی کاغذی به پژوهش بیشتری نیاز دارد تا بسته بندی محصول را با کاهش هزینه تولید بهبود بخشد. بنابراین، تولیدکنندگان کاغذ بایستی برای توسعه فناوری‌های تولید پیشرفته با هدف کاهش هزینه تولید با کارایی بالا تلاش کنند. تکیه بر پوشش مانع حاوی مخلوط‌های پلیمری بهینه و ارتقاء فناوری برای مطابقت با خواص مورد نیاز ضروری است. اگر CFTRI بتواند فرمول‌های شفافی از پوشش های مانع ارائه دهد، از روش‌های آزمایش تحمل بار طبق مقررات FDA استفاده می‌شود که برای تولیدکنندگان و مصرف کنندگان مفیدتر خواهد بود.
