Kokios medžiagos naudojamos naujo tipo maisto{0}}plastikiniams pietų-rūšims?

1. Įvadas

Nauji maistinių -plastikinių priešpiečių dėžutės medžiagų tipai konkrečiai reiškia medžiagas, kurios nuo 2021 m. atsirado arba pasiekė reikšmingų technologinių laimėjimų maisto pakuočių srityje. Palyginti su tradiciniais naftos -plastmasėmis, jos turi didelių pranašumų biologinio skaidumo, saugos ir funkcionalumo požiūriu. Pagal Kinijos standartizacijos administracijos išleistus „Bendruosius visiškai biologiškai skaidžios logistikos ir greitosios pakuotės techninius reikalavimus“ (GB/T41010-2021), biologiškai skaidus.pietūs{0}}vežti konteineriuskompostavimo sąlygomis per 180 dienų turi pasiekti daugiau kaip 90 % biologinio skilimo greitį, o skilimo produktai neturi sukelti antrinės dirvožemio, vandens telkinių ir ekosistemų taršos.

Atsižvelgiant į medžiagų šaltinius, naujos rūšies maistinės -plastikinės priešpiečių dėžutės medžiagos daugiausia skirstomos į tris kategorijas: pirma, visiškai biologiškai skaidomos medžiagos, pvz., polipieno rūgštis (PLA), polihidroksialkanoatai (PHA) ir krakmolo -pagrindo medžiagos; antra, naftos -pagrindo biologiškai skaidžios medžiagos, pvz., polibutileno adipato tereftalatas (PBAT) ir polibutileno sukcinatas (PBS); ir trečia, sudėtinės biologiškai skaidžios medžiagos, tokios kaip PLA/PBAT mišiniai. Visos medžiagos turi būti sertifikuotos maistui ir atitikti Kinijos GB 4806 serijos standartus, JAV FDA standartus arba ES 10/2011 reglamentus.

2. Naujų maisto produktų klasifikavimas ir charakteristikų analizė

2.1 Bio-pagrįstos biologiškai skaidžios medžiagos

2.1.1 Polilaktinė rūgštis (PLA) ir jos modifikuotos medžiagos

Polilakto rūgštis (PLA) šiuo metu yra labiausiai komerciškai prieinama biologiškai skaidoma medžiaga. Jis daugiausia gaminamas iš augalų krakmolo, pavyzdžiui, kukurūzų ir cukranendrių, fermentacijos būdu, kad būtų gauta pieno rūgštis, o po to polimerizuojama. 2023 m. PLA sudarė apie 42% žaliavų, naudojamų biologiškai skaidžiojepietūs{0}}vežti konteineriusKinijoje, pasižyminti geru skaidrumu, tvirtumu ir apdorojimo našumu.

Pagrindinis gryno PLA trūkumas yra jo nepakankamas atsparumas karščiui; jo šilumos iškraipymo temperatūra paprastai yra žemesnė nei 60 laipsnių, o stiklėjimo temperatūra yra maždaug 60-65 laipsnių. Tačiau jo veikimą galima žymiai pagerinti taikant modifikavimo būdus: naudojant CPLA (modifikuoto PLA) technologiją, atsparumą karščiui galima padidinti iki 80-150 laipsnių, atitinkančius karštų gėrimų puodelių dangtelių (80 laipsnių) ir kai kurių trumpalaikių karšto maisto pakuočių reikalavimus; įdiegus reaktyvius suderinamuosius (pvz., Joncryl ADR) ir nanokompozitų technologiją, medžiagos atsparumas smūgiams padidinamas nuo 2-3 kJ/m² grynam PLA iki 15-20 kJ/m²; branduolių formavimo agentų ir atkaitinimo procesų pagalba šilumos iškraipymo temperatūra gali viršyti 90 laipsnių.

Kalbant apie skilimo efektyvumą, pramoninio kompostavimo sąlygomis (58–70 laipsnių, 60 % drėgmės, aerobinio) per 90 dienų PLA gali pasiekti daugiau nei 90 % skaidymo greitį, tačiau natūralioje aplinkoje skaidymosi greitis labai sulėtėja, o šaltame vandenyje jis beveik nesuyra. Kalbant apie savikainą, PLA žaliavų kaina yra maždaug 17 500–23 000 juanių už toną, o PLA dervos kaina 2024 m. sumažėjo iki 18 000 juanių už toną, ty 38,7% mažiau nei 2020 m.

2.1.2 Polihidroksialkanoatai (PHA)

Polihidroksialkanoatai (PHA) sintetinami mikrobiškai fermentuojant cukrų arba lipidus, kurie priklauso visiškai biologinėms medžiagoms{0}}. Jie pasižymi puikiu biologiniu suderinamumu ir visišku skaidomumu aplinkoje ir gali veiksmingai skaidytis net jūros vandenyje ar dirvožemyje, o skilimo ciklas trunka apie 3-6 mėnesius, todėl iš tikrųjų pasiekiamas ciklas „nuo lopšio- iki lopšio“.

Tačiau komercinį PHA taikymą daugiausia riboja kaina. Remiantis Kinijos mokslų akademijos Ningbo Medžiagų technologijos ir inžinerijos instituto ataskaita, 2025 m. sausio mėn. PHA įsiskverbimo į Kinijos biologiškai skaidžių pakavimo medžiagų rinką rodiklis 2023 m. buvo tik apie 5 %, daugiausia dėl didelių gamybos sąnaudų (maždaug 2-3 kartus didesnės nei PLA) ir didelio masto gamybos pajėgumų-. 2024 m. PHA gamybos sąnaudos vis dar siekė 40 000 -60 000 juanių už toną, o tai yra žymiai didesnės nei 22 000–28 000 juanių už toną PLA. Kalbant apie našumą, PHA turi gerą biologinį suderinamumą ir skaidomumą, tačiau reikia pagerinti jo terminį stabilumą ir apdorojimo efektyvumą. Šiuo metu „Hengxin Life“ reklamuoja PHA vandens pagrindu pagamintos emulsijos internetinės dengimo technologijos įgyvendinimą, taikydama keturių šalių bendradarbiavimo modelį. Ši technologija ne tik palengvina didelių PHA sąnaudų problemą, bet ir sukuria papildomos vertės perdirbimo įmonėms, kurių celiuliozės regeneravimo rodiklis viršija 95%.

2.1.3 Kompozitinės medžiagos iš krakmolo

Krakmolo{0}}pagrindinėse sudėtinėse medžiagose kaip pagrindiniai komponentai naudojamas natūralus krakmolas, pvz., kukurūzų ir maniokų krakmolas. Maišant ir modifikuojant juos su biologiškai skaidomais poliesteriais, tokiais kaip PLA ir PBAT, galima sumažinti sąnaudas ir pagerinti biologinį skaidomumą. 2023 m. jų dalis biologiškai skaidomuosepietūs{0}}vežti konteineriusbuvo maždaug 18%, o žaliavų sąnaudos buvo tik 8 000–12 000 juanių už toną, daug mažesnės nei PLA.

Šios medžiagos pranašumai yra dėl didelio žaliavos atsinaujinimo ir mažos kainos, tačiau jos mechaninės savybės ir atsparumas vandeniui yra prastos, todėl paprastai ją reikia maišyti ir modifikuoti su kitomis bio{0}}pagrindo medžiagomis. Remiantis 2024 m. Nacionalinės plėtros ir reformų komisijos Išteklių išsaugojimo ir aplinkos apsaugos departamento duomenimis, nors krakmolo -pagrindo medžiagos yra pigios, plastifikatoriai, suderinikliai ir kiti funkciniai priedai, reikalingi apdorojimo našumui pagerinti, dažniausiai importuojami, o jų kainoms didelę įtaką daro tarptautinės chemijos rinkos svyravimai.

2.2 Naftos -biologiškai skaidžios medžiagos

2.2.1 Polibutileno adipato tereftalatas (PBAT)

Polibutileno adipato tereftalatas (PBAT) yra pusiau {0}kristalinis elastomeras, susintetintas adipo rūgšties, tereftalio rūgšties ir butandiolio polikondensacijos būdu, kurio kristališkumas yra maždaug 10–20 %. Jis pasižymi puikiu lankstumu ir lankstumu, o pailgėjimas trūkimo metu yra 500–700%, todėl tai yra vienas tvirčiausių šiuo metu turimų biologiškai skaidžių plastikų.

PBAT lydymosi temperatūra yra apytiksliai 110-130 laipsnių, o šilumos iškraipymo temperatūra yra apytiksliai 30–40 laipsnių, geras apdorojimas, pritaikytas įvairiems procesams, pvz., liejimui įpurškimu, ekstruzija ir plėvelės pūtimu. Kalbant apie skilimo efektyvumą, PBAT gali visiškai suskaidyti dirvožemyje per 6–12 mėnesių, o skilimo produktai yra netoksiški. Jis taip pat gana greitai suyra įvairiose aplinkose. Kadangi PBAT gali pagerinti PLA trapumą, jis dažnai naudojamas mišiniuose su PLA, o 2024 m. jo dalis biologiškai skaidomose priešpiečių dėžutės žaliavose pasiekė 32%. Kalbant apie sąnaudas, PBAT kaina yra maždaug 17 000–19 000 RMB / tona, o žaliavos sudaro 65–70% gamybos sąnaudų. Pagrindinės žaliavos, 1,4-butandiolio (BDO), kaina yra stabili – 7800 RMB/t, o tai sudaro daugiau nei 65 % žaliavos kainos.

2.2.2 Polibutileno sukcinatas (PBS)

Polibutileno sukcinatas (PBS) yra labai kristalinis poliesteris, kuris atrodo kaip balkšva, bekvapė ir beskonė kieta medžiaga, pasižyminti geru biologiniu suderinamumu ir biologiniu skaidymu, ir gali būti natūraliai skaidoma į anglies dioksidą ir vandenį. Jo išskirtinis pranašumas yra puikus atsparumas karščiui, kai šilumos iškraipymo temperatūra yra artima 100 laipsnių, kuri po modifikavimo gali viršyti 100 laipsnių, atitinkanti kasdieninių poreikių atsparumo karščiui reikalavimus.

PBS mechaninis stiprumas yra panašus į bendrosios paskirties plastikų, pvz., PP ir PE, stiprumą ir gali būti pritaikytas paruošimo procesams, tokiems kaip liejimas įpurškimas, ekstruzija, plėvelės pūtimas ir laminavimas. Jis taip pat gali būti maišomas su užpildais, tokiais kaip kalcio karbonatas ir krakmolas, siekiant sumažinti išlaidas. Kalbant apie skilimo efektyvumą, PBS gali būti efektyviai skaidomas mikroorganizmų ir fermentų kompostavimo, dirvožemio, vandens ir aktyviojo dumblo aplinkoje, o jo skaidymui nereikia aukštos temperatūros ir didelės drėgmės sąlygų, reikalingų PLA, todėl jis yra artimesnis natūralaus skilimo scenarijui. Kalbant apie kainą, vietinis PBS yra maždaug 19 000 RMB / tona, o importuotas PBS yra maždaug 23 500 RMB / tona. Nors kaina didesnė, ji turi unikalių pranašumų aukščiausios klasės-naudojimo srityse, pvz., karščiui{10}}atsparių maisto indų ir medicininių medžiagų.

2.3 Didelės{1}}našumo modifikuotos medžiagos

2.3.1 Nanokompozitinės modifikuotos medžiagos

Nanokompozito modifikavimo technologija pastaraisiais metais yra svarbi kryptis kuriant naujas maistinių{0}}plastikinių maisto konteinerių medžiagas. Montmorilonito nanodalelių pridėjimas prie PLA matricos gali 3 kartus pagerinti medžiagos deguonies barjerą ir padidinti atsparumo karščiui temperatūrą iki 120 laipsnių, todėl ją galima tiesiogiai naudoti karštai užpildytose sulčių pakuotėse; Nanoceliuliozė, kaip aukštos-kokybės sutvirtinanti medžiaga, turi itin smulkią 5–20 nanometrų pluošto struktūrą, kuri gali sudaryti tankų vandenilio jungčių tinklą PLA matricoje, sumažindama medžiagos pralaidumą deguoniui iki 0,5 cc/m²·day·atm, ty daugiau nei 80 % pagerėjimo, palyginti su grynu PLA.

Taikant nanomolio kompozito bio{0}}plastiko technologiją išsprendžiama tradicinių bio-medžiagų deformacijos aukštoje temperatūroje{1}}problema. Kompozitinė medžiaga, paruošta skatinant vienodą nanodalelių dispersiją ultragarsu (1200 aps./min. maišant 20 minučių), po to vakuuminiu filtravimu (100 μm filtras) ir karštuoju presavimu (80 laipsnių kietėjimas), žymiai pagerino mechanines savybes ir barjerines savybes, išlaikant biologinį skaidumą.

2.3.2 Daugiasluoksnė ko-ekstruzijos ir paviršiaus dengimo technologija

Daugiasluoksnė ko-ekstruzijos technologija yra pagrindinis aukštos kokybės-aplinkai nekenksmingų maisto indų gamybos procesas. Vienu metu išspaudžiant karščiui atsparų sluoksnį (pvz., modifikuotą PLA), barjerinį sluoksnį (pvz., PBAT arba EVOH, turintį nanoužpildų) ir paviršinį sluoksnį (pvz., gryną PLA), naudojant kelis ekstruderius, susidaro „sumuštinio“ struktūra. Tai ne tik pagerina bendrą medžiagos našumą, bet ir efektyviai sumažina išlaidas.

Paviršiaus dangos modifikavimo technologija žymiai pagerina PLA/PBAT maisto indų barjerą ir atsparumą vandeniui, vidinę sienelę padengdama itin -plona, ​​aukšta{1}} barjerine danga. Tarp jų, internetinė dengimo technologija, naudojanti PHA vandeninę emulsiją, turi plačias pramonės perspektyvas. Tai ne tik išsprendžia didelių PHA sąnaudų problemą, bet ir sukuria papildomą vertę perdirbimo įmonėms, kurių perdirbimo lygis viršija 95%.

2.4 Išsami lyginamoji medžiagų savybių analizė

Kaip matyti iš anksčiau pateiktos lentelės, yra aiškus kompromisas tarp skirtingų medžiagų našumo ir kainos: PLA pasižymi išskirtiniu skaidrumu ir tvirtumu, tačiau nepakankamai atsparus karščiui; PBAT turi gerą lankstumą, tačiau trūksta stiprumo ir atsparumo karščiui; PBS turi puikų atsparumą karščiui, bet didesnę kainą; PHA yra geriausiai aplinkai nekenksmingas, tačiau jo kaina riboja didelio masto taikymą; krakmolo{2}}pagrindų medžiagų kaina yra mažiausia, tačiau jų našumas yra palyginti prastas.

3. Technologijų plėtros ir inovacijų tendencijos

3.1 Technologiniai proveržiai 2021–2026 m

Nuo 2021 m. iki 2026 m. buvo pasiekta keletas svarbių laimėjimų, susijusių su naujomis -plastikinių maisto talpyklų medžiagų technologijomis. PLA technologijos sistemoje laktido sintezei ir gryninimui reikalingas didesnis nei 99,5% grynumas, kad būtų užtikrintas produkto veikimas, todėl procesai yra sudėtingi ir sunaudojama daug energijos. Tačiau, įdiegus reaktyviuosius suderinamuosius ir nanokompozitų technologiją, medžiagos atsparumas smūgiams buvo padidintas nuo 2-3 kJ/m² iki 15-20 kJ/m². Kartu su branduolių formavimo medžiagomis ir atkaitinimo procesais šilumos iškraipymo temperatūra viršijo 90 laipsnių.

Biologinės{0}}medžiagų sintezės technologijos srityje Anhui Fengyuan Group bendradarbiavo su pirmaujančia vietine maisto pristatymo platforma, siekdama sukurti „Biologiškai skaidžių pakuočių jungtinį inovacijų centrą“, kurio tikslas – optimizuoti PLA ir popierinių kompozitinių medžiagų barjerines savybes drėgnoje ir karštoje aplinkoje. Jie sėkmingai sukūrė naujo tipo maisto talpyklų medžiagą, kuri gali atlaikyti nuolatinį panardinimą į 95 laipsnių karštą vandenį 60 minučių be deformacijų, o masinę gamybą pasiekė 2024 m. antrąjį ketvirtį.

Reikšmingi pasiekimai buvo pasiekti ir katalizinės technologijos srityje: kambario-temperatūros katalizinė technologija gali paversti 95 % PVC ir AAP mišrių plastikų atliekų į didelio-oktaninio skaičiaus benziną, todėl energijos sąnaudos sumažėja 70 %, todėl sudėtingas--maišytas plastikas paverčiamas vertingais ištekliais; Naujoji Novozymes kutinazė pasiekė 96% ir 72% skilimo efektyvumą PLA/PBAT kompozicinėms medžiagoms, todėl skilimo ciklas sutrumpėjo iki 45 dienų.

3.2 Naujų katalizatorių ir gamybos procesų inovacijos

Naujos katalizatorių technologijos žymiai pagerino medžiagų eksploatacines savybes ir gamybos efektyvumą. Pavyzdžiui, JAV „Novomer“ sukurta karbonato poliolio technologija leido sukurti medžiagą, kurios atsparumas plyšimui yra 98 kN/m, o tai 60 % pagerėjimas, palyginti su tradiciniu polietilenu.

Kalbant apie gamybos procesus, superkritinis anglies dioksidas (CO₂) naudojamas kaip fizinis putojantis agentas, o formoje momentiškai sumažinamas slėgis, kad susidarytų mikrono -dydžio uždarų- elementų struktūra, o tai pagerina medžiagos veikimą ir sumažina gamybos sąnaudas. Proveržio pasiekta ir bio-fermentinio skaidymo technologijoje. Naujoji Novozymes kutinazė žymiai pagerino PLA/PBAT kompozitinių medžiagų skaidymo efektyvumą, sutrumpindama skilimo ciklą iki 45 dienų, suteikdama naują sprendimą biologiškai skaidžių medžiagų perdirbimui ir apdorojimui.

3.3 Paviršiaus apdorojimo ir funkcionalizavimo technologijos

Paviršiaus apdorojimo technologijos vaidina lemiamą vaidmenį gerinant medžiagų funkcionalumą. Keičiant paviršiaus dangą, medžiagoms gali būti suteikta specialių funkcijų, išlaikant joms būdingas savybes. Pvz., PLA/PBAT maisto indų vidinio paviršiaus padengimas aukšto -barjero danga gali žymiai pagerinti deguonies barjero savybes ir atsparumą vandeniui.

Foto{0}}biologinio skaidymo technologija yra dar viena svarbi plėtros kryptis. Remiantis Nacionalinio plastiko gaminių kokybės priežiūros ir tikrinimo centro bandymų ataskaita, šalyje pagamintų foto-biologiškai skaidžių maisto produktų talpyklų iš polipropileno skilimo ciklas yra 90–180 dienų, o skilimo greitis viršija 92 proc. Be to, pagerintas gaminio atsparumas karščiui leidžia išlaikyti aukštesnę nei 120 laipsnių karščio temperatūrą, o tai sumažina kaitinimo laiką 18,3 % ir sumažina energijos sąnaudas naudojimo metu.

4. Išsamus išlaidų{1}}naudos įvertinimas

4.1 Žaliavų sąnaudų analizė

Naujų -plastikinių maisto talpyklų medžiagų sąnaudų struktūroje didžiausią dalį sudaro žaliavų sąnaudos – 65,2 proc., darbo sąnaudos – 18,3 proc., gamybos sąnaudos – 12,1 proc., kitos – 4,4 proc. Numatoma, kad 2026 m. pagrindinių biologiškai skaidžių žaliavų kainos, palyginti su 2025 m., padidės 15-25 proc., o tai darys didelį spaudimą įmonių pelningumui.

Įvairių medžiagų sąnaudų struktūros labai skiriasi: PBAT gamybos sąnaudose žaliavos sudaro 65-70%, energija ir nusidėvėjimas sudaro 15-20%, o darbo ir kitos išlaidos sudaro apie 10%; PHA sąnaudų sudėtyje žaliavos (daugiausia anglies šaltiniai) sudaro 40-50%, tačiau energijos sąnaudos, įrangos nusidėvėjimas ir nuotekų valymo sąnaudos fermentacijos ir perdirbimo etapuose kartu viršija 40%, tai atspindi sudėtingą procesą ir energijos suvartojimo ypatybes.

4.2 Gamybos sąnaudų palyginimas su tradicinėmis medžiagomis

Šiuo metu vidutinė biologiškai skaidžių maisto produktų pakuočių vieneto kaina yra 2,3-2,8 karto didesnė nei tradicinių PP/PS produktų. PLA vieneto kainapietūs{0}}vežti konteineriusyra apytiksliai 0,8-1,2 RMB/vnt., o tradiciniai PP piet-indai kainuoja tik 0,35-0,45 RMB/vnt. Kalbant apie žaliavų sąnaudas, pagrindinių biologiškai skaidžių medžiagų, tokių kaip PLA, PHA ir PBS, vieneto gamybos sąnaudos vis dar yra žymiai didesnės nei tradicinių naftos pagrindu pagamintų plastikų. 2024 m. vidutinė PLA kaina iš gamyklos yra maždaug 28 000 RMB/t, o tradicinio polipropileno (PP) – tik apie 9 000 RMB/t.

Tačiau didėjant-gamybai ir technologinei pažangai, išlaidų skirtumas palaipsniui mažėja. Remiantis pramonės vertinimais, tikimasi, kad PLA vieneto kaina sumažės nuo maždaug 22 000 RMB/t 2024 m. iki 15 000 RMB/t 2030 m., o PBAT kaina taip pat susilygins nuo dabartinės 18 000 RMB/t iki 13 000 RMB/t.

4.3 Perdirbimo ir šalinimo išlaidų įvertinimas

Biologiškai skaidžių pusryčių konteinerių perdirbimo ir šalinimo{0}}kaštai skiriasi priklausomai nuo medžiagos tipo ir apdorojimo metodo. Pramoniniam kompostavimui medžiagoms, tokioms kaip PLA, reikia specifinių aukštos-temperatūros ir didelės-drėgmės sąlygų, todėl reikia daug investuoti į perdirbimo įrenginius. Kalbant apie perdirbimą, tokias medžiagas kaip PET galima perdirbti naudojant cheminio perdirbimo technologijas, tačiau technologinės išlaidos yra didelės.

Aplinkosaugos reikalavimų laikymosi išlaidos taip pat nėra nereikšmingos. 2021 m. įgyvendinus 14-ąjį penkerių metų planą dėl taršos plastiko kontrolės veiksmų plano, įmonės turi investuoti į išmetamųjų dujų valymą, pakartotinį nuotekų naudojimą ir kietųjų atliekų klasifikavimą. Maži ir vidutiniai priešpiečių dėžučių gamintojai per metus vidutiniškai išleidžia maždaug 500 000–1 milijoną RMB. Tačiau ilgalaikėje perspektyvoje atitikties nauda yra didelė. Kinijos žiedinės ekonomikos asociacijos skaičiavimai rodo, kad reikalavimus atitinkančių įmonių vidutinės visapusiškos produkto vieneto sąnaudos sumažėjo 18 %, palyginti su 2020 m., daugiausia dėl masto ekonomijos, mokesčių lengvatų ir sumažėjusių atliekų išvežimo mokesčių.

4.4 Sąnaudų-Efektyvumo analizė pagal skirtingus taikymo scenarijus

Naujų medžiagų sąnaudų{0}}efektyvumas skiriasi atsižvelgiant į skirtingus taikymo scenarijus. Aukštos kokybės-maitinimo ir išsinešimo scenarijais vartotojai yra mažiau-jautri kainoms ir labiau rūpinasi aplinkos ypatumais ir naudotojų patirtimi; Didelės apimties viešųjų pirkimų scenarijuose, pvz., mokyklų valgyklose ir įmonių grupių maitinime, išlaidų kontrolė yra svarbesnė, todėl reikia suderinti našumą ir kainą.

Pakuotės dizaino optimizavimas taip pat gali žymiai pagerinti efektyvumą. Kaip pavyzdį PP pietūs -supakuoti, naudojant lengvą konstrukciją, svoris gali būti sumažintas nuo 28 gramų iki 24 gramų, išlaikant tvirtumą. Remiantis metine 1 milijardo vienetų gamyba, tai kasmet sutaupo daugiau nei 32 mln. RMB žaliavų sąnaudų. Ši strategija taip pat taikoma naujoms biologiškai skaidžioms medžiagoms; sumažinus medžiagų naudojimą optimizuojant konstrukciją, galima efektyviai sumažinti išlaidas.

5. Regioninės rinkos skirtumų analizė

5.1 Politikos ir reglamentų skirtumai

Politika ir taisyklės labai skiriasi pagrindinėse pasaulio rinkose, o tai tiesiogiai veikia medžiagų panaudojimo tempą. 2021 m. ES įgyvendino Vienkartinio-plastiko direktyvą, uždraudusi 10 įprastų vienkartinių 2020 m. Kinija patobulino plastiko draudimą, aiškiai nurodydama, kad iki 2025 m. neskaidžių plastikinių maišelių naudojimas maitinimo ir išsinešimo sektoriuje miestuose, esančiuose virš apskrities lygio, turėtų būti sumažintas iki mažiau nei 5 proc. Ji kuria su maistu besiliečiančių medžiagų saugos sistemą, orientuotą į GB 4806 serijos standartus ir 2024 m. rugsėjį įgyvendintą GB 4806.7-2023 m. „Plastikinės medžiagos ir produktai, skirti liestis su maistu“, integruojant dervos ir gaminių standartus bei pridedant krakmolo plastiko kategoriją.

JAV federaliniu lygmeniu šiuo metu nėra vieningų teisės aktų, tačiau tokios valstijos kaip Kalifornija ir Niujorkas priėmė „plastikinių maišelių mokesčius“ ir privalomus biologiškai skaidžių pakuočių įstatymus, sukurdamos „iš apačios{0}}į viršų“ varomąją jėgą. FDA reglamentuoja plastikines medžiagas pagal 21 CFR 177 dalį, kurioje reikalaujama, kad vandens pagrindu pagamintų maisto produktų bendra migracija neviršytų 10 mg/dm², o riebių maisto produktų – ne daugiau kaip 50 mg/kg.

5.2 Vartotojų įpročių ir rinkos paklausos skirtumai

Europos rinka, palaikoma griežtų aplinkosaugos taisyklių ir brandžių vartotojų įpročių, turi didžiausią biologiškai skaidžių stalo įrankių skvarbą ir 2023 m. pasiekė 75 %. Tokios šalys kaip Vokietija ir Švedija pasiekė visišką išsinešimo sektoriaus aprėptį. Vokietija, Prancūzija, Italija ir JK sudaro 72% Europos paklausos, kasmet naudojant 2,1 mln. tonų aplinkai nekenksmingų RPET ir PLA konteinerių.

Azijos{0}}Ramiojo vandenyno rinka yra augimo variklis, o Kinija, Japonija ir Pietų Korėja sudaro 85 % regioninės rinkos. 2023 m. Kinijos rinkos dydis padidėjo 85 % per metus-palyginti su{5}}2023 m., tačiau skverbties lygis siekia tik 28 %, o tai rodo didžiulį potencialą per ateinančius penkerius metus. Kaip didžiausia pasaulyje gamintoja ir vartotoja, Kinija pagamina daugiau nei 60 % pasaulinių biologiškai skaidžių maisto konteinerių gamybos pajėgumų. Dėl aplinkosaugos politikos tradicinių PS medžiagų dalis sumažėjo iki 35%, o biologiškai skaidžių medžiagų, tokių kaip PLA ir PBAT, dalis viršijo 28%.

Dėl lėto FDA naujų medžiagų sertifikavimo proceso Šiaurės Amerikos rinkos sudėtinis metinis augimo tempas nuo 2023 iki 2025 m. siekia tik 3,2%. Kaip pagrindinė vienkartinių stalo reikmenų vartotoja visame pasaulyje, JAV vyrauja greito-maisto kultūra ir išplėtotas išsinešimo verslas, todėl vartotojų paklausa yra didelė maisto taros patogumui.

5.3 Tiekimo grandinės brandos palyginimas

Kinija suformavo visą pramonės grandinę, kurioje daugiau nei 80 % gamybos pajėgumų sutelkta Rytų ir Pietų Kinijoje. Jis pasiekė tarptautiniu mastu pažangų lygį pagrindinių medžiagų, pvz., PLA ir PBAT, srityje, tačiau vis dar trūksta aukščiausios klasės medžiagų, pvz., PHA; perdirbimo ir perdirbimo infrastruktūra vis dar kuriama. Europoje sukurta visapusiška pramoninio kompostavimo ir perdirbimo sistema, kurios technologijų plėtra daugiausia dėmesio skiriama medžiagų perdirbimui; tačiau dėl pajėgumų apribojimų jos priklausomybė nuo importuojamų biologiškai skaidžių produktų iš Azijos išaugo iki 50 %, o dažni antidempingo tyrimai paskatino kai kurias įmones steigti gamyklas užsienyje.

Šiaurės Amerikos tiekimo grandinė daugiausia dėmesio skiria tradicinei plastiko gamybai, o naujų biologiškai skaidžių medžiagų pajėgumų nepakanka. Ji priklauso nuo žaliavų ir gatavų gaminių importo, o technologinė plėtra yra sutelkta į medžiagų funkcionalumo optimizavimą. Perdirbimo sistema visų pirma pagrįsta mechaniniu perdirbimu, o cheminio perdirbimo technologija vis dar yra bandomajame etape.

6. Santrauka ir rekomendacijos

6.1 Pagrindinės tyrimų išvados

Medžiagų technologijos lygis:Bio{0}}pagrįstos biologiškai skaidžios medžiagos tampa pagrindinėmis kryptimis, o PLA ir PBAT užima atitinkamai 42 % ir 32 % rinkos dalis. Naudojant tokias technologijas kaip nanokompozitai ir paviršiaus modifikavimas, modifikuoto PLA atsparumo karščiui temperatūra padidėjo iki 90-120 laipsnių, iš esmės patenkinant karšto maisto pakavimo poreikius.
Kainų{0}}efektyvumo lygis:Naujų biologiškai skaidžių medžiagų kaina vis dar 2–3 kartus viršija tradicines PP medžiagas, tačiau atotrūkis nuolat mažėja. Tikimasi, kad PLA kaina sumažės nuo 22 000 RMB/t 2024 m. iki 15 000 RMB/t 2030 m., ty 32 %.
Rinkos taikymo lygis:Politika{0}}pagrįstas poveikis yra reikšmingas. Biologiškai skaidžių maisto produktų taros įsiskverbimo į rinką rodiklis Kinijoje išaugo nuo mažiau nei 7 % 2021 m. iki maždaug 18 % 2025 m.; vartotojų pritarimas išaugo – 76,3 % vartotojų nori mokėti 5–10 % priemoką už aplinkai nekenksmingas pakuotes.
Regioniniai skirtumai:Didžiausias skverbties rodiklis yra Europoje (75 proc.), sparčiausiai – Kinijoje (85 proc. kasmet), o Šiaurės Amerikoje – lėtas (3,2 proc.). Politika ir taisyklės, vartotojų įpročiai ir tiekimo grandinės branda yra pagrindiniai įtakos veiksniai.

6.2 Ateities tyrimų kryptys

• Medžiagos našumo optimizavimas: Focus on developing high-temperature resistant (>120 laipsnių), alyvai -atsparios ir aukštos{2}} barjero biologiškai skaidžios medžiagos, kad būtų galima išplėsti taikymo scenarijus.
• Sąnaudų mažinimo technologijos:Sumažinkite aukščiausios{0} medžiagų, pvz., PHA, kainą naudodamiesi biologinės fermentacijos ir cheminės sintezės technologijų naujovėmis, kad paskatintumėte plataus masto taikymą.
• Perdirbimo ir apdorojimo technologijos:Sukurti biologiškai skaidžių medžiagų perdirbimo technologijas, tinkamas Kinijos nacionalinėms sąlygoms, ir sukurti visą žiedinės ekonomikos sistemą.
• Išmaniosios pakavimo technologijos:Integruokite jutimo, atsekamumo ir reagavimo į aplinką funkcijas, kad sukurtumėte pažangias biologiškai skaidžias pakavimo medžiagas.
• Gyvavimo ciklo įvertinimas:Sukurti mokslinę poveikio aplinkai vertinimo sistemą, siekiant visapusiškai įvertinti medžiagų naudą aplinkai.
• Politikos ir mechanizmų tyrimai:Tirti įvairiems regionams pritaikytus politikos skatinimo mechanizmus, skatinančius biologiškai skaidžių medžiagų naudojimą rinkoje.

• 

Naujos maistinės{0}}plastinės maisto talpyklos medžiagos yra pagrindinis būdas kovoti su plastiko tarša. Tikimasi, kad technologinių naujovių, politikos paramos ir rinkos skatinimo sinergetinėmis pastangomis šios medžiagos iki 2030 m. užims reikšmingą vietą maisto pakuočių sektoriuje ir suteiks paramą kuriant tvarią pakavimo pramonės sistemą.