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可循环使用包装的最大挑战:重量、卫生和使用寿命 —— 可以通过将多种塑料包装减少到一种来解决

对于许多食品和药妆店产品,法兰克福桥梁系统上提供更耐摔的玻璃或不锈钢制成的可循环使用的包装。对于那些特别轻的,或者不适合用玻璃或不锈钢包装的产品,也将提供生物基聚乙烯替代塑料。 在这里,所使用的多种塑料将被减少到只有一种。它的燃烧只产生水和二氧化碳,后者会十分纯净,可以在工业上重新使用。相反,如果燃烧混合塑料,就会产生很多产物,从而不能分离和再利用二氧化碳。聚乙烯也符合大多数产品的要求:它可以用来制造从薄膜到硬壳所有造型的包装,而且它还可以用可再生原料制造。

章节内容:解决包装问题必须结合多种方法 —— 无包装、可循环和回收利用

1.对终端消费者来说,不一定需要包装的产品不作包装。

2.可循环使用的玻璃和不锈钢包装将用于所有合适的食品和药妆店商品。

3.农产品加工过程中产生的余料将用于生产可持续包装,因此无需开辟新的耕地,而是合理利用现有的植物残余。

4.许多产品出于卫生和保质期的考虑,使用塑料包装是必要的。因此,桥梁上也提供塑料包装,但是减少了塑料包装的种类和它的生产添加物。这些包装在焚烧处理后,可以释放纯净的二氧化碳。这些二氧化碳将使用标准的过滤器过滤,作为原料用于新的生产过程。

只有包装材料的种类限制在几种内,才能达到一定规模,实现规模效益和可持续发展

包装的世界极其多样化,非常混乱,难以控制。到目前为止,最简单的办法就是对包装进行焚烧处理。材料的多样性让循环使用、处理回收的过程效率很低,无法实现可以节约资源和能源所需的规模效益。这个问题的解决方案就是降低包装材料的复杂性,然后只需一种处理过程,无论是循环使用、回收利用或者处理降解,能效都会大大增加,使包装系统更加可持续。

 

当然,减少的过程必须是有区分的,要考虑到不同的产品类别有不同的包装要求。遗憾的是,没有一种 "超级材料 "可以一举取代目前所有的包装材料。

 

 

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目前超市和药妆店的包装方案并不理想

大部分食品和药妆店产品都使用一次性的塑料包装,用完后塑料包装就会进入垃圾箱。

 

根据联邦环境局的统计数据,2018年德国共产生了近1900万吨的包装垃圾,而2009年仅有1500万吨。其中大部分的家庭垃圾被焚烧了。根据市场研究机构Conversio 2017年的一项研究,其中只有16%被回收利用。

 

根据NABU(德国自然保护联盟)的数据,2020年德国热废物处理厂排放了超过900万吨的二氧化碳当量。 有一些方法可以解决这个问题,但都有不足之处:

(1) 可回收塑料并没有完全解决能源和资源消耗的问题,大多数情况下只能回收一部分,而大部分都在降级循环中损失掉了。

(2) 生物塑料:大多数生物塑料不能轻易被生物降解,或者在降解过程中会排放出微塑料。

 

另外一个解决方案是在桥梁上推广的无包装商店。然而,从卫生安全和保质期的角度而言,其概念并不适合所有产品。 因此,桥梁上建立了一个可持续的可循环使用和回收系统,只使用耐用玻璃、搪瓷不锈钢、可焚烧且无微塑料残留、完全可生物降解和低能耗的包装材料。这个系统可以陆续推广到桥梁的周边地区、整个法兰克福,然后再推广到其他城市。

 

 

 

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目前用于一次性包装的资源和能源几乎都进了垃圾箱 —— 完全回收几乎不可能

即使部分塑料能被回收,但大多数塑料包装是如此不纯和复杂,将可回收的成分分离出来的过程成本太高,或者根本不可能。即使是可循环使用的塑料通常也要进行降级回收利用,这不是循环利用。因为它们不再是食品级材料,不能用于制造新的食品包装,而是制造要求不高的产品,如门垫或花盆。

 

桥梁上可回收包装的积极核心价值:玻璃40%可以回收,不锈钢甚至可以完全回收利用。

 

生物塑料往往具有欺骗性:因为其中很多也可以释放微塑料

即使是被认证为可堆肥降解的包装也很复杂。“可堆肥降解 ”的标签经常被误解,因为这些包装不能在传统的住宅花园中堆肥分解,只能在工厂中按照特定情况分解。

 

此外,被归类为可堆肥降解的聚合物只需 90% 的部分分解成小于 2 毫米的成分即可(见EN 13432),因此总是有小颗粒残留下来。这个为期3个月的过程也消耗能源,因为堆肥需要被翻动,并持续在一定的温度。这给“生态背包”带来了很大的压力。如果这种 “可堆肥降解 ”包装最终进入大自然、垃圾填埋场或水域,它们即使分解也会释放出微塑料。

 

 

经常有人呼吁回归从前的购物方式, 但如今超市和药妆店的需求比过去的小卖部或市场要高得多

外卖包装的使用寿命只有几个小时,但超市包装要能够在整个供应链中保护食品,无任何破损。

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人们很难像过去那样在小卖部购买商品,我们大部分的食物不再是本地产品,而要经过长时间的跨地区运输。

 

购物习惯和饮食要求也在不断变化:人们以前偶尔去餐馆吃饭,现在自己做饭的次数变得更少。

 

在过去,即使蔬菜不太新鲜,人们也会买来食用。但今天我们希望一切都没有瑕疵,清脆又新鲜。

 

 

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不加控制地丢弃包装会导致食品、原材料和能源的浪费

包装可以保持食物新鲜,防止食物变质,极大地帮助减少碳排放,因为农业占全球二氧化碳排放量的近20%,还不包括用于运输食物的能源。

 

不符合需求而被扔掉的食物浪费了生产资源,排放二氧化碳污染了环境。 适当的食品包装可以节省大量的农业用地、化肥、甲烷和二氧化碳排放。

 

 

农业是当今人为排放的温室气体最重要的来源之一。据估计,粮食生产造成了全球约三分之一的温室气体排放(IPCC 2021,Nature Food 2021)。其原因是将森林转化为了耕地和牧场,将沼泽变为了干地,以及燃烧生物质。运输、废物处理和工业化进程也是造成温室气体排放的原因。

无包装商店将出售一系列选定的产品,这些产品可以在没有包装的情况下进行销售

无包装商店日益增多,反映了社会想改变深度成熟的便利模式的意愿。要做到这一点,顾客在购物时需要自带容器,这对于有意识地在无包装商店购物的人是可行的。问题是:是否能够大规模推广?人们改用无包装商店系统,除了要提前做好计划之外,也还需要去超市购买所有冷藏或保鲜产品。人们需要投入更多时间,并在一定程度上减少随机性的购物习惯。

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Die Auffuellerei Frankfurt

无包装的产品早就被一些“生活方式倡导者”们所推崇

同样,药妆店的无包装产品选项越来越多。清楚表明了消费者购买无包装产品的意愿。

Shirin Kriklava

为推广无包装产品,桥梁上建有专门销售本地产品的市场

运输路线越短,需要的包装就越少,因此法兰克福桥梁系统上设有给本地或周边地区生产商的专门销售市场。

桥梁上的市场大厅内出售本地、城市园艺和社区农圃所产的商品

Pfandwerk

次优的包装方式:标准容器的循环使用使用

特别是在有机超市,已经开始为典型的无包装产品提供环保且可循环使用的玻璃包装,因为对许多顾客来说自己打包十分耗时,也有卫生安全的顾虑。

 

如果产品是包装完好的,就可以直接从货架上取走,不用灌装称重,可以确保产品从出厂就没有受到污染。

 

从消费者的角度来看,通常可循环使用包装容器的缺点是过重。并且,需要把它们拿回超市回收也影响了销售。

 

 

 

可循环使用的钢化玻璃和搪瓷不锈钢包装适用于许多超市商品

现今超市已经出现玻璃和金属包装了,但其大部分不能回收使用。包装沉重和回收困难让顾客望而却步,运输和清洁成本又加重了食品生产商的负担。

 

桥梁上使用的特殊玻璃包装,在具有同样强度的情况下,经过化学钢化的防摔玻璃容器将更薄更轻。这些轻薄的玻璃容器与外卖包装使用的轻质玻璃容器一样,节省了运输过程中能耗,并大大减轻购物车的重量。

 

金属容器也有循环使用的潜力。与目前普遍使用的金属罐头不同,法兰克福桥梁系统上超市里的产品包装将使用标准的搪瓷不锈钢容器,并使用螺旋盖封口。在打开金属罐的时候不用像开现在的罐头一样,必须把罐头弄坏,使用之后还可以重复使用。只有罐子不能再使用时,才会被回收。

 

如果足够多的供应商使用同样的标准包装,通过物流优化,废旧包装的回收运输成本会大大降低。

 

与所有可循环概念一样,押金制度保障了包装容器的回收。它们可以通过桥梁建筑内的“Renomat”垃圾箱被回收,也可以直接在超市被回收。

 

 

桥梁上的高效循环利用系统:增加尺寸形状多样性,降低材料复杂性

来自不同制造商的产品可以被装入相同的标准容器。标准容器有不同的尺寸可供选择,如此一来,每一种产品都能找到相对应大小的容器。例如,姜汁适合非常小的容器,而果汁通常需要100毫升以上的容器。

 

这意味着,空的包装可以灵活地退回给任何与该系统相连的制造商,而且制造商之间可以相互交换。这使得回收这些包装的回程运输路线得到显著的优化。此外,制造商的送货卡车也可以携带空的、预先清洁过的可回收包装返程。

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药妆店的产品在选择包装时,最大的挑战是卫生安全性和重量

与超市里的食品类似,药妆店也有一些物品可以不用包装,如刷子、小镜子以及肥皂。

 

然而,化妆品和医疗产品则需要包装,而且必须符合某些卫生标准。卫生用品也一样,如卫生棉条或卫生巾。

 

就像“外卖包装”一章中描述的那样,钢化玻璃可用于面霜的包装。但相对于其它许多物品(比如厨房卷纸等)来说,玻璃包装的重量太沉。 扁平的马口铁罐则可用于许多化妆品,如睫毛膏或唇彩。

 

 

 

食品包装的首要任务是帮助食品保质

为了最大限度地延长保质期,超市里的大多数食品都需要包装。包装可以保护产品免受破损,隔绝细菌。对于容易腐烂的食物如香肠或覆盆子,这一点尤其重要。

 

另外,包装还能防止生菜、西兰花和其他蔬菜等食物变干和枯萎,或者防止像蘑菇一样的食物“出水”。

 

有时包装也是必要的,这样食物就不会氧化。例如,肉类和鱼类通常在真空包装或在包装内充有保护气体。

 

像薯片这样的膨化食品也必须在充有保护气体的包装中售卖,以防止食物吸收水分,从而失去其“脆性”或味道。

 

因此,包装本身并不是坏事,相反通过延长保质期和保持卫生标准,它间接地帮助了更具可持续性的消费。

尤其是在食品方面,许多产品往往对包装有非常特殊的要求

 

1.防止挤压等物理性伤害,特别是脆弱的水果和蔬菜,挤压缩短了保质期。

2.防止植物的化学和代谢过程:

I.蒸腾 : 多叶植物的水份蒸发是一个自然的过程,如生菜。它们通过植物叶片下表面的特殊气孔进行调节。这个过程受温度和湿度的影响。为了防止脱水,减少食品浪费,包装能保持产品周围湿度相对稳定,减少水分蒸发。

II.呼吸和代谢产生: 水果会从损坏的果皮位置开始其发酵过程。未包装的蘑菇经过无氧呼吸,导致味道和气味发生变化,加速变质。更准确地说 :糖被氧化,生成二氧化碳和水。

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3. 真空保鲜: 给食物抽取空气,不仅减少了食物内的反应性气体,也保存了营养。例如,鲜肉正越来越多地采用真空包装。鲜肉内含有紫色的色素肌红蛋白。如果空气中的氧气浓度增加,将会氧化成氧化镁红蛋白(浅红色染料)。当二价铁离子被氧化成三价铁离子时,会形成高铁肌红蛋白, 使肉呈现出灰褐色。 这个过程可以通过抽真空或充保护气体来防止。

 

4. 防止环境污染食物的简单方式: 环境中有很多因素会导致食物更快变质,例如导致切片香肠变质的细菌。通过严密的包装或真空包装可以解决这个问题。

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5. 保护气体环境下的保质期: 食品包装内的气体由多种气体组成 ,例如二氧化碳、氮气和氧气。 它们具有不同功能 ,如抑制氧化过程和好氧细菌的生长(二氧化碳和氮气),以及抑制厌氧微生物的生长(氧气)。气体组合不同,其功能也不同 。

 

I.气调包装: 富集氮气 ,置换氧气。不用于销售 ,主要用于水果或蔬菜的长期储存。

II.气配包装: 不同的气体混配取决于产品。为了使烤面包尽可能长时间保存并避免发霉 ,包装中使用了保护气体。坚果需要使用氮气保鲜 ,否则由于其较高的脂肪含量 ,很快就会腐烂 。 乳制品如奶酪或酸奶 ,则使用氮气或二氧化碳作为保护气体 。

III.平衡气调包装: 可以置换气体的环境。考虑到产品自身的呼吸作用,可以置换的气体主要用于水果和蔬菜。因此,这类包装的薄膜采用微孔设计 ,实现二氧化碳和氧气之间的气体交换,延长保鲜期限。这方面的例子有草莓和蘑菇。

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由于保质期限、重量或产品形状等原因,某些产品包装需要使用塑料

只要形状合适,可循环使用的玻璃瓶子和罐子适用于那些可以配合其包装形状的食物,比如果酱、酸奶、大米、豆子甚至黄油。然而,玻璃器皿和金属罐并不合适所有食品,切片香肠和奶酪、水果和蔬菜等不能装在里面。

 

它们不适合冷冻产品,也不适合那些需要在其包装中加热的半成品食物,因为极端的温度会对这些极薄的玻璃或金属产生负面影响。

 

对于其他需要真空包装或需要通过特殊气孔进行气体交换的包装产品来说,也需要塑料。

 

对于药妆店里的大型商品来说,如卫生纸,这种尺寸的玻璃或金属包装相对太重。这样的产品,无涂层、易回收的纸板包装是很好的解决方案, 但这个方案也不可用于药妆店中有保湿需求的产品。

 

结论:为了满足现代食品和药妆市场的所有要求,需要一种具有塑料特性的包装材料。

 

首选塑料:聚乙烯 (PE)

为了尽量减少塑料造成的损害,应该注意:

1.不通过稀缺资源或区域有限的资源生产(例如原油),最好能够从可再生原材料中提取。

2.可回收或至少可以降级回收。

3.分解过程中不排放微塑料、污染物或不可过滤的二氧化碳(例如受到污染的)。

 

此外还要注意:

 

1.焚烧过程中不应产生任何不易过滤掉的物质。

2.该塑料应该适用于食品,最好也适用于酸性食品。

3.该塑料应根据德国食品法获得食品安全许可。

 

聚乙烯(PE)就是这样一种塑料。作为食品工业的包装材料,既可用于坚固的硬塑料包装,也可用于薄膜包装。

 

聚乙烯可以由糖、淀粉或纤维素等可再生原料制成,甚至可以由垃圾如食物残渣或果皮等制成。单独燃烧时只产生二氧化碳和水。二氧化碳可以被提取,用于其它化学制造过程。

 

由可再生原料制成的聚乙烯主要用于法兰克福桥梁系统的薄膜和塑料包装。桥梁上的商店如需要使用塑料包装,则仅限于这一种塑料(PE),同时可以实现对这一塑料品种的单独燃烧,不同于目前进入可回收垃圾桶的各种各样的塑料种类。

一个重要的优势:聚乙烯可以由可再生原料制成

聚乙烯可以由糖、淀粉和纤维素等可再生原料制成,也可以由食品生产中的果皮等废料制成。 这也同样适用于聚丙烯,第二种塑料广泛用于食品包装,但它也有其他缺点(见下文)。

纯聚乙烯燃烧时只产生水和二氧化碳

重点是 “纯度”,不是所有的聚乙烯都一样。必须始终使用同种聚乙烯,以便在控制燃烧的过程中可以完全收集二氧化碳和污染物。只有这样才会只释放二氧化碳和水。

 

同时释放的也有少量的添加剂,这些添加剂在所有塑料包装中都必须用到。但是通过标准化控制可以大大减少聚乙烯中添加剂的数量。

 

如果使用标准化工艺将二氧化碳以(几乎)纯净的形式过滤出来,可以用于其他生物-化学产业,例如用于藻类养殖(需要大型 “湖泊”),或者用于生产其它塑料如聚羟基丁酸酯 PHB或进行人工光合作用。

除聚乙烯外,桥梁上只接受使用由可再生原料制成的塑料包装,并且焚烧后不排放二氧化碳或无微塑料释放出来

塑料包装必须减少塑料种类,只使用那些焚烧后不释放二氧化碳的塑料。这只有在焚烧过程中产生纯净的二氧化碳的情况下才可能实现。因为只有这样,这些二氧化碳才能被其他化学过程使用,即标准化地固定下来。

 

还有一些塑料可以降解而不留下残留物,这意味着可以在有机垃圾箱中分解,同时需要考虑以下两个方面:

 (1)这些塑料必须是真正可降解的,不能仅仅只是在实验室条件下不产生残留物,它们需要完全分解,不留下任何微塑料。

 (2)进一步需要确认的是,这个生物分解的过程不会消耗大量能源,即在一定时间内就可堆肥降解,无需培养、调节和持续更新那些昂贵的微生物。

聚乙烯(PE)的利用可无缝融入桥梁的循环系统

聚乙烯(PE)包装与其他包装材料分离后进行焚烧处理, 只要聚乙烯是纯净的,在这个过程中就只会产生二氧化碳和水。 焚烧过程中产生的能量可以进一步利用。 二氧化碳通过特殊过滤处理,不会被排放到大气中,将以多种方式重复利用,例如用作一些产品的保护气体,或者供化学工业使用。

 

像目前的许多塑料一样,如果聚乙烯被储存在露天垃圾填埋场,就会产生甲烷。而甲烷在大气中储存的热量是二氧化碳的 25 倍。

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包装处理和回收利用的示意图

这三种类型的包装(玻璃、金属或聚乙烯)从桥梁上的建筑中回收后,将被运到城市处理公司,在那里焚烧(聚乙烯)或者清洗后送给各类生产商,重新罐装好商品后再次回到超市(玻璃和钢铁)。

结论:选择包装材料的目标是降低回收过程的复杂性。

应当为所有产品找到合适的包装方式。如果可能,尽可能采用无包装。在产品适合的情况下,使用标准的玻璃和金属容器作为可循环使用的解决方案。

 

不属于这些类别的,但使用塑料包装后保质期明显得到延长的产品,出于可持续发展考虑应该使用塑料包装,以避免浪费食物。

 

如果一次性塑料是由可再生原料制成的(即碳中和),没有微塑料释放的风险,并可以在有机垃圾箱中堆肥降解,或者像聚乙烯一样焚烧时可以产生纯净的二氧化碳,用于下游工业制造其它产品,不会排放到空气中,那么一次性塑料的处理就没有问题。