Rozmowa ze Stevenem Mojo z Instytutu Produktów Biodegradowalnych

Prezentujemy rozmowę ze Stevenem Mojo. Stoi on na czele amerykańskiego Instytutu Produktów Biodegradowalnych (Biodegradable Products Institute). Opowiada m.in. o roli jaką we współczesnym przemyśle opakowaniowym zaczynają odgrywać materiały biodegradowalne. - Branża biopolimerów jest nadal w fazie rozwoju; warunki i terminologia nadal się kształtują, Szczerze mówiąc chciałbym nakłonić producentów, aby poświęcali jak najwięcej swojej uwagi kwestiom zawartości materiałów odnawialnych oraz biodegradowalności i kompostowalności - mówi Steven Mojo.

Proszę powiedzieć, czy kiedy używamy określeń biopolimer lub biotworzywo, mówimy wówczas o materiale z tworzywa, które jest biodegradowalne, czyli np. oparte na odnawialnych materiałach?
Steven Mojo: - Niektórzy ludzie będą mówić, że biopolimer jest tworzywem, które posiada odnawialną zawartość. Inni z kolei będą przyznawać, że jest to materiał, który jest biodegradowalny. Jeszcze inni dojdą zaś do wniosku, że chodzi o materiał, który jest po trochę jednym i drugim.

Wiele produktów znajdujących się w tej chwili na rynku jest połączeniem materiałów opartych na ropie naftowej oraz materiałów opartych na odnawialnych surowcach. Tak więc biopolimer jest jednym z tych terminów, które wchodzą do branżowej terminologii bez precyzyjnego określenia jego definicji.

Ale na świecie próbuje się to normować.
Japończycy poinformowali, że będą oczekiwać 25 proc. zawartości materiałów odnawialnych w masie tworzyw określanych jako biopolimery. Ale już w Ameryce nie przypuszczam by doszło do wprowadzania definicję dla biopolimeru w jakimkolwiek znaczącym szczególe.

Ostatnie zapowiedzi pochodzące z Ameryki i Brazylii mówiące o tym, że niektóre koncerny mogą teraz uzyskiwać tradycyjny polietylen z odnawialnych surowców z trzciny cukrowej i etanolu są naprawdę ekscytujące i otwierają nowe możliwości rozwojowe w obszarze biopolimerów. Ponadto już teraz można mieć tradycyjną folię z tworzyw, która jest oparta wyłącznie na odnawialnych surowcach.

Przecież brazylijski koncern petrochemiczny Braskem opracował już innowacyjną technologię polimeryzacji etylenu pochodzącego z alkoholu etylowego wytwarzanego poprzez fermentację surowców roślinnych. W produkcji nowego polietylenu stosowana będzie technologia oparta w całości na wykorzystaniu źródeł odnawialnych, w tym trzciny cukrowej. Ma to być pierwszy na świecie przypadek, kiedy biopolimer posiadałby dokładnie takie same właściwości jak tworzywa syntetyczne.

Według mnie nie istnieje przymus według którego biopolimery musiały by być biodegradowalne lub składać się w 100 proc. z surowców odnawialnych. Tym samym więc można mieć mieszankę syntetycznych i odnawialnych materiałów, które nie biodegradują, albo też polietylen, który jest w całości odnawialny lecz nie będzie biodegradował.

Tym, co czyni tę technologię tak bardzo ekscytująca jest to, że można wykorzystywać kombinację włókien i odnawialnych materiałów takich jak choćby powłoki z PLA na papierowe kubeczki i dostać w pełni kompostowalne kubki, gdzie polimery dostarczają dodatkowych wartości.

Branża biopolimerów jest nadal w fazie rozwoju; warunki i terminologia nadal się kształtują, Szczerze mówiąc chciałbym nakłonić producentów, aby poświęcali jak najwięcej swojej uwagi kwestiom zawartości materiałów odnawialnych oraz biodegradowalności i kompostowalności.

Czy różne typy biopolimerów spotykanych na rynku mogą być w ogóle kategoryzowane, grupowane?
Myślę, że w tym wypadku należy się skupić na związku właściwości tych materiałów z ich przeznaczeniem. Dla przykładu PLA zmierza do tego, żeby móc wytwarzać bardzo sztywne, przejrzyste produkty. PLA posiada mnóstwo cech charakterystycznych choćby dla polistyrenu i polietylenu. Z drugiej jednak strony produkt biodegradowalny, który jest wykonany z ropy naftowej może też być bardzo czysty, ale w tym przypadku jest to bardzo miękki materiał i jest tym samym odpowiedni do wykonywania z niego folii i torebek.

Inny typ żywicy to PHA. Wielohydroksykwasy są organicznymi kwasami karboksylowymi, zawierającymi dwie lub więcej grup hydroksylowych w tej samej cząsteczce, z których jedna znajduje się w pozycji alfa. Do grupy tej należą: glukonolakton oraz kwas laktobionowy. Jednym z przykładów zastosowania PHA jest nowa glikoza ze skrobi kukurydzianej, która ze względu na swoje właściwości i potencjalne zastosowania traktowana jest jako polipropylen.

Z tego co widziałem materiały oparte na skrobi mogą odnosić się do wszystkich innych materiałów, które zawierają skrobię. Cechą typową tych materiałów jest pewnego rodzaju zaciemnienie oraz półprzezroczystość, ale nie przejrzystość. Ale też słyszałem o dyskusjach na temat PLA jako o materiale opartym na skrobi.

Tym samym więc nie próbuję grupować materiału podawanego do urządzenia przetwórczego inaczej niż w kategoriach odnawialny lub oparty na ropie naftowej. Tym, co jest najważniejsze, gdy dyskutuje się o różnicach pomiędzy różnymi biopolimerami, to fakt by zrozumieć ich właściwości i ich zastosowanie. Chodzi tu o takie same różnice jak pomiędzy polietylenem, PET, polipropylenem oraz PVC. Jest bardzo wiele różnych typów tych tworzyw i każdy z nich ma zalety w pewnym typie zastosowań. Jest w istocie dużym wyzwaniem dla przetwórców, aby zrozumieli, które z tych nowych tworzyw będzie odgrywało rolę, która pomoże tworzyć wartość dla ich odbiorców.

Czy to prawda, że używanie biotworzyw w przemyśle opakowaniowym nie zawsze może być bardziej odpowiednie niż używanie tradycyjnych materiałów z opartych na ropie naftowej?
Wpierw należy zwrócić uwagę na cykl życiowy materiałów biotworzywowych., na ich proces produkcji oraz utylizację. Następnie należałoby porównać je z tradycyjnymi materiałami zalegającymi na składowiskach odpadów, tak by zrozumieć jak kompletny jest cykl życiowy tych pierwszych. Kilkanaście firm udowodniło nam już, że proces wytwarzania tych biomateriałów został lepiej poznany i opisany, co z kolei umożliwiło zwiększenie długości cyklu życia biopolimerów.

Pojawiały się jednak również wątpliwości.
Początkowe skargi, które zarzucały zbyt duże zużycie energii niezbędnej do wytwarzania biopolimerów w porównaniu z procesem wytwarzania polimerów tradycyjnych nie są bezzasadne. Zgadzam się z tym. Należy jednak uświadomić sobie, że mamy tu do czynienia z innym rodzajem produkcji ze względu na wymagany poziom fachowości, wiedzę oraz wytwarzane ilości. Niestety często porównuje się początkową fazę działalności do tej, która była prowadzona przez kilka dekad i tłumaczy się, że nowy materiał nie jest tak skuteczny i wydajny jak ten starszy. Zgoda, on nie jest tak skuteczny, ale nie jest powiedziane, że pewnego dnia nie będzie.

Czy można używać zamiennie takich pojęć jak biodegradowalność i kompostowalność?
Nie można tego robić, ponieważ jeden z terminów opisuje wyłącznie proces, podczas gdy drugi opisuje gdzie i kiedy ten proces się odbywa. Kiedy mówi się, że coś jest biodegradowalne, wówczas znaczy to, że pod pewnymi warunkami mikroorganizmy w środowisku mogą całkowicie przełamywać materiał i wykorzystywać go jako źródło pożywienia.

Biodegradacja jest procesem, który ma miejsce w wielu różnych środowiskach, włączając takie jak gleba, kompost, aparatura do uzdatniania wody, środowiska wodne, a nawet ludzkie ciało. Jest to proces, w którym następuje biochemiczny rozkład związków organicznych przez organizmy żywe na prostsze składniki chemiczne. Jednak nie wszystkie materiały są biodegradowalne pod wszystkimi warunkami. Niektóre są podatne na mikroorganizmy znalezione w ściekach odprowadzanych przez zakłady przemysłowe, podczas gdy inne potrzebują warunków i mikroorganizmów znalezionych w kompoście lub w glebie. Kiedy natomiast mówi się, że materiały są kompostowalne, wówczas mamy na myśli to, czy wydarzy się proces i w jakim momencie to nastąpi.

Jakie pan widzi trendy jeśli idzie o przyszłość biopolimerów?
Wierzę, że ich właściwości będą nadal rozwijane. Myślę, że przetwórcy nauczą się tego jak przetwarzać je lepiej i w efekcie cena za końcowe produkty będzie zróżnicowana i będzie się obniżać. Myślę też, że nastąpi lepsze poznanie przewag, które są przynoszone za sprawą cyklu życia tych materiałów.

Ponadto, w sposób zdecydowany podczas ostatnich dwóch,- dwóch i pół roku, zrównoważony rozwój w wielu dziedzinach - począwszy od żarówek poprzez gazy cieplarniane, a na mniejszym zużyciu paliw z racji wzrostu cen kończąc - zyskał mocno na znaczeniu.

Coraz ważniejsze staje się pytanie jak wpłynie to na rynek i na tendencję do ponoszenia przez konsumentów większych nakładów na przyjazne środowisku produkty. Niektórzy konsumenci są już gotowi ponosić takie wydatki, a niektórzy jeszcze nie. Uważam, że z biegiem czasu produkty przyjazne środowisku będą się spotykać z większą akceptacją lub wydatki na nie będą mniejsze i zwiększy się penetracja rynku.