Pojawia się coraz więcej opakowań inteligentnych i interaktywnych

Rynek opakowań na całym świecie przechodzi nieustanne zmiany. Jakie są dziś najważniejsze trendy w tej branży?

Prof. Stanisław Tkaczyk: Na świecie coraz większą popularnością cieszą się m.in. opakowania inteligentne. Są one wyposażone we wskaźniki monitorujące określone parametry atmosfery wewnątrz i na zewnątrz opakowania w celu informowania o stanie chronionego produktu, umożliwiające śledzenie produktu w łańcuchu logistycznym oraz przekazujące konsumentowi w czytelny sposób informacje o produkcie. Wskaźniki te mogą być umieszczone wewnątrz opakowania (np. w formie saszetki), bezpośrednio na nim, bądź na jego etykiecie. Głównym celem tego typu opakowań jest dostarczenie użytkownikowi informacji o produkcie, jego stanie jakościowym i bezpieczeństwie oraz o zmianach lub nieprawidłowościach występujących w trakcie przechowywania i dystrybucji żywności, bez potrzeby otwarcia samego opakowania. Wskaźniki mogą nas powiadomić o przekroczonym terminie ważności, o rozszczelnieniu lub otwarciu opakowania, o zachodzących wewnątrz niego lub w samym produkcie niepożądanych zmianach (np. rozwój drobnoustrojów) lub o przerwaniu łańcucha chłodniczego, gdy produkt został rozmrożony i ponownie zamrożony. Wskaźniki występują głównie w postaci indykatorów barwnych, które poprzez zmianę koloru identyfikują zmianę warunków panujących w opakowaniu.

Jakie jeszcze funkcje mogą pełnić tego typu opakowania?

Opakowania inteligentne mogą również przekazywać informacje niezwiązane bezpośrednio ze stanem zapakowanego produktu, ale poszerzające wiedzę o nim np. poprzez umieszczenie na opakowaniu lub etykiecie kodów QR umożliwiających pozyskanie dodatkowych danych dzięki powiązanym aplikacjom. Takie rozwiązania stosowane są często w celach marketingowych. Dodatkowo opakowania mogą być wyposażone w chipy RFID, które pozwalają na identyfikację produktu oraz śledzenie jego drogi od producenta do konsumenta. Co się tyczy wskaźników, które dotyczą otoczenia opakowań, to do grona najpopularniejszych należą wskaźniki warunków otoczenia (temperatury, czasu, wilgotności) oraz zawartości gazów, tj. tlenu lub dwutlenku węgla. Temperatura i czas to czynniki mające największy wpływ na powstawanie niepożądanych zmian w produkcie, natomiast skład gazów jest informacją o zachodzących wewnątrz opakowania procesach. Wskaźniki czasu i temperatury TTI (time temperature indicators) szerokie zastosowanie znajdują w przypadku produktów spożywczych, zwłaszcza mrożonych, gdzie istotne jest utrzymanie stałej określonej temperatury wyrobu. Zasadą działania wskaźników TTI jest reakcja chemiczna lub enzymatyczna, powodująca modyfikację barwy wskaźnika w przypadku zmiany temperatury żywności na inną niż wymagana. Popularnym rozwiązaniem są wskaźniki monitorujące zmiany w składzie gazów wewnątrz opakowania. Powstawanie lub modyfikacje składu i stężenia poszczególnych gazów pozwalają na oszacowanie świeżości i bezpieczeństwa produktu, a także szczelności opakowania. Najczęściej stosowane są wskaźniki zawartości tlenu i dwutlenku węgla (CO2, który powstaje w trakcie procesów życiowych bakterii i pleśni), rzadziej zaś pary wodnej, etanolu, siarkowodoru albo innych gazów. Informacje o zachodzących procesach również występują zazwyczaj w postaci zmian barwy.

W produktach spożywczych najbardziej przydatną funkcją wydają się informacje o tym, czy są one świeże. Co do zaproponowania ma w tym względzie branża?

W przypadku opakowań inteligentnych istnieje także możliwość zastosowania wskaźnika świeżości. Jego rolą jest kompleksowe kontrolowanie atmosfery wewnątrz opakowania w czasie rzeczywistym. Działanie takich wskaźników opiera się na reakcji zawartych w nich składników z wydzielającymi się w trakcie rozkładu substancjami będącymi wynikiem przemian zachodzących w produkcie. Kolejną grupę stanowią opakowania wyposażone w biosensory. Biosensory to urządzenia złożone z bioreceptora, który ma możliwość rozpoznawania m.in. enzymów, antyciał lub kwasu nukleinowego, co umożliwia informowanie użytkownika o rozpoczynających się w opakowaniu procesach gnilnych lub rozwoju mikroorganizmów. Wykrycie zanieczyszczenia patogenami sygnalizowane jest zazwyczaj zmianą koloru wskaźnika. Liczba tych wskaźników stale rośnie, co zmusza producentów opakowań do licznych modyfikacji konstrukcji opakowań. Przytoczone rozwiązania są już popularne z uwagi na coraz lepsze zabezpieczenie chronionego produktu.

Które z wymienionych rozwiązań są już widoczne w naszym kraju?

W Polsce, jak i całej Europie, rośnie zarówno rynek opakowań aktywnych, czyli oddziaływujących z zapakowanym produktem, jak i inteligentnych. Daleko nam jeszcze do krajów takich jak Stany Zjednoczone, Japonia czy Korea Południowa gdzie tego typu rozwiązania są bardzo popularne, ale coraz częściej możemy je spotkać także w naszych sklepach. Według analiz rynku, w przypadku opakowań inteligentnych największym zainteresowaniem cieszą się rozwiązania zwiększające interaktywność opakowań, jak kody QR, które są umieszczane bezpośrednio na opakowaniu lub etykiecie. Dzięki indywidualnym kodom, konsumenci mogą łatwo uzyskać informacje dotyczące produktu. Używając czytnika w swoim telefonie są automatycznie przekierowywani do strony internetowej, która zawiera dodatkowe informacje. Jest to proces stosunkowo prosty i niedrogi dla wytwórcy, wygodny dla konsumenta i często używany w celach marketingowych. W polskich sklepach możemy również spotkać, najczęściej w ramach akcji sezonowych, opakowania napojów, które dzięki wykorzystaniu barwników termochromowych informują konsumenta poprzez pojawienie się stosownego symbolu na opakowaniu, że napój został schłodzony do sugerowanej przez producenta temperatury. W przypadku opakowań aktywnych z wykorzystaniem popularnych absorberów, można przytoczyć przykład polskiej firmy Pomona, która produkuje saszetki „Eten" pozwalające na pochłanianie etylenu z otoczenia. Umieszczenie saszetek w opakowaniu z owocami lub warzywami sprzyja spowolnieniu dojrzewania oraz umożliwia wydłużenie czasu przechowywania i transportu np. jabłek bez utraty ich świeżości. Dzięki temu jabłka z Polski mogą być eksportowane nawet do najdalszych zakątków świata. Opakowania aktywne wykorzystuje się także w procesie podgrzewania potraw. Technologię tego typu opracował m.in. producent puszek HotCan. Pojemniki te mają dwuwarstwową strukturę - potrawa przechowywana jest w wewnętrznym pojemniku, który okala szczelna saszetka z wodą, pod nią zaś umieszczono granulat grzewczy. Po przekłuciu saszetki w wyznaczonych miejscach i wstrząśnięciu puszką, w jej wnętrzu dochodzi do reakcji chemicznej, której wynikiem jest wydzielanie ciepła i podgrzanie potrawy.

Jakie innowacje dotyczące opakowań z tworzyw sztucznych wprowadzane są lub w najbliższych latach mogą być wprowadzone na polski rynek np. w zakresie stosowanych surowców?

Ich zastosowanie w praktyce materiałów opakowaniowych posiada długa historię i ulega ciągłemu rozwojowi. Należy pamiętać, że popularny „plastik" to określenie na tworzywa sztuczne z różnorodnych grup materiałów. Z uwagi na powszechne zastosowanie opakowaniowych materiałów z tworzyw sztucznych - w skali świata, ponad 350 mln ton rocznie - narasta problem ich szkodliwości dla środowiska i człowieka. Faktem jest, że tworzywa sztuczne ulegają degradacji przez kilkaset lat i więcej i negatywne wpływają, zwłaszcza na akweny wodne. Stoi to u podstaw ich ograniczania np. w ramach dyrektywy Single Use Plastics (SUP). Wymusza to w odpowiedzi stosowanie adekwatnych rozwiązań innowacyjnych. Proponowane rozwiązania w tym zakresie zmierzają najczęściej do produkowania materiałów opakowaniowych z tworzyw sztucznych z surowców odnawialnych jak np. z biomasy, skrobi itp. Są to tzw. tworzywa biopochodne, nie zagrażające środowisku.

Jednym ze sposobów ograniczenia plastiku w środowisku jest jego powtórne wykorzystywanie. Jakie są dziś największe szanse i zagrożenia związane z recyklingiem opakowań?

Środowiskowe oczekiwania wobec materiałów opakowaniowych i samych opakowań wiążą się z możliwością ich recyklingu. Są one tematem wielu rozważań i szeroko prowadzonych badań. Temat ten jest bardzo szeroki i wielowątkowy. Stosowane są różne metody recyklingu materiałowego - klasyczne i organiczne. Procesy te są uwarunkowane wieloma czynnikami, zależnymi też od kultury społeczeństwa, organizacji państwa, a więc: systemu zbiórki i segregacji, rodzaju materiału (czy jest nowo wyprodukowany czy też z udziałem materiałów pochodzących z recyklingu), możliwości mocy przerobowych w zakresie recyklingu, itp. Oczywiście tych czynników jest znacznie więcej, a rozpoczynają się one w momencie fazy projektowej materiału opakowaniowego i samych opakowań. Stąd też generalnie szanse i zagrożenia w tym zakresie upatruję w zmianie mentalności społeczeństwa, która ulega już istotnej poprawie, a także w mocach przerobowych przedsiębiorstw zajmujących się recyklingiem i rzecz jasna odpowiednim wspomaganiem tych procesów przez krajowe ustawodawstwo, będące odzwierciedleniem ustawodawstwa UE.

Przyszłość to jednak opakowania biodegradowalne. Kiedy ich produkcja stanie się powszechna?

Jak wiadomo spośród liczby 350 mln ton tworzyw sztucznych, produkowanych w skali świata, ok. 1 proc. stanowią biotworzywa. Należy jednak podkreślić, że popyt na bioplastik stale rośnie. Większość surowcowych zdolności produkcyjnych biotworzyw wykorzystywana jest w przemyśle opakowaniowym. Stosując w nich surowce pochodzenia roślinnego pozwalają one także na redukcje śladu węglowego. Dalszy, powszechny rozwój użytkowania rzeczywistych opakowań biodegradowalnych uwarunkowany jest jednak ich ceną i właściwościami. Stąd też pod uwagę bierze się także różne scenariusze, co do biodegradacji w różnych środowiskach. Niewątpliwie do biotworzyw należy przyszłość powszechnie stosowanych opakowań jak różnego rodzaju torby, saszetki, sztućce, kubki itp.

Czy zapowiedziany zakaz używania jednorazowych opakowań istotnie przyczyni się do ochrony środowiska?

Odpowiedź na to pytanie brzmi: nie. Każde radykalne podejście nie zawsze przynosi korzystne rezultaty. Bowiem, czy zamiast radykalnie eliminować opakowania i wyroby z tworzyw sztucznych, a w szczególności jednorazowego użycia - nie poszukiwać np. efektywnych metod zbiórki, selekcji i ich przetwarzania? Jaka będzie w tym stanie sytuacja krajowych przedsiębiorstw? Należy przy tym pamiętać, że gros odpadów opakowaniowych w ogóle nie poddaje się recyklingowi, zwłaszcza poza Europą. Podobnie zresztą jest z energetyką węglową. Przykłady dotyczące np. butelek z PET wskazują na powtórny ich powrót materiałowy w ponad 50 proc., a zastąpienie butelek z PET innymi materiałami alternatywnymi spowodowałoby 7-krotny wzrost zużycia tych materiałów (dane z USA). Stąd wydaje się, że bez solidnej analizy nie powinno się wprowadzać przepisów dyskryminujących - jak unijna dyrektywa SUP - jednych materiałów, na korzyść drugich.

Jednym z rozwiązań mogących przyczynić się do większej ochrony środowiska niż obecnie jest wprowadzenie systemu kaucyjnego na różnego rodzaju opakowania. Jakie rodzaje opakowań powinien on objąć w Polsce?