可持续发展的饮料瓶

作者:Jürgen Nünning,德国杜塞尔多夫市自由职业者 发布时间:2021-04-21
创新性的细节改变和整体性的解决方案使饮料包装实现可持续

益普索(Ipsos)集团在全球28 个国家和地区进行的调查研究表明:全球有3/4 的消费者都希望自己购买的产品尽可能地少用包装材料。本次调查基于互联网展开,共收回了28 个国家的19 515 份问卷反馈。但怎样才能使诸如玻璃材质的或者PET 材质的饮料瓶更加环保呢?有时,一些细节上的改变就能够提高它们的环保性能;有时,需要借助一个整体性的解决方案才可以使它们具有更好的可持续发展性能:这时,只需整体改变饮料瓶的多个组成部分就可以了。

Krones 公司及其子公司Dekron 公司向市场推出了二次开发的环保型3 Circles 饮料瓶。

经过可持续性设计的二次改进,饮料瓶的所有元素和寿命周期都已发生质变, 构成了现有的3 Circles 饮料瓶:它由100% 可以回收再利用的PET 聚酯塑料制成,使用后可以全部回收再利用。“原则上,3 Circles 饮料瓶适用于纯净水类和碳酸类饮料的装瓶。当前的饮料瓶壁厚是按照灌装、存储碳酸类饮料设计的。”Krone 公司数字化工程技术负责人、产品生产经理Zsolt Rozsnyai 说道。

与普通使用一次性标签的饮料瓶不同,这种饮料瓶的标签采用了直接“印刷”的数字化标签。附着在标签上的“油墨”会在回收过程中脱离下来,不会留下任何痕迹,因此回收后的3 Criles 饮料瓶可以在其使用寿命周期里重新包装食品。“UV Inkjet 喷墨打印系统专门为实现可持续性而开发,油墨成分的配置可以确保油墨颗粒在饮料瓶回收过程中顺利从PET 瓶体上脱落下来。这样一来,无需改变饮料瓶的回收工作流程,就可以与粘贴了纸质标签的饮料瓶一起回收再利用。”Rozsnyai 解释说道。

为减少环境污染的可能,3 Cirles饮料瓶使用了Tethered Cap 瓶塞,可以保证饮料瓶在开启后瓶塞仍然与瓶体连在一起。这满足了欧盟2019/904 法规中关于减少塑料制品的规定。

成熟的技术和整体性的解决方案

“可持续发展”的理念同样反映在饮料瓶标签印刷和饮料瓶的瓶体设计方面。3 Circles 饮料瓶的三足瓶底支承设计就源于著名的回收图标符号。新型环保饮料瓶的瓶肩部位也采用了这一设计理念:3 个圆滑的三角形区域共同构成了这一部位。这种结构设计非常少见,但在PET 饮料瓶的瓶颈和瓶体的过渡中却显得非常和谐。即使面对大批量生产,利用Krones 公司和Dekron 公司的环保型饮料瓶生产工艺技术、标签印刷技术和回收再利用技术也可应对自如。这样一来,饮料生产企业自己就能生产出环保型饮料瓶原材料、饮料瓶模具以及印刷墨水和墨水容器了。

由此可以看出,3 Circles 饮料瓶是针对饮料可持续包装的整体性解决方案,其技术已然成熟,可大范围推向市场,并且可以集成到现有的饮料灌装生产线中。“是的,这也是我整个目标中的一部分。根据饮料灌装生产线的具体情况,集成环保型饮料瓶时需要满足不同的要求。其中,有一个重要方面不容忽视:那就是在饮料灌装之前完成环保型饮料瓶的标签印刷,而不能像传统灌装设备一样在灌装之后再粘贴上去。”Rozsnyai 说道。

少亦是多

KHS 公司与塑料包装设计和制造专家Alpla 公司合作开发了一种可回收再利用的PET 塑料瓶。这种可回收的塑料瓶不仅质量轻,还有着很高的回收材料利用率,备受市场关注。设备制造商KHS 公司正是按照“减少污染,增加回收利用率”的原则开发设计了这一款新产品。正如KHS 公司生产经理Arne Wiese 所说的那样:“我们的目标是尽可能地提供可以反复使用的环保型解决方案。其中,重量轻盈和再生材料的利用率是两个非常重要的评判指标。”

轻巧且可重复使用的瓶子

饮料瓶的底部和颈部细节经过优化,要比传统的、可重复使用的PET 饮料瓶的重量更轻。经KHS 公司设计的饮料瓶容量为1 L 时的重量只有55 g,比传统饮料瓶轻了10 g ;与相同容积的玻璃瓶相比, 重量仅为其1/10。“ 这一设计极大地减少了塑料原材料的用量,同时也降低了燃料消耗和CO2 的排放。”Wiese 说道。这对饮料瓶的生态平衡产生了积极影响。

尽管所使用的材料较少,但这种瓶子有着较高的回收利用率。经显影剂测试,PET 瓶具有很高的耐碱性,因此即使经过无数次洗涤仍可保持其原有的质量和外观。

可持续发展:高回收利用率的包装解决方案

易回收性和再生材料利用率两个指标在饮料瓶产品的研发中也有着重要的作用和意义。反复使用的饮料瓶可以100% 的回收再利用,这也保证了很高的材料利用率。“实验进行得很顺利,甚至突破了预期:试制品中就含有35% 的再生材料,还可以向市场提供再生材料含量高达50% 的饮料瓶。”Wiese 说。欧盟委员会的环保目标是到2030 年时一次性PET 饮料瓶中再生材料占比至少为30%,而实际上,KHS 公司与Alpla 公司合作开发的PET 饮料瓶解决方案效果远远优于欧盟委员会的规定。试制品优化后,可以在所有KHS 公司研发生产的吹塑机上吹制成可回收再利用的饮料瓶。“我们坚信,这一环保型的PET 饮料瓶很快就会占据市场的主流。”Wiese 解释说道。

与饮料瓶的连接

在谈到饮料包装如何实现可持续发展时,就不得不说饮料瓶盖。饮料瓶盖的关注点不仅涉及瓶盖材料,也包含了瓶盖与瓶体、瓶身的连接问题(瓶盖连接结构)。在今后3 年半的时间里,至少是欧洲范围内,消费者能触及到的饮料瓶瓶盖都必须与饮料瓶连在一起,换言之,不能像以前一样一手拿着饮料瓶痛饮、另一只手把瓶盖丢弃到垃圾箱中。这还要从欧盟委员会制定的指令说起,这一规定要求:只要饮料瓶的容量不超过3 L,在其整个使用过程中不得出现瓶与盖分离的状态。这里特别强调了“整个使用过程中”。

包装技术专家Alpla 公司认为:欧盟委员会出台这一规定旨在警醒饮料瓶生产厂家必须转变观念。新的瓶盖必须兼容现有的各种瓶口类型,而且还要满足消费者的饮用需求。迄今为止,所有能在货架上见到的瓶盖都采用的是“分体式”设计,即打开饮料瓶后,瓶盖和饮料瓶完全分离。现行的技术标准对旋开式瓶盖和压封式瓶盖都有着决定性意义。常规的瓶盖系统已不能满足实际生产的需求,现在需要考虑的是特殊的“非标准”瓶盖系统,而且这种解决方案还应建立在消费者的使用习惯上。鉴于此,开发设计全新的饮料瓶封口方式已迫在眉睫。

Alpla 公司的瓶盖方案

Alpla 公司开发了“Relax”“Soul”和“Dance”3 种用于不同口径饮料瓶的瓶盖- 瓶体连接方案。这些瓶盖- 瓶体连接方案既满足了可持续发展的要求,而且也有着很好的密封功能。据生产厂家介绍,与传统的饮料瓶瓶盖解决方案相比,新的解决方案不需要附加其他材料。从饮料瓶的生产制造开始到最后的饮料瓶无害化处理的整个生命周期内,瓶盖都始终与瓶体连接在一起。Alpla 公司介绍说:这3 种瓶盖- 瓶体连接方案也无需对现有的饮料瓶灌装生产线做任何技术的改动和调整。

Relax 设计方案:瓶盖开启后,消费者可按照自己的使用习惯将瓶盖固定在瓶口下方瓶颈的3 个不同位置处。开启后的瓶盖由两条塑料带保持与瓶体的连接。瓶口和瓶颈周围360°的范围内都是“空旷无物”的,就像“扔掉了瓶盖”一样。这种瓶盖- 瓶体连接方案适用于1881 型、1810 型和38/2start 型瓶口。

Soul 设计方案:瓶盖开启后可以向下翻转约160°,通过一个塑料销钉将瓶盖固定在瓶颈螺纹处。这种具有制动锁定的瓶盖- 瓶体连接方式可以有效地防止开启后的瓶盖回弹回来。这种瓶盖- 瓶体连接方案适用于1810 型和38/2 start 型瓶口。

Dance 设计方案:开启后的瓶盖由瓶盖环与瓶体连接在一起,并且可以灵活地将瓶盖放置在瓶口的一侧。这种瓶盖- 瓶体连接方案适用于1881 型瓶口,瓶盖环的长度为15 mm。

利用碎玻璃节约能源

在饮料包装领域中,对于玻璃材料的饮料包装物,改进分为两个方面:减少生产玻璃的原材料用量以及提高玻璃的回收利用率,减少玻璃生产和运输过程CO2 的排放量,最终使其成为一种满足可持续发展要求的产品。

Eco2Bottle 包装技术无疑是玻璃饮料瓶包装技术领域中体现可持续包装要求的范例。玻璃饮料瓶制造商Wiegand-Glas 公司介绍说,这是一种含有93% 废旧玻璃的碳中性轻质玻璃葡萄酒瓶。根据该公司的计算,与标准葡萄酒瓶相比,生产这种含有废旧玻璃的轻质玻璃葡萄酒瓶可以节约多达11.4% 的能源以及减少13.3% 的CO2 排放。0.75 L规格的Eco2Bottle 轻质玻璃的重量要比2019 年生产的相同容积普通葡萄酒瓶轻15.7%。轻质玻璃葡萄酒瓶的生产厂还介绍说,生产制造玻璃时使用的电力100% 是由碳中性的水利发电站发出的电力,在玻璃的熔化吹制过程中也大大地减少了CO2 的排放量——轻质玻璃在生产过程中使用到了大量的废旧玻璃,而废旧玻璃的熔点比较低。CO2 排放不可避免,但可适度抵消其带来的危害,这家玻璃酒瓶生产厂还与气候保护组织“ 气候伙伴(Climate Partner)”合作,投资了一个气候保护项目。

纸板手提把

可持续性发展不仅在出厂包装物、主要包装物的研发生产中有着重要的意义,而且在二次分包装中也有着非常重要的地位。包装技术专家Karl Knauer公司与Krones 公司合作开发了名为“LitePac Top”的解决方案,这是一种由100% 的纸板制成的手提把,能够方便地提起PET 饮料瓶,可替代常规的收缩膜。Karl Knauer 公司介绍说:这一技术可令化石能源节约达90% 以上。

借助于获得全球专利的LitePac Top 纸板手提把,西欧每年可减少使用6 万~ 8 万t 的收缩膜。在使用LitePac Top 纸板手提把时,只需将结构设计合理的纸板手提把扣在饮料瓶或者饮料罐上,就能够将多个饮料容器可靠地固定在一起了。另外,在搬运1.5 L和2 L 的饮料瓶时,这种100% 的纸质手提把还可将稳定性再上升一个层次。

这种纸板手提把可完全替代收缩膜,避免了大量的能源消耗,而且在使用之后可回收再利用。据Karl Knauer公司计算:单从两种材料的生产过程而言,纸板手提把就比收缩膜节约了90%的能源。与收缩膜包装技术相比,纸板手提把解决方案可减少大约30% 的CO2 排放,并能将引起气候问题的CO2排放当量减少72%。

LitePac Top 纸板手提把系统由Karl Knaeur 公司开发设计而成,是一种可以同时搬运若干个(总质量最重达9 kg)饮料产品的搬运方法。

纸质饮料瓶——未来的选择?

听起来好像是对于未来的构想,但未来其实距离我们并不遥远。作为饮料行业里的巨头,嘉士伯(Carlsberg)公司近几年来的一项首创引起了业内的轰动:广为人知的Green Fibre Bottle——纸质啤酒瓶。因此,嘉士伯也被视为纸质饮料瓶的开山鼻祖。但嘉士伯的工程师们还未实现100% 回收的目标,因为这种纸质啤酒瓶的内部还欠缺一个防渗涂层。此时,嘉士伯的研发团队正在夜以继日地工作:一方面在开发可回收的PET 聚酯防渗材料,另一方面在研究100% 生物基质的PET 聚酯防渗材料。嘉士伯公司追求的目标是:研发出不含化学聚合物的100% 生物基的纸质饮料瓶。

白酒生产厂Diageo 公司也正与著名的威士忌品牌生产厂Johnny Walker公司积极展开合作,并已开发出首款纸质白酒瓶。全新的纸质白酒瓶将从2021年年初开始用于灌装著名的Scotch 苏格兰麦芽威士忌。由木质纤维素材料制成的纸质白酒瓶不含塑料成分,可以全部回收再利用。

Diageo 公司2020 年7 月宣布与Pilot Lite 风险管理公司建立合作伙伴关系,并成立了致力于开发可持续包装技术的Pulpex 公司。Pulpex 公司还与包括联合利华和百事可乐等重量级的企业建立了非竞争性的合作同盟。同盟中的合作伙伴也希望借助Pulpex 公司的设计和技术在2021 年推出自己品牌的纸质饮料瓶。

Diageo 公司首席可持续发展官Ewan Andrew 在一份官方声明中说道:“我们为世界首创发明出这一技术而感到自豪。我们将以持之以恒的努力突破当下可持续包装领域中的种种限制,而这种纸质瓶就具有巨大的突破潜力。”

可口可乐(Coca-Cola)公司也将目光放在了纸质可乐瓶的创新上。2020年10 月底,可口可乐公司就宣布完成了第一代纸质可乐瓶的原型设计。可口可乐与合作伙伴Paboco 公司以及Paboco 联盟中的其他3 家企业共同开发出了一种几乎完全由纸制成的可乐瓶——第一代纸质可乐瓶还未完全脱离塑料的使用。正如可口可乐公司欧洲、中东和非洲区包装技术创新经理Stijn Franssen 所说的那样:“工作进行到下一步,将去除仅剩的塑料。”可口可乐公司的发展愿景是研发出一种可以像其他纸张一样回收再利用的纸质可乐瓶——除安全可靠外,还要满足与其他饮料包装材料相同的质量标准。可口可乐公司介绍说:新型包装物要经过极其严格的测试,比如是否足够牢固?对饮料的保护效果如何?放于冰箱时的表现怎么样?

小结

饮料生产企业和包装物生产制造商都在非常努力地尝试用各种不同的材料开发和制造满足于可持续发展要求的饮料包装技术。益普索公司的一项调查研究表明:为废弃旧世界而做出的巨大努力是非常值得的。当然,一切努力首先要围绕环境保护这一目标。但是对购买饮料的消费者来讲,可持续发展也对提高饮料品牌的知名度有着积极的作用和意义。全球有3/4 的被调查者表示:他们更加注重饮料产品的可持续发展性能,并且也会付之于行动,选择环保性更好的饮料产品。因此从各个方面来讲,在可持续包装技术领域中进行投资,就意味着潜在丰厚的回报。


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