Blog

Vật liệu đóng gói đóng một vai trò quan trọng trong cuộc sống hàng ngày, đặc biệt là trong bảo quản, xử lý, vận chuyển và lưu trữ thực phẩm. Các polyme gốc dầu truyền thống thống trị ngành bao bì nhựa, chiếm 26% tổng lượng sử dụng polyme và có sản lượng tăng đáng kể kể từ năm 1964. Bất chấp chức năng của chúng, bao bì nhựa làm tăng mối lo ngại về môi trường do phát thải khí nhà kính và ô nhiễm do thải bỏ không đúng cách.

Để giải quyết các thách thức về môi trường, ngành này đang khám phá các giải pháp thay thế có thể tái tạo và phân hủy sinh học, chẳng hạn như nhựa sinh học, nhằm giảm sự phụ thuộc vào các nguồn tài nguyên không thể tái tạo và giảm lượng khí thải CO2. Nhu cầu về bao bì thực phẩm thân thiện với môi trường dự kiến sẽ tăng do người tiêu dùng ưa chuộng các vật liệu có thể tái chế và thân thiện với môi trường. Tuy nhiên, vẫn tồn tại những điều không chắc chắn về lợi thế của nhựa sinh học so với nhựa truyền thống.

Ủy ban EU đặt mục tiêu tái chế 55% bao bì nhựa vào năm 2025 và đặt mục tiêu tất cả các loại nhựa đều có thể tái chế hoặc tái sử dụng vào năm 2030, phù hợp với cách tiếp cận Kinh tế Tuần hoàn. Đánh giá tính bền vững của bao bì thực phẩm nên xem xét các yếu tố như không phát thải khí nhà kính, khả năng tái chế hoặc tái sử dụng, không có chất thải chôn lấp, giảm sử dụng nước, sử dụng năng lượng tái tạo, không gây ô nhiễm không khí và không gây hại cho sức khỏe con người. Bất chấp những tiến bộ trong việc đóng gói thay thế, không có giải pháp hoàn hảo nào đáp ứng được tất cả các tiêu chí bền vững trong khi vẫn bảo quản và cung cấp thực phẩm một cách hiệu quả.

Tính bền vững của bao bì thực phẩm

Tính bền vững của bao bì thực phẩm liên quan đến việc đáp ứng nhu cầu hiện tại mà không ảnh hưởng đến khả năng làm điều tương tự của các thế hệ tương lai, đặc biệt tập trung vào khía cạnh môi trường. Sản xuất thực phẩm góp phần đáng kể vào các tác động đến môi trường, với 29% lượng khí thải nhà kính toàn cầu là do sản xuất này gây ra. Để đánh giá tác động môi trường và tính bền vững của bao bì thực phẩm, cả bao bì và thực phẩm phải được coi là sự kết hợp giữa bao bì và sản phẩm. Đánh giá vòng đời (LCA) là phương pháp được sử dụng để đánh giá tác động môi trường của sự kết hợp bao bì sản phẩm trong suốt vòng đời của nó, xem xét các yếu tố như nguồn nguyên liệu, sản xuất, đóng gói, phân phối và hết vòng đời. Các mô hình và hướng dẫn khác nhau, chẳng hạn như ISO 14040 và Sổ tay ILCD của Ủy ban Châu Âu, đều có sẵn để thực hiện LCA. Việc đánh giá cần xác định các tác động liên quan, các quá trình tạo ra tác động môi trường cao nhất và đưa ra hướng dẫn cải tiến hệ thống/sản phẩm. Điều quan trọng là phải tính đến tác động môi trường gián tiếp của việc đóng gói đến vòng đời của sản phẩm thực phẩm, đặc biệt là ảnh hưởng của nó đến việc tạo ra chất thải thực phẩm, để tránh khuyến nghị việc đóng gói có thể làm tăng tác động môi trường tổng thể của việc kết hợp gói thực phẩm do khả năng thất thoát thực phẩm.

Sản xuất bao bì nhựa

Các nghiên cứu Đánh giá vòng đời (LCA) chỉ ra rằng nhựa PLA (axit polylactic) sinh học thường mang lại lợi thế trong việc bảo vệ khí hậu và bảo tồn tài nguyên hóa thạch so với nhựa làm từ dầu mỏ. Một phân tích tổng hợp 44 trường hợp vật liệu dựa trên sinh học cho thấy tác động môi trường thấp hơn trong hạng mục biến đổi khí hậu. Tuy nhiên, việc lựa chọn nguyên liệu để sản xuất nhựa sinh học là rất quan trọng; sử dụng sinh khối thế hệ thứ nhất như ngô hoặc tinh bột có thể cạnh tranh với cây trồng trong tiêu dùng của con người, trong khi nguyên liệu thải (thế hệ thứ hai) được coi là thân thiện với môi trường hơn trong LCA.

Ngoài biến đổi khí hậu, các tác động môi trường của vật liệu dựa trên sinh học bao gồm cạn kiệt tài nguyên thiên nhiên, axit hóa, tạo ra ozon quang hóa, phú dưỡng, độc tính cho con người và độc tính cho môi trường thủy sinh. Đánh giá cho thấy các vật liệu dựa trên sinh học có thể có tác động cao hơn trong các hạng mục như hiện tượng phú dưỡng và suy giảm tầng ozone ở tầng bình lưu, với sự thay đổi trong quá trình axit hóa và hình thành ozone quang hóa.

So sánh PE gốc sinh học với PE gốc dầu mỏ cho thấy các tác động môi trường khác nhau, trong đó PE gốc sinh học có tác động thấp hơn đến biến đổi khí hậu, sương mù mùa hè và tiêu thụ tài nguyên hóa thạch, nhưng có tác động cao hơn đến khả năng axit hóa, phú dưỡng, độc tính của con người, tiêu thụ nước, tổng nhu cầu năng lượng sơ cấp và sử dụng đất.

Về thời hạn sử dụng, việc ủ phân nhựa được coi là một lựa chọn hấp dẫn về mặt môi trường, nhưng không phải tất cả các loại nhựa sinh học đều có khả năng phân hủy sinh học. Mặc dù tồn tại một số loại nhựa có khả năng phân hủy sinh học, chẳng hạn như polyme hỗn hợp tinh bột và PLA, nhưng sự phân hủy của chúng có thể tạo ra lượng khí thải nhà kính đáng kể ở các bãi chôn lấp. Điều quan trọng là phải xác định rõ các điều kiện và khung thời gian mà một loại nhựa nhất định có thể phân hủy, vì nhiều loại nhựa yêu cầu quá trình ủ phân công nghiệp có kiểm soát.

Tái chế nhựa

Tái chế được coi là rất quan trọng đối với sự bền vững của môi trường vì nó thường có tác động đến vòng đời thấp hơn so với việc sản xuất nguyên liệu thô. Tuy nhiên, chỉ có 14% nhựa được thu thập và tái chế, và hầu hết nhựa tái chế đều được tái chế thành các ứng dụng có giá trị thấp hơn, hạn chế khả năng chúng tham gia một vòng tái chế khác.

Tiềm năng tái chế chất thải nhựa ở EU phần lớn vẫn chưa được khai thác, với tỷ lệ tái sử dụng và tái chế thấp so với các vật liệu khác như giấy, thủy tinh hoặc kim loại. Nhiều yếu tố khác nhau góp phần vào tình trạng này, bao gồm thất thoát nguyên liệu trong quá trình sử dụng sản phẩm, thu gom không đúng cách và phân hủy trong quá trình xử lý (chế biến), tích tụ hàng tồn kho, trở ngại trong thiết kế sản phẩm, cơ sở hạ tầng xử lý chất thải không đầy đủ, ô nhiễm và các yếu tố kinh tế.

Tái chế cơ học, bao gồm phân loại, nghiền, rửa và ép đùn, là phương pháp phổ biến nhất để tái chế nhựa đóng gói. Tuy nhiên, những thách thức nảy sinh với hệ thống đóng gói thực phẩm nhiều lớp, chứa các polyme không thể tách rời và các công nghệ tái chế hóa học được đề xuất làm giải pháp thay thế cho các vật liệu không phù hợp để tái chế cơ học.

Vật liệu đóng gói dựa trên sinh học, tuy giới thiệu các loại polyme mới, nhưng vẫn yêu cầu thiết kế để cải thiện khả năng tái chế nhằm hỗ trợ quá trình chuyển đổi sang nền kinh tế tuần hoàn. Các loại nhựa có thể phân hủy như PLA phải đối mặt với những thách thức trong cơ sở hạ tầng tái chế vì chúng khó phân biệt với PET và có thể làm ô nhiễm vật liệu tái chế PET nếu không được phân loại hiệu quả.

Rủi ro sức khỏe con người có thể phát sinh từ các chất gây ô nhiễm trong nhựa tái chế di chuyển vào thực phẩm đóng gói. Các chất gây ô nhiễm tiềm ẩn bao gồm các monome và chất phụ gia không được phép, các chất gây ô nhiễm do sử dụng sai, các sản phẩm tiêu dùng phi thực phẩm, hóa chất từ các vật liệu đóng gói khác và những chất được thêm vào trong quá trình tái chế. Quá trình tái chế phải đảm bảo mức độ ô nhiễm an toàn theo quy định của EU, với các đánh giá an toàn do Cơ quan An toàn Thực phẩm Châu Âu (EFSA) thực hiện theo từng trường hợp cụ thể. Các tiêu chí cụ thể để tái chế các loại nhựa khác nhau đã được thiết lập nhưng cần có thêm dữ liệu để đánh giá an toàn tốt hơn, đặc biệt đối với các loại polyme như PE và PP.

Cuộc thảo luận về bao bì thực phẩm bền vững nhấn mạnh tầm quan trọng ngày càng tăng của tính bền vững trong ngành thực phẩm. Những cân nhắc chính bao gồm sản xuất vật liệu an toàn, thân thiện với môi trường, tiết kiệm chi phí và được sản xuất bằng năng lượng tái tạo. Trong khi nhựa làm từ dầu mỏ hiện thống trị bao bì thực phẩm do đặc tính tuyệt vời của chúng, mối lo ngại về sự khan hiếm tài nguyên hóa thạch và tác động môi trường, bao gồm cả khí thải CO2, đã thúc đẩy sự quan tâm đến nhựa sinh học.

Các vật liệu dựa trên sinh học, chẳng hạn như bio-PET, bio-PP, bio-PE, PLA và PHA, cung cấp các lựa chọn thay thế cho nhựa làm từ dầu mỏ. Các polyme sinh học tự nhiên như polysaccharides và protein được khám phá vì sự phong phú, chi phí thấp và khả năng phân hủy sinh học của chúng. Tuy nhiên, vẫn tồn tại những thách thức như tính ưa nước và tính chất rào cản không đủ. Nâng cao hiệu quả sản xuất nguyên liệu sinh học là rất quan trọng để tăng cường tính bền vững.

Việc lựa chọn nguyên liệu là rất quan trọng; Nguyên liệu thế hệ thứ hai từ chất thải nông nghiệp được ưu tiên sử dụng để tránh xung đột với sản xuất lương thực. Tái chế được coi là cần thiết để giảm tác động đến môi trường, trong đó tái chế cơ học là phương pháp được ưu tiên. Những thách thức nảy sinh với hệ thống đóng gói thực phẩm nhiều lớp, ảnh hưởng đến khả năng tái chế của vật liệu dựa trên sinh học.

Nhựa có thể phân hủy sinh học hoặc có thể phân hủy không phải là thuốc chữa bách bệnh vì việc chôn lấp rác thải góp phần phát thải khí nhà kính. Việc ủ phân công nghiệp có thể gây ra tác động môi trường cao nhất. Việc tập trung vào những cân nhắc cuối đời trong đánh giá vòng đời cho thấy khả năng tái chế, thay vì khả năng phân hủy sinh học, nên được ưu tiên. Thiết kế bao bì để có thể tái chế và tuần hoàn là rất quan trọng cho sự bền vững lâu dài.

Các vật liệu đóng gói bằng nhựa cải tiến, dù là gốc sinh học hay gốc dầu mỏ, đều phải ưu tiên các thông số chính để đảm bảo tính bền vững:

• Rào cản tối ưu: Vật liệu phải có rào cản tốt nhất có thể để nâng cao thời hạn sử dụng thực phẩm và giảm thiểu thất thoát thực phẩm

   

• Khả năng tái chế: Bao bì phải được thiết kế để tái chế cơ học, ưu tiên vật liệu nhựa đơn thể duy trì các đặc tính chức năng và an toàn hóa học trong quá trình tái chế.

   

• Sản xuất dựa trên sinh học hiệu quả: Vật liệu dựa trên sinh học phải được sản xuất hiệu quả từ nguyên liệu thế hệ thứ hai để tránh xung đột với sản xuất lương thực.

   

• Hóa chất cần quan tâm: Tránh sử dụng các hóa chất độc hại sẽ làm giảm tác động đến môi trường và sức khỏe con người, đồng thời giảm chi phí quản lý chất thải.

  Vật liệu đóng gói bằng nhựa sinh học được thừa nhận là có tác dụng giảm tác động đến khí hậu so với vật liệu thông thường. Tuy nhiên, đánh giá toàn diện vòng đời (LCA) cần xem xét các tác động môi trường khác nhau của vật liệu dựa trên sinh học. Cần đánh giá tác động tổng thể đến khí hậu và môi trường của hệ thống đóng gói/thực phẩm trong toàn bộ vòng đời của chúng, với mục tiêu giảm thiểu gánh nặng môi trường thông qua thiết kế chu đáo.

  Thiết kế bao bì thực phẩm bền vững là một nhiệm vụ phức tạp, đòi hỏi phải xem xét nhiều thông số. LCA đóng vai trò là công cụ có giá trị để định lượng và so sánh các tác động môi trường, cung cấp nền tảng toàn diện và đầy đủ thông tin cho việc ra quyết định nhằm nâng cao tính bền vững của bao bì thực phẩm.

  Người giới thiệu:

  Ana C. Mendes, Gitte Alsing Pedersen, Quan điểm về bao bì thực phẩm bền vững:– là nhựa sinh học là một giải pháp, Xu hướng trong Khoa học & Công nghệ Thực phẩm, Tập 112, 2021, Trang 839-846, ISSN 0924-2244, https:// doi.org/10.1016/j.tifs.2021.03.049.