Packaging Industry (conference) 2019 by upakjour

;,,, ɇɚɭɤɨɜɨ ɩɪɚɤɬɢɱɧɚ ɤɨɧɮɟɪɟɧɰɿɹ

ǽǮǸȁǰǮǹȊǻǮ ǥǻǲȁǿȀǾǥȍ ɰɢɤɥɿɱɧɚ ɟɤɨɧɨɦɿɤɚ ɜ ɩɚɤɭɜɚɧɧɿ

25–26.09.2019

Організатори:

КИЇВ, PREMIER Hotel LYBID

Генеральний партнер:

Партнери:

Генеральний інформаційний партнер:

Інтернет партнер:

ȞȜȘȳȐ țȎ ȞȖțȘȡ ɉɪɨɜɿɞɧɢɣ ɜɢɪɨɛɧɢɤ ɤɨɧɰɟɧɬɪɚɬɿɜ ɛɚɪɜɧɢɤɿɜ ɬɚ ɦɨɞɢɮɿɤɭɸɱɢɯ ɞɨɦɿɲɨɤ ɞɥɹ |

ɜɢɞɭɜɧɨʀ ɬɚ ɤɚɫɬ ɟɤɫɬɪɭɡɿʀ

ɟɤɫɬɪɭɡɿɣɧɢɯ ɥɢɫɬɿɜ ɬɪɭɛ ɩɪɨɮɿɥɿɜ

ɥɢɬɬɽɜɨɝɨ ɬɚ ɜɢɞɭɜɧɨɝɨ ɮɨɪɦɭɜɚɧɧɹ

ɩɟɪɟɪɨɛɤɢ ɬɚ ɤɨɦɩɚɭɧɞɭɜɚɧɧɹ

TECHNOFIN® :+,7( %/$&. &2/25

$'',7(&+® $'',7(&+® 2;

ɍɉȽ ©ɍɠɰɨɩɥɩɧª ɍɠɦ ( PDLO RIILFH#WHFKQRFRP PDVWHUEDWFKHV FRP ZZZ WHFKQRFRP OOF FRP

&5('2/(1® 7$/&2/(1®

www.flexores.com Ми створюємо найкращі рішення для Вашого ідеального продукту

interpack

PROCESSING & PACKAGING

За подальшою інформацією просимо звертатися до: ТОВ „Експо Альянс” вул. Євгена Сверстюка 23 _ офіс 1203 _ 02002, м. Київ тел.: (044) 490 53 27 _ (050) 414 70 54 _ факс: (044) 490 53 28 a.beliy@expoalliance.ua _ www.expoalliance.ua

МАТЕРІАЛИ УПАКОВКА ОБЛАДНАННЯ ПОСЛУГИ Що таке PackINFO? – B2B маркетингові послуги – B2B торговий майданчик – База даних компаній – Зручний інструмент пошуку

Для кого PackINFO? – Бізнесменів – Керівників компаній

– Промислових компаній – Малих та середніх підприємств

– Менеджерів з закупівель – Фахівців з експорту

– Дистриб’юторів – Виробників

Що дає PACKINFO? 9 B2B послуги 9 Нові продажі 9 Нових ділових партнерів 9 Нових клієнтів 9 Ділові контакти безкоштовно 9 Демонстрацію діяльності

PACKINFO користувачі 13 000+

9 Рекламу продукції 9 Європейську ділову мережу 9 Маркетингові рішення On%line 9 Широкі можливості для бізнесу

Для користувачів PackINFO:

• отримати інформацію про упаковку, пакувальні матеріали саме для вашого виду продукції; • знайти інформацію про виробників або постачальників пакувальної продукції • підібрати різне обладнання та отримати інформацію де його можна придбати • знайти постачальників витратних матеріалів • розшукати постачальників послуг

Структура PACKINFO

ДЛЯ

УЧАСНИКІВ

PackINFO:

• унікальна можливість презентувати свою

продукцію зацікавленим компаніям в Україні та за її межами

• розширити коло замовників • отримати нові контакти • надати інформацію про свою адресу та контакти

Статистика пошуку PACKINFO

Обладнання

28 %

Тара та упаковка

56,4 %

Тара та упаковка

27 %

Пакувальні матеріали

17,2 %

Пакувальні матеріали

20 %

Обладнання

10,7 %

Витратні матеріали

12 %

Послуги

7,1 %

Сировина

8 %

Сировина

5,7 %

Послуги

5 %

Витратні матеріали

2,9 %

ȲɈɏɉɋɇȻɑȲɄɈɉ ȻɈȻɆȲɍɃɒɈɃɄ ɑɀɈɍɋ

www.upakjour.com.ua

www.packinfo.com.ua

Що ми робимо: журнал «Упаковка» з 1996

конференцію «ПАКУВАЛЬНА ІНДУСТРІЯ» з 2007 конференцію молодих вчених «НОВІТНІ ТЕХНОЛОГІЇ ПАКУВАННЯ» з 2005

літературу з пакувальної тематики

MATERIALS PACKAGING EQUIPMENT SERVICE

www.packinfo.com.ua пошуковий пакувальний В2В портал з 2014 виставкову газету «ПАК ЕКСПО» з 2000

конкурс і конференцію наукових студентських робіт «ЗОЛОТИЙ КАШТАН» з 2000 Всеукраїнські конкурси «УКРАЇНСЬКА ЗІРКА УПАКОВКИ», «УКРАЇНСЬКА ЕТИКЕТКА», «УПАКОВКА МАЙБУТНЬОГО» з 1998

член Всесвітньої організації пакувальників (WPO) з 1998

Клуб пакувальників України Інформаційно-аналітичний центр «Упаковка»

Пакувальна індустрія (циклічна економіка в пакуванні)

Матеріали ХІIІ науково-практичної конференції

25–26 вересня 2019 р. Premier Hotel Lybid (м. Київ, пл. Перемоги, 1)

ІАЦ «Упаковка» 2019

Пакувальна індустрія (циклічна економіка в пакуванні): Матеріали ХІIІ науково-практичної конференції (25–26 вересня 2019 р., Premier Hotel Lybid, м. Київ, пл. Перемоги, 1). – Додаток до часопису «Упаковка». – 2019. – № 5. – К., 2019. – 112 с.

У матеріалах конференції зібрано доповіді про актуальну проблему пакувальної індустрії – розробку та впровадження циклічних технологій у пакуванні. Основна увага приділена готовим інноваційним рішенням у виробництві пакувальних матеріалів, упаковки, допоміжних пакувальних засобів з різних матеріалів. Значна кількість доповідей розкриває основні переваги та умови циклічних технологій – як знайти оптимальний пакувальний матеріал та упаковку, які б, з одного боку, виконували свою основну функцію – збереження упакованого продукту, а з іншого – найменше шкодили довкіллю та легко перероблялися у вторинну сировину. Матеріали конференції будуть корисні керівникам та інженерно-технічним працівникам виробничих компаній, потенційним інвесторам, науковцям, фахівцям фінансових та страхових компаній, представникам громадських організацій, державних установ, студентам ВНЗ та всім, хто пов’язаний з пакувальною індустрією.

Програмний комітет: Кривошей В.М., к.х.н., ІАЦ «Упаковка» – голова, Гавва О.М., д.т.н., НУХТ – заст. голови, Александров О.М., Dow Europe GmbH, Замотаєв П.В., д.х.н., ХГ «Консалтінг», Петренко С.Д., к.х.н., ТОВ «Техноком», Регей І.І., д.т.н., УАД, Халайджі В.В., к.т.н., ІАЦ «Упаковка». Організатори конференції висловлюють подяку за підтримку ХІIІ науковопрактичної конференції «Пакувальна індустрія (циклічна економіка в пакуванні)» компаніям Dow Europe GmbH, Coca-Cola Beverages Ukraine, Markets Consulting Group, ТОВ «Хенкель Україна», ТОВ «Деметра Одис», ТОВ «ВП «Базис», ТОВ «Монопак», ТОВ «Техноком», PackGroup, ТОВ «Флексорес», Dniproplast, AB InBev.

ЗМІСТ Слабий В.Г., УКРПЕК, м. Київ Директиви ЄС щодо циркулярної економіки в пакуванні. Мініреволюція чи еволюція? .................................................................................5 Кірш М., Британська асоціація упаковки для продуктів харчування, Велика Британія Закони про упаковку харчових продуктів та вимоги відповідальності виробника, необхідні українському пакувальному бізнесу для виходу на ринки ЄС ...................................................................................... 10 Ю.М. Маковецька, к.е.н., Інститут економіки природокористування та сталого розвитку НАН України, м. Київ Формування та реалізація політики циркулярної економіки в пакуванні в Україні ............................................................................................................... 18 А.М. Александров, Л. Заламеа, Dow Europe GmbH, г. Киев Новые требования к разработке упаковки в контексте экономики замкнутого цикла ................................................................................................. 23 П.В. Замотаев, д.х.н., «ХГ Консалтинг», г. Киев Полимерная упаковка – запретить нельзя использовать (в контексте экологических проблем) ................................................................ 25 С.Д. Петренко, к.х.н., ООО «Техноком», г. Киев Модифицирующие добавки для полимерной упаковки в контексте циклической экономики ...................................................................................... 34 А.В. Демьянов, ЧП «Авентин», г. Вышгород, Киевская обл. Участие упаковки в циркулярной экономике. Как это влияет на пищевую безопасность упаковки .................................................................. 46 О.А. Вороновський, І.В. Гамова, к.е.н., «Пак груп», м. Бровари, Київська обл. Час суперможливостей полімерної упаковки .................................................... 51 А.А. Муравченко, ТД «Днепро Пласт», г. Днепр Рынок упаковки из ПЭТФ для напитков (тенденции развития) ...................... 58 Г.Й. Долінська, ПАТ «Жидачівський целюлозно-паперовий комбінат» Упаковка з картону – ефективна реалізація сучасних технологій циркулярної економіки ........................................................................................ 66

М.М. Заворотный, Univest Packaging, г. Киев Чего хотят потребители: лучшие решения картонной упаковки для товаров food и non food ................................................................................. 77 В.В. Бигус, «Флексорес», г. Львов Продукция «Флексорес» как составляющая часть флексографской печати ...................................................................................... 84 О.А. Мартиненко, А.С. Микитюк, Експертний центр діагностики та лабораторного супроводу «Біолайтс», смт Баришівка, Київська обл. Важливість лабораторного контролю різних видів упаковки для харчових продуктів ....................................................................................... 90 О.М. Гавва, д.т.н., Л.О. Кривопляс-Володіна, д.т.н., Національний університет харчових технологій, м. Київ Функціонально-орієнтоване проектування пакувального обладнання в контексті технологічного замкненого циклу ................................................. 95 І.І. Регей, д.т.н., Я.М. Угрин, к.т.н., Т.В. Коваль, Українська академія друкарства, м. Львів Технологічно-технічне розроблення універсального обладнання для виробництва габаритної тари з гофрокартону ......................................... 106

Директиви ЄС щодо циркулярної економіки в пакуванні. Мініреволюція чи еволюція? В.Г. Слабий, Українська Пакувально-Екологічна Коаліція, м. Київ Сьогодні в Європі і дещо повільніше в цілому світі свої зусилля фокусують на зменшенні, повторному використанні та переробці відходів, рухаючись до більш сталого розвитку суспільства та економіки. Для управління різними потоками відходів, включаючи пакувальні, розробляють різноманітні моделі (РВВ, депозитні системи тощо). Проте немає такого рішення, яке може одночасно вирішити всі проблеми. Різні підходи повинні бути визначені, а потім кожна країна запроваджує їх відповідно до потреб ринку. Останнім часом ЄС визначив свою Стратегію щодо відходів на 2018-2030 рр., прийнявши так званий пакет Директив циркулярної економіки. Проте ЄС вирішив розширити підходи до проблем поводження з відходами. Він прийняв також Стратегію щодо полімерів, оприлюднивши її як один із пріоритетних напрямів, що визначає ефективний шлях для полімерів і товарів з них на всіх стадіях життєвого циклу: дизайн, виробництво, використання та рециклінг. Що ж таке циркулярна економіка? Це економіка, за якої лінійний життєвий цикл промислової продукції, товарів, речей перетворюється у замкнений багаторазовий. При цьому ширше застосовуються переробка та повторне використання продукції та товарів, що корисно як для навколишнього середовища, так і для економіки.

До пакета Директив ЄС щодо циркулярної економіки входять: • Директива 2018/851/ЄС про внесення змін до Директиви про відходи; • Директива 2018/850/ЄС про внесення змін до Директиви про захоронення відходів; • Директива 2018/849/ЄС про внесення змін до Директив про транспортні засоби, батарейки, відходи електричного та електронного обладнання; • Директива 2018/852/ЄС про внесення змін до Директиви про упаковку та відходи упаковки; 5

Директива ЄС 2019/904 про зменшення впливу на довкілля деяких виробів із пластику. Положення цих директив направлені на сприяння ефективному використанню ресурсів та посилення заходів із дотримання ієрархії управління відходами: запобігати утворенню відходів; збільшувати відсоток їх рециклювання; встановити суворіші вимоги, аніж існували дотепер – до системи розширеної відповідальності виробників (РВВ). Крім того, ці директиви мають на меті визначити перелік заходів із запобігання утворенню відходів, встановити перелік економічних інструментів та інших заходів, що забезпечують впровадження ієрархії управління відходами, а також встановити цільові показники з рециклінгу муніципальних та специфічних відходів. А тепер більш детально про зміни до Директив, що безпосередньо стосуються пакувальної індустрії. До внесених змін Рамкова директива про відходи містила лише одну статтю 8, в якій у загальному вигляді описувалася вимога до держав – членів ЄС забезпечити введення РВВ щодо окремих потоків відходів. Зміни ж суттєво розширили згадану статтю, також додалася нова 8а – «Основні мінімальні вимоги до систем РВВ». Директива зобов’язує держави-члени вживати всі або хоча б частину вимог, які встановлюють обов’язки виробника або організації, яка виконує обов’язки з розширеної відповідальності від імені виробника: 1) забезпечувати повне географічне покриття території країни послугами з приймання та збирання відходів, що утворилися від використання продуктів, щодо яких встановлено систему РВВ, без обмеження територій до тих, в яких збирання та управління відходами є найбільш економічно вигідними; 2) мати достатню фінансову та організаційну спроможність для виконання своїх зобов’язань; 3) створити достатній механізм самоконтролю з проведенням регулярних незалежних аудитів для оцінки фінансового менеджменту та якості зібраних та наданих для звітності даних; 4) забезпечити досягнення встановлених законодавством цільових показників з управління відходами від продукції (визначеного відсотку рециклінгу або ж іншого відновлення від продукції, яка випущена в обіг), щодо яких встановлено системи РВВ; 5) оприлюднювати для громадськості інформацію щодо досягнення цільових показників з управління відходами. У випадку колективного виконання зобов’язань РВВ (для ОКРВВ) також забезпечити оприлюднення інформації про засновників ОКРВВ та її членів, розмір фінансових внесків, сплачених виробниками на одиницю або на тонну продукту, що розміщується на ринку, а також інформації про процедуру відбору виконавця послуг з управління відходами. •

Водночас встановлено вимоги, згідно з якими фінансові внески, сплачені виробником для виконання покладених на нього зобов’язань з РВВ, мають забезпечити покриття наступних витрат: 1) на організацію приймання, роздільного збирання, перевезення та оброблення відходів, включаючи оброблення, необхідне для досягнення цільових показників з управління відходами, витрат, необхідних для виконання інших показників та цілей, із врахуванням прибутку, отриманого від повторного використання, продажу вторинної сировини, та невикористаних депозитних внесків; 2) адміністративних; 3) вартості надання інформації, визначеної законодавством, громадськості, утворювачам та утримувачам відходів; 4) на ведення обліку, підготовку звітності та проведення аудиту для звітів. Встановлюється вимога до держав-членів ЄС вжити всіх необхідних заходів для забезпечення того, щоб відходи піддавалися підготовці до повторного використання, рециклінгу та іншого відновлення. Зазначається, що для дотримання цієї вимоги у випадку, коли це доцільно, забезпечується роздільне збирання відходів. Директива передбачає, що роздільне збирання вводиться принаймні для паперу, металу, полімерів та скла. А після 1 січня 2025 р. це стосуватиметься й текстилю. Виключення та збирання змішаних відходів Директива дозволяє за однієї з таких умов: • якщо в результаті збирання відходи не втрачають потенціалу для операцій з відновлення; • роздільний збір не забезпечує найкращого екологічного результату при розгляді загальних екологічних наслідків управління відповідними потоками відходів; • роздільне збирання не є технічно здійсненним з урахуванням передового досвіду збору відходів; • роздільне збирання призведе до непропорційних економічних витрат з урахуванням витрат на несприятливі екологічні та медичні наслідки збору та очищення змішаних відходів, потенціалу підвищення ефективності збору та оброблення відходів, доходів від реалізації вторинної сировини, а також застосування принципу «забруднювач платить» і впровадження систем РВВ. Важливою є вимога, що відходи, призначені для підготовки до повторного використання та рециклінгу, не повинні спалюватися, за винятком відходів, що утворюються внаслідок операцій з оброблення роздільно зібраних відходів, небезпечні речовини, суміші та компоненти яких повинні бути видалені з небезпечних відходів до або під час відновлення. З метою переходу до європейської циркулярної економіки з високим рівнем ефективності використання ресурсів, встановлюється вимога до 2025 р. збільшити підготовку до повторного використання та рециклінг 7

муніципальних відходів до мінімум 55 % ваги, до 2030 р. – до мінімум 60 % ваги, до 2035 р. – до мінімум 65 % ваги. Встановлюється вимога до держав – членів ЄС забезпечувати облік муніципальних відходів, які підготовлені до повторного використання та щодо яких здійснено рециклінг і докласти зусиль для забезпечення того, щоб станом на 2030 р. всі відходи, придатні для рециклінгу або іншого відновлення, зокрема в муніципальних відходах, не були прийняті на полігон, за винятком відходів, для яких полігон забезпечує найкращий екологічний результат. Увага приділяється заходам із запобігання утворенню відходів та запровадження їх державами-членами. Вони мають включати: • заохочення й підтримку сталого виробництва та споживання; • заохочення проектування, виробництва й використання ресурсоефективних та більш довговічних продуктів (у тому числі подовження терміну їх використання та відмова від запланованого старіння), продуктів, придатних до ремонту, повторного використання й модернізації; • виділення з потоку відходів продуктів, що містять ресурсоцінну сировину, щоб запобігти втраті сировини, коли продукти стають відходами; • заохочення повторного використання продуктів та створення систем, що сприяють проведенню їх ремонту та повторному використанню, зокрема, для електричного й електронного обладнання, текстилю й меблів, а також для упаковки та будівельних матеріалів; • зменшення утворення відходів, з урахуванням найкращих доступних технологій, у процесах промислового виробництва, видобутку корисних копалин, будівництва та знесення, при виготовленні продуктів; • зменшення утворення харчових відходів у роздрібних та інших торговельних мережах, закладах громадського харчування та в домогосподарствах; • зменшення вмісту шкідливих речовин у матеріалах і продуктах; • визначення продуктів, які є основними джерелами забруднення, особливо в природних та морських середовищах, та вжиття відповідних заходів для запобігання утворенню та зменшенню відходів з таких продуктів; • проведення інформаційних кампаній для підвищення громадської обізнаності щодо запобігання утворенню відходів та забрудненню довкілля. Відомо, що ефективність впровадження тих чи інших заходів прямо залежить від інструментів, за допомогою яких це робитиметься. Тому в Додатку IVa рамкової Директиви про відходи наведено перелік економічних інструментів та інших заходів, що забезпечують впровадження управління відходами. 8

Директивою 2018/852/ЄС внесено важливі зміни до Директиви 94/62/ЄС про упаковку та відходи упаковки. Зокрема, мова йде про встановлення нових цільових завдань з рециклінгу: • до 31 грудня 2025 р. мінімум 65 % ваги всієї упаковки, а до 31 грудня 2030 р. мінімум 70 % повинно бути рецикльовано; • повинні бути досягнуті мінімальні показники рециклінгу таких видів відходів упаковки: до 31 грудня 2025 р.: до 31 грудня 2030 р.: - 50% полімерів; - 55% полімерів; - 25% деревини; - 30% деревини; - 70% чорних металів; - 80% чорних металів; - 50% алюмінію; - 60% алюмінію; - 70% скла; - 75% скла; - 75% паперу і картону. - 85% паперу і картону. Директива ЄС 2019/904 від 05.06.2019 про зменшення впливу на довкілля деяких виробів із пластику забороняє в країнах ЄС з 2021 р. виробництво таких виробів: пластикові столові прилади одноразового використання (виделки, ножі, ложки та палички для їжі), одноразові пластикові тарілки, пластикові соломинки для напоїв, ватні палички, харчові контейнери і чашки з пінополістиролу. До 2029 р. країни – члени ЄС будуть зобов’язані збирати 90 % полімерних пляшок для вторинної переробки, які до того ж повинні виготовлятися з використанням 25 % вторинних матеріалів у 2025 р. та 30 % – у 2030 р. Угода також посилює застосування принципу «забруднювач платить», зокрема, щодо тютюну, шляхом введення РВВ. Цей новий режим також застосовуватиметься до риболовних знарядь, щоб гарантувати, що виробники, а не рибалки, несуть витрати за збирання сіток, втрачених на морі. Отже, країни ЄС переходять до економіки замкнутого циклу. Еволюція це чи революція? Думаю, що це і те, і інше. В цілому, перехід до циркулярної економіки є еволюційним процесом, а завдання Директиви щодо полімерів – це, на мою думку, мініреволюція. А що ж робиться в Україні? Ми декларуємо, що йдемо в Європу. Проте Національна стратегія і Національний план управління відходами до 2030 р., а також проект рамкового Закону про управління відходами не передбачають основних положень пакету Директив ЄС щодо циркулярної економіки. Навряд чи ситуація зміниться найближчим часом. На жаль, ми не виконуємо те, що підписали в Угоді про Асоціацію з ЄС. Чи буде нова влада змінювати підходи до цих питань, побачимо найближчим часом.

Закони про упаковку харчових продуктів та вимоги відповідальності виробника, необхідні українському пакувальному бізнесу для виходу на ринки ЄС М. Кірш, Британська асоціація упаковки для продуктів харчування, Велика Британія Ukraine packaging: Food packaging laws & producer responsibility requirements needed to enter EU markets Martin Kersh, Foodservice Packaging Association, Great Britain

Формування та реалізація політики циркулярної економіки в пакуванні в Україні Ю.М. Маковецька, к.е.н., Інститут економіки природокористування та сталого розвитку НАН України, м. Київ Циркулярна економіка – це нова економічна та екологоорієнтована концепція, що спрямована на забезпечення гармонізації між економічним зростанням й екологічною стійкістю. Європейським Союзом прийнято низку ключових документів щодо переходу держав-членів на засади циркулярної економіки. Це, зокрема, Сьома Програма дій ЄС з охорони навколишнього середовища до 2020 р. «Жити добре у межах можливостей нашої планети» (2012 р.), Повідомлення Комісії до Європейського парламенту, Ради, Європейського економічного та соціального комітету і Комітету регіонів «На шляху до циркулярної економіки: програма нуль відходів для Європи» (2014 р.), «Закриття циклу – План дій ЄС для циркулярної економіки» (2015 р.) тощо. Зазначеними документами поставлено амбітну ціль: досягти до 2050 р. процвітання й здорового навколишнього природного середовища, що обумовлено інноваційною, циркулярною економікою, у якій все заощаджується та забезпечується раціональне управління природними ресурсами. У 2018 р. Європейська Комісія прийняла новий комплекс заходів – Circular Economy Package, спрямований на реалізацію Плану дій для циркулярної економіки. До нього входять такі документи: 1. Загальноєвропейська Стратегія ЄС щодо полімерів у циркулярній економіці [1], спрямована на зміну способів розроблення, виробництва, використання та перероблення полімерів і виробів з полімерів. Стратегія встановлює, що до 2030 р. вся упаковка з полімерів має бути придатна до перероблення. Зокрема, Стратегія передбачає наступне бачення економічної політики щодо полімерів: • виробництво пластмас та виробів, що містять пластмаси, передбачає забезпечення більшої міцності, сприяє повторному використанню та якісному переробленню. До 2030 р. вся полімерна упаковка, розміщена на ринку ЄС, підлягає багаторазовому використанню або може бути перероблена економічно ефективним способом; • зміни у виробництві та дизайні дозволять підвищити рівень перероблення полімерів у всіх ключових сферах його застосування. До 2030 р. більш ніж половина відходів полімерів, що утворюються в Європі, мають перероблятися, забезпечуватиметься високий рівень роздільного збирання відходів полімерів, а перероблення відходів упаковки з полімерів досягне рівня, порівнянного з рівнем перероблення інших пакувальних матеріалів; • мають бути збільшені та модернізовані потужності з перероблення полімерів у ЄС. До 2030 р. передбачається зростання потужностей із сортування та перероблення у чотири рази порівняно з 2015 р.; 18

припинення експорту погано відсортованих відходів полімерів завдяки покращенню роздільного збирання; • створення інтегрованого ринку полімерів – забезпечення умов співпраці хімічної промисловості з переробниками пластмас, щоб допомогти знайти ширші можливості використання. Речовини, що стримують процеси перероблення полімерів, мають бути замінені; • зростання ринку перероблених та інноваційних пластмасових виробів; • зростання перероблення полімерів допомагатиме зменшити залежність Європи від імпортного викопного палива та скоротити викиди CO2, відповідно до зобов’язань, передбачених Паризькою угодою та ін. 2. Повідомлення [2] про варіанти вирішення взаємозв’язку між законодавством щодо хімічної промисловості, продукції та відходів, яке оцінює, як правила щодо відходів, продукції та хімічних речовин пов’язані одне з одним. 3. Рамковий документ щодо моніторингу прогресу в напрямі циркулярної економіки на рівні ЄС та на національному рівні [3]. Він складається з десяти ключових показників, які охоплюють кожний етап (виробництво, споживання, поводження з відходами та вторинною сировиною), а також економічні аспекти (інвестиції й робочі місця) та інновації. 4. Звіт щодо найважливішої вторинної сировини й циркулярної економіки [4], у якому висвітлено потенціал використання 27 важливих вторинних матеріалів у економіці. Також 2018 р. були внесені зміни та доповнення до директив 2008/98/ЄС про відходи [5] та 94/62/ЄС про упаковку та відходи упаковки [6] в частині збільшення норм перероблення побутових відходів та відходів упаковки в рамках більш широкої політики циркулярної економіки ЄС. Як було зазначено в прес-релізі Європейської Комісії [7], доповнення до директив «…допоможуть запобігти утворенню відходів та, де це неможливо, значно активізувати перероблення побутових та пакувальних відходів. Це поступово припинить захоронення відходів та сприятиме використанню економічних інструментів, таких як схеми розширеної відповідальності виробників. Нове законодавство зміцнює «ієрархію відходів», тобто вимагає від держав-членів вживати конкретних заходів для визначення пріоритетності запобігання, повторного використання та перероблення над захороненням та спалюванням, що робить циркулярну економіку реальністю». Міністерство економічного розвитку та торгівлі України в Національній доповіді «Цілі сталого розвитку: Україна» поставило завдання переходу на засади циркулярної економіки. Зокрема, як механізм реалізації однієї з глобальних ЦСР, а саме «Відповідальне споживання та виробництво», є запровадження моделі циркулярної економіки, насамперед шляхом орієнтації на енергозбереження, регенеративне екологічно чисте виробництво та споживання. При цьому цільовими індикаторами виконання зазначеної цілі є, •

крім іншого, ресурсоємність ВВП (питома вага вартості природних ресурсів в одиниці ВВП) до рівня 2015 р. (індикатор 12.1.1), обсяг утворених відходів у всіх видах економічної діяльності на одиницю ВВП та частка спалених й утилізованих відходів у загальному обсязі утворених відходів (індикатори 12.4.1 та 12.4.2.). Відповідно, починають розроблятися нормативні документи, які враховують основні принципи економіки замкненого циклу, у тому числі у сфері поводження з відходами. Зокрема, у Національній стратегії управління відходами в Україні до 2030 р., схваленій розпорядженням Кабінету Міністрів України № 820-р від 8 листопада 2017 р., зазначено завдання переходу до економіки замкненого циклу, що передбачає якомога довше використання в економіці продуктів, матеріалів і ресурсів та мінімізацію утворення відходів. При цьому в розділі «Відходи упаковки» зазначено, що відсутність ефективної системи збирання відходів упаковки щороку призводить до втрати вагомого ресурсного потенціалу для переробної промисловості, не реалізується європейський принцип розширеної відповідальності виробника, суб’єкти господарювання не несуть відповідальності за подальшу утилізацію використаної упаковки. Також відмічено, що облік обсягів утворення, перероблення та утилізації відходів упаковки як вторинної сировини ведеться на державному рівні не в повному обсязі. При цьому встановлені Стратегією обов’язкові до виконання виробниками та імпортерами норми підготовки для повторного використання та перероблення відходів упаковки відповідають, а за деякими показниками перевищують такі, що встановлені Директивою 2018/852/ЄС (якою внесені зміни до Директиви 94/62/ЄС про упаковку та відходи упаковки), що говорить про завищеність очікувань у цій сфері. Стратегією передбачено також моніторинг та контроль реалізації її заходів, який має проводитися щороку за відповідними показниками. Зокрема, що стосується відходів упаковки, для проведення моніторингу виконання стратегії мають збиратися дані щодо кількості випущеної на ринок упаковки, кількості та частки перероблених та утилізованих відходів упаковки до загального обсягу розміщення упаковки на ринку в поточному році тощо. При цьому з моменту прийняття Стратегії не зроблено жодних кроків задля організації збирання необхідної інформації (зокрема в частині кількості випуску упаковки на ринок). Таким чином, відсутність даних зводить нанівець як показники моніторингу й контролю заходів з реалізації Стратегії, так і цільові показники перероблення та утилізації відходів упаковки в цілому. Продовженням реалізації Стратегії стало прийняття Національного плану управління відходами до 2030 р. Цей документ мав би деталізувати завдання Стратегії, натомість у частині відходів упаковки він взагалі не визначає жодних цільових показників з перероблення та утилізації відходів, а їх встановлення передбачається окремим актом Кабінету Міністрів України 20

лише після прийняття проекту закону про упаковку та відходи упаковки. Оскільки прийняття відповідного закону може затягнутися на невизначений термін (адже історія почалася ще 2000 р.), то встановлення цільових показників і їх виконання залишається під питанням. Позитивним є захід, який стосується встановлення законодавчих вимог до маркування та дизайну упаковки та обмежень щодо використання небезпечних речовин в упаковці. Водночас прийняття відповідних законопроектів передбачається також лише після прийняття закону про упаковку та відходи упаковки. Проте зазначених документів недостатньо для того, щоб говорити, що в Україні створено передумови для запровадження цілей циркулярної економіки. Сьогодні в Україні спостерігається системне відставання нормативно-правового регулювання від норм ЄС. З моменту підписання Угоди про асоціацію Україна – ЄС (2014 р.) у сфері управління відходами прийнято лише два документи, в той час як Європейським Союзом, як було показано вище, прийнято цілу низку послідовних документів, які запроваджують принципи циркулярної економіки, та зроблено практичні кроки щодо їх реалізації. Важливо також наголосити, що реалізація цілей циркулярної економіки має стосуватися не лише заходів управління відходами, але й попередніх стадій життєвого циклу продукції, зокрема дизайну та власне виробництва. У Повідомленні Комісії «На шляху до циркулярної економіки: програма нуль відходів для Європи» COM (2014) виділено такі основні напрями реалізації цілей циркулярної економіки: • сприятлива політика; • проектування та інновації, починаючи з початкового етапу створення продукту (зменшення кількості матеріалів, необхідних для доставки певної послуги (легка вага); подовження корисного терміну виробів (довговічність); зменшення використання енергії та матеріалів у виробництві, а також матеріалів, які є небезпечними або складними для переробки; проектування продуктів, що легше експлуатувати, ремонтувати, модернізувати, переробляти чи відновлювати (екологічний дизайн) тощо); • залучення інвестицій; • підтримка бізнесу та споживачів як основних учасників процесу; • модернізація політики та цілей управління відходами (перетворення відходів у ресурс є частиною «закриття циклу» в системі циркулярної економіки. Встановлення цілей стимулює інновації у процеси перероблення та повторне використання, обмежує захоронення відходів на полігонах, зменшує втрати ресурсів та створює стимули для зміни споживчої поведінки). Саме на цих пунктах і має зосередитися Уряд України задля формування та реалізації програми переходу на модель циркулярної економіки, встановити систему відповідних індикаторів, які, за зразком ЄС, повинні охоплювати 21

кожний етап життєвого циклу продукції (виробництво, споживання, поводження з відходами та вторинною сировиною), а також економічні аспекти та інновації. На регіональному рівні (області, міста, об’єднані територіальні громади тощо) має бути реалізація сформованої Урядом політики й запровадження інструментів контролю щодо споживання ресурсів, зниження енергоємності, скидання забруднювальних речовин та утилізації відходів тощо. Для підприємств (зокрема, у сфері великого споживання ресурсів, високоенергетичних галузей, виробників упаковки і підприємств з утилізації відходів) має бути визначено чіткі обов’язки та відповідальність виробників продукції. Література 1. Communication from the Commission to the European Parliament, the Council, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions: A European Strategy for Plastics in a Circular Economy. Brussels, 16.1.2018. URL: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?qid=1516265440535&uri= COM:2018:28:FIN 2. Communication from the Commission to the European Parliament, the Council, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions on the implementation of the circular economy package: options to address the interface between chemical, product and waste legislation. Strasbourg, 16.1.2018. URL : https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?qid=1552489350375&uri= CELEX:52018DC0032 3. Communication from the Commission to the European Parliament, the Council, the European Economic and Social Committee and the Committee of the Regions on a monitoring framework for the circular economy. Strasbourg, 16.1.2018. URL : https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?qid=1516265440535&uri= COM:2018:29:FIN 4. Report on critical raw materials and the circular economy. URL: https://ec.europa.eu/commission/publications/report-critical-raw-materials-andcircular-economy_en 5. Directive (EU) 2018/851 of the European Parliament and of the Council of 30 May 2018 amending Directive 2008/98/EC on waste. URL : https://eurlex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=celex:32018L0851 6. Directive (EU) 2018/852 of the European Parliament and of the Council of 30 May 2018 amending Directive 94/62/EC on packaging and packaging waste. URL: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=celex:32018L0852 7. Circular Economy: New rules will make EU the global front-runner in waste management and recycling. URL : https://europa.eu/rapid/press-release_IP-183846_en.htm?fbclid=IwAR3mLlOpe5Em8IT726oEf1pMtKyksUsbyEuHuaZ67RfCR5WvPp6E4HQrX8

Новые требования к разработке упаковки в контексте экономики замкнутого цикла А.М. Александров, Л. Заламеа, Dow Europe GmbH, г. Киев Полимеры являются неотъемлемой частью циркулярной экономики, в которой возможность вторичной переработки играет важную роль уже на этапе разработки упаковочных решений. Основные усилия направлены на новые структуры и дизайн упаковки для обеспечения вторичной перерабатываемости. Это означает облегчение внедрения упаковочных материалов в производственный цикл после того, как они выполнили свое основное предназначение. Подход к устойчивому развитию значительно усиливается благодаря общественной деятельности. Dow является одним из основателей или членом большого числа ассоциаций и организаций, занимающихся различными аспектами переработки полимеров. Подобные организации стимулируют создание директив по оптимизации ресурсов, увеличению квот на утилизацию и внедрению упаковочных решений в циркулярную экономику. Усилия Dow в области устойчивого развития основаны на четырех основных принципах, которые поддаются детальному анализу: обеспечение вторичной перерабатываемости, минимизация используемых ресурсов, сохранение продуктов питания и товаров, а также исследование альтернативного сырья. Дизайн упаковки для обеспечения вторичной перерабатываемости – это, по сути, набор технологий, который включает в себя обширные методы по упрощению конструкции в отношении мономатериальных структур. Ярким примером этого являются структуры, поддерживаемые MDO (ориентация в машинном направлении), а также несколько опций по снижению веса за счет оптимального подбора полимеров. Данные технологии можно комбинировать и кастомизировать по методу, аналогичному Lego®-Bricks, чтобы создать упаковочное решение, удовлетворяющее конкретный набор эксплутационных характеристик. Оптимизация ресурсов присуща многим инициативам Dow. К примеру, в области групповой и транспортной упаковки это транспортировочные мешки для тяжелых грузов (HDSS), стретч-худ-пленка, стретч- и термоусадочная пленки. Кроме того, учитываются оптимизация цепочки поставок и новые стандарты в эффективности и безопасной транспортировке грузов. Сосредоточив внимание в области хранения продуктов питания и товаров под девизом «свежее к столу» и «безопасность транспортировки грузов», компания Dow представляет ряд существенных решений, которые используются, например, для упаковывания мяса, где значительное увеличение срока годности и сохранности продукта были достигнуты

одновременно со значительным снижением веса упаковки и, как следствие, уменьшением количества отходов. В области альтернативного сырья представлен общий производственный процесс для преобразования переработанного материала в сырье с помощью пиролиза. Подробно приведен пример с растительным возобновляемым ресурсом (талловое масло). Подводя итог, необходимо подчеркнуть: полимеры слишком ценны, чтобы выбрасывать изделия из них в отходы.

Полимерная упаковка – запретить нельзя использовать (в контексте экологических проблем) П.В. Замотаев, д.х.н., «ХГ Консалтинг», г. Киев В последнее время мы не испытываем недостатка в различных конференциях, круглых столах, форумах, посвященным проблемам экологии. К сожалению, осваивая бюджетные деньги и международные гранты, организаторы часто склонны раздувать те проблемы, с которыми бороться, может, и не очень легко, но безопасно, и замалчивать те угрозы, за которыми стоят «большие дяди» с огромными деньгами. К первым относится засорение окружающей среды отходами упаковки и одноразовых изделий из полимеров. Ко вторым, например, выбросы энергогенерирующих предприятий, вырубка лесов, засорение водоемов токсичными отходами и т.д. Каково же реальное место полимерной упаковки в контексте всего комплекса негативных факторов воздействия человечества на окружающую среду? В данном докладе сделана попытка ответить на этот вопрос. С экологией в мире плохо. Осознаем ли мы – как плохо? В преддверии ежегодных Международных экономических форумов и при поддержке ООН ведущие эксперты составляют ежегодный рейтинг основных рисков для человечества. Последние два года (несмотря на то, что первое место остается за оружием массового поражения) 2–5 связаны с окружающей средой. Это – природные катастрофы, погодные катаклизмы, саботаж борьбы с изменениями климата, кризис водных ресурсов (таблица). Даже угроза финансового кризиса, локальные вооруженные конфликты, терроризм отходят на второй план [1]. Таблица. Пять глобальных рисков для человечества (оценка Международного экономического форума и ООН)

2019 г. не будет исключением. В январе теплый воздух дестабилизировал полярный вихрь (polar vortex), и холодный воздух «плюнул» на США. Температура в Чикаго опускалась ниже –30 °С, хотя там и 0 °С в это время редкость. На значительной территории США температура опустилась ниже – 31F, при которой водка замерзает в лед. Март: в Мозамбике – сильнейшее наводнение после урагана. Более 1000 погибших, более 1 млн без крова. США – снег растаял. Пострадали 90 % территории штата Небраска и более 70 % Айовы. Австралия, Индонезия, Иран, многие европейские страны… С другой стороны, засухи в некоторых регионах Индии и Пакистана, пожары в Сибири и на Аляске. Температурные рекорды побиты во многих регионах (рис. 1). Ущерб пока не оценен.

Рис. 1. Аномалии среднедневной температуры в северном полушарии с 1 июня по 1 августа 2019 г. [2] Опубликованы данные по 2018 г. Пожары и засухи только в Европе, США и Японии – $ 24 млрд и 1600 смертей. В США состоялись 14 погодных катастроф-«миллиардников», включая пожары в Калифорнии. Только ураганы Майкл и Флоренция нанесли ущерб в $ 49 млрд [3]. Для сравнения: ВВП Украины оценивают в $ 130 млрд. Эти явления, в отличие от землетрясений, извержений, цунами, большинство ученых связывает с глобальным потеплением, обусловленным активностью человечества. Каковы эти факторы: • истощение возобновляемых ресурсов (биотическое истощение); • загрязнение воздуха; • загрязнение водоемов (автотрофический эффект); • токсичные загрязнения; • загрязнение и истощение почвы; 26

• загрязнение питьевых вод; • разрушение озонового слоя; • отходы производств и домохозяйств; • истощение ископаемых ресурсов (абиотическое истощение). Были предприняты попытки оценить границы, выход за которые грозит человечеству полной катастрофой. Похоже, что мы уже вышли за них, уничтожая видовое разнообразие и загрязняя пресную воду стоками и удобрениями. Приближаемся к границе по воздействию на погоду, истощению и загрязнению природных ресурсов. Какие виды человеческой деятельности так вредят природе (рис. 2)? Если говорить о парниковых газах, то это энергетика, промышленность, транспорт, сельское хозяйство. Тут и отходы, но это прежде всего отходы пищевых продуктов, потери которых составляют до трети выращенного, выкормленного и переработанного – около 1,3 млрд т или $ 960 млрд. Т.е. уменьшив потери на треть, можно было бы накормить всех голодающих (каждого из девяти).

Рис. 2. Нарушение планетарного баланса вследствие деятельности человека [4] Если же говорить о зеленой революции – освоении все новых территорий под поля и пастбища, чем наносится вред флоре и фауне, пестицидах, гербицидах, удобрениях – как основном источнике загрязнения водоемов, то 27

тут сельское хозяйство выглядит еще хуже. Вот тут мы вспомним и про упаковку. Что будет, если упразднить полимерную упаковку? Заменить бутылки из ПЭТФ на стеклянные бутылки и металлические банки, ПЭ пакеты – на бумажные, стретч-пленку – на солому? Насколько увеличатся потери продуктов? А насколько увеличатся выбросы в атмосферу и в воду для производства альтернативных количеств стекла, алюминия, жести, бумаги, картона? Учтите, что кроме алюминия все альтернативы намного более материалоемкие. Тут и затраты на транспортировку. Стеклянная бутылка тяжелее ПЭТФ в 10 раз, чтобы переработать стеклобой, требуется 2/3 исходных энергозатрат, а ПЭТФ – только 10 %. Если рассмотреть цепочку (food supply chain), то упаковка от нефти до бутылки из ПЭТФ дает 7 % вреда для окружающей среды, а транспортировка – 14 % от того, что приносят картонные коробки, которые изготавливают, грубо говоря, из бревна. Бурное развитие производства полимерных материалов с конца 50-х прошлого века, замена ими более энергоемких и материалоемких альтернатив произвела революцию не только в упаковке, но и в строительстве, медицине, электротехнике, текстильной промышленности, автомобилестроении и т. д. Почему же именно полимерная упаковка привлекает столь негативное внимание? На это есть и объективные, и субъективные причины. Начнем с субъективных. У любого технического новшества есть недоброжелатели, которые его не понимают, которых оно лишает части прибыли или которые акцентируют внимание на негативе, забывая о позитиве. Разрешив в 1999 г. телевидение, король Бутана Джигме Синкье Вангчук запретил ПЭ пакеты – как не приносящие счастья народу «Страны Громового Дракона». Пакеты запретили в Бангладеш в 2002 г., назначив ответственными за наводнения, обвинив в закупорке ливневки – при том, что потребление полимеров тогда не превышало 1 кг в год на душу населения. Лоббировавшие этот закон производители джутовых мешков расцвели, а наводнения никак не прекратились. Однако реальным законодателем полимерофобии можно считать сэра Дэвида Аттенборо. Именно он заразил ею масс-медиа. Сэр Аттенборо – очень значимая фигура в экологическом движении и многолетний руководитель BBC. Это он ввел понятие антропоцена – новой эры, когда рост человеческой популяции и ее активность стала реально угрожать планете и без ядерной войны. Его включили в 100 самых значимых британцев наряду с Шекспиром, Ньютоном и Черчиллем. Под его руководством было снято много прекрасных фильмов о живой природе. Во втором выпуске «Голубого Океана» он ярко и талантливо показал тот вред, который полимерная упаковка, бутылки, одноразовая посуда, остатки рыболовных снастей могут принести океанской фауне. Были засняты острова отходов, плывущих по поверхности. К сожалению, это правда. Благодаря малой плотности, устойчивости к внешним воздействиям, эти отходы не тонут, их разносит ветер. Более того, когда мы видим пакет с мусором, выброшенный на обочине, мы фиксируем 28

полимерный пакет, не зная, что внутри. Картинка была растиражирована, в том числе с лоббистскими целями от производителей альтернативных материалов. Сэр Аттенборо давно забыл про полимеры. Я смотрел его выступления за последние 5–7 лет. Там совсем о других угрозах. Но борьба с полимерами продолжается, и СМИ в ней играют существенную роль. Я проанализировал выпуски центральных каналов украинского ТВ за 2019 г. 14 полимерофобных, с «тыреными» роликами, явно лоббистских и достаточно безграмотных. Два выпуска достаточно нейтральных. Выпуски про глобальное потепление я перестал считать после двадцатого, но ничего касательно иных угроз. Таким образом, полимеры назначены второй после парниковых газов угрозой для окружающей среды. Степень искаженности восприятия действительности отражает опрос, проведенный в 2018 г. Ассоциацией производителей продуктов из растительного сырья среди «миллениалов», т. е. людей от 20 до 30 лет, лучших пользователей современных информационных технологий: • 48 % испытывают вину, используя полимеры, 33 % – расходуя бумагу, 31 % – воду, 19 % – автомобиль; • 64 % хотят использовать альтернативу полимерам и 60 % удивлены, что ее для многих опций нет; • 13 % хоть раз что-то слышали/читали про биополимеры, 90 % относятся к ним положительно. При этом, по объективным расчетам, наибольший вред они наносят, именно пользуясь автомобилем, а полимеры – «надцатые» в очереди. Обратимся к фактам. Мировой объем производства всех полимеров в 2017 г. оценивался от 370 до 400 млн т. Из них от 35 до 39 % идет на производство упаковки и изделий одноразового применения. Ежегодно они дают порядка 65 % отходов полимеров (210–220 млн т). Степень вторичной переработки упаковки и одноразовых изделий – порядка 14 %, столько же сжигают, 40 % захоранивают на полигонах, остальное попадает в окружающую среду. Но это средние цифры. Разброс суммарной степени утилизации полимерных отходов в Европе значительно больше (рис. 3) [6]. Есть страны, такие как Швейцария и Швеция, где практически все полимерные отходы отсортировывают, но значительную часть используют как топливо в теплоэлектростанциях. В Германии и Чехии также высокий процент сбора, но вторичной переработки намного больше. Самое большое производство одноразовых изделий из полимеров сосредоточено в Юго-Восточной Азии. Бесспорный лидер – Китай, более четверти мирового производства. Это естественно, рост упаковки – производное от роста населения и благосостояния. Вернемся к полимерным островам в океане. Оказалось, что более 90 % этих отходов (8–10 млн т ежегодно) приплывают по 10 рекам, расположенным в Юго-Восточной Азии и Африке. Больше всего – из Китая по Янцзы. И это не только их мусор. До 2017 г. Китай импортировал 51–52 % всех мировых отходов полимеров. В 2016 г. это составило 110 млн т. Стандарты тогда позволяли принимать 29

мусор, содержащий до 20 % посторонних включений (рис. 4) [6]. Отходы подвергали дополнительной сортировке, и что не шло в энергетику или вторичную переработку, преимущественно сбрасывали в реку. Везли все: Япония, Австралия, США, страны Евросоюза. С 2018 г. Китай снизил нормы допустимых включений до 0,5 % и практически прекратил импорт отходов. Сложилась кризисная ситуация. Хотя частично импортеры отходов переориентировались на другие страны, в т. ч. на Украину.

Рис. 3. Степень переработки отходов полимерной упаковки в Европе (2016 г.). Германия и Чехия превысили уровень переработки в 50 %, 19 стран достигли отметки в 35 % [5]

Рис. 4. Импорт Китаем полимерных отходов из различных стран (2016 г.). Суммарный объем составлял 51 % от мировых отходов 30

Отбросив политкорректность, следует признать, что основная причина негативных явлений в окружающей среде – это рост населения и увеличение потребления. Широко известен следующий прогноз, что без кардинальных изменений производство полимеров к 2050 г. увеличится более чем в три раза, доля ископаемого сырья в этих процессах возрастет с 6 до 20 %, а объем полимерных отходов в океане станет равным объему морской фауны. Что можно предложить, чтобы решить данную проблему? • Запрет ПЭ пакетов, одноразовой посуды, стироформа, ушных палочек? • Возврат от ПЭТФ, ПП и ПЭ бутылок к стеклу? • Биоразлагаемую и компостируемую упаковку? • Отказ от полимерной упаковки, со своей тарой в магазин, назад к авоськам? • Жизнь без отходов – zero waist, компостирование пищевых отходов на кухне? • Отказ от уличной еды и кейтеринга? • Запрет микропластика в детергентах и косметики? • Добавки инициаторов деструкции полимеров, ускоряющие его разрушение? Некоторые из этих мер дают ограниченный положительный эффект, что-то под вопросом, что-то может иметь негативные последствия. Где же выход? Его видят там же, где и для решения прочих проблем, мешающих переходу к устойчивому развитию человечества. Это постепенная трансформация линейной экономики, при которой сырье превращалось в продукт, а продукт после использования – в мусор, к экономике замкнутого цикла, при которой использованный продукт перерабатывают или ремонтируют, а затем снова используют. На самом деле она включает куда больше моментов от возобновляемых источников энергии, совместного использования транспортных средств, отказа от быстрой моды и т. д. Как это применить к полимерам? Тут мы снова сталкиваемся с ролью личности в истории. Эллен МакАртур с детства увлекалась парусным спортом, повзрослев, проявила таланты в фандрайзинге. Собрала 2 млн фунтов на яхту, выиграла ряд международных соревнований, участвовала в кругосветных гонках, установила рекорд в одиночном кругосветном плаванье в 2004/2005 гг., награждена орденами Британской империи и Почетного Легиона, в ее честь назван астероид. Плавая по морям и океанам, она насмотрелась на полимерные отходы и решила бороться. Завершив плавание, основала Фонд, к деятельности которого смогла привлечь крупнейшие фирмы и серьезные благотворительные организации. Была сформулирована концепция «новой экономики полимеров», которая была окончательно одобрена в 2017 г., получив международную поддержку от Еврокомиссии и на Давосском форуме. Она включает в себя работы по анализу ситуации, принятие 31

международных стандартов по переработке и утилизации отходов, внедрение новых технологий, совершенствование регуляторной базы, создание экономических стимулов. Почему так важно участие международных игроков? Пять ведущих компаний мира владеют более 50 % международных брендов потребительских товаров. Они определяют, во что эти товары будут упакованы. Важную роль играют и международные сети ритейла. Три основных стратегии – дизайн и инновации, повторное использование, вторичная переработка. Рассматривается возможность отказа от упаковки малого формата, от неперерабатываемых многослойных ламинатов, замена вспененного ПС и ПВХ, одноразовой посуды, кофейных капсул и прочих изделий одноразового использования с пищевыми загрязнениями с использованием биоразлагаемых и компостируемых материалов (рис. 5). Далее – возможность многократного использования (это и пакеты, и транспортная тара, замена стретча и т. д.). Наконец – вторичная переработка. В настоящее время она может быть выгодна только в сырье с потерей качества. Необходимо совершенствовать технологию и сортировки, и переработки, создавать дополнительные экономические стимулы.

Рис. 5. Циклическая экономика – цели и средства Европейский Союз уже много лет пытается совершенствовать методы работы с отходами, в т. ч. полимерных изделий. Последняя директива, одобренная в конце марта, предполагает ряд общих усилий для того, чтобы 55 % полимерной упаковки подвергались вторичной переработке или вторично 32

использовались к 2025 г., и 100 % – к 2030 г. При этом часть изделий одноразового применения предлагается заменить другими материалами. Но это от 3 до 12 % от общего объема [7]. Подходы однозначные: раздельный сбор, сортировка с использованием новых технологий, вторичная переработка. Достичь успеха возможно, только объединив усилия властных структур, бизнеса, науки и общественности. Хотелось бы, чтобы средства массовой информации, а также некоторые общественные организации не пиарились на проблемах, расставляя ложные ориентиры и проедая гранты, а пытались донести до общества реальную картину и задачи. Литература 1. The Global Risks Report 2019, 14th Edition, is published by the World Economic Forum. Режим доступа: http://www3.weforum.org/docs/WEF_ Global_Risks_Report_2019.pdf 2. Arctic Oscillation and Polar Vortex Analysis and Forecasts August 5, 2019. Режим доступа: https://www.aer.com/science-research/climate-weather/arcticoscillation/ 3. The natural disasters of 2018 in figures Losses in 2018 dominated by wildfires and tropical storms. Режим доступа: https://www.munichre.com/topicsonline/en/climate-change-and-natural-disasters/natural-disasters/the-naturaldisasters-of-2018-in-figures.html 4. Robèrt Karl-Henrik, Broman Göran I., Basile George. Analyzing the Concept of Planetary Boundaries from a Strategic Sustainability Perspective: How Does Humanity Avoid Tipping the Planet? // Ecology and Society. 2013. № 18(2). Pp. 345–367. 5. Plastics – the Facts 2018 An analysis of European plastics production, demand and waste data Режим доступа: https://www.plasticseurope.org/application/ files/6315/4510/9658/Plastics_the_facts_2018_AF_web.pdf 6. China’s Changing Import Regulations – What Does It All Mean? Режим доступа: https://recyclerightlancaster.org/resources/2018-7%20White%20Paper_ Waste360_China%20Import%20Regulations%20Impact.pdf 7. Pardo Romain, Schweitzer Jean-Pierre. A long-term strategy for a European circular economy – setting the course for success. Режим доступа: https://ieep.eu/uploads/articles/attachments/f99f1ac9-83a0-47e0-a0a274f3ce528ad8/Think%202030%20Circular%20Economy.pdf

Модифицирующие добавки для полимерной упаковки в контексте циклической экономики С.Д. Петренко, к.х.н., ООО «Техноком», г. Киев Идеи создания циклической экономики находят все большее распространение в развитых и развивающихся странах, международных (транснациональных) компаниях в рамках различных инициатив, например, «New Plastic Economy», а также поддерживаются все большим количеством предприятий малого и среднего бизнеса, рядовыми гражданами [1]. Основными идеями этого подхода применительно к пластическим массам являются: • отказ от полимерных изделий одноразового использования, разумная минимизация упаковки, возможность ее повторной переработки; • переход к 2025 г. на упаковку многоразового применения или из биоразлагаемых материалов; • обеспечение замкнутого цикла переработки полимерных изделий, включающего вторичное сырье не как отходы, а как исходный материал для получения новых изделий. Такая концепция представляется весьма разумной альтернативой движениям за сокращение использования полимеров в пользу традиционных материалов (бумага, древесина, стекло и др.), производство, переработка и утилизация которых также сопряжена с экологическими, экономическими проблемами, не меньшими, чем при использовании полимеров [2]. В настоящее время утилизация отходов, в том числе полимерных, осуществляется в основном тремя методами: • захоронение на полигонах; • сжигание с получением энергии; • рециклинг. Фундаментальные исследования, проведенные на примере экономики США [3], показали, что наиболее разумным, перспективным, экологически и экономически обоснованным методом является рециклинг, хотя его экономическая эффективность зависит от цены нефти на рынке (для производства 1 т полимера необходимо переработать ориентировочно 2 т нефти). Чем выше цена нефти, тем экономически выгоднее процесс рециклинга. Поэтому в ряде случаев при низких ценах на нефть необходима государственная поддержка таких производств. Относительно новые так называемые «экологически безопасные» биополимеры и пакеты из них, которые являются биоразлагаемыми (разлагающиеся в сроки примерно до трех лет), при разложении приводят к образованию парниковых газов, как и обычные полимеры. После захоронения на полигонах пакеты из органических полимеров разлагаются под воздействием аэробных бактерий с образованием биогаза, состоящего из углекислого газа СО2 (50 %) и метана СН4 (50 %). В случае возрастания 34

количества биополимеров, которые будут захораниваться на полигонах, образование парниковых газов станет серьезной проблемой (рис. 1) [3]. БИОРАЗЛАГАЕМЫЕ ПОЛИМЕРЫ

ОКСОБИОРАЗЛАГАЕМЫЕ ПОЛИМЕРЫ

ПЛА, ТЕРМОПЛАСТИЧНЫЙ КРАХМАЛ И ДРУГИЕ (MATERB, BIO TECH И ДР.)

ПОЛИОЛЕФИНЫ (ПЭ, ПП) С ОКСОРАЗЛАГАЮЩИМИ ДОБАВКАМИ ADDITECH OХ, d2W И ДР.

ГИДРОЛИТИЧЕСКОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ (ВОДА)

ОКСОРАЗЛОЖЕНИЕ (ТЕМПЕРАТУРА, UV ОБЛУЧЕНИЕ)

БИОРАЗЛОЖЕНИЕ

CO2, H2O, БИОМАССА

Рис. 1. Основные стадии биодеградации биоразлагаемых и оксобиоразлагаемых полимеров (по данным компании P-LIFE, Japan inc) На рис. 2 можно видеть, что количество производимых биополимеров на мировом рынке составляет не более 2 % от общего объема полимеров, а цена на них в несколько раз выше, что является серьезным тормозом их дальнейшего развития. Поэтому применение биополимеров может ограничиться в будущем специальными областями. Для большинства специалистов полимерной отрасли очевидно, что единственным перспективным направлением развития утилизации отходов полимерных изделий является рециклинг с последующим многократным использованием вторичного сырья. Этому направлению уделяют все больше внимания не только переработчики, но и производители полимеров. При повторной переработке полимеров в большинстве случаев ухудшаются их свойства под влиянием окружающей среды и термомеханических воздействий. Компании-переработчики в этих случаях применяют их для менее ответственных изделий и пытаются компенсировать ухудшение свойств с помощью модифицирующих добавок.

Источники: NOVA-INSTITUTE GMBH. The new market and trend report “Bio-based Building Blocks and Polymers – Global Capacities, Production and Trends 2018-2023”, press release february 11, 2019; Report Plastics – the Facts 2018, Plastics Europe

Рис. 2. Мировое производство и средняя цена полиолефинов и биополимеров на мировом рынке Компания «Техноком» накопила положительный опыт создания модифицирующих добавок для вторичных полиолефинов с последующим применением их в упаковочной индустрии, строительной, сельскохозяйственной и других отраслях. Для вторичного сырья возможно использование всего ассортимента концентратов красителей и добавок, применяющегося для первичного сырья. Часть концентратов рекомендованы для использования преимущественно со вторичными материалами. При этом следует учесть, что во многих случаях вторичное сырье обладает нестабильными свойствами от партии к партии, и дозировка добавок требует тщательной корректировки. В табл. 1 приведены наиболее распространенные концентраты модифицирующих добавок компании «Техноком», продаваемые под торговой маркой ADDITECH®. При переработке вторичного полиэтилена низкой и высокой плотности популярным является концентрат антиоксиданта, позволяющий затормозить термодеструкцию полимера в экструдере и при последующей эксплуатации в атмосферных условиях. В табл. 2 и 3 приведены данные о влиянии антиоксиданта ADDITECH АО на прочностные и реологические свойства вторичного полиэтилена низкой плотности. Вторичный полиэтилен подвергался 10-кратной переработке в лабораторном двухшнековом экструдере (диаметр шнека 20 мм, температура переработки 220 °С) с

АСТ СА

Пленки из ПЭ, ПП Выдувное формование Трубы из ПЭ, ПП Экструзия листа Литье под давлением

Процент ввода, %

Полимерная основа

Описание

Марка

Таблица 1. Основные виды концентратов модифицирующих добавок ADDITECH® «Техноком» для первичных и вторичных полиэфинов Применение

Антистатик ЛПЭВД 0,5-2 ● ○ Скользящая добавка ЛПЭВД 1-2 ● Скользящая и САВ ЛПЭВД 1-2 ● антиблокирующая добавка PD Процессинг ЛПЭВД 0,5-2 ● CC Светостабилизатор ЛПЭВД 1-3 ● ● MB Осушитель ПЭВД 1-5 ● ○ AB Антиблок ЛПЭВД 0,5-2 ● ○ AO Антиоксидант ЛПЭВД 1-2 ● ● TK Концентрат талька ЛПЭВД/ПЭВД 5-10 ● ○ RL Релиз-агент ЛПЭВД 1-2 ● FA Вспениватель ЛПЭВД 1-2,5 DO Деодоратор ЛПЭВД 0,5-1,5 ● ○ WB Модификатор эластичности СПЭ 1-5 ● ● Оксибиоразлагающая OX ПЭВД 0,5-2 ● ○ добавка Добавки для лазерной LA ПЭНД 0,5-2 ○ маркировки HM Увеличитель текучести ПП ПП 1-2 PL Осветлитель ПЭ ЛПЭВД 0,5-2 ● ○ OPP Осветлитель ПП ПП 0,5-2 ● ○ ● - рекомендуемое применение ○ - применение возможно после дополнительных испытаний

○ ● ● ● ● ● ● ● ● ● ○ ○ ● ● ● ● ● ● ● ● ● ○ ● ● ● ● ● ● ○ ○ ● ● ● ○ ○

●

концентратом ADDITECH АО, а затем дополнительной выдержке в капиллярном вискозиметре в течение 5, 20 и 40 минут. Прочность пленки при растяжении и относительное удлинение при разрыве определяли на образцах толщиной 50 мкм (скорость испытания 250 мм/мин, расстояние между зажимами 25 мм, ширина образцов 10 мм). Из полученных результатов 37

Прочность пленки при растяжении, МПа (ASTM D 882-10): - в продольном направлении 16,7 - в поперечном направлении 14,9 Относительное удлинение при разрыве, % (ASTM D 882-10): 526 - в продольном направлении 642 - в поперечном направлении *Данные получены в лаборатории «Техноком»

Вторичный LDPE, модифицированны й 1% Additech® AO, после 10-кратной переработки

Показатели

Вторичный LDPE после 10-кратной переработки

Вторичный LDPE

следует, что добавка антиоксиданта замедляет уменьшение предела прочности на разрыв и относительного удлинения, а также снижение показателя текучести расплава. Эти результаты косвенно показывают замедление процесса деструкции в присутствии 1 % ADDITECH АО. Таблица 2. Физико-механические характеристики пленок из вторичной композиции LDPE 15803-020, модифицированной концентратом антиоксиданта ADDITECH® AO и без модификатора*

12,6 11,6

15,9 14,0

420 442

510 474

Концентраты светостабилизаторов СС 007 PL и СС 025 PL рекомендуются для применения в тепличных и других пленках агротехнического назначения из полиэтилена низкой плотности, в ряде случаев – из переработанного вторично. Концентрат СС 007 PL применяется для пленок с целью противодействовать термоокислительной и фотодеструкции при использовании аграриями небольших количеств агрохимикатов. Если требуется высокая стойкость к агрохимикатам, рекомендуется использовать концентрат СС 025 PL. На рис. 3 приведены данные о влиянии агрохимикатов на прочность пленки при растяжении. Можно видеть, что обработка «химическим дождем» может привести к двукратному уменьшению прочности изделия. На рис. 4 и в табл. 4 и 5 приведены экспериментальные данные (поставщиков активных веществ и лаборатории «Техноком») о влиянии концентратов светостабилизаторов СС 007 PL и СС 025 PL на эксплуатационную атмосферную стойкость пленок из полиэтилена низкой плотности толщиной 200 мкм в различных средах. Применение добавок светостабилизаторов способно значительно увеличить как срок службы полимерных изделий, так и сроки до необходимости их повторной переработки (рециклинга). 38

Таблица 3. Реологические характеристики вторичной композиции из LDPE 15803-020 до и после повторной переработки с последующей термической выдержкой в вискозиметре* Показатель текучести расплава, г/10 мин (2,16 кг, 190 °С) при Образцы композиций выдержке, мин 5 20 40 Вторичный LDPE 1,5 1,3 1,1 Вторичный LDPE после 10-кратной 1,3 1,1 0,9 переработки Вторичный LDPE, модифицированный 1% Additech® 1,4 1,3 1,2 AO, после 10-кратной переработки *Данные получены в лаборатории «Техноком» Таблица 4. Сроки эксплуатации пленки из LDPE в зависимости от ее толщины и концентрации СС 007 PL при среднегодовой интенсивности УФ-облучения 120 килоЛенгли/час (Херсонская область, Украина)* Толщина пленки, мкм Срок эксплуатации пленки, мес 1% СС 007 PL 2% СС 007 PL 3% СС 007 PL 25 9,5 13,5 18,5 50 13 19 24 75 16,5 26 31 *Данные получены на основе информации поставщика активных веществ Таблица 5. Устойчивость пленок из LDPE к УФ-излучению до и после обработки «кислотным дождем» (обработка 24 часа в 0,1N H2SO3 перед облучением)* УФ-светостабильность, часов Образцы пленки без обработки после обработки Контрольный 285 180 0,1% HALS (конкурент) 4120 1640 0,1% HALS (СС 025 PL) 4320 3680 *Данные получены на основе информации поставщика активных веществ

Рис. 3. Сравнительные данные химической стойкости пленок LDPE / LLDPE при использовании активных веществ класса HALS до и после обработки кислотным «химическим дождем» (по данным поставщика активных веществ)

Рис. 4. Относительное удлинение пленки из полиэтилена LDPE, модифицированного светостабилизаторами СС 007 PL и СС 025 PL, после обработки «кислотным дождем» (0,1N H2SO3). Данные предоставлены поставщиком активных веществ 40

б) а) Рис. 5. Общий вид прибора (а) и камера для образцов (б) для ускоренных испытаний (UV-test) полимерных пленок (зона экспозиции 65*95 мм) по ISO 4892-3:2016

Остаточная прочность при растяжении, МПа

Остаточное относительное удлинение при разрыве, %

Исходные данные

После 10 дней в UV-Test

Исходные данные

После 10 дней в UV-Test

Образец

Содержание в пленке, %

Оксиразлагающая добавка ADDITECH ОХ активирует фоокислительную деструкцию макромолекул и механически разрушает пленки и другие изделия из полиэтилена (мульчирующие пленки, пакеты для упаковывания продукции в супермаркетах и др.). При этом после такого разрушения полимера создается благоприятная ситуация для его последующей биодеструкции с образованием СО2, Н2О и биомассы (рис. 1). В табл. 6 приведены сравнительные данные по прочности при растяжении и относительному удлинению при разрыве пленок из полиэтилена низкой плотности до и после облучения в камере ускоренного старения (рис. 5), что соответствует ориентировочно трем месяцам испытаний в летний период на территории Херсонской области Украины. Можно видеть, что за этот период пленка, модифицированная ADDITECH ОХ, резко теряет физико-механические свойства и способна механически разрушаться, что может быть использовано для мульчирующих пленок или утилизации на полигонах [3]. Таблица 6. Механические характеристики пленки из LDPE марки 15803-020 до и после ускоренной фотоокислительной деструкции (UV-Test) с оксодеградирующей добавкой ADDITECH ОХ и без нее*

65 51 70

100 100 100

5 10 74

ADDITECH ОХ 001 PLL 0,7 100 Конкурент 0,7 100 LDPE без добавок 15803-020 100 *Данные получены в лаборатории «Техноком» 41

Таблица 7. Влияние концентрации осушающей добавки Additech® МВ на качество рукавной пленки толщиной 50 мкм из полиэтилена LDPE 15803-020, содержащего 0,5% влаги* Концентрация Результат Additech® МВ, % Без добавки Из-за дефекта «рыбий глаз» рукав невозможно раздуть до требуемого размера 0,75 Пленка с поверхностным дефектом «рыбий глаз» (≤50% поверхности) 1 Пленка с поверхностным дефектом «рыбий глаз» (≤10% поверхности) 1,5 Пленка с однородной поверхностью *Данные получены в лаборатории «Техноком» Концентрат осушающей добавки ADDITECH® МВ находит широкое применение при переработке вторичных материалов с повышенной влажностью. В табл. 7 показано влияние содержания ADDITECH МВ на качество рукавной пленки из полиэтилена 15803-020 с повышенной влажностью в лабораторных условиях «Техноком». Положительный результат был получен при концентрации ADDITECH МВ 1,5 %. На практике при переработке особо влажных вторичных пленок, часто содержащих внутреннюю влагу, дозирование может быть увеличено до 5 %, что вполне приемлемо, учитывая низкую цену продукта.

Рис. 6. Зависимость себестоимости мелонаполненной композиции на основе LDPE от содержания мела в расчете на среднюю цену 1 кг первичного (-♦-) и вторичного (-■-) LDPE. Данные получены в лаборатории ООО «Техноком» Производители продукции из вторичного полимерного сырья постоянно сталкиваются с проблемой нестабильности его свойств. Надежным стабилизатором в данной ситуации с положительным экономическим 42

эффектом являются меловые концентраты CREDOLEN®, включающие полиолефиновую полимерную матрицу, наполненную 80 % высокодисперсного микронизированого мела. В табл. 8 приведены основные виды меловых концентратов, выпускаемые «Техноком». На рис. 6 приведена зависимость себестоимости мелонаполненной композиции полиэтилена от содержания в ней мела. Можно видеть, что при содержании мела более 60–70 % себестоимость композиции становится меньше цены вторичного полиэтилена. На рис. 7 и 8 приведены экспериментальные данные о себестоимости пленки и ее относительном удлинении на разрыв от концентрации меловой добавки CREDOLEN CPG 012. Меловые концентраты улучшают ряд эксплуатационных характеристик изделий (уменьшение усадки, улучшения свариваемости пакетов, антифибрилярный эффект в полипропиленовых пленках и др.). К отрицательным моментам при этом следует отнести ухудшение физико-механических характеристик и увеличение плотности изделий. Таблица 8. Основные виды меловых концентратов CREDOLEN® для первичных и вторичных полиэфинов

Пленки из ПЭ

Тонкие пленки из ПЭНД

3±1

●

КПГ 033

LLDPE/LDPE

1,1±0,1

1±0,5

●

○

КПГ 016

rLLDPE/rLDPE

1,1±0,1 0,7±0,5

○

●

○

●

○

● - рекомендуемое применение ○ - применение возможно после дополнительных испытаний

Экструзия листа

ПТР г/10мин (190°С/5кг)

1,1±0,1

Литье под давлением

Насыпная плотность, г/см³

ПП нити

Содержание СаСО₃, %

LLDPE

Выдувное формование

Полимерная основа

КПГ 012

Трубы из ПЭ ПП

Марка

Применение

●

Рис. 7. Зависимость себестоимости 1 м2 пленки толщиной 18 мкм HDPE от содержания введенного мелового концентрата CREDOLEN® CPG 012 (данные получены в лаборатории ООО «Техноком»)

Рис. 8. Зависимость относительного удлинения при разрыве (%) пленки толщиной 50 мкм LDPE от содержания мелового концентрата CREDOLEN® CPG 012 (данные получены в лаборатории ООО «Техноком») Таким образом, с помощью модифицирующих добавок можно существенно влиять на процессы рециклинга полимеров. При этом роль добавок как 44

средства управления свойствами изделий из вторичного полимерного сырья будет возрастать. Литература 1. Замотаев П.В. Новая экономика полимеров // Упаковка. 2019. № 1. С. 30–32. 2. Відповідь бізнесу на ризики забруднення довкілля використаною упаковкою // Упаковка. 2019. № 1. С. 37–41. 3. Rudolph N., Kiesel R., Aumnate C. Understanding Plastics Recycling. Hanser, 2017. 175 p.

Участие упаковки в циркулярной экономике. Как это влияет на пищевую безопасность упаковки А.В. Демьянов, ЧП «Авентин», г. Вышгород, Киевская обл. Сегодня мировая экономика трансформируется от линейной модели (принцип которой можно описать термином Take-make-dispose) к циркулярной, где выходы (в том числе и отходы, образуемые товарами рынка) рассматриваются как сырьевые источники для начала следующего цикла. Отходы упаковки рассматриваются как объект повышенного внимания из-за драматического неумения человечества управлять ими. Они наносят удар по экосистемам и вносят лепту в риски будущего всего мира. Вне зависимости от позиции Украины в этом вопросе такие же процессы перехода к новой модели экономики будут происходить и на ее территории. Если обобщить, то связано это с двумя факторами: • наличие на рынке Украины транснациональных компаний, которые уже включили в модели своего развития на ближайшие годы вопросы, связанные с переходом к циркулярной модели экономики; • наличие на рынке Украины компаний, которые связывают свое будущее с экспортом и соответственно будут вынуждены принять на себя так называемую расширенную ответственность производителя, частью которой является управление отходами упаковки через выполнение законодательных требований страны, в которую будет производиться экспорт. В мире на разных уровнях рассматривается вопрос использования отходов упаковки для создания новой упаковки, в том числе контактирующей с продуктами питания. Разнообразие видов упаковки, не соответствующая этому разнообразию система сбора и сортировки отходов упаковки делают сегодня решение этой задачи сопряженным с многими рисками. Этот материал имеет цель дать компаниям – операторам рынка информацию о рисках – химически опасных факторах, связанных с использованием отходов упаковки в создании новой упаковки, с точки зрения пищевой безопасности. Материал основан на результатах исследовательских работ, полученных из открытых интернет-источников. Информация предоставлена для следующих условий: • в качестве сырьевых источников рассматриваются выходы механического рисайклинга. Именно он сейчас имеет широкое распространение, поскольку эра химического рисайклинга только начинает свое развитие; • рассмотрены наиболее распространенные виды упаковки, которые присутствуют на рынке сегодня. Использование отходов упаковки при производстве упаковки, контактирующей с пищевыми продуктами, может приводить к увеличению количества химических веществ, мигрирующих из материала упаковки, уровня их содержания и других веществ (красители, добавки и продукты их 46

разложения, продукты разложения материала-основы, другие непищевые материалы). Нужно помнить, что законодательные требования к упаковке для пищевых продуктов в Европе и США предполагают одинаковый уровень безопасности для химических веществ, мигрирующих в пищевые продукты, как для переработанных, так и для первичных материалов. Более того, предельно допустимые уровни миграции химических веществ в Европейском Союзе и США проходят сейчас этап пересмотра с последующим ужесточением этого показателя. Какие химические вещества могут присутствовать в продуктах вторичной переработки? После вторичной переработки в пластмассах были найдены: • ароматизаторы из предыдущих применений (характерны для ПЭТФ); • эфирные масла (характерны для ПЭТФ); • олигомеры – непреднамеренные побочные продукты, образующиеся в процессе синтеза пластмасс (характерны для ПЭТФ); • ацетофенон и бензальдегид – кислородсодержащие производные стирола, которые были обнаружены в более высоких относительных количествах в переработанном, чем в первичных образцах полистирола; • пластификаторы, антиоксиданты, УФ-поглотители, (характерны для ПЭТФ, полиолефинов); • бромированные антипирены из отходов электрического и электронного оборудования; • химические вещества, связанные с хранением в упаковке непродовольственных товаров или жидкостей перед переработкой отходов упаковки (2-метоксинафталин, возможно, полученный из жидких кондиционеров для ткани, этанол с сивушными маслами); • неорганические элементы, больше всего – алюминий и железо. Уровни неорганических элементов были обычно ниже в переработанном полиэтилене высокой плотности, чем в ПЭТФ. Кремний, кальций, натрий, железо, магний, алюминий и цинк – в меньшей степени, но их происхождение не известно. В бумаге и картоне после их вторичной переработки были обнаружены: • наполнители, удерживающие добавки, проклеивающие вещества, покрытия, биоциды и синтетические связующие печатных красок, клеев, фотоинициаторов, растворителей, пластификаторов, поверхностно-активных веществ и пигментов; • 9000 и 6000 уникальных соединений, которые потенциально используются в печати на бумаге и картоне и могут быть перенесены в переработанный материал; • углеводороды минерального масла (MOHs) из переработанной бумаги и картона. Рециркуляция газет, напечатанных чернилами на 47

основе минерального масла, была определена как наиболее значительный источник MOHs; • бисфенолы. Их распространение посредством переработки бумаги было подтверждено рядом исследований, показывающих их присутствие в макулатуре и / или переработанных бумаге и картоне. Источник бисфенолов – термобумага, чернила и клеи, добавленные в бумажные изделия; • фталаты Типичными источниками фталатов в переработанной целлюлозе являются чернила, лаки и клеи; • диизопропилнафталины. Переработка офисной бумаги в пищевую упаковку может быть причиной частого обнаружения их как в упаковке, так и в упакованной пище; • фотоинициаторы бензофенон и 4-метилбензофенон, являющиеся компонентами УФ-отверждаемых печатных красок и лаков; • неорганические элементы. Краски и пигменты были определены в качестве основных источников алюминия, меди, молибдена, бария, кадмия, цинка и свинца. Результаты комплексного исследования миграции показали, что концентрации известных и неизвестных загрязняющих веществ в переработанном картоне вряд ли можно снизить до безопасных уровней. Все решения по снижению веществ в переработанной бумаге и картоне не позволяют достигать требований по безопасности, и единственным решением остается использование барьерных полимерных материалов. Проверка эффективности использования мешков из разных материалов показала, что бумажные и полиэтиленовые мешки почти не снижали миграцию, тогда как полимерные многослойные материалы эффективно замедляли миграцию, а дополнительный слой алюминия считался абсолютным барьером. После вторичной переработки алюминия в нем были найдены: • нежелательные металлы и металлоиды, вводимые в виде примесей, легирующих элементов или остатков покрытия, оставшихся из-за неполной отделки перед переработкой; • дополнительные металлические примеси, которые могут возникать изза органического покрытия и отделки банок, которые часто содержат пигменты на основе, например, диоксида титана и оксида цинка; • примеси во время переработки алюминиевого лома. Большинство металлических примесей трудно удалить, потому что большинство элементов распределено между металлической фазой, но не между шлаковой или газовой фазами. Таким образом, можно ожидать, что большая часть металлических примесей будет постепенно увеличиваться с каждым циклом переработки; • миграция алюминия из банок с покрытием в пиво и чай увеличивалась со временем и была более выраженной в банках с вмятинами, чем в неповрежденных банках. 48

Еще одним материалом для вторичной переработки являются банки из жести. Упаковка для пищевых продуктов (банки, крышки, закрывалки, чашки) в основном изготавливается из оцинкованной стали (также называемой белой жестью) или из электролитической хромированной стали (ECCS). Обычно они покрыты органическими покрытиями. Влияет ли на миграцию металла из банок качество жести в целом и использование вторично переработанной жести в частности, неизвестно. Однако органические покрытия не полностью предотвращают миграцию металлов, и хранение в открытых банках, особенно с вмятинами, может еще больше увеличить миграцию металлов в пищу. Следовательно, легирующие элементы (например, марганец, хром), загрязняющие вещества из металлических и органических покрытий (например, олово, цинк), а также примеси (например, свинец, кадмий) должны контролироваться во время переработки стали, чтобы соответствовать стандартам, установленным для обеспечения безопасности пищевых продуктов. При вторичной переработке стекла было обнаружено: • миграция из стекла в результате процессов, контролируемых диффузией, из стеклянного материала затруднена, однако кислые пищевые продукты могут приводить к ионному обмену между катионами внутренней поверхности стекла и пищевыми продуктами, что приводит к миграции; в основных условиях может происходить гидролиз связей Si-O; • натриево-кальциевое стекло является наиболее распространенным типом стекла; • яркими примерами загрязняющих веществ являются люминесцентные лампы, содержащие ртуть, или стеклянные телевизионные экраны и хрустальное стекло, которые могут привести к увеличению содержания свинца. При сортировке отходов стекла используется рентгеновский флуоресцентный или УФфлуоресцентный анализ для обнаружения стеклобоя с повышенным содержанием свинца, что позволяет автоматически сортировать такие фрагменты; • дополнительными опасными микроэлементами в контейнерах из стекла являются, например, хром VI и кадмий. Оба они присутствуют в земной коре, и поэтому их присутствие в стеклянном контейнере следует ожидать на следовых уровнях, однако их также можно намеренно добавлять в качестве красителей. Выводы и наблюдения по результатам исследований С точки зрения качества и безопасности, вторично переработанные металл и стекло, как правило, считаются подходящими для упаковки для пищевых продуктов, поскольку свойства материала не меняются, а тепло, необходимое для переплавки, уничтожает микроорганизмы и органические соединения. Однако повторная рециркуляция алюминия, стали и стекла может привести к накоплению нежелательных ионов металла в материале, например, когда 49

металлический лом не сортируется или стекло контейнера загрязнено хрустальным стеклом. В долгосрочной перспективе химическая безопасность упаковки из переработанных материалов может быть улучшена путем поэтапного отказа и тщательного замещения опасных веществ во всех материалах, попадающих в поток переработки. Для переработки следует использовать изделия из материалов, которые разрешены для контакта с пищевыми продуктами, как это уже требуется для полимерной упаковки для пищевых продуктов. Это еще больше повысит безопасность вторично переработанных бумаги и картона. В качестве иллюстрации к проведенным исследованиям по вторичной переработке упаковки из бумаги и алюминия уже появились примеры по переходу к циркулярной модели в упаковочных решениях. Производители напитков PepsiCo и Coca-Cola планируют выпустить свои ведущие бренды воды Aquafina и Dasani в новой упаковке, включая алюминиевые банки и бутылки; новая упаковка будет выпущена в США до 2020 г. Швейцарская государственная лаборатория, проведя испытания бумажных трубочек, купленных в продуктовых магазинах и ресторанах, обнаружила хлорпропанолы, минеральные масла, фотоинициаторы. Хлорпропанолы могут быть канцерогенными и образовываются в процессе производства бумаги. Углеводороды минеральных масел существуют в виде различных фракций, могут быть канцерогенными и мутагенными и могут попадать в материалы, контактирующие с пищевыми продуктами, в качестве преднамеренных добавок, через печатные краски, через контакт с технологическим оборудованием или через переработку и использование ранее загрязненной бумаги. Основным источником фотоинициаторов являются печатные краски. Директива ЕС 2019/904 запрещает некоторые одноразовые полимерные изделия в странах ЕС с 2021 г., в том числе полимерные соломинки для питья. Это заставляет многих производителей перейти к производству бумажных трубочек в качестве альтернативы. В апреле 2018 г. швейцарские власти сообщили о повышенных концентрациях минеральных масел и хлорированных веществ, обнаруженных в бумажной и картонной упаковке. Информационный вакуум и недостаточное законодательное регулирование на рынке Украины переводит операторов рынка в уязвимую область. При принятии решений, связанных с переходом к циркулярной экономике в упаковочных решениях, компаниям-операторам нужно быть предельно осведомленными о последствиях таких решений и всесторонне оценивать риски, связанные с этими решениями, в первую очередь связанные с воздействием упаковки на здоровье человека.

Час суперможливостей полімерної упаковки О.А. Вороновський, І.В. Гамова, к.е.н., «Пак груп», м. Бровари, Київська обл. Пакувальна індустрія та окремі види упаковки, особливо упаковка з ПЕТФ, оцінюються як перспективні з точки зору зростання споживання харчових продуктів і напоїв. За сучасного розвитку економіки характерним для упаковки з ПЕТФ є впровадження новітнього устаткування, оновлення галузі та підвищення рівня соціальної відповідальності виробників. Швидкі трансформаційні процеси економіки країни привели до переорієнтації виробництва на європейський лад та використання якісних пакувальних матеріалів. З огляду на це для подальшого розвитку упаковки з ПЕТФ та потужностей з її виробництва виникає потреба в більш детальному вивченні всіх ринкових аспектів [1]. Упаковка є рушійним важелем розвитку всіх видів промисловості, з урахуванням зміни психології кінцевого споживача продукції та зростання його соціальної відповідальності. З кожним новим продуктом у споживача підвищуються вимоги до його якості та функціональних особливостей упаковки. Міцність, легкість, термостійкість, хімічна інертність матеріалу, високі бар’єрні властивості вивели упаковку з ПЕТФ в лідери серед інших видів упаковки для харчової продукції та напоїв. Вперше поліефір було синтезовано в 1930 р. співробітником лабораторії DuPont (США) Карозерсом, а поліетилентерефталат було отримано вперше в 1939 р. співробітниками англійської компанії Calico Printers Рексом Вінфілдом і Джеймсом Діксоном в процесі роботи над створенням нових текстильних волокон. Патент на винахід був зареєстрований в 1941 р. У СРСР роботи щодо ПЕТФ були розпочаті в 1949 р. Щороку вчені продовжують розробляти нові технології, які виводять традиційні споживчі властивості тари з ПЕТФ на якісно новий рівень. Так, в 1980 р. дволітрова пляшка з ПЕТФ важила 68 г, сьогодні – 42 г. Середня вага півлітрової пляшки для води сьогодні становить 20 г, при тому що в 2000 р. вона важила в два рази більше. Розробка і впровадження нових марок ПЕТФ є одним з перспективних напрямів роботи хіміків-технологів у всьому світі. Зокрема, в сегменті консервної промисловості очікується справжня революція, в результаті якої традиційні матеріали (метал) для пакування консервованої продукції замінять на упаковку з ПЕТФ [2]. За даними Smithers Pira, світовий ринок упаковки щорічно демонструє приріст в розмірі 3,5 %, а до 2020 р. його сукупний оборот досягне $ 998 млрд. За прогнозами, використання жорсткої полімерної упаковки зростатиме щороку на 3,7 % з 52,9 млн т у 2018 р. до 63,4 млн т у 2022 р. [3]. На світовому та українському ринках упаковки використовується упаковка з усіх відомих сьогодні матеріалів. Популярною упаковкою у світі є полімерна: приблизно 50 % всіх видів упаковки виробляються саме з полімерів [4]. Найбільшу частку (на рівні 60 %) складає м’яка упаковка з гнучких 51

Обсяг продажу, $ млн

матеріалів, і цей показник продовжує зростати. Саме в такій упаковці всіх різновидів сьогодні пропонується все більше і більше товарів. При цьому основну частку попиту забезпечує продовольча галузь. Ключову роль в цьому відіграє прагнення до зручності, адже упаковка повинна бути легкою, зручною та функціональною, а також забезпечувати зручність порційного відбору продукту. З кожним роком обсяги використання полімерної упаковки у світі зростають на 1 % (рис. 1), що є досить вагомим показником, так як інші ринки упаковок демонструють зниження попиту. Традиційні сектори використання полімерів не змінюються вже впродовж 20 років. Так, ринок полімерної упаковки складає 37 %, будіндустрія – 21 %, автомобілебудування – 8 %, електроніка і побутова техніка – 6 % від загального споживання полімерів [5]. 400 350 300

270

280

290

2014

2015

2016

305

330

355

375

250 200 150 100 50 0 2017

Фактичні дані

2018

2019

2020

Прогнозовані дані

Рис. 1. Динаміка обсягів споживання полімерної упаковки у світі, 2014–2020 рр. [4]. Джерело: Market Research У європейських країнах 44 % всіх продуктових новинок випускається в полімерній упаковці і тільки 9 % – у скляній тарі. Полімерна упаковка займає сьогодні 53 % всього ринку упаковки у світі. Така тенденція не випадкова: споживчі властивості полімерної упаковки за багатьма параметрами перевершують інші види тари. Основними регіональними ринками полімерної упаковки є Північна Америка (на США припадає близько 30 % світового використання), Західна Європа і Азія (на Японію припадає 50 % азіатської продукції). За підсумками 2018 р., Азіатсько-Тихоокеанський регіон став найбільшим ринком, який використовує полімери, як у грошовому, так і в натуральному еквіваленті. Основними виробниками

полімерів на світовому ринку (за підсумками 2011–2018 рр.) є компанії Dow Chemical (США), Exxon Mobil (США) і SABIC (Саудівська Аравія) [5]. Світові обсяги використання полімерної упаковки представлені на рис. 2. З нього видно, що найвищі показники споживання на душу населення – в Туреччині (26 кг/ос), потім ідуть Західна Європа і США (по 19 кг/ос). Високі темпи зростання ринку упаковки з ПЕТФ спостерігаються в Росії (11 %). 30

25 19

15 10

9 5

9 5 5 2

4 1

6 3

РФ

Китай

Індія

-1

Туреччина

Центральна Європа

Західна Європа

Латинська Америка

США

-5

Світ

Динаміка ринку, % Використання на душу населення, кг/ос

Рис. 2. Обсяги використання упаковки з ПЕТФ у різних країнах світу, 2018 р. [6]. Джерело: INVENTRA (група CREON) Світові обсяги приросту упаковки у 2014–2019 рр. вказані на рис. 3, на якому зображено значні обсяги гнучкої полімерної упаковки у 2014 р. та стрімкий їх приріст у 2019 р. на 3,5 % [5]. Лідер ринку – це підприємство, яке задає вектор розвитку галузі. Таким в Україні є PackGroup – виробник жорсткої полімерної упаковки. До складу PackGroup входять: ПАТ «Фірма Еліпс», ПП «Крістал Гласс», ТОВ «ПакСтор». Основним напрямком діяльності групи компаній є розробка і виробництво жорсткої полімерної упаковки (флакони, пляшки, банки, контейнери), закупорювальних аксесуарів для медичної, парфумерно-косметичної, харчової промисловостей. Враховуючи сучасні виклики економіки та нові тенденції ведення бізнесу, на підприємствах компанії впроваджено соціальну відповідальність. У рамках даної стратегії застосовуються безпаперовий документообіг, еко-канцтовари, еко-одяг на виробництві. 53

Інше Пляшки з ПЕ, флакони Паперова упаковка для рідини Гнучка паперова упаковка Тонкостінні полімерні контейнери Металеві банки для напоїв Фольга/папір Складні картонні коробки Скляні пляшки Пляшки з ПЕТФ М'яка полімерна упаковка

2019 2014

200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

Рис. 3. Світові обсяги приросту упаковки у 2014–2019 рр., $ млн [7]. Джерело: Euromonitor International Ltd. Впровадження нових технологій у виробництво дає новий імпульс розвитку підприємства і поліпшенню властивостей продукції. Час суперможливостей настав! Наука не просто розвивається, а надає готові рішення для розвитку індустрії, допомагаючи втілити мрію будь-якого підприємця: з лідера ринку в суперпотужного героя сучасності. Приємно відзначити той факт, що вперше в Україні група компаній PackGroup придбали машину для виробництва пляшок і баночок з використанням моностадійної інноваційної технології, що дозволило знизити енергоспоживання, збільшити обсяги виробництва в 1,5 раза та точно контролювати товщину стінок у тарі. Головною перевагою на шляху до еко-виробництва є застосування еко-ресурсів, тому в найближчі три роки група планує використовувати домішки регрануляту й виробляти так 30 % продукції для парфумерно-косметичної та харчових галузей, а згодом перейти на 100 %. Застосування матеріалу з такими унікальними властивостями дає змогу істотно знизити навантаження на навколишнє середовище. Враховуючи той факт, що група компаній PackGroup здійснює свою економічну активність на ринку B2B і не працює з кінцевим споживачем, є перешкоди у відстеженні смаків та потреб кінцевого споживача. Щоб впровадити соціальну відповідальність у повному циклі збуту продукції, розроблено пілотний проект «Розумне споживання». Суть даного проекту ґрунтується на здаванні тари в спеціальні центри переробки вторинної сировини, за що споживач буде отримувати готову продукцію певного виробника. У рамках даного проекту планується залучити зірок, громадськість і запустити рекламну кампанію по телебаченню. Щодо циклічної економіки, то трансформаційні процеси вже почались, але свідомість пересічного громадянина ще не підготовлена до сприйняття та належної апробації цієї інформації. На сьогоднішній день можна 54

стверджувати про багаторазове використання упаковки. Що стосується правильного ставлення до природних ресурсів планети, то даний процес закладено еволюційними перетвореннями в новій генерації. Упаковка для покоління Z характеризується усвідомленим споживанням і багаторазовим використанням. Жорстка полімерна упаковка буде жити і дорожчати, незважаючи на закони, санкції. Доступність сировини, можливість застосування різних дизайнерських рішень, зниження витрат при транспортуванні продукції і, в кінцевому рахунку, зниження собівартості готової упакованої продукції є підставою для рішень виробників продовольчих товарів про перехід на більш масштабне використання упаковки з ПЕТФ. Вона дозволяє громадянам придбати якісну продукцію в упаковці оптимального розміру за доступною ціною. У порівнянні з іншими видами пакувальних матеріалів виробництво ПЕТФ і упаковки з нього супроводжується меншою кількістю викидів парникових газів в атмосферу, меншим використанням електроенергії та води на одиницю упаковки. ПЕТФ зменшує обсяг утворення твердих побутових відходів. Упаковка з ПЕТФ може бути багаторазовою і на 100 % повторно перероблюватися, при цьому без зниження якості. Характеристики вторинного ПЕТФ практично ідентичні характеристикам первинного. Виробництво ПЕТФ відповідає положенням міжнародних екологічних документів (зокрема, реалізації рішень, зазначених в Рамковій конвенції ООН з питань зміни клімату (Кіотський протокол, Паризька угода щодо боротьби зі зміною клімату)). Відносно міфів про шкідливість, то в цілому бар’єрні властивості ПЕТФ істотно кращі за інші полімери. Разом з тим тара з ПЕТФ є проникною для ультрафіолету і кисню. Це пов’язано з тим, що високомолекулярна структура ПЕТФ не є непрохідною перешкодою для газів. Більш того, ці властивості використовуються на благо: пляшки з ПЕТФ і сонячні промені «допомагають» мільйонам людей в країнах, що розвиваються, отримувати питну воду. Використовуючи систему SODIS (solar water disinfection), жителі розміщували наповнені водою пляшки на сонці на декілька годин або днів (залежно від того, скільки сонячного світла є в даному районі), що було простим, але ефективним способом знищення хвороботворних бактерій для отримання безпечної питної води. Що стосується безпеки ПЕТФ, то даний постулат підтверджується щорічним зростанням попиту на даний матеріал з боку медицини. Завдяки інертності ПЕТФ імплантати з нього сьогодні активно використовуються при лікуванні серцево-судинних захворювань, а шовні нитки – при здійсненні хірургічних операцій. Відходи ПЕТФ належать до 5 класу (найбезпечніші), і при їх спалюванні не виділяються діоксини, оскільки в ПЕТФ не міститься хлор. Викиди ПЕТФ при спалюванні, за даними японських дослідників, ідентичні викидам при спалюванні дров. Згідно з міжнародною практикою, при оцінюванні екологічності того чи іншого типу тари перш за все слід оцінювати сумарну енергію, яка 55

витрачається на її виробництво, транспортування і утилізацію. Для ПЕТФ цей показник набагато менший, ніж для альтернативних матеріалів. Наприклад, темно-зелена упаковка з ПЕТФ, якщо розглядати повний цикл її виробництва і виготовлення, більш екологічна і безпечна, ніж зі скла чи алюмінію. Її виробництво менш енергоємне, дає меншу кількість відходів та істотно менше виділення парникових газів. Виробництво ПЕТФ знижує енергоємність і кількість викидів на дві третини порівняно з іншими матеріалами. При виробництві скляної тари місткістю 1 л витрачається в 10 разів більше води в порівнянні з тарою з ПЕТФ. Для виробництва пляшки з ПЕТФ місткістю 1,5 л і фасування в неї слабоалкогольної продукції буде потрібно 1,43 кВт/гл, для скляної пляшки – 207,73 кВт/гл. Використана тара з ПЕТФ утворює менше твердих побутових відходів, оскільки середня маса пляшки з ПЕТФ місткістю 1,5 л становить 38 г, тоді як три скляні пляшки по 0,5 л важать понад 1 кг.

Рис. 4. Переробка упаковки з ПЕТФ Переробка використаної упаковки з ПЕТФ дає дуже багато варіантів виготовлення різноманітних виробів (рис. 4). Отже, ринок упаковки з ПЕТФ розвивається стрімкими темпами у світі та в Україні. Обсяги використання упаковки з ПЕТФ у різних країнах світу (2018 р.) показують, що за показником споживання такої упаковки на душу населення лідирує Туреччина – 26 кг/ос (рис. 2). Високі темпи зростання ринку упаковки з ПЕТФ спостерігаються в Росії – 11 %.

Незважаючи на непоганий потенціал галузі, власне виробництво упаковки з ПЕТФ в Україні обмежується цілою низкою складнощів і проблем: 1) відсутність внутрішнього виробництва ПЕТФ-грануляту; потреби в сировині покриваються за рахунок імпорту; 2) проблеми переробки використаної тари; для запуску цього процесу необхідна наявність ряду державних і законодавчих ініціатив; 3) сезонний збут упаковки з ПЕТФ для ліків, оскільки взимку попит на них вищий, ніж у спекотний літній період. Література 1. Валлентин Ларс. Продающая упаковка. М. : Манн, Иванов и Ферберс, 2012. 80 с. 2. Ефремов Н.Ф. Тара и ее производство. Часть 1. Производство тары из полимерных пленок и листов. М. : МГУП, 2009. 341 с. 3. The Future of Rigid Plastic Packaging to 2022 : Market report. Smithers Pira. 2018. URL : https://www.smitherspira.com/industry-market-reports/packaging/thefuture-of-rigid-plastic-packaging-to-2022 4. PET Packaging Market Forecast 2018-2028 : Market Research. 2018. URL : https://www.marketresearch.com/product/sample-11375378.pdf 5. Мир: Главные события на рынке упаковки – 2018 год. // Химия Украины и мира. 2018. URL : https://ukrchem.dp.ua/2017/03/17/mir-glavnye-sobytiya-narynke-upakovki-fevral-2018-goda.html 6. Полимеры в упаковке 2018: Фактор роста : материалы XII международной конференции «Полимеры в упаковке 2018» / INVENTRA (Группа CREON). 2018. URL : http://www.creonenergy.ru/news/post_relizy/detailPost.php?ID=120852 7. 4 Key Global Trends for Packaging in Beauty and Personal Care : Strategy briefing. 2018. URL : http://www.euromonitor.com/4-key-global-trends-forpackaging-in-beauty-and-personal-care/report

Рынок упаковки из ПЭТФ для напитков (тенденции развития) А.А. Муравченко, ТД «Днепро пласт», г. Днепр Ассортимент напитков, которые выпивает человек, огромен. Одни из них считаются не только полезными, но и такими, которые подтверждают известное выражение «без воды – и ни туда, и ни сюда», другие человечество считает не такими полезными, особенно если их выпивают ежедневно в большом количестве, без меры. Все напитки условно можно разделить на следующие категории: минеральную воду, соки, безалкогольные, слабоалкогольные, алкогольные напитки и пиво. Первые три относятся к продукции повседневного спроса и ежедневного потребления. Об упаковке для этих напитков пойдет речь в этой статье, тем более что в последние несколько десятков лет именно для них произошла резкая замена привычной стеклянной бутылки на бутылку из полиэтилентерефталата (ПЭТФ). Общий взгляд Сегодня во многих областях Украины, особенно в больших городах, население ощущает дефицит качественной питьевой воды. Поэтому ее все чаще заменяет бутилированная вода. Украина по разнообразию количества источников минеральной и природной воды занимает одно из ведущих мест в мире. Только эксплуатационные запасы более чем 80 источников минеральной воды составляют более 2,4 млн м3 в год с уровнем их использования чуть выше 5 %. Украина по потреблению воды, соков, безалкогольных напитков на душу населения отстает от многих европейских стран. Вместе с тем в последние годы рынок этих напитков демонстрирует небольшой, хотя и последовательный рост. Такое развитие рынка становится понятным, если учесть географическое расположение источников воды, мощностей по производству безалкогольных напитков и соков, различных видов тары и вспомогательных средств для их упаковывания, количество населения в городах и поселках. Совсем недавно для воды, соков и безалкогольных напитков использовались исключительно стеклянные бутылки. Такая упаковка была характерна и для украинских производителей. Обустроенная система приема стеклянных бутылок у населения, мощная промышленность по их производству легко решали задачу обеспечения тарой производства воды и напитков. Проходит время, и стеклянная бутылка начинает сдавать свои позиции, а ее использование для воды и напитков постоянно и ежегодно сокращается. Ей на смену стали приходить алюминиевые банки, пакеты тетрапак и бутылки из ПЭТФ. Кстати, все эти виды тары демонстрировали свои преимущества в сравнении с бутылками из стекла. Как производители воды и напитков, так и их потребители вдруг стали отмечать, что стеклянные бутылки тяжелее полимерных (в 10–12 раз), а их использование не так удобно, да и транспортные затраты выше, ведь, в отличие от тары из ПЭТФ, которую 58

выдувают непосредственно у производителя напитков, стеклянные бутылки необходимо перевезти к нему от стеклозаводов. Такая конкуренция стала особенно очевидной в Украине, когда в конце прошлого столетия иностранные компании стали импортировать в Украину воду и напитки в бутылках из ПЭТФ. Не имея собственных мощностей по производству гранул ПЭТФ, Украина вначале стала завозить, а со временем организовывать производство преформ из ПЭТФ, которые являются исходным сырьем для производства бутылок из ПЭТФ. Сегодня в Украине расположены мощности нескольких крупных производителей преформ из ПЭТФ, которые не только обеспечивают потребности украинского рынка, но и экспортирует свою продукцию в другие страны. А производители воды и напитков, установив современные линии по выдуву бутылок из этих преформ, создали мощности по выпуску воды и напитков в современных бутылках из ПЭТФ разной формы и объема. Дальнейшее развитие производства напитков и тары для их упаковывания зависит от многих факторов – экономических, социальных, демографических, экологических. Не остаются без внимания изменения предпочтений и требований потребителей, причем как различных возрастных, так и социальных групп.

Рис. 1. Структура тары для напитков в мире в 2017 г. с прогнозом развития в 2017–2020 гг. (данные Euromonitor International) На рис. 1 показана структура тары и ее использование для упаковывания различных напитков в 2017 г. в масштабе всей планеты. Можно видеть, что бутылки из ПЭТФ наиболее широко используют для воды, соков, холодного чая, спортивных и безалкогольных напитков. Упаковка из стекла сохраняет 59

свои позиции для пива и в меньшей степени для безалкогольных напитков, и еще меньше – для соков. Упаковку тетрапак используют преимущественно для жидких молочных продуктов и немного для соков, а банки из алюминия – для пива и безалкогольных напитков. При оценке изменения структуры напитков в 2017–2020 гг. следует принимать во внимание общий рост их производства, который можно расположить в следующем порядке: жидкие молочные продукты (5,4 %), вода (4,8 %), соки, холодный чай, спортивные напитки (3,6 %), товары для дома (2,2 %), пиво (2 %), безалкогольные напитки (1,3 %). Структура тары для напитков в Украине (рис. 2) во многом повторяет распределение ее в мире. Однако есть и отличия. Так, для пива в мире больше используют стеклянные бутылки и алюминиевые банки, в то время как в Украине до 40 % пива упаковывают в бутылки из ПЭТФ. В Украине больший рост, чем в мире, в ближайшие годы ожидает потребление жидких молочных продуктов, соков и холодного чая, а также бутилированной воды.

Рис. 2. Структура тары для напитков в Украине в 2017 г. с прогнозом развития в 2017–2020 гг. Анализ украинского рынка тары из ПЭТФ (рис. 3) показывает, что из 4250 млн единиц тары 1350 млн приходится на объем тары 501–1000 мл и 1320 млн – на 1001–2500 мл. Вместе с тем наибольший рост (8 %) в период 2017–2020 гг. будет демонстрировать тара объемом 101–500 мл.

Рис. 3. Структура тары из ПЭТФ различного объема для напитков в Украине и прогноз роста в 2017–2020 гг. Секторальный рынок тары из ПЭТФ Наибольшее количество ПЭТФ-тары в мире используется для упаковывания воды – 54 %. При этом наиболее распространен объем 301–500 мл – 46 % и 501–1000 мл – 33 %. Однако наибольший рост, по прогнозу на 2017–2020 гг., будет у тары объемом 0–300 мл – 8,3 %. Потребление тары объемом 501–1000 мл в этот период увеличится на 5,3 %, а объемом 301–500 мл – на 5 %. Увеличение потребления воды в бутылках объемом 0–300 мл эксперты объясняют рыночными тенденциями, когда наибольшим спросом пользуется вода на одну порцию потребления, другими словами, потребление воды «на ходу». Индия, Саудовская Аравия и Турция – страны, где особенно проявляются эти тенденции. Для упаковывания соков и нектаров, энергетиков, холодного чая, спортивных напитков используют 24 % упаковки от общего количества всей тары. При этом наибольшее потребление (52 %) приходится на тару объемом 301–500 мл. Однако и в этом секторе напитков, по прогнозу на 2017–2020 гг., наибольший рост ожидается для тары объемом 0–300 мл (7,8 %). На втором месте – тара объемом 301–500 мл (5,8 %). Для данной группы напитков одной из основных тенденций, которая объясняет увеличение объема потребления тары меньшего объема, является желание потребителей снизить потребление сахара. Меньший формат тары – меньше сахара в напитке, больше внимания вкусовым качествам напитков и их натуральности.

Безалкогольные напитки по объемам использования тары из ПЭТФ для их упаковывания занимают третье место. Наибольшее потребление приходится на тару объемом 301–500 мл (33 %) и объемом 500–1000 мл (32 %). Кстати, по прогнозу на 2017–2020 гг., тара из ПЭТФ для этих напитков имеет наибольшее увеличение в таком порядке: объемом 301–500 мл (8,4 %), 0–300 мл (7,8 %), 501–800 мл (2,3 %). И здесь наблюдается более значительный рост использования тары меньших объемов. Объяснить все эти прогнозы можно, исходя из нынешних тенденций развития потребительского рынка воды и других напитков. Именно потребитель, с его образом жизни в изменяющихся условиях окружающего мира, как основной и определяющий участник потребительского рынка во многом определяет нынешние тренды развития рынка напитков, которым следует изменение упаковки: ее материалов, конструкции, формы, размеров и объема, современных вспомогательных средств (этикеток с широкой информацией о напитках, укупорочных средств, функциональных приспособлений). Среди ключевых трендов, которые определяют развитие индустрии напитков, эксперты называют стремление потребителей к здоровому образу жизни, а значит, особое внимание к составу напитков, содержанию в них сахара, консервантов и других веществ, обогащение напитков различными добавками, которые благоприятно влияют на здоровье. Напитки, производимые в соответствии с этим трендом, называют напитками для здорового образа жизни (ЗОЖ). Эта тенденция подчеркивается и в оформлении этикетки для напитков, на которой потребителю напоминают о принадлежности напитка к продуктам для ЗОЖ (рис. 4).

Рис. 4. Элементы оформления этикеток для напитков для ЗОЖ Важным трендом, о котором никогда не забывают потребители, является экономичность напитков в упаковке. Эта тенденция особо проявляется для напитков ежедневного потребления. Потребитель хочет, чтобы они были качественными, но по низкой цене. Этот тренд можно реализовать, производя напитки в упаковке из ПЭТФ небольшого формата (рис. 5а). Правда, потребитель не всегда понимает, что напиток в упаковке большего объема (например, 1 л) будет всегда дешевле, чем в трех упаковках по 0,33 мл. Хотя одна упаковка с напитком объемом 0,33 мл, конечно, будет дешевле. 62

Рис. 5. Образцы напитков в упаковке из ПЭТФ малого объема (а), нестандартных форм и конструкций (б) (взято из открытых источников) Для многих потребителей важна премиальность напитка, которая реализуется новым дизайном упаковки, зачастую нестандартных форм и конструкций (рис. 5б), что подчеркивает принадлежность к известному бренду, часто придавая напитку многофункциональность. Быстрота современной жизни, стремление все успеть, уменьшение времени пребывания в домашней обстановке формирует необходимость потребления пищевых продуктов и напитков «на ходу». Этот тренд особо заметен среди молодого поколения. На это упаковка для напитков отвечает конструкцией самой упаковки (форма бутылки должна быть удобной, чтобы держать ее в руке, крышка бутылки – легко открываться, а размер горловины – быть удобным для питья «на ходу»). Наконец, большинство потребителей, особенно молодого поколения, хотят быть то индивидуальными, то похожими на известных актеров, спортсменов. Современные технологии цифровой печати дают возможность в одном технологическом процессе печати на этикетках получить индивидуальные изображения. И вот уже молодые люди разыскивают на полке супермаркета бутылку с напитком, этикетка которой идентифицирует их имена или изображает знакомые лица футболистов, джазменов, тем самым провоцируя производителей напитков в упаковке из ПЭТФ искать новые возможности индивидуализации для современного потребителя. Производители напитков в упаковке из ПЭТФ не должны забывать и о том, что как напитки, так и упаковка для них должны быть безопасными для организма человека. А еще экологичными по отношению к окружающей среде. Особенно это касается упаковки для напитков, в том числе бутылок из ПЭТФ. И хотя проблема обращения с использованной упаковкой является комплексной, разработчики и производители бутылок из ПЭТФ при их внедрении должны обеспечить легко читаемую их идентификацию, возможность сортировки и переработки во вторичное сырье. Практическая реализация трендов рынка Производство упаковки из ПЭТФ для различных напитков является двухстадийным. На первом этапе из гранул ПЭТФ литьем под давлением изготавливают преформы на специализированных предприятиях. На втором этапе из преформ раздувом изготавливают бутылки, как правило, 63

непосредственно на предприятиях – изготовителях напитков. Нет сомнения, что форма, размеры, конструктивные элементы и свойства готовых бутылок из ПЭТФ закладываются при изготовлении преформ. ТД Днепро Пласт предлагает рынку технические решения по таре из ПЭТФ, которые рождаются в дизайнерском отделе по предложению заказчика, например, конверсия стеклянной банки (рис. 6) с использованием концептуальных эскизов заказчика или разработкой нового дизайна. Реверсинжиниринг проводится с помощью 3D-сканера и микроскопа. Сканируя геометрию бутылки, разработчик получает «облако точек», которое используются в CAD-программе CATIA как исходная информация для построения параметрической 3D-модели.

Рис. 6. Варианты дизайна банки из ПЭТФ, которые конверсируют стеклянную банку В лаборатории проводятся испытания разработанных вариантов упаковки (бутылки, банки) из ПЭТФ с использованием компьютерного моделирования. Таким образом, выполняется симуляция распределения толщины стенки бутылки по всей высоте. Эти результаты сравниваются с результатами реальных лабораторных измерений. Кроме этого, на компьютере симулируется измерение прочности на вертикальное сжатие пустой бутылки (top-load), прочности на горизонтальное сдавливание пустой и наполненной бутылки (squeeze-test), устойчивость на разрыв бутылки (burst-test). Полученные на компьютере результаты симуляции по этим показателям сравниваются с результатами лабораторных тестов реальных бутылок из ПЭТФ. Такие испытания дают возможность получить результаты испытаний бутылок разработанного дизайна в ускоренном режиме и обсудить их с потенциальным заказчиком. Кроме того, дизайнерский отдел для презентации нового дизайна бутылки может без подробных реальных чертежей подготовить фотореалистичные иллюстрации, а также модель в формате 3D PDF.

В конечном итоге, для того, чтобы успешно вести разработку инновационных видов упаковки из ПЭТФ для напитков и выгодно продавать их своим заказчикам, обеспечивая их высококачественными преформами и колпачками, необходимы: • знания об упаковываемых напитках и продуктах, технологических особенностях их производства и фасования; • высокая квалификация и опыт дизайнеров, конструкторов и технологов; • доступ к R&D и маркетингу клиентов для точного понимания их требований; • знание рынка для составления бизнес-планов; • юридическая поддержка (патенты, эксклюзивность, управление рисками); • сотрудничество с ведущими производителями оборудования для совершенствования технологий, а также заключение соглашений об эксклюзивности; • усиление стандартов качества (единые процедуры и регламенты); • усиление производственных процессов (автоматизация и оптимизация технологических операций). И тогда придет успех!

Упаковка з картону – ефективна реалізація сучасних технологій циркулярної економіки Г.Й. Долінська, ПАТ «Жидачівський целюлозно-паперовий комбінат» Циркулярна економіка на сьогодні є не просто темою для обговорення на форумах і конференціях, а реальністю нашого буття. Видобувати, виробляти, споживати і викидати – така формула лінійної економіки, яка панувала у світі донедавна. Наслідки реалізації принципів лінійної економіки є критичними для сучасного суспільства і загрозливими для майбутніх поколінь з точки зору порушення природного балансу екосистеми, що викликано антропогенними факторами. Основні побоювання вчених пов’язані з шкідливими викидами виробництв, а також побутовими відходами, які багатократно перевищують природну здатність екосистеми до самоочищення. Тому дедалі частіше особлива увага приділяється так званій «економіці замкнутого циклу», яка прагне до більш екологічно ефективної взаємодії виробництва і споживання. «Відходи» – це те слово, яке ми маємо забути, щоб перейти до економіки повного (замкнутого) циклу або, як її ще називають, циркулярної економіки. Поштовхом до перетворення повної утилізації та переробки всіх матеріалів на головну мету для цілого світу є зміна клімату й виснаження природних ресурсів. Щоб економіка стала циркулярною, необхідно набагато більше, ніж просто повна утилізація всіх відходів. Наш світ очікують радикальні зміни: від вибору сировини, способів розробки продукції та нових концепцій обслуговування до широкого використання побічних продуктів одного виробництва як повноцінної сировини для іншого. Крім основного – зміни свідомості виробника та споживача – для циркулярної економіки не менш важливо налагодити тісну співпрацю між промисловістю, дослідниками та владою. Наукові дослідження покликані створити нові моделі бізнесу і зразки продукції, де від початку враховуватимуть необхідність легкого техобслуговування, багаторазового використання й подальшої переробки. За останні десятиліття Євросоюз запровадив широкі законодавчі норми щодо поводження з відходами. Це привело до різкого зниження забруднення повітря, води й ґрунту в країнах ЄС, при одночасному підвищенні економічного зростання і створенні робочих місць у сфері збору й переробки відходів. Перетворення відходів на ресурс є одним з найважливіших напрямів циркулярної економіки, але так само важливою є боротьба з утворенням відходів. Адже щоб переробити вторинну сировину, потрібно знову витрачати енергію [1]. Проблеми раціонального використання природних ресурсів і охорони довкілля є надзвичайно актуальними для целюлозно-паперової промисловості, оскільки целюлозно-паперове виробництво характеризується високим ступенем хімізації, безперервністю технологічного процесу і займає третє місце за ступенем шкідливої дії на навколишнє середовище. У зв’язку із цим, ключовим напрямом розвитку галузі є вдосконалення технологічних 66

процесів з метою підвищення екологічної безпеки виробництва, зниження шкідливих викидів і скидів та утилізація промислових відходів. Найбільш часто у світі як вторинну сировину використовують гофрокартон, головна перевага якого полягає в тому, що він виготовляється з повністю відновлюваних природних ресурсів, які повністю придатні для повторного використання. В розвинутих промислових країнах до 85 % гофрокартону переробляють у високоякісну сировину, яку використовують при виробництві нових ящиків, і такий же відсоток сировини, що використовується у виробництві, отримують з перероблених ресурсів. Гофрокартон – основа переробної промисловості з обсягами, що нараховують мільйони тонн умовного волокна в рік. Використання макулатури має величезне економічне і екологічне значення, тому що підприємства з переробки макулатури є приблизно в 2–3 рази дешевшими і менше забруднюють навколишнє середовище, ніж підприємства, які використовують волокнисті напівфабрикати безпосередньо з рослинної сировини. Переробка 1 т макулатури економить 3,0–4,5 м3 деревини, або близько 15 дорослих дерев, а також знижує споживання електроенергії, тепла, води [2]. На основі світового досвіду впровадження концепції циркулярної економіки експерти компанії Accenture розробили загальновизнану класифікацію інноваційних бізнес-моделей, які реалізуються як самостійно, так і в сукупності: • циркулярні поставки; • відновлення ресурсів; • платформи для обміну і спільного споживання; • продовження життєвого циклу продукції; • продукт як послуга. Діяльність з утилізації й переробки відходів упаковки з гофрованого картону є найбільш наближеною до бізнес-моделі з відновлення ресурсів, яка базується на використанні технологічних інновацій щодо відновлення і повторного використання ресурсів, що забезпечує усунення їх втрат завдяки зниженню відходів [3]. Питання утилізації упаковки особливо актуальне сьогодні з погляду проблеми забруднення навколишнього середовища. У багатьох країнах цей аспект є одним із найважливіших у момент вибору пакувального матеріалу. Технічний прогрес і економічні рамки дозволяють переходити на повторне використання паперових пакувальних відходів як сировини для гофровиробництва. Виконавши своє призначення, паковання в результаті опиняються на звалищах, які сьогодні на 30 % складаються з паперу і картону, половина якого є цінною вторинною сировиною [4]. Система переробки паперових відходів дозволяє знизити попадання паковання на сміттєзвалища. Функціонування системи можна зобразити як кругообіг упаковки з гофрованого картону (рис. 1). В такій системі використана упаковка збирається у вигляді макулатури та повторно використовується для виробництва нової гофрокартонної упаковки. 67

Досвід розвинутих країн показує, що відходами упаковки (і взагалі відходами) можна управляти, прийнявши відповідні закони зі створення системи поводження з відходами упаковки.

Рис. 1. Кругообіг упаковки з гофрованого картону Сьогодні у 109 країнах світу виробляється понад 400,0 млн т паперу та картону. Лідерами з виробництва картонно-паперової продукції є Китай (≈85,0 млн т), США (75,0 млн т), Японія (27,0 млн т), Німеччина (25,0 млн т). В Україні, яка займає 36 місце в світі за обсягами виробництва картоннопаперової продукції, на 40 підприємствах встановлено 72 паперо- і картоноробні машини загальною потужністю 1,4 млн т паперу і картону на рік, сьогодні виробляється приблизно 0,9 млн т паперу та картону. За даними звіту Annual Review of Global Pulp&Paper Statistics (RISI), світові тенденції ринку картонно-паперової продукції на сьогодні є такими: • відбувається подальший спад обсягів виробництва паперу для поліграфії (газетний і офсетний папір); • зростають обсяги виробництва паперу і виробів санітарногігієнічного призначення, а також пакувальних сортів паперу і картону, включаючи упаковку. Такі ж тенденції спостерігаються і на українському ринку картоннопаперової продукції. 68

Сумарний річний обсяг споживання картонно-паперової продукції в Україні у 2016 р. становив 1136,3 тис. т/рік (рис. 2), в т. ч. 452,7 тис. т вітчизняної продукції (≈ 40%) та 683,6 тис. т імпортної продукції (≈ 60%). Сумарний річний обсяг виробництва картонно-паперової продукції у 2016 р. становив 826,3 тис. т/рік, з них на експорт відвантажено 373,6 тис. т (≈ 45 %) від загального обсягу виробленого паперу, картону і виробів з них.

Український ринок картонно-паперової продукції 1136,3 тис. т 39,8 %

USD 799 млн

60,2 %

Імпорт картоннопаперової продукції 683,6 тис. т

452,7 тис. т

Вітчизняне виробництво картонно-паперової продукції 826,3 тис. т

USD 472 млн

45,2 %

Експорт картоннопаперової продукції 373,6 тис. т

Рис. 2. Ринок картонно-паперової продукції України, 2016 р. Розглянемо структуру виробництва та імпорту картонно-паперової продукції у 2016 р. (табл. 1). Аналізуючи наведені дані, можна зробити такі висновки: 1. Картонно-паперова продукція, яка імпортується, в Україні практично не виготовляється або виготовляється в незначній кількості. Існує дві причини такої ситуації: • відсутність в Україні виробництва товарного первинного волокна целюлози і деревної маси, які входять в композиційний склад видів продукції, що імпортується; вся вітчизняна картонно-паперова продукція на 95 % виготовляється з вторинного волокна макулатури; • відсутність відповідного технологічного обладнання для виготовлення продукції з певними споживчими властивостями (папір і картон крейдовані, мікрокреповані, з різним покриттям чи просочуванням). 2. Всі види картонно-паперової продукції за призначенням умовно можна розділити на три великі сегменти: • писально-друкарські види паперу (папір газетний, папір для друку і письма, папір крейдований, папір офісний, папір-основа шпалер); • папір-основа і вироби санітарно-гігієнічного призначення (папір туалетний, серветки і рушнички паперові); 69

пакувальні види паперу і картону (картон тарний, включаючи папір для гофрування, картон коробковий, папір обгортковий, картон крейдований і не крейдований, крафт папір і картон, мішковий папір). 3. Основу вітчизняного виробництва картонно-паперової продукції (приблизно 80 %) складають пакувальні види паперу і картону та вироби з них. Таблиця 1. Структура виробництва та імпорту картонно-паперової продукції в Україні за 2016 р. Найменування продукції Виробництво, % Імпорт, % Картон тарний (включаючи папір для 58,2 гофрування) Папір-основа і вироби санітарно16,1 3,9 гігієнічного призначення Картон коробковий 12,3 Картон облицювальний для 5,7 гіпсокартону Папір обгортковий 1,5 Папір газетний, писально-друкарський 1,3 6,8 Папір для друку і письма 10,8 Папір і картон крейдовані 26,4 Папір і картон не крейдовані інші 11,0 Папір офісний (А3, А4) 10,7 Крафт папір і картон 8,2 Папір-основа шпалер 3,9 Папір і картон з покриттям 8,7 Ящики з гофрокартону, картонна 3,6 упаковка, мішки Інші види 4,9 6,0 Динаміка виробництва, експорту, імпорту і споживання картонно-паперової продукції в Україні наведена в табл. 2. Таблиця 2. Динаміка ринку картонно-паперової продукції в Україні за роками в натуральному виразі •

Показник

2000

2012

2013

2014

2015

2016

Виробництво, тис. т

409,6

930,7

966,4

889,0

808,6

826,3

Експорт, тис. т Імпорт, тис. т Споживання, тис. т Споживання /виробництво, %

117,9 320,7 612,4

509,9 1036,8 1457,6

539,4 1079,8 1506,8

445,5 794,9 1238,4

390,7 646,1 1064,0

373,6 683,6 1136,3

149,5

156,6

155,9

139,3

131,6

137,5

Незважаючи на коливання ринку, рівень споживання стабільно перевищує рівень виробництва картонно-паперової продукції. Так, протягом трьох років (2014–2016 рр.) рівень споживання перевищував рівень виробництва картонно-паперової продукції в середньому на 36 %, тобто цей дефіцит виробництва покривається за рахунок імпорту видів картонно-паперової продукції. Світова пакувальна індустрія – один з найбільших, диверсифікованих і конкурентних секторів світової економіки, який розвивається швидко та стабільно. Основним регіональним ринком упаковки сьогодні є Азія (36 % продажів у ціновому вираженні), далі йдуть Північна Америка, Західна Європа, Східна Європа, Південна та Центральна Америка. Упаковка продукції визначає рівень економіки, а її частка у ВВП (1,0–3,5 %) характеризує ефективність багатьох секторів виробництва будь-якої країни [5]. Для оцінки ринку важливе значення мають показники його обсягу і структури. Інформація з різних аналітичних джерел показує, що обсяг ринку упаковки характеризується позитивною динамікою як в натуральному, так і у вартісному вираженні. Дослідження показників структури ринку за типом використовуваних матеріалів (гнучкі та жорсткі полімери, скло тощо) засвідчили переважання випуску упаковки з паперу і картону (рис. 3). Зокрема, в Україні на цей вид упаковки припадає 47 % від загального обсягу [6], у середньому за рік виробляється близько 900 млн м2 коробок із гофрокартону, 80 тис. пакетів і мішків із паперу, виготовленого в Україні [7]. Використання вітчизняних паперу, картону для випуску упаковки забезпечує конкурентну перевагу за ціною. 0,3%

18,2%

1,2% 2,0% 46,5%

2,9% 5,5% 10,8%

Папір, картон Полімери Скло Жерсть Інші метали Деревина Фольга Алюміній Інші

12,6% Рис. 3. Структура пакувальних матеріалів на ринку України

Паперова і картонна упаковка будуть відігравати суттєву роль у розвитку світового пакувального ринку. Найважливішим трендом є прагнення до екологічності. Зростання ринку стимулюється все більшою зацікавленістю кінцевих споживачів до захисту навколишнього природного середовища. 71

Упаковка з картону і гофрокартону найбільше відповідає сучасним ековимогам. Розподіл часток різних матеріалів на світовому пакувальному ринку зображено на рис. 4. Картон Гнучкі полімери Жорсткі полімери Метал Скло Інші

35,7 23,3 18,2 12,2 6,6 4,0 0

% 10

Рис. 4. Частка використання різних матеріалів на світовому пакувальному ринку. Джерело: Smithers Pira Smithers Pira відмічає зростання попиту на упаковку з картону і гофрокартону у всьому світі. Більшість товарів першої необхідності упаковується саме в картон. Близько 60 % картонної упаковки використовується в продуктовому сегменті, велика частка належить фармацевтичній та косметичній промисловості, виробництву дитячих іграшок. Упаковка з гофрокартону є найбільш затребуваною у виробників електротоварів, а також виробників продуктів харчування. Крім цього, це оптимальний матеріал для виробництва тари, готової до викладки на полиці супермаркетів. Вона дозволяє скоротити час і зусилля на розпакування і демонстрацію продукту в магазині. Щорічний приріст ринку гофрокартону складатиме 4,3 % [8]. Зручність у друку

Низька ціна

Можливості фінішу

ПЕРЕВАГИ

Повторна переробка

Легка вага

Придатність до біорозкладання

Рис. 5. Основні переваги упаковки з картону 72

За видами продукції картонно-паперова упаковка поділяється на такі сегменти: • мішки і пакети пакувальні; • коробки, ящики і сумки з гофрованого картону; • коробки, ящики і сумки з картону; • тара з паперу інша. Динаміка виробництва, експорту, імпорту і споживання картонно-паперової упаковки в Україні (табл. 3) показує насиченість ринку продукцією (перевиробництво), що посилює конкуренцію виробників. Слід враховувати, що активізація основних галузей – споживачів картонно-паперової упаковки стимулює і виробників упаковки. Іншими словами, виробникам упаковки доцільно додатково відстежувати динаміку обсягів ринків галузей – споживачів, щоб завчасно володіти інформацією про потреби ринку в упаковці. Таблиця 3. Динаміка обсягу ринку картонно-паперової упаковки в Україні в натуральному виразі за роками Показник 2000 2012 2013 2014 2015 2016 Виробництво, тис. т 286,2 704,6 740,7 674,7 631,0 648,5 Експорт, тис. т 47,7 95,1 141,4 98,1 108,2 71,6 Імпорт, тис. т 16,8 125,7 141,2 90,4 62,5 70,3 Споживання, тис. т 179,4 735,2 740,5 667,0 585,3 647,2 Споживання 62,7 104,3 100,0 98,8 92,7 99,8 /виробництво, % Таблиця 4. Структура картонно-паперової упаковки в Україні за роками, % Продукція 2000 2012 2013 2014 2015 2016 Картон тарний, (в т. ч. 73,5 72,0 73,7 72,8 74,8 75,5 папір для гофрування) Папір обгортковий 3,0 2,9 2,4 1,3 2,0 Картон коробковий 26,5 18,0 16,4 17,1 16,3 15,7 Мішки та пакети з паперу 6,9 7,0 7,7 7,6 6,8 Таблиця 5. Динаміка виробництва мішків і пакетів пакувальних в Україні за роками Показник 2012 2013 2014 2015 2016 Виробництво, млн шт. 494,8 597,8 610,7 615,8 619,7 Темп приросту, % – 20,8 2,2 0,8 0,6 Споживання/виробництво, % 80,7 71,8 67,1 59,6 68,5 Рівень споживання паперових мішків і пакетів в Україні є низьким відносно рівня виробництва. За даними з інформаційних джерел, протягом 2012– 2016 рр. імпорт мішків і пакетів паперових знизився з 20 до 10 %, при цьому експорт був достатньо високим. Така ситуація може різко змінитися 73

найближчим часом, якщо враховувати інформацію про заборону законодавством різних країн використання поліетиленових пакетів. В найближчій перспективі розвиток системи роздрібної торгівлі приведе до зростання споживання паперових пакетів, що буде потребувати освоєння технології виготовлення паперу-основи та встановлення технологічного обладнання для виготовлення паперових пакетів. Найбільш вагомим сегментом вітчизняного виробництва картонно-паперової упаковки є тара з гофрованого картону (табл. 6). Таблиця 6. Динаміка ринку ящиків з гофрованого картону в Україні за роками Показник 2000 2012 2013 2014 2015 2016 Виробництво, млн м2 171,1 906,7 991,2 937,0 849,8 871,0 Експорт, млн м2 21,7 63,0 73,4 50,0 46,0 50,0 Імпорт, млн м2 7,9 17,6 26,3 21,6 17,0 15,0 Споживання, млн м2 157,3 861,3 944,1 908,6 820,8 836,0 Споживання 91,9 95,0 95,2 96,9 96,6 96,0 /виробництво, % Аналізуючи дані, наведені в табл. 6, можна зробити висновки, що через перевиробництво на ринку гофроупаковки ведеться жорстка конкурентна боротьба. У 2017 р., після введення потужностей ПАТ «ЖЦПК», це створило додаткову конкуренцію. Така ситуація дуже влаштовує замовників, які диктують свої умови при виборі виробника. Рубіжанський КТК (в т.ч. Трипільський ПК)

220398 218299 141557 127066

Київський КПК 73325 66240

Понінківська КПФ (+КПФ-Україна)

46585 49404

Луцька КПФ-Україна+Луцька КПФ

31415 18047

Жидачівський ЦПК

26223 27173

"Папір-Мал"

14825 11668

Ізмаїльський ЦКК 0

50000

100000 150000 200000 250000

Рис. 6. Виробництво тарного картону, включаючи папір для гофрування, в Україні в 2017–2018 рр., т (за даними Асоціації «Укрпапір»)

ПАТ «ЖЦПК» займає п’яте місце на ринку України з виробництва тарного картону, включаючи папір для гофрування (5,67 % ринку). У 2018 р. порівняно з 2017 р. є позитивна динаміка щодо збільшення обсягів виробництва ПАТ «ЖЦПК» на 13 368 т. Загальна тенденція сегменту «виробництво тарного картону, включаючи папір для гофрування» є позитивною, обсяги зростають. Таблиця 7. Виробництво ящиків з гофрованого картону підприємствами України 2018 р., 2017 р., Частка ринку +/– Підприємство тис. м2 тис. м2 у 2018 р., % Рубіжанський КТК (вкл. ТПК) 257532 226767 25,30 30765 Київський КПК 239398 221481 23,52 17917 ТОВ «Дунапак Таврія» 67638 52509 6,64 15129 Понінківська КПФ + (КПФ60610 69708 5,95 -9098 Україна) ПАТ «Мена Пак» 26588 25514 2,61 1074 Ізмаїльский ЦКК 18333 14821 1,80 3512 Жидачівський ЦПК 17346 7050 1,70 10296 Донецьк-Вторма 0 0 0,00 0 Інші 330546 411916 32,47 -81370 Всього 1017991 1029766 -11775 ПАТ «ЖЦПК» займає восьме місце на ринку України з виробництва ящиків з гофрованого картону (1,70 % ринку). У 2018 р. є позитивна динаміка щодо збільшення обсягів виробництва ПАТ «ЖЦПК» на 10296 тис. м2 порівняно з 2017 р. Загальна тенденція сегменту «виробництво гофроящиків» негативна. Протягом 2018 р. в Україні спостерігається зменшення виробництва гофроящиків, що може бути пов’язано з загальним зниженням обсягів виробництва у зв’язку з економічною ситуацією у державі, а також темпами зростання ринку полімерної тари та упаковки. ПАТ «Жидачівський целюлозно-паперовий комбінат» усвідомлює вплив своєї виробничої діяльності на навколишнє природне середовище. Підприємство для виробництва продукції переробляє макулатуру, запобігаючи забрудненню довкілля паперовими відходами. Крім цього, застосовувані на підприємстві технології дозволяють зберігати від вирубування дорослі дерева, здійснювати заходи з охорони атмосферного повітря, ґрунтів, охорони та раціонального використання водних ресурсів для мінімізації негативного впливу на природу. Комбінат підтримує політику компаній з випуску продукції, виробленої з врахуванням принципів відповідального лісокористування. Гарантією дотримання цих принципів є добровільна міжнародна сертифікація за системою Forest Stewardship Council® (Лісової Опікунської Ради). У листопаді 2018 р. ПАТ «Жидачівський ЦПК» успішно пройшов сертифікаційний аудит з перевірки відповідності впровадженої системи 75

управління ланцюгом постачання продукції від виробника до споживача і отримав сертифікат відповідності вимогам стандарту FSC-STD-40-004 v.3.0. Цим кроком зроблено вагомий внесок у підтримку управління як місцевими, так і світовими лісами та відповідального використання лісових деревних ресурсів. ПАТ «ЖЦПК» усвідомлює необхідність здійснення кроків для підвищення іміджу підприємства, збереження і нарощування своїх позицій на ринку паперової продукції з вторинної сировини, що допоможе забезпечити стабільну й довгострокову співпрацю зі споживачами. Для цього комбінат вдосконалює свою систему управління якістю відповідно до вимог міжнародного стандарту ISO 9001. Для зміцнення конкурентних переваг, розширення частки ринку за рахунок підвищення якості продукції при одночасному зниженні витрат розпочато реалізацію довгострокових програм розвитку основних ланок товариства, введено в експлуатацію нове обладнання, освоєно виробництво нових видів продукції, впроваджено заходи з енергозбереження. Література 1. Герич А. Циркулярна економіка – глобальне переосмислення відходів як ресурсів // Велика Ідея. Спосіб доступу: https://biggggidea.com/practices/1567/ 2. Примаков С.П., Барабаш В.А. Технологія паперу і картону : навч. посіб. Київ : ЕКМО, 2008. 425 с. 3. Батова Н., Сачек П., Точицкая И. Циркулярная экономика в действии: формы организации и лучшие практики // BEROC: Белорусский экономический исследовательско-образовательный центр. Режим доступа: http://www.beroc.by/webroot/delivery/files/PP_5_rus.pdf 4. Кривошей В.Н. Экология бумажного и полимерного пакета. // Упаковка. 2011. № 3. С. 41–44. 5. Кривошей В.Н. Мировой рынок упаковки (состояние и тенденции). // Упаковка. 2014. № 3. С. 40–43. 6. Обзор украинского рынка упаковочных материалов. Режим доступа: http://bizrating.com.ua/56/articles/544/index.html 7. Кривошей В.М. Ринок, споживач, упаковка (зміни, уподобання, застереження) // Упаковка. 2013. № 4. С. 27–31. 8. Экологичная и яркая // MacHOUSE NEWS. 2018. № 2(74). С. 12. Режим доступа: http://machouse.ua/pub/files/258/59/mhn_2_2018.pdf

Чего хотят потребители: лучшие решения картонной упаковки для товаров food и non food М.М. Заворотный, Univest Packaging, г. Киев

Продукция «Флексорес» как составляющая часть флексографской печати В.В. Бигус, «Флексорес», г. Львов Флексография сегодня достигла такого уровня качества, который сопоставим с офсетной печатью в производстве этикеток и с глубокой – в производстве гибких упаковочных материалов. Во многом это связано с появлением технологий HD Flexo, Full HD Flexo и Pixel+ от компании Esko, которые задали новый отраслевой стандарт высокого качества и четкости. Именно они дали возможность без значительной перестройки печатного процесса добиться кардинально лучших результатов на оттиске. Среди них: • превосходная степень детализации изображений и их естественность, четкость воспроизводства тончайших линий; • яркость и расширенный цветовой охват, равномерный насыщенный накат краски с более высокой оптической плотностью на плашечных участках; • корректная передача макета в светах и тенях, плавность растровых переходов и мягких градиентов с возможностью растяжек до 0 %; • стабильность цвета во всем тираже, постоянство цветопередачи при повторах; • возможность безболезненного, с точки зрения допечатной подготовки макета и сохранения исходного дизайна, перехода с офсета и глубокой печати на флексо. Еще четыре-пять лет тому назад на средних украинских печатных предприятиях стояли 10-15-летней давности машины, а в производстве использовали устаревшие технологии. Сейчас все больше типографий закупают печатное оборудование последнего поколения. Только в прошлом году на территорию Украины было завезено шесть новых современных печатных машин. В этом году предприятия также продолжают обновлять парк печатных и ламинационных машин. Без сомнения, все это связано с растущими требованиями конечного потребителя продукции в упаковке. В связи с этим ряд компаний – производителей продукции создали лаборатории и отделы качества, установили специализированное оборудование (например, спектрофотометры) для проведения тщательного входного контроля качества упаковки, в том числе и печатного изображения. Для этого они даже пригласили на работу специалистов, ранее работавших в печатных компаниях. Посещая европейские супермаркеты, можно увидеть на их полках продукцию в такой упаковке, которую сегодня в Украине многие компании не пропустили бы на этапе входного контроля. Это результат того, что собственники бизнеса, закупая новое оборудование, ставят перед технологами новые задачи: повысить качество печати на упаковке и увеличить объем производства предприятия. Увеличить объем можно за счет 84

повышенной производительности новых печатных машин, а улучшить качество – за счет внедрения новых технологий печати. Если обратиться к истории развития устройств СТР для флексо, то до 1998 г. лазерная гравировка фотополимерных пластин и перенос изображения на форму происходили с разрешением до 2540 ppi. Однако с 2008 г., с появлением нового поколения оптических систем в СТР, появилась и возможность наносить на масочный слой изображения с разрешением 4000 ppi, что оказалось необходимым и достаточным для появления флексографии высокой четкости. На рис. 1 видно, что при относительной площади 50 % и разрешении 2540 ppi точки состоят из крупных пикселей и имеют зубчатую форму. В результате этого они легче деформируются в печатной машине, а некоторые могут даже отрываться вследствие износа, что ведет к грязи на оттисках. При разрешении 4000 ppi все точки имеют почти идеально круглую форму за счет формирования из большего количества более мелких пикселей, а в печати ведут себя совершенно одинаково.

а)

б)

Рис. 1. Форсы точек в растровых файлах при линиатуре 175 lpi для Standard CTP Flexo 2540 ppi (а) и для HD|Full HD Flexo 4000 ppi (б) Наряду с высоким разрешением лазерной гравировки многие флексографы пришли к выводу, что получение на клише плосковершинных печатных элементов расширяет границы возможностей для флексо. Для этого используют следующие способы: • подавление воздействия О2 на ФПМ во время основного УФ-экспонирования; • использование прозрачного ламинирующего слоя и систем на основе пленки; • использование мощных скоростных источников УФ-излучения; • использование готовых ФПМ, разработанных по технологии flat-topdot, в составе которых уже содержатся ингибиторы О2. Плоская точка на поверхности печатных форм позволила внедрить расширенную опцию во время растрирования макетов – технологию Pixel+. С ее помощью генерируются специальные микроструктуры Microcells в областях плашек и на плоской поверхности вершин растровых точек. Суть 85

микрорастрирования – в создании на поверхности печатной формы микроструктуры, позволяющей улучшить характеристики ее краскопереноса. При одинаковом количестве краски специальное растрирование позволяет повысить оптическую плотность сплошных заливок и получить более ровный красочный слой при меньшем расходе краски. Это достигается за счет уплотнения и упорядочивания красочной структуры. Неконтролируемая структуризация краски разрушается, и красочный слой становится более однородным. На рис. 2 показана разница между сплошными цветами при печати со стандартного флексоклише и печати с клише, на котором присутствует микрорастр. Микроячейки удерживают краску на месте, не позволяя ей растекаться в разные стороны.

а) б) Рис. 2. Печать со стандартного флексоклише (а) и при растрировании с микроячейками (б) Под воздействием специальной оптики создается дополнительная концентрация мощности лазера в СТР в тех точках прожига масочного слоя, где это необходимо. Для различных типов фотополимерных пластин и условий печати разработаны различные микрорастры Pixel+ Microcell screens, каждый из которых учитывает особенности печати на той или иной поверхности, от гибких полимерных материалов до гофрокартона. На рис. 3 показаны обычная плашка и плашка с применением микроструктурирования в процессе подготовки изображения для переноса на печатную форму способом лазерной гравировки.

а) б) Рис. 3. Обычная (а) и плашка с применением микрорастра (б) при растрированиях 86

Standard CTP

HD Flexo

Pixel + Рис. 4. Микротекстурирование плашек и накат краски Кроме улучшенного воспроизведения плашек, максимально равномерного наката краски (рис. 4) и насыщенного цвета в сплошных заливках, растрирование Pixel+ позволяет: • воспроизводить большее количество цветов Pantone. Более 70 % оттенков Pantone можно получить на обычных машинах для печати на гибких упаковочных материалах только при помощи красок CMYK (с погрешностью менее 3 ΔE); • получить плавные растяжки до 0 % в растровых элементах изображения. Производители клише, которые идут по пути изготовления печатных форм с плоскими вершинами, все чаще склоняются к использованию готовых фотополимерных пластин. Это значительно оптимизирует процесс производства, ускоряя его, и положительно влияет на качество самих форм. Так происходит во многом и потому, что производители полимера гарантируют соблюдение его рецептуры, что способствует прогнозируемому результату печати. Отличным примером такой пластины является LUX® In-the-Plate™ (ITP) 60 от компании MacDermid. Она разработана для получения печатных форм с плоской вершиной без какой-либо дополнительной обработки материала. Присутствие в составе пластин ингибиторов О2 позволяет добиться качества и стабильности технологии LUX прямо «из коробки», не требуя дополнительных технологических процедур и вспомогательного оборудования. Печатные формы, изготовленные из полимера LUX® In-the-Plate™ (ITP) 60, имеют следующие преимущества: • в сочетании с правильно подобранным типом липкой ленты и серией краски хорошо подходят и для плашечных, и для растровых работ; • выдерживают высокие линиатуры, обладают хорошей устойчивостью печатных элементов; 87

имеют низкое растискивание, которое способствует стабильности цветопередачи во всем тираже; • имеют длительный срок службы клише, минимальную остаточную липкость, легкость в очистке форм после печати; • обладают высокой тиражестойкостью. Добиться хороших и видимых результатов по качеству новыми видами флексопечати можно за счет комплексного технического решения, в состав которого входят и печатные краски. Компания «Флексорес» разработала и выпустила новую специализированную серию красок 35ххSLV для HD-печати при высоких скоростях и на высоких линиатурах. Печать при высоких скоростях (350-400 м/мин и выше) является достаточно сложным процессом, при котором от всех его участников требуется высокая исполнительность и безупречное качество. Какими же свойствами должны обладать краски для такого типа печати? Вопервых, необходимо учитывать большое количество оборотов печатной формы. При скорости 400-450 м/мин при раппорте печати в 440-600 мм имеем около 1000 оборотов клише в минуту. Это значит, что клише 16 раз за одну секунду должно забрать краску с анилоксового вала и передать ее на пленку без какого-либо искажения. При этом краска должна мгновенно высохнуть, но вместе с тем не «обсохнуть» на мелкопроцентном растре. Во-вторых, специфика производства краски для HD Flexo, которая будет использоваться в печатных работах с последующей ламинацией, заключается в подборе специальной полиуретановой смолы. Учитывая высокую скорость печати, важно передать необходимое количество сухого остатка, который в дальнейшем должен отвечать за качественную ламинацию. Чем же отличаются краски серии 35ххSLV от других? В данной серии используются специальные полиуретаны, низковязкая нитроцеллюлоза, а помимо стандартных растворителей – те, что не применяются в других сериях. В краске такого состава нужно контролировать такой важный параметр, как ее поверхностное натяжение. Важно помнить, что и фотополимерное клише, и пленки также имеют свое поверхностное натяжение, которое в обязательном порядке необходимо контролировать. Потому что малейшее изменение поверхностного натяжения краски может привести к неудовлетворительным результатам, поскольку такая высоколиниатурная печать подразумевает перенос очень малого количества краски и формирование очень мелкой и четкой точки. Стоит отметить, что качество фотополимерного клише здесь также играет важную роль. Только качественный баланс всех расходных материалов (фотополимер, пленка, краска) и соответствующее оборудование могут обеспечить стабильность такой высокоскоростной и высоколиниатурной печати, в противном случае технолог не сможет обеспечить стабильность печатного процесса. •

Краски серии 35ххSLV также отличаются повышенной интенсивностью цвета. Сравнив их со многими аналогичными продуктами европейских производителей, можно увидеть существенную разницу по их оптическим показателям. Это связано с тем, что в красках серии 35ххSLV используется большое количество концентрата, а сам концентрат отличается по своему составу от стандартных пигментных паст. Высокая насыщенность краски необходима не только для украинского рынка, где сейчас в основном эту серию сравнивают с высококачественной серией Solimax от Sun Chemical, но и для европейского рынка, где присутствуют и другие производители аналогичных продуктов (Flint, Huber, Ziegwerk и т. д.). Проведенные тесты по сравнению серии красок 35ххSLV с красками мировых производителей дали положительные результаты. Краски этой серии уже успешно используют многие печатные предприятия, обеспечивая внедрение новых технологий печати HD Flexo. Ведь краски «Флексорес» – это не только высококачественное технологическое, но также и финансово привлекательное решение!

Важливість лабораторного контролю різних видів упаковки для харчових продуктів О.А. Мартиненко, А.С. Микитюк, Експертний центр діагностики та лабораторного супроводу «Біолайтс», смт Баришівка, Київська обл. Пакувальні матеріали відіграють важливу роль у формуванні асортименту товарів, їх іміджу, забезпеченні, придатності до зберігання в процесі товаропросування. Ринок України диктує поступовий розвиток промисловості й сільського господарства в напрямі створення якісних товарів у надійній упаковці. Сучасна ефективна та приваблива упаковка трансформувалась в активний ринковий інструмент. Споживачі швидко реагують на функції упаковки, зокрема на її зручність у користуванні, привабливий дизайн, форму, колір, інформацію на упаковці. Упаковка сприяє швидкому освоєнню нових ринків відомими товарами і забезпечує зорове впізнавання через дизайн, колір, логотип тощо. Останніми роками спостерігається інтенсивний розвиток ринку пакувальних матеріалів, пакувальних технологій, а також тари та упаковки. З розвитком техніки й технології отримання пакувальних матеріалів розширюються функції упаковки. Крім створення інертного бар’єра між продуктами та оточуючим середовищем, упаковка все активніше перетворюється у виробничу операцію. У харчовій промисловості до упаковки висувають такі основні вимоги: • безпека – шкідливі речовини, які містяться в упаковці, не повинні перейти у продукцію; • екологічність – здатність при використанні та утилізації не завдавати суттєвої шкоди довкіллю; • екологічна інновація – створення нової упаковки із використанням максимально безпечних матеріалів як для людини, так і для навколишнього середовища; • надійність – здатність зберігати механічні властивості та / або герметичність упродовж тривалого часу; • сумісність – здатність не змінювати споживчі властивості упакованої продукції; • взаємозамінність – здатність упаковок одного виду замінити упаковки іншого; • економічна ефективність – визначається вартістю упаковки, яка залежить від застосовуваних матеріалів, а також від цін експлуатації й утилізації. Асортимент пакувальних матеріалів досить великий і росте з кожним роком. Сьогодні для пакування харчової продукції застосовують різноманітні матеріали: скло, метал, тканину, дерево, папір, картон, ламіновані й полімерні матеріали.

Предмети і матеріали (в т. ч. упаковка), що контактують з харчовими продуктами, обіг яких здійснюється в Україні, не повинні спричиняти наявність небезпечних речовин в харчових продуктах в кількості, що перевищує максимальні межі залишків, які (включаючи умови їх використання) визначає Міністерство охорони здоров’я України. Для вирішення питання про можливість застосування різних матеріалів для упаковки конкретного харчового продукту проводять санітарно-гігієнічні й токсикологічні дослідження (щоб упевнитися в їх безпеці для харчових продуктів і відповідності міжнародним нормам). До кожного виду упаковки висувають різні вимоги. Згідно з наказом № 78 від 16 серпня 1996 р. про затвердження Положення з проведення контролю паперу (картону), призначеного для пакування сухих харчових продуктів, за санітарно-гігієнічними показниками якості та безпечності, встановлено санітарно-хімічні й мікробіологічні показники та періодичність їх контролю. Вихідний контроль санітарно-хімічних і мікробіологічних показників проводять лабораторії підприємств-виробників щодоби з кожної партії продукції. Використання паперу (картону) для пакування сухих харчових продуктів дозволяється за умов відповідності таким вимогам і нормам: 1) за органолептичними показниками: • поверхня чиста, рівна, гладка; • колір білий, світло-сірий або світло-жовтий; • інтенсивність запаху (водної витяжки) не перевищує один бал; 2) за мікробіологічними показниками: • кількість мезофільних аеробних і факультативно-анаеробних мікроорганізмів (МАФАМ) не перевищує 300 КУО (колонієутворюючих одиниць); • відсутність бактерій груп кишкових паличок-коліформи (БГКП) – в 5 г; • відсутність патогенних мікроорганізмів, у т. ч. сальмонели – в 10,0 г; 3) за санітарно-хімічними показниками – допустимі концентрації міграції (ДКМ) катіонів важких металів з паперу (картону) (водна витяжка), мг/дм3: • цинку – 1,0; • свинцю – 0,03; • хрому – 0,1. Забороняється використовувати для пакування харчових продуктів папір (картон), якість якого не відповідає вимогам цього Положення і нормам хоча б за одним із показників. Згідно з наказом № 371 Про затвердження Інструкції про порядок і умови поставки, закладення, зберігання і відпуску плівки поліетиленової, потрібно дотримуватися вимог щодо гранично допустимих концентрацій формальдегіду, ацетальдегіду, оксиду вуглецю та оцтової кислоти, що викликають подразнення слизових оболонок очей та дихальних шляхів. Усе 91

це може несприятливо впливати не тільки на смакові якості харчових продуктів, але і створювати реальну загрозу для здоров’я людини. Санітарно-гігієнічне законодавство приділяє особливу увагу полімерним і комбінованим матеріалам, оскільки вони за природою і технологією можуть мати у своєму складі низькомолекулярні речовини, мономери, стабілізатори, пластифікатори, модифікатори, пігменти, наповнювачі тощо. Ці речовини можуть мігрувати за певних умов у продукт, змінювати його якість і погіршувати стан здоров’я людей. Перед введенням в експлуатацію упаковка будь-якого типу підлягає дослідженню, в якому визначається рівень міграції хімічних речовин з упаковки в харчовий продукт. Така міграція визначається за допомогою основного гігієнічного критерію матеріалу – гранично допустимої величини сумарної міграції (допустима кількість міграції – ДКМ) у модельні середовища. Такі модельні середовища є штучними та такими, що імітують властивості того чи іншого продукту і використовуються для визначення рівня міграції (зазвичай це дистильована вода, розчини молочної кислоти, етилового спирту або оцтової кислоти тощо). Останнім часом серед хімічних речовин, які можуть мігрувати з упаковки до харчового продукту, науковців та споживачів найбільше цікавить бісфенол А. Він присутній в упаковках, які виготовлені з полікарбонату та полівінілхлориду (ці матеріали використовуються для виготовлення пляшок, м’якої упаковки та інших її видів для харчових продуктів). Щодо питання шкідливості/нешкідливості бісфенолу: наразі немає доказів того, що бісфенол, який може міститися у продуктах внаслідок міграції з упаковки, є шкідливим, оскільки його поширеність в оточуючому середовищі – надзвичайно висока, бісфенол можна зустріти практично всюди. Проте, наприклад, на території Франції заборонено застосування бісфенолу в будьяких упаковках для харчових продуктів, це мотивується результатами досліджень організації Food and Drug Administration (США). Ця організація оприлюднила дані, що хімічна подібність бісфенолу до жіночого гормону естрогену може негативно вплинути на органи і системи організму людини, спричиняючи розвиток онкологічних захворювань, ендокринних порушень та захворювань серцево-судинної системи. Міграція бісфенолу з упаковки до харчового продукту відбувається при нагріванні або при тривалому зберіганні продуктів в упаковках. Однак є незаперечні заяви відомих світових та європейських організацій щодо нешкідливості бісфенолу. Наприклад, Європейське товариство з безпечності продуктів харчування (EFSA, European Food Safety Authority) неодноразово проводило дослідження, вивчаючи вплив бісфенолу на організм людини. Згідно з отриманими даними, при потраплянні в організм допустимої кількості бісфенолу він не чинить жодних негативних ефектів. Проте останні публікації цієї організації рекомендують знизити рівень допустимої та безпечної концентрації бісфенолу для організму з 50 до 5 мкг на 1 кг маси тіла людини. Британська організація Food Standart Agency зазначає, що міграція бісфенолу з упаковки до продукту у звичайних дозах не приводить 92

до виникнення хвороб або хворобливих станів. Всесвітня організація охорони здоров’я також заявила, що бісфенол може призводити до розладів у багатьох органах і системах організму людини, але його використання в пакувальних матеріалах є безпечним, оскільки рівень вивільнення бісфенолу з матеріалу упаковки досить низький. Необхідно зазначити, що бісфенол не міститься в упаковках із поліетилентерефталату, поліпропілену, поліетилену високої та низької щільності та полістиролу. На сьогоднішній день вивчення впливу бісфенолу на організм людини триває. Дуже важливим моментом при виготовленні та використанні упаковок для харчових продуктів є асептична технологія пакування. Перелік загальних гігієнічних вимог до процесу пакування харчових продуктів наступний: • матеріали, що використовуються для упаковки, не повинні бути джерелом забруднення; • матеріали для первинної упаковки повинні зберігатися способом, який виключає їх забруднення; • процес пакування повинен здійснюватися способом, що виключає забруднення продуктів і забезпечує цілісність упаковки; • матеріали, що використовуються для упаковки повторно, повинні легко очищатися і за необхідності дезінфікуватися. Найчастіше схема асептичного пакування складається з трьох етапів: • стерилізація пакувального матеріалу; • термічна обробка харчового продукту; • фасування продукту та герметизація упаковки. Отже, для дотримання вимог діючої нормативної документації матеріали, що контактують з харчовими продуктами, і їх сировину виробники повинні відслідковувати на крок назад (звідки вони прийшли) і на крок вперед (куди вони йдуть далі). Оцінювання відповідності упаковки для харчових продуктів вимогам проводиться в обов’язковому порядку. Істотні зміни упаковки, заміни постачальника сировини ведуть до повторного тестування кінцевого продукту, повинна бути проведена документована оцінка ризику. Без відповідних випробувань в незалежній європейській лабораторії або лабораторії, яка акредитована будь-яким органом з акредитації Європейського Союзу, упаковка не може поставлятися в країни ЄС. Експертний центр діагностики та лабораторного супроводу «Біолайтс» є єдиним в Україні інноваційним, незалежним лабораторним комплексом європейського рівня із дослідження харчових продуктів, кормів, води та ветеринарної діагностики. Метою діяльності лабораторії є забезпечення достовірності результатів, належного та комфортного обслуговування кожного клієнта, професійний розвиток і зростання. Якості лабораторних досліджень та безпомилковості отриманих даних можна досягти єдиним шляхом, прийнятим в усьому світі: участю в раундах 93

міжлабораторних порівнянь результатів вимірювань. Це перш за все підтверджує компетентність лабораторії, формує позитивний імідж досліджень і довіру до результатів вимірювання при повній конфіденційності. Експертний центр «Біолайтс» періодично бере участь у міжлабораторних порівняннях як в Україні, так і в одного з найбільш авторитетних провайдерів МСІ у світі. Fapas – всесвітньо відомий акредитований постачальник зразків для тестування продуктів харчування і води з 1990 р. Випробування Fapas proficiency забезпечує незалежну оцінку ефективності лабораторії й порівнює результати з лабораторіями по всьому світу. Участь у таких тестах на знання дає впевненість у лабораторному устаткуванні, методах і персоналі, а також у наданні якісних результатів досліджень, які потрібні клієнтам. Високотехнологічне й сучасне обладнання лабораторії дає змогу проводити до тисячі найскладніших лабораторних досліджень за всіма напрямами ветеринарної та сільськогосподарської діяльності. Експертний центр «Біолайтс» запустив лабораторно-інформаційну систему LIMS – комплексне рішення для автоматизації діяльності лабораторії, яка підвищує ефективність роботи лабораторії, а також дає фахівцям і споживачам впевненість у дотриманні контролю якості на всіх етапах досліджень. Завдяки LIMS з’явилася можливість стежити за процесами в реальному часі, постійно контролюючи та покращуючи їх. У лабораторії чітко розуміють, що від якості реактивів і чистоти аналітичних стандартів безпосередньо залежить якість результатів лабораторних досліджень. В сучасних економічних умовах на ринку представлені безліч виробників хімічних реактивів різної якості і чистоти. У лабораторії використовують лише перевірені поживні середовища та реактиви європейської якості. Система управління якістю лабораторії побудована відповідно до вимог ISO/IEC 17025, тому методи, які використовуються для досліджень, відвалідовані та відповідають міжнародним стандартам. Стратегічною метою компанії є досягнення європейського стандарту надання лабораторних послуг. Для цього: • в лабораторному комплексі «Біолайтс» працює команда професіоналів. Всі співробітники пройшли навчання та сертифікацію у відповідності з вимогами міжнародних стандартів. Вони постійно підвищують кваліфікацію як в Україні, так і за кордоном; • спеціалісти лабораторії можуть особисто виїхати на відбір зразків для забезпечення правильного пробовідбору; • для мікробіологічних досліджень «Біолайтс» надає стерильний матеріал для відбору зразків; • одержані результати передаються на електронну пошту, що дає змогу зекономити час клієнта. Робота експертного центру націлена на розвиток та розширення. Експертний центр «Біолайтс» має достатній кадровий і технологічний потенціал, щоб почати співпрацю із зарубіжними державними й комерційними структурами та партнерами як незалежна експертна комерційна лабораторія. 94

Функціонально-орієнтоване проектування пакувального обладнання в контексті технологічного замкненого циклу О.М. Гавва, д.т.н., Л.О. Кривопляс-Володіна, д.т.н., Національний університет харчових технологій, м. Київ Стратегічний підхід до організації машинобудівного виробництва базується на інтегрованому комплексі корпоративних програмних засобів (системи CAD/CAE/CAPP/CAM). Це дає можливість колективно розробляти, поширювати та використовувати інформацію про пакувальну машину (ПМ), а також керувати нею протягом усього її життєвого циклу (PLM-система). При проектуванні структури та призначенні параметрів процесу керування як важливої складової забезпечення життєвого циклу ПМ важливо враховувати умови її майбутньої експлуатації, технічного обслуговування й ремонту. Реалізація цього підходу можлива лише функціонально-орієнтованими технологіями проектування. В основі цієї концепції лежить рекурентний зв’язок між етапами конструкторського та технологічного проектування ПМ, а також планування її виготовлення й супроводу, що координуються спеціально призначеним для цього розподіленим інформаційним середовищем. При застосуванні концепції функціонально-орієнтованого проектування вдається досягти перекриття усіх стадій життєвого циклу ПМ, що забезпечує підвищення якості її функціональних і споживчих властивостей та ефективність швидкого виконання індивідуального замовлення. Функціональний підхід процесу розроблення і створення нових ПМ вивчався рядом дослідників. Найбільш систематизовано він викладений у [1, 2], де зазначається, що будь-який матеріальний об’єкт є певною сукупністю (матрицею) функцій, серед яких можна виділити корисні, шкідливі та нейтральні функції. При цьому функціональний підхід, на відміну від підходу предметного, виходить із того, що створюваний виріб повинен відповідати ряду функцій, які можуть забезпечуватися окремими матеріальними носіями, що є найдешевшими або робота з якими є найменш витратною. Перспективним може бути такий технологічний процес проектування, на переходах якого одночасно з формуванням функцій корисних відбувається ослаблення або ліквідація функцій шкідливих і, за можливості, усунення функцій нейтральних. Метою виконаних досліджень є створення методологічної основи розроблення технологічних процесів проектування, на основі функціональноорієнтованого підходу до забезпечення властивостей створюваної ПМ. У процесі проектування ПМ складно формалізувати процедури структурного синтезу. Тому задачі, які вирішуються перед структурним синтезом, класифікують за такими ознаками [1–3]: стадія проектування, можливість формалізації, тип структури. На етапі проектування аналізується сукупність функцій, що має забезпечувати ПМ, визначається головна функція, поєднані з нею корисні, нейтральні та шкідливі функції (якщо вони чітко задані), а також 95

відбувається попереднє відновлення матеріальних носіїв (модулів) функцій та з’єднання їх між собою. Виділяють три рівні існування ПМ (рис. 1). (ФΣ=f(t))

Забезпечення функцій (ФΣ ⊂ Mi)

Визначення функцій

Експлуатація

Виробництво

Проектування

Життєвий цикл

Сукупність функцій

Рис. 1. Рівні існування ПМ Розрізняють такі процедури: 1) визначення основних принципів функціонування майбутньої ПМ; 2) визначення технічного рішення в рамках заданих принципів функціонування машини пакування харчових продуктів і окремих функціонально-мехатронних модулів (ФММ) ПМ; 3) послідовне покрокове оформлення технічної документації. Задачі структурного синтезу, залежно від формалізації, мають п’ять рівнів [4, 5]. 1-й рівень складності характеризують задачами для розроблення параметричного синтезу. При даному рівні структура об’єкта вже визначена. 2-й рівень складності характеризують задачами повного перебору відомих рішень – до таких належать комбінаторні задачі. 3-й рівень складності характеризують комбінаторними задачами, які неможливо розв’язати шляхом повного перебору за заданий час при використанні існуючих програм. 4-й рівень складності характеризують задачами пошуку варіантів структур у множинах невідомої або необмеженої потужності. 5-й рівень складності характеризують задачами, розв’язання яких є проблематичним. За типом структур, що синтезують, виділяють задачі одновимірного, схемного й геометричного синтезу. Формалізацію процедур структурного синтезу здійснюють на основі одного з таких підходів [5, 6]: 1) перебір; 2) послідовний синтез; 3) трансформація опису різних аспектів. Пошук раціонального рішення при заданому технологічному процесі пакування та обраному принципі дії окремих ФММ ПМ і є задачею оптимального структурного синтезу. Формальна процедура, що регламентує цей процес, не розроблена. Тому при розв’язанні конкретних задач необхідно в кожному випадку будувати свій алгоритм. Аналізуючи узагальнену структуру машини пакування харчових продуктів (рис. 2) і виконуючи паралельно покроковий опис технологічного процесу пакування, можна провести структурний синтез пакувального обладнання та окремих ФММ. Загальний алгоритм побудови структурного синтезу машини пакування харчових продуктів наведено на рис. 3. Вихідним пунктом оптимізації рішень синтезу ПМ є аналіз технічних вимог щодо її впровадження в промислове виробництво й економічну доцільність. 96

Основні ФММ

Формування збільшених вантажів

Формування групових упаковок

Спеціальні та універсальні контейнери

У транспорту тару

У споживчу тару

Фасування продукту

Дозування продукту

Накопичення і обробка харчового продукту

Рис. 2. Структура ПМ

Переналагодження

Очищення та та миття мийка Очищення

пакувальних засобів

Накопичення пакувальних Накопичення пакувальних матеріалів, матеріалів, тари, додаткових тари, допоміжних пакувальних засобів

Виготовлення та декорування допоміжних й Виготовлення та декорування функціональних пакувальнихзасобів засобів додаткових пакувальних

Виготовлення пакувальної тари

Контроль якості пакованого продукту Контроль продуктивності

Виготовлення пакувальних матеріалів

Допоміжні ФММ

Діагностика

Додаткові ФММ

ПАКУВАЛЬНА МАШИНА

Аналітична інформація про технологічний процес пакування, характеристики харчового продукту, характеристики пакувального матеріалу, упаковки, апріорна інформація

Вибір характеристик параметрів керування

Побудова математичної моделі

Ідентифікація невідомих параметрів моделі

Спостереження (експеримент)

Оптимізація

Оцінка довірчого інтервалу параметрів конструкції

Аналіз чутливості до зміни параметрів

Технічні вимоги та критерії задоволення

Визначення параметрів надійності конструкції

Машина для пакування харчового продукту

Рис. 3. Блок-схема алгоритму оптимізаційного синтезу ПМ Алгоритм передбачає перебір лише довершених готових структур ФММ ПМ. Такі структури створюють заздалегідь (використовують бази даних типових модулів виробника обладнання) або генерують за відомими правилами з певного заданого набору елементів. Алгоритми перебору рекомендовано реалізовувати лише для відносно простих пакувальних систем, при цьому вони мають такі складові частини: 1) вибір і генерування наступного варіанта; 2) оцінка варіанта; 3) прийняття рішення. Щоб вирішити задачі синтезу 3-го та 4-го рівнів складності, потрібно обрати частковий перебір варіантів структур, які побудовано на основі часткової модифікації певних вихідних структур ФММ ПМ або вибраних з обмеженої множини готових структур ФММ ПМ. В алгоритмах перебору особливе місце належить алгоритмам дискретного математичного програмування [3]. Подібні алгоритми застосовують для задач структурного синтезу пакувального обладнання. Усі групи ФММ ПМ диференційовані на дві множини елементів функціональної підсистеми: готові на момент часу t до оперативного використання та не готові. На множині не готових до оперативного використання щодо системи, що задає функції, виділяються засоби двох видів: стримувальні й критичні. У системі засобів можуть бути елементи, які, з одного боку, забезпечують заданий діапазон параметрів, що визначають 98

ефективність виконання заданої функції, а з іншого – виходять за нормативний період часу її реалізації, тобто засіб не готовий до оперативного використання. Якщо заданий діапазон параметрів забезпечується лише цим засобом, то він є стримувальним. Якщо відносно певної функції існує лише один тип засобів, здатних виконувати цю функцію, і вони належать до стримувальних, то він є критичним. Система засобів будується за принципом взаємозв’язку рівнів: формується як множина елементарних засобів ФП={ФП0, ФП1,…,ФПμ–1}, кожен із яких забезпечує виконання окремої елементарної функції множини для пакувальної машини у складі функціонального мехатронного модуля Ф={Ф0, Ф1,…,Фμ–1}. При аналізі функціональних підсистем спостерігається багатовимірність їх показників, тому в практичних розрахунках доречно використовувати кластерний аналіз. Для безпосередньої класифікації функціональних підсистем необхідно провести нормування їх показників. Завдання структурного синтезу в даному випадку полягає в знаходженні такого ФММ, щоб виконувались усі технологічні переходи операції пакування, причому надійність машини повинна бути максимально високою, а вартість не перевищувала гранично допустимого значення. Зауважимо, що не всі ФМ є взаємопоєднуваними, оскільки одну і ту ж функцію повинен виконувати в складі однієї й тієї ж машини-автомата лише один ФМ. Для проведення подальшого структурного багатокритеріального аналізу з ієрархічної структури ПМ відокремимо один ФММ. Для забезпечення пакувальним матеріалом у наведених структурах використано допоміжні ФММ (подачі рулонного матеріалу тощо). На цьому етапі аналізу й синтезу важливо розглянути їх матеріальний та інформаційний зв’язок з ПМ для вибору оптимальної компоновки. Граф логічних зв’язків між прийнятими до розгляду ФММ може мати формалізоване представлення, яке виражається наступним чином: S : т1( х11 ˅ х12 ˅ х13 ˅ х14 ˅ х15) ˄ т2( х21 ˅ х22 ˅ х23) ˄ т3(х31 ˅ х32 ˅ х33) ˄ ˄ т4(х41 ˅ х42 ˅ х43 ˅ х44 ˅х45) ˄ т5(х51 ˅ х52 ˅ х53 ˅ х54) ˄ т6(х61 ˅ х62) ˄ ˄ т7(х71 ˅ х72 ˅ х73) ˄ т8(х81 ˅ х82 ˅ х83 ˅ х84) ˄ т9(х91 ˅ х92 ˅ х93 ˅ х94) ˄ ˄ т10( х101 ˅ х102 ˅ х103 ˅ х104) ˄ т11( х111 ˅ х112 ˅ х113) . де S – реалізація службової функції ПМ (виконання технологічної операції пакування), mi – технологічні переходи, виконані відповідними ФМ. Згідно з підходом структурно-параметричного моделювання механізму, склад елементів ФММ може бути визначений також множиною, наприклад: (1) ФММ = (ФПС1, ФПС2, … , ФПС𝑗 ), де j – кількість ФПСj у структурі ФММ пакувальної машини. У цьому випадку кількість ФММ𝑗 складає N=24. У свою чергу досліджуваний ФММ подачі рулонної плівки до пакувальної машини складається із ФПСj у кількості N=16: (2) ФММ = (х1, х2, х3, х4, х5, х6, х7, х8, х9, х10, х11). У свою чергу, ці елементи теж можна поділити на складові частини, переважно це готові технічні елементи, які потрібно вибрати за певними 99

критеріями ПМ із кластерних бібліотек виробників пакувального та контрольно-вимірювального обладнання: ФПС1=х1={х11, х12, х13, х14, х15}; ФПС2=х2={х21, х22, х23}; ФПС3=х3={х31, х32, х33}; ФПС4=х4={х41, х42, х43, х44, х45}; ФПС5=х5={х51, х52, х53, х54}; ФММ1 = ФПС6=х6={х61, х62}; (3) ФПС7=х7={х71, х72, х73}; ФПС8=х8={х81, х82, х83, х84, х85, х86}; ФПС9=х9={х91, х92, х93, х94}; ФПС10=х10={х10.1, х10.2, х10.3, х10.4}; ФПС11=х11={х111, х112, х113}; Склад об’єкта ФММ1, що моделюється, можна визначити множиною ФПСj, перевірених за критеріями ефективності. Зважаючи, що на даному етапі немає єдиного сформованого рішення щодо структури ФММі, потрібно створити перелік типових ФП, що можуть входити до складу ФММі заданого призначення (подачі рулонного пакувального матеріалу). При застосуванні багатокритеріальної оптимізації використовується інтегральний критерій із напрямом екстремуму: (4) F(x) = {f1(ПФi), f2(OEEi), f3(КГi)} → max, тобто прийняті до розгляду критерії оптимальності об’єднуються в один інтегральний критерій та вказується напрям екстремуму. Для отримання кінцевого варіанту синтезу ФММі використано метод пошуку оптимального варіанту структури, який базується на принципах: виділення множини домінуючих альтернатив і вибір серед них оптимальної та виключення ймовірності відсіювання потенційно ефективніших варіантів у порівнянні з тими, які приймаються для подальшого розгляду імітаційним моделюванням ПП AnyLogic [3]. Імітаційне моделювання з оброблення харчових продуктів у пакувальній машині складається з двох великих етапів: створення моделі та аналізу отриманих за допомогою моделі результатів з метою прийняття рішення. Спочатку для розроблення моделі визначено, які завдання будуть вирішуватися з її допомогою, тобто моделюванню в будь-якій формі повинне передувати формулювання мети моделювання. Всі процеси в реальній технічній системі (пакувальній машині) виділено та відображено в моделі. Цей етап можна охарактеризувати як створення концептуальної (змістовної) моделі ФММ пакувальної машини. На основі попереднього аналізу ФММ розроблена структурована модель, тобто виділені окремі підсистеми ФМ в пакувальному модулі, визначені елементарні компоненти моделі та їх зв’язки на кожному рівні ієрархії. Для досконалого розуміння процесів, що протікають в моделі, розробляється анімаційне представлення цих процесів (табл. 1). 100

Наступний етап – це калібрування або ідентифікація моделі ФММ ПМ, тобто збір даних і проведення вимірювань тих характеристик у реальному технологічному циклі, які повинні бути введені в модель у вигляді значень параметрів і розподілів випадкових величин. Виконується перевірка правильності моделі (її валідація), яка полягає в тому, що вихід моделі перевіряється в декількох тестових режимах, у яких характеристики поведінки реальної системи відомі або очевидні. Останнім етапом роботи з моделлю є комп’ютерний експеримент, тобто перевірка параметрів для яких створювалася модель. Таблиця 1. Алгоритм здійснення комп’ютерного моделювання ФММ ПМ Назва етапу Результат Аналіз системи Розуміння того, що відбувається в системі, яка підлягає аналізу, її структура, процеси, що в ній протікають Формулювання мети Перелік завдань, які передбачається вирішити за моделювання системи допомогою майбутньої моделі. Список вхідних і вихідних параметрів моделі, список вихідних даних, критерії завершеності майбутнього дослідження Розробка концептуальної Структура моделі, склад істотних процесів, що структури моделі підлягають відображенню в моделі, зафіксований рівень абстракції для кожної підсистеми моделі (перелік припущень), опис керуючої логіки для підсистем Реалізація моделі в Реалізовані підсистеми, їх параметри та змінні, їх середовищі моделювання поведінка, реалізована логіка і зв’язок підсистем Реалізація анімаційного уявлення моделі Перевірка коректності реалізації моделі

Анімаційне подання моделі, інтерфейс користувача Переконання в тому, що модель коректно відображає ті процеси реальної системи, які потрібно аналізувати Калібрування моделі Фіксація значень параметрів, коефіцієнтів рівнянь і розподілів випадкових величин, що відображають ті ситуації, для аналізу яких модель буде використовуватися Планування і проведення Результати моделювання, графіки, таблиці тощо, комп’ютерного що дають відповіді на поставлені питання експерименту Прикладом реалізації алгоритму комп’ютерного моделювання наведено аналіз ПМ для пакування штучних виробів у полімерну плівку (табл. 2). Сигнальний граф, виконаний у просторі програми AnyLogic (рис. 4) – це орієнтований граф, що відповідає лінійним або лінеаризованим системам 101

рівнянь математичної моделі технологічної системи і відображає причиннонаслідковий зв’язок між змінними системи. Таблиця 2. Аналіз ПМ для пакування штучних виробів у полімерну плівку Технологічні Позначення Змінні функціональні модулі переходи Завантаження A1 Бункер-накопичувач продукту Запірна арматура A2 Клапані, шиберні, золотникові Дозування/фасування Амортизація плівки

A3 A4

Гальмування і зупинка плівки

Гальмування рулону

Утворення плівкового рукава

Утворення поздовжнього зварного шва

Утворення поперечних зварних швів

Протягування рукава

A10

Відрізання пакету

A11

Нанесення дати

A12

Вагове, за часом Механізм з натягненою петлею матеріалу, багатопетлеві з кількома роликами Перегинаючі затискачі, самозаклинювальні затискачі, вакуумні затискачі Механізми з постійним гальмівним моментом, механізм зі змінним плечем гальмування, механізми з гальмуванням колодкою на периферії рулону, механізми з гальмуванням стрічкою на периферії рулону Рукавоутворювач комірцевого типу, плоского тришовного або типу «дой-пак» пакета, механізм утворення чотиришовного плоского пакета Механізм термоконтактного, термоімпульсного, інфрачервоного випромінювання, ультразвукового, тертям і токами високої частоти зварювання Механізм термоконтактного, термоімпульсного, інфрачервоного випромінювання, ультразвукового, тертям і токами високої частоти зварювання Механізм з протягувальними роликами; механізм на основі безштокового пневмоциліндра; механізм протягування з натяжними пасами Універсальний ніж; ніж-гільйотина Дататор струменевий; дататор термопринтерний

102

Рис. 4. Структурний граф процесу в просторі програми AnyLogic Один із способів застосування кінцевого графа ґрунтуються на положенні, що графи – це топологічна форма інтерпретації системи компонентних рівнянь. А1–А12 – функціональні модулі. n1–n12 – змінні вхідні величини (енерговитрати, масовитрати, економічні затрати). А1 – А12 – це вхідна величина, яка виступає в ролі кінематичного часу для виконання операції відповідних модулів (рис. 5).

Рис. 5. Структурний граф процесу в просторі програми AnyLogic 103

Гістограма кінематичного часу в просторі програми AnyLogic (рис. 6) відображає час процесу. Завдяки цьому можна наявно побачити, де саме витрачається найбільше часу на виконання операцій.

Рис. 6. Гістограма кінематичного часу в просторі програми AnyLogic Гістограма енерговитрат в просторі програми AnyLogic (рис. 7) відображає енерговитрати, завдяки цьому можна наявно побачити, де саме найбільше енерговитрат на виконання операцій.

Рис. 7. Гістограма енерговитрат в просторі програми AnyLogic На підставі проведеного моделювання ПП AnyLogic розглянуто математичну модель проходження технологічного процесу в структурному графі, пов’язаному з пакувальною машиною горизонтального типу для пакування дрібно-штучної харчової продукції в тришовний пакет. Це зроблено за допомогою основних напрямів моделювання: дискретно-подієвого, системної динаміки та агентного. Виділено найбільш вдалі конструктивні рішення ПМ, пов’язані з енерговитратами, часовими витратами на проведення технологічного 104

процесу, а також виділено функціональні пристрої, вузли, що потребують удосконалення: • функціональні пристрої розмотування плівки; • функціональні пристрої зварювання поперечних швів. Висновки На основі аналізу підходів до організації пакувального машинобудування та з урахуванням нової ідеології програмування – об’єктно-орієнтована система автоматичного проектування, з метою подовження життєвого циклу ПМ – розроблено нову концепцію проектування, що базується на функціональноорієнтованих технологіях. На основі застосування агентного моделювання динамічної системи розроблено метод оптимізації компоновки дозувально-фасувального модуля машини пакування дрібноштучної продукції в тришовний пакет «flow pack» у просторі програми AnyLogic. Обґрунтовано області моделювання ПМ: система управління; фізичні й механічні системи; система оброблення сигналів. Встановлено, що найбільш складною ділянкою оптимізації є фасувальний модуль, який поєднує матеріальні та інформаційні потоки від таких ФММ: гальмування рулонотримача, гальмування й натягування плівки рулонного пакувального матеріалу, утворення поздовжнього зварного шва та фасування. Апробацією розроблених математичних моделей типових функціональних мехатронних модулів пакувальних машин харчових виробництв на оригінальних експериментальних стендах і в промислових умовах підтверджена адекватність отриманих результатів математичного моделювання із відхиленням у межах допустимої похибки для різних технологічних операцій. Література 1. Михайлов А.Н. Разработка технологий на основе функциональноориентированного подхода. Донецк : ДонНТУ, 2008. 379 с. 2. Гавва О.М., Кривопляс-Володіна Л.О., Токарчук С.В. Функціональномодульне проектування пакувальних машин. Київ : Сталь, 2015. 547с. 3. Кривопляс-Володіна Л.О., Гавва О.М., Токарчук С.В. Дослідження електропривода з лінійним двигуном для пакетоформувальних машин // Харчова наука і технології. 2017. Т. 11, вип. 2. С. 111–118. 4. Буч Г. Объектно-ориентированное проектирование с примерами применения / перевод с англ. Киев .Диалектика-Конкорд. 1992. 519 с. 5. Kryvoplіas-Volodina L. Gavva O., Volodin S., Hnativ T. Dynamics of mechatronic function modules drives of flow technological lines in food production // Ukraine Ukrainian Food Journal. 2018. Vol. 7, issue 4. Р. 726–738. 6. Карпов Ю. Имитационное моделирование систем. Введение и моделирование с AnyLogic 5. СПб. : БХВ-Петербург, 2005. 400 с. 105

Технологічно-технічне розроблення універсального обладнання для виробництва габаритної тари з гофрокартону І.І. Регей, д.т.н., Я.М. Угрин, к.т.н., Т.В. Коваль, Українська академія друкарства, м. Львів «Степень вторичной переработки упаковки из бумаги и картона достигла рекордного уровня. Об этом говорит статистика, подготовленная Евросоюзом ко Всемирному дню рециклинга (18 марта)». Стор. 29 у часописі «Упаковка» № 3 за 2019 р. У сучасному світі щорічно паковання з різних сортів картону споживається обсягом 24,2 млн т, а на його виготовлення з гофрокартону витрачається 180–185 млрд м2 пакувального матеріалу, яким можна «застелити» 1/3 площі України (Одеську, Дніпропетровську, Чернігівську, Харківську, Житомирську та Полтавську області) [1, 2]. Унікальність картонного матеріалу полягає в тому, що він створений на основі рослинних волокон – сировини, яка відновлюється самою природою, а після рециклінгу може ефективно використовуватися повторно [3]. Ступінь повторної переробки відходів паперового та картонного паковання у 28 країнах ЄС в наш час складає 85,8 %. Той факт, що картон є найбільш екологічно стійкий варіант матеріалу для паковання, підтверджують недавні дослідження Технічного університету Дармштадта. Їх результати засвідчують, що коробки з картону можуть бути повторно переробленими до 25 разів [4]. Для задоволення потреб ринку в нашій країні налагоджено виробництво тарного картону. У лютому 2019 р. воно (включаючи флютинг) сягнуло позначки 82,95 тис. т, а для продукування ящиків вироблено 149,0 млн м2 гофрованого картону [5]. Потреба у нарощуванні обсягів його виробництва пов’язана з поширенням практики реалізації побутової техніки, сантехніки, елементів меблів у великоформатній тарі з гофрованого картону (рис. 1). Для виготовлення розгорток тари з гофрованого картону використовують ротаційне обладнання, укомплектоване циліндрами з інструментами у вигляді сегментів для прорубування пазів у матеріалі для фомування клапанів. Окрім того, у виробництві розгорток широко використовують аркушеве штанцювальне обладнання. Проте і ротаційне обладнання, і аркушеве штанцювальне у випадку продукування розгорток тари з гофрокартону обмежене форматом робочої зони, що ускладнює використання для їх виготовлення з однієї суцільної заготовки. Як результат – великоформатні розгортки з гофрокартону виготовляють з декількох, які пізніше склеюють (зшивають дротяними скобами), що ускладнює як технологічний процес, так і негативно впливає на жорсткість, геометричну точність та вартість кінцевого продукту. 106

TV б)

а)

в)

г)

Рис. 1. Вироби: будівельної справи (а), побутової техніки (б), сантехніки (в), меблів (г), що пакують в габаритну тару з гофрокартону Запропоновано усувати наявний комплекс недоліків впровадженням розробленого технологічного процесу та реалізовувати за допомогою засобу виготовлення великоформатних розгорток з гофрокартону методом ножичного різання аркуша КА (рис. 2), зафіксованого на нерухомих протиножах 1, дисковими рухомими інструментами 2 [6]. Геометричний параметр щілин між різальними крайками протиножів та товщина дисків повинні бути припасованими для забезпечення якісного різання гофрокартону. 2 КА

1 Рис. 2. Схема виготовлення пазів у великоформатному картонному аркуші ножичним різанням дисковими інструментами Впровадження такого комплекту інструментів забезпечує технічнотехнологічні переваги над практикою використання плоскої штанцювальної форми. Зокрема, зібрані на каретці комплекти дисків зручно переналагоджувати на різні формати розгорток, вирізувати пази у 107

гофрокартоні різної довжини А (рис. 3) та ширини Б на відстані В один від другого. Передбачено робочі каретки комплектувати індивідуальними приводами для спрощення їх позиціонування в зонах обробки гофрокартонних аркушів різного геометричного розміру. А

Б В Рис. 3. Комплекс геометричих параметрів можливого регулювання вузла для вирізування пазів у великоформатних картонних розгортках У випадку застосування для привода каретки з інструментами кривошипноповзунного механізму, в якому кінематичні параметри рухомих елементів є змінними, інваріант її лінійної швидкості визначається залежністю [6]:

ViК = sin ϕ + tgϑ ⋅ cos ϕ,

де φ – поточний кут повороту кривошипа відносно горизонтальної осі; ϑ – кут нахилу до неї шатуна. Дослідження інваріанта лінійної швидкості засвідчили його наростання до максимального значення ViK max (рис. 4) в процесі переміщення каретки з інструментами. Подальша обробка гофрокартону супроводжується плавним зменшенням ViK до нульового значення в кінці різання пазів. Таким чином, зміна лінійної швидкості каретки призводить до виникнення її прискорення, що викликає інерційні навантаження на привод. Окрім того, процес обробки гофрокартону різанням відбувається у нестабільних умовах взаємодії дискових інструментів з матеріалом, що може негативно впливати на якість виготовлення пазів. Для мінімізації негативних явищ необхідно забезпечити умови стабільного функціонування засобу вирізування пазів у заготовках з гофрованого картону.

108

ViK

Рис. 4. Зміна інваріанта лінійної швидкості каретки в процесі прорізування пазів у гофрокартоні дисковими інструментами Для забезпечення умови стабільного функціонування засобу вирізування пазів у розгортках з гофрованого картону та розширення його функціонувальних можливостей запропоновано доукомплектувати його комбінованим двокривошипним шарнірним механізмом з коректувальним кулачковим, що реалізує зміну довжини умовного шатуна АВ (рис. 5а). Він складається з ведучого кривошипа 1, що обертається з постійною кутовою швидкістю; ведучого шатуна 2, шарнірно приєднаного до ведучого кривошипа 1, з роликом 3, що обкочується у пазу нерухомого кулачка 4; веденого шатуна 5, шарнірно приєднаного з одного боку до ведучого шатуна 2, а з другого боку – до веденого кривошипа 6, що обертається з нерівномірною швидкістю [7]. Ведений кривошип 6 шарнірно приєднаний до шатуна 7 (рис. 5б), що приводить в рух повзун 8 каретки з дисковими інструментами. Стабілізація функціонування засобу вирізування пазів у розгортках з гофрованого картону та розширення функціонувальних його можливостей полягає в тому, що при повороті з постійною кутовою швидкістю ведучого кривошипа 1 навколо осі ведений кривошип 6 обертається зі змінною кутовою швидкістю завдяки перекочуванню ролика 3 по пазу нерухомого кулачка 4. Оскільки паз кулачка профільований, ведучий 2 та ведений 5 шатуни повертаються навколо своїх осей A і В, що призводить до зміни шатунного розміру AB. Програмована його зміна забезпечує розширення можливостей синтезу комбінованого механізму із заданими геометричними параметрами для отримання потрібного закону руху каретки з дисковими інструментами.

109

4 3

B 6

ω1

ω6

а) 7

б) Рис. 5. Комплектування комбінованого механізму для привода кареток з дисковими інструментами: двокривошипним шарнірним механізмом з коректувальним кулачковим (а) та шатунно-повзунним (б) Vi,

3 2 1

φ11

φ12

0 -1

φ, град.

-2 0

120

150 180 210

240 270 300

330 360

Рис. 6. Графік залежості від кута повороту ведучого кривошипа інваріанта лінійної швидкості повзуна з дисковими інструментами За результатами аналітичних досліджень встановлено, що робоче переміщення повзуна 8 (рис. 5) починається та завершується в положеннях ведучого кривошипа 1, які відповідають кутам φ11 = 62,02º (рис. 6) та 110

φ12 = 319,08° (фаза робочого кута складає 257º). Окрім того досліджено, що пікове значення інваріанта лінійної швидкості каретки V8i = –0,87 [8]. Такі кінематичні характеристики задовольняють умови стабільного виконання операції прорізування пазів у габаритних картонних аркушах з гофрокартону дисковими інструментами. Висновки. Габаритні розгортки з гофрованого картону запропоновано виготовляти методом ножичного різання дисковими інструментами на рухомих каретках. Розширення функціональних можливостей засобу різання передбачено реалізувати комплектуванням кривошипно-повзунного механізму комбінованим двокривошипним шарнірним з коректувальним кулачковим механізмом, що забезпечує зміну довжини умовного шатуна механізму. За результатами дослідження відносних кінематичних параметрів отримано його раціональну геометричну побудову та підтверджено умови стабільного функціонування засобу виготовлення великоформатних розгорток з гофрованого картону. Література 1. Кривошей В.Н. Упаковка в украинских реалиях. Львов : Украинская академия печати, 2017. 288 с. 2. Регей І.І., Угрин Я.М. Стан і тенденції розвитку паковання з картону в світі та Україні // Пакувальна індустрія (технічні рішення в рамках ініціативи Save Food) : матеріали ХІ наук.-практ. конф. (Львівська обл., смт Брюховичі, 20-21 вер. 2017 р.). Додаток до часопису «Упаковка». 2017. № 5. С. 119–126. 3. Шредер В.Л., Пилипенко С.Ф. Упаковка из картона. Киев : ИАЦ «Упаковка», 2004. 560 с. 4. Маркетологи информируют… // Упаковка. 2019. № 3. С. 26-29. 5. Новини асоціації «УкрПапір». 2019. Режим доступу: www.ukrpapir.org/news.php 6. Регей І.І., Бегень П.І., Коваль Т.В. Виготовлення широкоформатних розгорток тари з гофрокартону (дослідження кінематичних параметрів дискових інструментів) // Упаковка. 2019. № 1. С. 33–35. 7. Комбінований двокривошипний шарнірний механізм: пат. № 114862 України: МПК B26D 5/14, B26D 5/16, F16H 21/14, F16H 25/04. І.І. Регей, В.О. Кузнецов, Т.В. Коваль. № a201605216; заявл. 13.05.2016; опубл. 10.08.2017. Бюл. № 15. 2 с. 8. Регей І.І., Кузнецов В.О., Коваль Т.В., Бегень П.І. Комбінований двокривошипно-повзунний механізм (обґрунтування методики синтезу) // Поліграфія і видавнича справа. 2019. № 1 (77). С. 20–29.

111

Загальна та наукова редакція к.х.н. В.М. Кривошей Літературна редакція І.О. Середа Дизайн обкладинки Н.І. Кругляк Організатори конференції не завжди поділяють погляди авторів. За зміст доповідей та достовірність інформації відповідальність несуть автори.

Підп. до друку 05.09.2019. Наклад 100 пр. Зам. _______ Підготовка до видання: ТОВ «ІАЦ «Упаковка», 02002, Україна, Київ, вул. Є. Сверстюка, 4а Тел./факс: (044) 5172383, 5172323, e-mail: upakjour@nbi.com.ua www.upakjour.com.ua, www.packinfo.com.ua Типографія ТОВ «Група компаній «Все просто»