Papier en karton: van natuurlijke grondstof tot flexibele verpakking

Papier is al eeuwenoud maar karton, een afgeleidproduct van papier, is ontwikkeld in de negentiende eeuw. Sinds de industrialisering worden kartonnen verpakkingen op grote schaal gebruikt omwille van hun flexibiliteit en gebruiksgemak. Economische en ecologische overwegingen hebben geleid tot een voortdurende verbetering

 


Gefabriceerd aan 120 km/u

Papierproductie – Cellulosevezel is de basisgrondstof voor papier en karton. Het productieproces van nieuw papier begint bij het maken van pulp op basis van houthaksels, al dan niet chemisch gezuiverd van lignine om snelle vergeling van het papier te vermijden. De pulp wordt in een waterige suspensie gebracht om te raffineren (de vezels homogeen verdelen) en te zuiveren (klonters en vreemde bestanddelen verwijderen). Dat mengsel bevat 95% water en komt in een continue papiermachine die continu draait aan een snelheid van meer dan 120 km/u. In het nat gedeelte wordt het mengsel eerst verdeeld op een fijnmazig zeefdoek waarlangs water wordt afgezogen. Dan gaat de transportband door een viltpers waarna het papiervel nog zowat 50% water bevat. In het droog gedeelte gaat het vel door een reeks warme cilinders die het papier drogen tot ze een vochtgehalte van ongeveer 6% bereiken. Afhankelijk van de toepassing kan er nadien nog een nabewerking zijn zoals kalanderen (warm walsen door gietijzeren rollen) of tweezijdig coaten. Deze nabewerkingen maken het papier gladder, egaler en beter bedrukbaar.

Kartonproductie – Karton is dikker dan papier en bestaat vaak uit meerdere lagen. Het wordt geproduceerd op speciale papiermachines die grotere diktes en meerdere lagen tegelijk kunnen verwerken. Een speciale variant is golfkarton waarbij tussen twee toplagen een laag van gegolfd papier wordt gelijmd om het gewicht te beperken.

Verpakkingen – Er zijn vier grote categorieën verpakkingen op basis van papier en karton. Papieren zakken worden met flexo- en/of diepdruk op rollen bedrukt, daarna geplooid en gelijmd en vervolgens gesneden tot de juiste lengte. Voor vouwkartonnen en gemonteerde dozen worden kartonnen of papieren vellen eerst met offset bedrukt, dan gesneden en gestanst en vervolgens geplooid en gelijmd. Het productieproces van golfkartonnen dozen is gelijkaardig, maar gebruikt altijd een flexografisch drukprocédé.

 

Van bamboeriet en lompen tot houtpulp

De uitvinding - De oorsprong van het moderne papier ligt in het China van de Han-dynastie. De uitvinding wordt toegeschreven aan de eunuch Cai Lun, die in het jaar 105 een soort pulp maakte van bamboerietvezels, zijdeafval en boomschors.

Middeleeuwen - De techniek werd in de vroege Middeleeuwen verder ontwikkeld in de Arabische wereld en bereikte West-Europa rond de elfde eeuw. In de papiermolens van toen werden oude lompen en kledingstukken verwerkt.

Recyclage - Door de schaarste aan oud textiel ontstond de behoefte om gebruikt papier te recycleren. Al in het begin van de negentiende eeuw werden oude boeken ingezameld en opnieuw tot pulp verwerkt.

Industrialisering - Schaarste stimuleerde ook het zoeken naar een betere grondstof. Rond 1845 vonden de Canadees Charles Fenerty en de Duitser Friedrich Gottlob Keller bijna gelijktijdig een procédé om pulp te maken uit hout. Kort daarna werden de eerste industriële papiermachines gebouwd. De productie van papier uit houtpulp groeide sterk.

Recyclage op industriële schaal - Het snel toenemende papierverbruik (onder andere voor kranten) leverde tegelijk grote
hoeveelheden bruikbaar oud papier op. Daardoor kon het recycleren vanaf 1900 steeds meer op industriële schaal gebeuren.

 

Gemakkelijk, flexibel en goed voor het milieu

Papieren zakken en kartonnen dozen worden gebruikt voor het verpakken van heel uiteenlopende producten. In veel gevallen gaat het om een secundaire verpakking, maar ze kunnen ook dienen als primaire verpakking, bijvoorbeeld voor droge voeding of groenten. Gebruiksgemak, flexibiliteit en milieuoverwegingen zijn de belangrijkste redenen om te kiezen voor papieren en kartonnen verpakkingen:

 

Om te onthouden

  • Kartonnen dozen zijn licht, gemakkelijk te hanteren en efficiënt te stapelen. Daardoor bieden ze een goede bescherming tijdens
    het transport en in de winkel.
  • Milieuvoordelen: Papier en karton zijn gemaakt van een hernieuwbare grondstof, goed voor de CO2 -balans. Papier en karton
    zijn gemakkelijk te recycleren en ze worden in de praktijk ook veel gerecycleerd.
  • Met papier en karton kunnen creatieve en aantrekkelijke verpakkingen worden gemaakt. Het materiaal is eenvoudig en mooi te
    bedrukken. Zelfs speciale designs zijn mogelijk zonder grote meerkost, bijvoorbeeld door het integreren van handvaten

 

Energiezuiniger produceren met meer gerecycleerd materiaal

De papierproductie is in de loop der jaren steeds milieuvriendelijker geworden. Energie-efficiëntie was al vrij vroeg een groot aandachtspunt, maar het belang ervan is vooral vanaf de jaren negentig fel toegenomen. Al sinds 1990 investeert de Belgische papierindustrie in warmtekrachtkoppeling. In 2008 dekten die installaties al 55% van de electriciteitsbehoefte en 83% van de warmtebehoefte. “Daarmee doen we veel beter dan de Europese doelstelling van 22% in 2010,” zegt Jan Cardon van Filpap.

De fabrieken hebben ook andere energiebesparende maatregelen genomen in het kader van het Kyotoprotocol. Zo kon de Belgische papierindustrie tussen 1990 en 2008 haar uitstoot aan broeikasgassen met 31% verminderen.

Ook het gebruik van gerecycleerde vezels is drastisch toegenomen. In 1990 gebruikte de Belgische papierindustrie nog maar 22% gerecycleerde vezels. In 2008 was dat al 58%. “De trend is duidelijk positief,” zegt Jan Cardon. “We danken dat aan de goede samenwerking tussen de inzamel- en sorteerbedrijven en de papierproducenten. Maar het recyclaatgehalte is geen absoluut criterium, omdat het sterk afhankelijk is van de papier- of kartonkwaliteit die wordt geproduceerd. Het Europees gemiddelde ligt overigens op 66%. Daarmee overschrijdt de sector het gestelde Europese recyclagedoel.”

Ecologische verbeteringen in de kartonnen verpakkingen

Ook de fabricage van kartonnen verpakkingen houdt steeds meer rekening met het milieu. Voor het bedrukken worden alleen nog fysisch drogende inkten gebruikt met heel weinig emissies. “De omschakeling van solventgedragen naar watergedragen inkten voor flexo- en diepdruk dateert al van de jaren negentig,” zegt Ilse Vervloet van sectorfederatie Fetra. “Dat is dus vóór de solventrichtlijn van de Europese Unie.” Bovendien heeft de verpakkingsindustrie zich ook geëngageerd om het gebruik van schadelijke weekmakers (di-isobutyl-ftalaat) in de lijmen verder af te bouwen.

De industrie heeft ook inspanningen gedaan om het gewicht van de kartonnen verpakkingen zo laag mogelijk te houden. Ilse Vervloet: “Door diverse verbeteringen zijn de bedrijven erin geslaagd om meer dan 11.600 ton papier en karton te besparen. Zo kiezen ze andere golftypes bij golfkarton, gebruiken ze nieuwe en sterkere papier- en kartonsoorten, en benutten ze de vellen beter.” Ook de verpakkingsindustrie zet in op energie-efficiëntie. In een gezamenlijke inspanning met de grafische industrie verwachten ze tegen eind 2010 hun uitstoot van broeikasgassen
te verminderen met 10%.

Wat brengt de toekomst?

De sector vernieuwt voortdurend, maar de grootste gewichtsverminderingen werden reeds in het verleden geboekt. Kartonnen verpakkingen kunnen nauwelijks nog lichter gemaakt worden zonder in te boeten op sterkte. Ook de hoeveelheid gerecycleerde vezels in verpakkingen zal vermoedelijk niet verder toenemen. Kartonnen verpakkingen bevatten nu al gemiddeld 70 tot 80% gerecycleerd materiaal.

Wel investeert de sector verder in energie-efficiëntie en het verlagen van de uitstoot van broeikasgassen. Deze inspanningen worden minstens tot 2012 gestimuleerd via sectorakkoorden (Wallonië) en bedrijfsconvenanten (Vlaanderen). De sector staat ook achter de boscertificatiesystemen en de controle die een duurzaam bosbeheer over de ganse keten waarborgen. Daarnaast
spant de sector zich verder in om de inzameling van oud papier in België nog te verhogen. Meer informatie vindt u hierover in de volgende Preventpackfiche ‘Design for Recycling’.

 

Filpap

Filpap is een onafhankelijke organisatie die door Fost Plus wordt ingeschakeld als expertisecentrum voor de inzameling en recyclage van verpakkingen in papier en karton: www.fostplus.be

Fetra

De Federatie der Papier- en Kartonverwerkende Bedrijven (Fetra) is opgericht in 1946 en groepeert onder meer de producenten van vouwkartonnen verpakkingen, golfkartonnen verpakkingen en papieren zakken.  www.fetra.be

 

Glas, voor een lange bewaring van de producten en een eenvoudige recyclage

Glas doet al meer dan 3.000 jaar dienst als verpakkingsmateriaal. Een glazen verpakking is dan ideaal om producten lang te bewaren en is bovendien eenvoudig te recycleren. Doorheen de jaren heeft de glasindustrie haar productieprocessen voortdurend verbeterd, zowel vanuit economische overwegingen als vanuit milieuopzicht. Vandaag worden nagenoeg alle wijnen en bieren in glas verpakt. Het materiaal blijft populair bij zowel producenten als consumenten.

 


Smelten op hoge temperatuur, vormen in twee fasen

Glas bestaat hoofdzakelijk uit zand (70%). Daaraan wordt natriumcarbonaat (15%) toegevoegd om de smelttemperatuur te verlagen en kalk (10%) om het product te stabiliseren en harder te maken. “Door deze bestanddelen op 1.000 °C te mengen en te smelten, ontstaat er een glazige substantie”, aldus Jean-Pierre Delande, directeur van Filglass. “Na het verglazen en homogeniseren ontstaat een mengeling die zo viskeus is als honing. Speciale machines uitgerust met een systeem van mallen zetten die mengeling vervolgens om in glas.”

De vorming gebeurt steeds in twee fasen (door blow-blow of press-blow). Eerst wordt een voorvorm gemaakt, nadien de definitieve vorm (zie verder). Het gevormde glas gaat nadien door een oven om uit te gloeien. Aan de uitgang van die oven wordt het glasoppervlak behandeld om microscheurtjes en oneffenheden weg te werken, ontstaan door het contact met de wanden van de mal. Dat maakt de flessen sterker. Tot slot wordt het glas besproeid met een smeermiddel om de wrijvingscoëfficiënt te verbeteren en om de flessen vlotter te verwerken in de verpakkingslijnen.

De voordelen van glas

  • Producenten van wijn, alcoholische dranken, parfums en voedingswaren in bokalen geven de voorkeur aan een glazen verpakking. Glas heeft dan ook heel wat voordelen:
  •  Het bewaart de verpakte producten lange tijd
  • Glas is inert: er kunnen geen bestanddelen migreren naar de inhoud van het verpakte product en zo de kwaliteit aantasten.
  •  Het beschermt tegen licht: glas, en meer bepaald gekleurd glas, helpt om UV-stralen tegen te houden.
  • Het is eenvoudig herbruikbaar en onbeperkt recycleerbaar.
  • Gesmolten glas is vervormbaar: het kan in veel verschillende vormen worden gegoten en in allerlei tinten worden gekleurd.

Van Egyptische flacons tot computermodellering

Glas is het eerste samengestelde materiaal dat de mens zelf wist te produceren. De eerste flacons en juwelen uit glas dateren uit het oude Egypte, ongeveer 1.000 jaar voor Christus.

Rond 50 voor Christus ontstond de techniek van het glasblazen. Zo kon de mens glas in allerlei vormen gaan maken, waardoor het toepassingsgebied gevoelig uitbreidde. In deze periode ontstonden de eerste echte glazen verpakkingen en begonnen steeds meer mensen uit verschillende lagen van de bevolking ze te gebruiken. Omstreeks 1825 werden de eerste glasvormmachines ontwikkeld. Dat was meteen het startschot voor de industrialisering van de glasproductie. In 1924 werd voor het eerst het ‘blowblow’-procédé gebruikt, dat nadien steeds verder gemoderniseerd werd. Met behulp van perslucht wordt een druppel vloeibaar glas eerst in een voorvorm geblazen en nadien in de definitieve vorm. Bij deze techniek komt alleen de buitenomtrek in contact met de mal. Dat maakt het moeilijk om de wanddikte en dus het gewicht te beperken. Deze techniek wordt vooral toegepast bij de productie van voorwerpen met een smalle hals, zoals flessen.

Het ‘press-blow’-procédé kwam pas later, oorspronkelijk voor de productie van kruiken en bokalen. In tegenstelling tot het blow-blow procédé gebruikt deze techniek geen perslucht. De voorvorm wordt gemaakt door het vloeibaar glas mechanisch aan te drukken in de mal. Daardoor verspreidt het glas zich beter in de mal en is het mogelijk om een dunnere glaswand te verkrijgen. De verpakking wordt zo ook lichter. Sinds 1990 maakt de glasindustrie steeds meer gebruik van computergestuurde modellering. Computerprogramma’s maken simulaties met verschillende vormen en wanddiktes om het gewicht en het profiel van de verpakking steeds meer te optimaliseren.

Ecologische en economische overwegingen gaan hand in hand

“De glasproductie vraagt veel energie”, stelt Jean-Pierre Delande vast. “Daarom zoeken fabrikanten al sinds de Oudheid naar energiebesparende maatregelen. Door glas te recycleren en opnieuw te smelten, slaagden de eerste ateliers er al in om brandstof te besparen.” In de loop der jaren verbeterden de glasfabrikanten de efficiëntie van hun ovens. Ze begonnen de ovens beter te isoleren, lekken te dichten en de warmte zo veel mogelijk te recupereren. Maar het stijgende aandeel gerecycleerd glas zorgde voor de grootste energiewinst.
 

“Glas kan telkens opnieuw gerecycleerd worden zonder aan kwaliteit in te boeten”, gaat Jean-Pierre Delande verder. “Dankzij die bijzondere eigenschap kunnen we op termijn steeds meer energie besparen. Hoe meer gerecycleerd glas we gebruiken, hoe lager de brandstofkosten.”

 

Steeds lichter glas

Glas is eenvoudig te recycleren, onafhankelijk van de vorm of de dikte. Maar het is wel een relatief zwaar materiaal. “We kunnen heel wat milieuwinst boeken door het gewicht van glazen verpakkingen te verlagen”, preciseert Jean-Pierre Delande. “De sector is zich daar al lang van bewust. Door het gewicht van glazen verpakkingen, en meer bepaald van flessen, met bijvoorbeeld 10% te verminderen, kan de productie ongeveer 3% sneller verlopen en boeken we een aanzienlijke productiviteitswinst. Om die reden daalde het gemiddelde gewicht van een flesje bier van 160 g in 1990 tot 133 g in 2009. Lichtere flessen zijn ook eenvoudiger om te transporteren en te stockeren. Dat betekent winst in de logistieke keten en een groter gebruiksgemak voor de consument.”In sommige gevallen kan het gewicht van de glazen verpakking
niet lager. Zo moeten champagneflessen een zekere dikte hebben om te weerstaan aan de hoge druk in de fles.

Kan het nog beter?

In de meeste gevallen hebben glazen verpakkingen hunminimumgewicht bereikt. “Met de huidige technieken kunnen we niet veel verder gaan. Als we het glas nog dunner maken, riskeren we meer breuk tijdens het transport en tijdens het gebruik thuis”, verwacht Jean-Pierre Delande. “Tegelijk zou het verpakkingsproces gevoeliger worden. De flessen moeten een minimale mechanische weerstand hebben om te vermijden dat ze breken op de verpakkingslijnen, vooral bij het machinaal aanbrengen van (kroon)kurken of deksels. Als een fles of bokaal op dat moment breekt, moeten we de hele verpakkingslijn stilleggen. Dat is een heel dure aangelegenheid.”

En er zijn nog andere redenen waarom het gewicht van glazen verpakkingen niet verder kan dalen. Flessen met statiegeld worden meerdere keren gebruikt en worden in hun levensloop meer en intensiever belast dan wegwerpflessen. Daarom moeten ze ook dikker zijn.

Om glazen verpakkingen nog lichter te maken zijn er nieuwe technieken nodig. Zo is het mogelijk om de mechanische weerstand van flessen te verhogen door een aparte oppervlaktelaag aan te brengen. Maar dat heeft dan weer nadelige gevolgen voor de recycleerbaarheid van het glas.

Filglass

Filglass is een onafhankelijke organisatie die door Fost Plus wordt ingeschakeld als expertisecentrum voor de inzameling en recyclage van verpakkingen in glas. www.fostplus.be

Meer weten

  • “Quelques pages de l’histoire du recyclage du verre”, Verre magazine, Vol. 15 no. 1, février 2009. 
  • “Le poids des bouteilles : une optimisation complexe”, Verre magazine, Vol. 15 no. 4, septembre 2009.

 

Kunststof: een brede waaier van lichte verpakkingen

Kunststof is een uitvinding van de negentiende eeuw, maar brak pas echt door in de twintigste eeuw. Na de Tweede Wereldoorlog kwamen de kunststofverpakkingen opzetten. Folies, flessen en schaaltjes van kunststof zijn vandaag niet meer weg te denken. Ze zijn gemakkelijk te gebruiken en recycleerbaar. Bovendien doet de industrie grote inspanningen om de milieulast van kunststofverpakkingen te beperken, vaak door gebruikte maken van vernuftige technische innovaties. 

 


Van aardolie tot flessen en potjes

Raffinage - Hoewel de biogebaseerde plastics langzaam in opmars zijn, is aardolie nog altijd de meest gebruikte basisgrondstof voor kunststoffen. De aardolie wordt in een raffinaderij door distillatie gescheiden in verschillende fracties, waaronder diesel, benzine, kerosine en naphta. Voor de fabricage van kunststoffen wordt naphta chemisch gekraakt tot er alleen kleine moleculen of monomeren in gasvormige of vloeibare toestand overblijven. Nadien worden met behulp van katalysatoren chemische reacties tot stand gebracht om polymeren te vormen. Deze polymerisatie gebeurt onder heel gecontroleerde omstandigheden en leidt tot een breed gamma kunststoffen waaronder polyethyleentereftalaat (PET), high-density en low-density polyethyleen (HDPE en LDPE), polyvinylchloride (PVC), polypropyleen (PP) en polystyreen (PS). De kunststof wordt afgeleverd onder de vorm van poeders, korrels of halffabricaten.

Verpakkingen – De meeste kunststofverpakkingen worden uitsluitend gemaakt van thermoplasten. Dit zijn kunststoffen die eenvoudig kunnen worden gesmolten en nadien weer verhard. Die eigenschap wordt op verschillende manieren benut om diverse soorten verpakkingen te maken.

 

  • Thermovormen (thermoforming)- is een procédé waarbij een kunststofplaat of -folie wordt verwarmd en in een mal geduwd. Thermovormen wordt onder meer gebruikt voor de fabricage van yoghurtpotjes

 

  • Blaasvormen (blow molding) is de meest gangbare techniek voor het maken van flessen. De vormgeving gebeurt in twee fasen. Eerst wordt de kunststof in een kleine voorvorm geblazen zodat een tube of grote druppel met afgewerkte flessenhals ontstaat. Pas in een tweede fase wordt de fles in haar definitieve vorm geblazen. Dat laatste is meestal een onderdeel van het verpakkingsproces van het product.

 

  • Extrusie wordt onder meer gebruikt voor de fabricage van zakken. De vloeibare kunststof wordt met een schroef door een ronde opening naar boven geduwd. In het midden van die opening blaast warme lucht zodat een ballonvorm ontstaat. Bovenaan wordt de kunststof afgekoeld en opgerold

 

Van celluloid tot petrochemisch plastic

De voorloper van kunststof is het celluloid, in het midden van de negentiende eeuw ontdekt door verschillende uitvinders en wetenschappers. Celluloid werd gemaakt op basis van textielvezels en kamfer. Het werd onder meer gebruikt om voor te vervangen in de productie van biljartballen. Celluloid speelde later nog een belangrijke rol in de fotografie, maar werd voor andere toepassingen snel overvleugeld door de moderne kunststoffen

De Belg Leo Baekeland was in 1907 de eerste om een volledig synthetische kunststof te ontwikkelen op basis van fenol en formaldehyde. Hij noemde zijn uitvinding bakeliet. Bakeliet werd gebruikt voor de meest uiteenlopende voorwerpen van de moderne tijd, waaronder telefoons, radio’s, balpennen en deurkrukken.

Na de Eerste Wereldoorlog werd petroleum de basisgrondstof voor de meeste kunststoffen, omdat het goedkoper was en gemakkelijker te transformeren dan steenkool, hout of andere grondstoffen. De petrochemie zorgde voor de grote doorbraak van de kunststoffen zowel voor huishoudelijke als industriële toepassingen.

Na de Tweede Wereldoorlog veroverde kunststof de markt. De productie van kunststofverpakkingen kende een hoge vlucht. Technologische innovaties zorgden voor nieuwe toepassingen in de geneeskunde, de logistiek, de informatica, de vrijetijdsbesteding, enzovoort.

De recyclage van kunststofafval is op gang gekomen in de jaren negentig dankzij gescheiden afvalinzameling en geavanceerde afvalsorterings- en -verwerkingssystemen.

De industrie is intussen volop bezig met het ontwikkelen van bio-plastics op basis van hernieuwbare grondstoffen. Een deel van de zo geproduceerde polymeren is identiek aan de klassieke polymeren, maar er ontstaan ook totaal nieuwe toepassingen zoals composteerbare films.

Een brede reeks van toepassingen

Kunststof is een verzamelnaam voor een brede waaier van materialen. Het is dan ook logisch dat er veel soorten kunststofverpakkingen ontwikkeld zijn. Flessen worden meestal gemaakt van PET of HDPE, zakken en verpakkingsfolies van LDPE, yoghurtpotjes van PS, flesdopjes van PP en schaaltjes voor vlees van PS. Kunststofverpakkingen hebben veel voordelen:

  • Ze bieden een uitstekende bescherming tegen voedselbederf.
  • Ze zijn licht en gemakkelijk te hanteren tijdens het transport of thuis.
  • Ze kunnen gemaakt worden in alle vormen en kleuren. Ook transparante verpakkingen zijn mogelijk..
  • Ze zijn eenvoudig en goedkoop te produceren.

Steeds efficiënter, lichter en milieuvriendelijker

Het succes van kunststofverpakkingen is mede in de hand gewerkt door de snelle en efficiënte productiemethodes. “De sector wilde de productie steeds sneller, efficiënter en kostenbesparend maken,” zegt An Vossen van Plarebel. “Daarom werd al van in het begin getracht om de opwarmingscycli van thermoplasten zo kort en zo zuinig mogelijk te maken. In het kader van het Kyotoprotocol is de energie-efficiëntie recent nog sterk verbeterd, zowel in de petrochemie als in de verpakkingsindustrie.”

De verpakkingen zijn ook steeds lichter geworden. “Die evolutie is heel duidelijk bij de plastic flessen,” zegt An Vossen. “In 1971 woog de verpakking van een typische 1,5 literfles nog 56,6 g. In 2010 is dat nog maar 29 g. Dat betekent niet alleen minder materiaalverbruik, maar ook lagere transportkosten en dus globaal een kleinere milieulast. Soms is de materiaal- en gewichtswinst aan iets andere factoren te danken. Bij flessen met detergenten en wasmiddelen wordt het ontwerp aangepast om het buitenoppervlak zo klein mogelijk te maken. De te verpakken producten veranderen ook. Zo zijn flessen met geconcentreerde wasmiddelen aanzienlijk kleiner dan hun voorlopers.” 

Intussen wordt ook steeds meer gerecycleerd materiaal gebruikt in de kunststofverpakkingen. “In de PET-flessen van, onder andere, Spadel en Valvert wordt tussen 25% en 50% gerecycleerd materiaal gebruikt,” zegt An Vossen.

Sinds haar ontstaan in 1971 veranderde de eenmalige plastic SPA Reine-fles van anderhalve liter vaak van vorm, met telkens een significante gewichtsvermindering tot gevolg.

De juiste balans vinden

Er zijn wel grenzen aan de gewichtsafname en het recyclaatgehalte. An Vossen: “Technisch is het perfect mogelijk om
het gewicht van bijvoorbeeld een PET-fles nog verder te verlagen, maar dat is niet altijd een milieuwinst. Als we de wand te dun maken, moeten we extra barrières inbouwen, bijvoorbeeld met speciale vulstoffen. Dat kan later de afvalsortering en het recyclageproces aanzienlijk bemoeilijken. Het gebruik van gerecycleerd materiaal in nieuwe PET-flessen kan ook niet onbeperkt toenemen. Telkens een PET-fles wordt gerecycleerd vermindert de kwaliteit van het materiaal zodanig dat we geen perfect transparante flessen meer kunnen maken. De consument aanvaardt dat niet. Om dit te compenseren mengen de fabrikanten nieuwe PET met gerecycleerde PET. Maar er is intussen ook een tekort aan gerecycleerde korrels om aan de steeds toenemende vraag te voldoen. We moeten voor elk type verpakking de juiste balans vinden.”

Meer hierover vindt u in de volgende Preventpackfiche ‘Design for Recycling’.

Wat brengt de toekomst?

Energie-efficiëntie blijft ook de komende jaren een prioriteit voor de sector. De nadruk ligt daarbij steeds meer op het waterverbruik.

Daarnaast wordt ook nog intensief gezocht naar verbeteringen in het ontwerp van de kunststofverpakkingen. Zo wordt er momenteel gesleuteld aan het technisch ontwerp van de nek van PET-flessen. “Dat is wel delicaat,” zegt An Vossen, “want hoe korter de nek hoe meer koolzuurgas er langs die weg kan ontsnappen. Maar een kortere nek heeft een dubbel voordeel: het bespaart materiaal in de PET-fles zelf en ook de dop wordt kleiner.”

Een andere trend is het combineren van kunststofverpakking met andere materialen. An Vossen: “Er zijn nu bijvoorbeeld yoghurtpotjes ontwikkeld met een kartonnen omhulsel en daarin een heel dun bekertje van kunststof. Het karton zorgt voor de stevigheid, de kunststof beschermt het voedsel en ze zijn gemakkelijk te scheiden na gebruik. Het is een typisch voorbeeld van een pragmatische aanpak om de globale milieulast te verminderen.”

Geleidelijk gaat ook het belang van biogebaseerde polymeren toenemen. An Vossen: “We staan nog maar aan het begin van die ontwikkeling. De huidige bio-polymeren zijn vaak thermisch nog niet stabiel genoeg en ook de barrièrefunctie is minder goed dan bij petrochemisch plastic. Er is nog veel onderzoek nodig voor we ze op grote schaal kunnen toepassen” , besluit An Vossen.

Plarebel

Plarebel is een onafhankelijke organisatie die door Fost Plus wordt ingeschakeld als expertisecentrum voor de inzameling en recyclage van kunststofverpakkingen. www.fostplus.be

 

Staal en aluminium: robuuste en eenvoudig te recycleren verpakkingen

Het gebruik van staal gaat terug tot de Romeinen. Zij gebruikten het voor militaire doeleinden en later ook voor industriële toepassingen. Aluminium daarentegen is nog vrij nieuw. Het is uitgevonden in de 19de eeuw, tijdens de industriële revolutie. Vandaag maakt de verpakkingsindustrie gretig gebruik van beide materialen. Dergelijke metalen verpakkingen zijn robuust en zijn eenvoudig te smelten en opnieuw te gebruiken. In de loop der jaren is de milieu-impact van hun productie steeds gedaald.


Diverse productieprocessen, uiteenlopende toepassingen

De productieprocessen van staal en aluminium verschillen sterk

Van ijzererts tot staal

De productie van staal gebeurt op twee manieren:

  • De geïntegreerde staalproductie vertrekt hoofdzakelijk van ijzererts. Deze grondstof wordt in hoogovens omgezet in gietijzer, dat op zijn beurt in een convertor gemengd wordt met schroot. Daar wordt onder hoge temperatuur zuurstof ingeblazen om de verontreinigingen te verbranden en zo zuiver staal te maken. Geïntegreerde staalbedrijven maken voornamelijk plaatstaal, meer bepaald voor auto’s, huishoudtoestellen en verpakkingen.
  • De elektrische staalproductie recycleert staal door het smelten van schroot. Schroot wordt gesmolten in een elektrische vlamboogoven. Dit proces wordt vooral gebruikt voor de productie van zogenaamde ‘lange’ staalproducten (liggers, rails) en voor speciaal staal met een hoge wrijvingsweerstand.

Beide processen kunnen dus staal recycleren.

Metalen verpakkingen: de voordelen

De voedingsindustrie gebruikt staal en aluminium voor verschillende types verpakkingen zoals conservenblikken, drankblikjes en schaaltjes voor bereide maaltijden. Deze verpakkingen hebben volgende voordelen:

  • Ze beschermen tegen licht, UV-stralen en vocht. Daardoor kunnen ze het voedsel lange tijd beschermen.
  • Ze vormen een perfecte barrière voor CO2 : ideaal om koolzuurhoudende drank te bewaren.
  • Ze zijn tegelijk licht en robuust en daardoor zijn de verpakte producten gemakkelijk te hanteren en te transporteren (stapelen op paletten).
  • Ze zijn gemakkelijk te sorteren en te recycleren, zonder kwaliteitsverlies.
  • De geproduceerde metalen, zowel staal als aluminium, zijn quasi onvergankelijk en vormen dus een belangrijke reserve voor de toekomst.

Staal – eerst militaire, dan industriële toepassingen

Het oudste staal is het staal van Noricum. Het werd gebruikt vanaf de eerste eeuw voor Christus door het Romeinse leger. In de Middeleeuwen, werden er zwaarden van gemaakt. Later werd het staal ook gebruikt voor kanonnen.

In 1784 zorgde de uitvinding van het puddelen voor een eerste revolutie in de industrie. Tijdens dit proces wordt gietijzer gemengd met ijzeroxide en opgewarmd met cokes. Het mengsel wordt in een reverbereeroven gebracht en stevig geroerd (“to puddle” in het Engels) zodat de koolstof oxideert. De verkregen massa wordt nadien gesmeed. Dit proces verhoogde de productiviteit aanzienlijk.

De industriële doorbraak van de staalindustrie kwam er op het einde van de jaren 1860. Op dat moment stond België aan de top van de staaltechnologie, na het Verenigd Koninkrijk.

In 1810 werd het eerste metalen conservenblik gepatenteerd. Het was gemaakt van blik, een gelamineerd en vertind staal waardoor de voedingsmiddelen langer bewaard bleven. Dankzij enkele verbeteringen in het productieproces werden conservenblikken na 1860 op grote schaal gebruikt. 

In de jaren 1930 kwamen de eerste ronde stalen drankblikken op de markt in de Verenigde Staten.

Aluminium – massaproductie vanaf het eind van de 19de eeuw

In 1827 ontdekte Friedrich Wöhler aluminium. Wöhler vestigde de aandacht op de fysieke eigenschappen van aluminium,waaronder het lage gewicht. De ontdekking van bauxiet, het erts waaruit primair aluminium wordt gehaald, dateert van 1821. In het Franse departement Gard werd de eerste industriële site voor de productie van aluminium gebouwd.

En 1886 se développe la méthode de production de l’aluminium par dissolution de l’alumine et décomposition par électrolyse, toujours utilisée aujourd’hui. Appelé Héroult-Hall, ce procédé permet d’obtenir de l’aluminium de manière relativement économique.

De productiemethode die vandaag nog steeds in gebruik is, gaat terug tot 1886: oplossing van de aluinaarde en extractie door elektrolyse. Dit procédé, ook Héroult-Hall genoemd, is economisch relatief voordelig. In 1959 introduceerde de Coors Brewing Company de eerste aluminium drankblikken.

Naarmate bereide maaltijden aan populariteit wonnen, deed aluminium ook zijn intrede in de verpakking van voedingsmiddelen.

 

Acier et aluminium : réduction graduelle de l’impact environnemental

In de loop der jaren maakten de fabrikanten van staal en aluminium hun productiemethodes steeds efficiënter en energiezuiniger.

Vooruitgang in de twee staalproductiesystemen

  • Dankzij een hele reeks procesverbeteringsprogramma’s verbruikt de productie van een ton staal vandaag 35% minder energie dan in de jaren vijftig.
  • In het begin van de jaren tachtig verbeterde de geïntegreerde staalproductie door de invoering van het continue gietproces. Daardoor verdwenen in het productieproces een afkoelingsen opwarmingsfase, twee energieverslindende activiteiten.
  • De staalindustrie doet ook voortdurend inspanningen om de uitstoot van CO2 en NOX te verminderen, vooral door filters te plaatsen en door de procesgassen van de hoogovens en de staalfabrieken te valoriseren.
  • De recyclage van staal neemt nog steeds toe en zorgt voor een lager verbruik van grondstoffen en energie en dus voor minder impact op het milieu.

Eén ton gerecycleerd aluminium bespaart vier ton bauxiet

Aluminium wordt al gerecycleerd sinds de jaren 1900. Het gaat nu hoofdzakelijk om de drankblikjes in de PMD-zakken.De recyclage van aluminium bespaart heel wat energie. Zo is er 95% minder energie nodig om aluminium te recycleren dan om het te produceren uit bauxiet. Bovendien spaart één ton gerecycleerd aluminium vier ton bauxiet uit. In het recyclageproces vervalt ook de elektrolyse, een erg energieverslindende en dus milieubelastende productiestap. Een toenemend aantal fabrieken verbrandt bovendien de koolstofmonoxides en de polycyclische aromatische waterstofcarbonaten of hergebruikt ze als koolstofbron. Zo stoten ze minder schadelijke gassen uit.

Gewicht optimaliseren, verpakkingen recycleren

“Door de ontwikkeling van nieuwe types staal en aluminium slaagde de industrie erin om dunnere rollen metaal te produceren”, verklaart Luc Braet van Stalupack. “Er ontstonden ook nieuwe vormgevingstechnieken voor verpakkingen. Die verbeteringen maakten het mogelijk om steeds lichtere metalen verpakkingen te maken. Ze zijn dan minder zwaar om te transporteren en na gebruik zijn ze gemakkelijker plat te drukken.”

Zowel staal als aluminium kan gerecycleerd worden zonder kwaliteitsverlies of verandering van hun fysische en chemische eigenschappen. Beide zijn ook onbeperkt opnieuw te recycleren

De levenscyclus analyseren en de CO2-uitstoot aanpakken

Producenten van metalen verpakkingen analyseren steeds vaker de volledige levenscyclus van hun verpakking. Al tijdens de ontwerpfase bestuderen ze de recyclagemogelijkheden (meer informatie hierover in de volgende Preventpack). “We zoeken voortdurend naar een evenwicht tussen gewicht en doeltreffendheid”, voegt Luc Braet toe. “Zo hebben we de wanddikte en de diameter van het deksel van drankblikjes kunnen verminderen. De eerste modellen van 33 cl hadden een deksel met een diameter 206 (66 mm), vandaag zitten we aan diameter 202 (52 mm). We beschikken vandaag alleen maar over een kleine marge om de hoeveelheid metaal verder te verminderen zonder dat de verpakking aan sterkte inboet.”

Tijdens de productie van een ton primair staal en aluminium komt tonnen CO2 vrij. Het kan nochtans anders, namelijk door de recyclage. Verder concentreren de huidige onderzoeksprogramma’s zich op:

  • De vernietiging of recyclage van koolstof om emissies van broeikasgassen te vermijden
  • Een beter gebruik van energiebronnen tijdens de productie, met een groter aandeel elektriciteit als energiebron

Stalupack

Stalupack is een onafhankelijke organisatie die door Fost Plus wordt ingeschakeld als expertisecentrum voor de inzamelingen recyclage van verpakkingen in metaal en aluminium. www.fostplus.be

Meer weten

www.eurofer.org - www.steelbel.be - www.apeal.org - www.eaa.net

 

Drankkartons: verschillende lagen met elk zijn specifieke functie

Drankkartons worden gemaakt van karton gelamineerd met polyethyleen en eventueel aluminium. Aanvankelijk dienden ze uitsluitend voor melk maar het concept wordt tegenwoordig gebruikt voor zowat alle soorten nietkoolzuurhoudende drank en zelfs voor groenten, soep en andere bereide voedingsmiddelen. Dit succes is mee te danken aan de vernuftige aseptische vul- en verpakkingssystemen voor drankkartons. Die systemen spelen ook een belangrijke rol in de verpakkingspreventie.


Van gelamineerd karton tot verpakte product

Rollen en ‘blanks’ – Het basismateriaal van drankkartons is hoogwaardig karton met lange vezels. Het karton wordt eerst aan één zijde bedrukt en nadien gelamineerd. Aan de buitenzijde komt een polyethyleenlaag om het te beschermen tegen vochtinwerking. Bij langhoudbare producten komt aan de binnenzijde een aluminiumlaag om langdurig te beschermen tegen lucht, licht en geuren. Daarbovenop komt weer een polyethyleenlaag die als vochtbarrière voor het voedsel dienst doet. Het afgewerkte materiaal wordt geleverd in de vorm van zogenaamde ‘blanks’ (individuele verpakkingen in platgedrukte vorm) of op rollen.

De uiteindelijke drankkartons worden pas gevormd tijdens het vul- en verpakkingsproces.

‘Blanks’ worden in de verpakkingsmachine gestapeld waar ze één voor één worden opengeduwd. De bodem wordt door verhitting van het polyethyleen dichtgemaakt waarna de verpakkingen één na één worden gevuld en aan de bovenkant dichtgelast.

Drankkartons op rollen worden in de vulmachine in een continue beweging gevormd, gevuld en dichtgelast. Het materiaal wordt afgerold en vertikaal door een ring getrokken zodat een soort trechter ontstaat. De trechter wordt continu gevuld met vloeistof en de verpakking wordt onder het niveau van de vloeistof dichtgemaakt door ze plaatselijk te verhitten en samen te drukken. Ze is dan ook volledig gevuld met vloeistof, zonder luchtruimte bovenaan.

De geschiedenis van een melkverpakking

Het idee om drank te verpakken in karton dateert van het begin van de twintigste eeuw.

Pure-Pak -  In 1915 nam de Amerikaanse ondernemer John Van Wormer een patent op Pure-Pak, het eerste ontwerp van een kartonnen melkverpakking. Maar pas in 1929 ontwikkelde American Paper Company machines waarmee de melk al in de melkerij kon verpakt en verzegeld worden. Dat zorgde voor een doorbraak. In 1950 werden er al 20 miljoen drankkartons per dag geproduceerd.

Tetra Pak – De Zweedse ondernemer Ruben Rausing werkte vanaf 1943 aan een geperfectioneerd ontwerp van drankkartons. Hij vond nieuwe technieken om het karton te lamineren en om het op een continue manier te vullen en te verpakken. Het resultaat was de beroemde tetraëderverpakking waarnaar het bedrijf Tetra Pak werd genoemd. Die drankkartons bevatten geen luchtruimte zodat de melk of room beter bewaard wordt.

Aseptisch vullen - In 1961 lanceerde Tetra Pak een nieuwe machine die melk aseptisch kon verpakken. Dankzij deze kiemvrije verpakkingsmethode kan UHT behandelde melk of gepasteuriseerd sap zelfs buiten de koelkast meerdere maanden bewaard blijven.

Diversificatie - Vanaf de jaren tachtig worden drankkartons niet meer alleen voor drank gebruikt. Naast melk, water, wijn en fruitsappen vinden we ook producten zoals tomatenpulp, soep of bereide voeding in drankkartons. Er komen ook veel verschillende vormen op de markt, al dan niet met schroefdoppen of andere sluitsystemen. De verpakking is geschikt voor kleine hoeveelheden van 15 milliliter tot grote volumes van 2 liter.

De voordelen van drankkartons

Drankkartons hebben veel voordelen, zowel voor producenten als voor consumenten:

  • Voor het vullen van drankkartons is weinig extra plaats nodig omdat de verpakking pas haar definitieve vorm krijgt net voor of tijdens het vullen. Er is bijvoorbeeld geen spoelinstallatie of etiketteerinstallatie nodig.
  • De meeste drankkartons zijn rechthoekig en dus gemakkelijk te stapelen in het magazijn, tijdens het transport, in de winkel en bij de consument.
  • Dankzij de aseptische verpakkingsmethode behouden de producten maandenlang hun kwaliteit, smaak en voedingswaarde zonder bewaarmiddelen en zonder ze te moeten koelen. Dat vermindert de logistieke kosten en de impact op het mileu aanzienlijk.
  • Drankkartons zijn licht en stevig. Bovendien zijn ze onbreekbaar.

Voortdurend optimaliseren vermindert milieulast

Van in het begin speelden milieuoverwegingen een rol bij de ontwikkeling van drankkartons. Het verhaal van John Van Wormer is illustratief. Hij zocht naar een melkverpakking die niet kon breken om verspilling te vermijden. Het resultaat was een verpakking op basis van karton. De combinatie van verschillende materialen leidt tot een uiterst lichte verpakking die optimaal gebruik maakt van de voordelen van elk materiaal. Drankkartons kunnen gemakkelijk gerecycleerd worden tot ondermeer andere papierproducten. Dankzij de gescheiden afvalstromen wordt in België nu al 77% van alle drankkartons daadwerkelijk gerecycleerd.

De industrie heeft intussen heel wat inspanningen gedaan om de productie en het gebruik van drankkartons nog milieuvriendelijker te maken. “Door het gebruik van een ander type polyethyleen is de dikte van de middenlaag verminderd met 30%,” zegt Magda Buelens van Recarton. “Daarmee bespaart de sector zowat 50.000 ton polyethyleen per jaar. Ook het gewicht van het karton is wat verminderd door het gebruik van een middenlaag met een lagere densiteit van houtvezels. Dit zonder nadelige gevolgen op de stevigheid van de verpakking.” Bovendien wordt de milieu-impact van de bedrukking beperkt door uitsluitend inkten op waterbasis te gebruiken.

Een belangrijke milieuwinst is ook te danken aan het voortdurend verbeteren van de verpakkingsprocessen zelf. Magda Buelens: “De fabrikanten van drankkartons leveren zelf ook verpakkings- en vulmachines. Dat laat hen toe om de hele productielijn te optimaliseren. Het energieverbruik van de machines is zo op veertig jaar tijd met 60% gedaald. Automatisering zorgt er ook voor dat het onderhoud en de reiniging beter zijn afgestemd op de te verpakken drank of voeding. Zo is er minder productverlies en een lager verbruik van water en energie.”

Technische en praktische beperkingen

Toch zijn er nog grenzen aan verpakkingspreventie. Zo wordt een drankkarton gemaakt van nieuwe houtvezels. “Het karton zorgt voor de stevigheid van het geheel en het moet in combinatie met het aluminium en het polyethyleen goed plooibaar zijn. Daarom zijn lange vezels nodig met een constante en gekende kwaliteit. Alleen nieuwe houtvezels bieden die zekerheid,” zegt Magda Buelens.

Er zijn ook praktische grenzen aan de preventie. Zo worden de meeste drankkartons tegenwoordig uitgevoerd met een plastic schroefdop of sluitklepje. “De markt dwingt daartoe,” zegt Buelens. “Zonder die praktische hulpmiddelen zou de consument de drankkartons minder aantrekkelijk vinden. Dat zou jammer zijn, want verschillende analyses van de levencyclus - ondermeer deze uitgevoerd door het Institut für Energie und Umweltforschung in Heidelberg - tonen aan dat drankkartons een zeer lage CO2 -impact hebben.”

Wat brengt de toekomst?

De proceslijnen van drankkartons worden nog verder geoptimaliseerd. Sinds 2000 is er een nieuwe generatie machines op de markt. Deze hogesnelheidsmachines of zogenaamde ‘economy machines’ verbruiken minstens 20% minder energie.Er wordt ook hard gewerkt aan het beheer van de basisgrondstof hout. “Momenteel is iets meer dan de helft van de vezels in drankkartons afkomstig uit bossen gecertificeerd voor duurzaam bosbeheer,” zegt Magda Buelens. “Van de rest kennen we wel de oorsprong en de kwaliteit, maar ze zijn niet gecertificeerd. We willen die laatste onzekerheid wegwerken en geleidelijk streven naar 100% gecertificeerde vezels.”

Ook aan de andere lagen van de verpakking wordt nog gesleuteld. Buelens: “De sector wil tegen 2011 de eerste drankkartons met biogebaseerde polyethyleen van de band laten rollen. En om de milieulast nog verder te beperken doen we volop onderzoek naar een nieuw barrièremateriaal om het aluminium te vervangen.”
 

Recarton et ACE

  • Recarton is een onafhankelijke organisatie die door Fost Plus wordt ingeschakeld als expertisecentrum voor de inzameling en recyclage van drankkartons.
  • Ace Belgium is de Belgische afdeling van The Alliance for Beverage Cartons and the Environment, een Europees samenwerkingsverband van papierproducenten en fabrikanten van drankkartons.
  • www.ace.be - www.fostplus.be