Coraz częściej poszukuje się alternatyw dla tradycyjnych surowców petrochemicznych, co przyczynia się do dynamicznego rozwoju sektora biosurowców. Materiały pochodzenia roślinnego czy zwierzęcego otwierają nowe możliwości technologiczne oraz ekologiczne, wpływając na efektywność procesów drukarskich i produkcji opakowań. Niniejszy artykuł przedstawia kluczowe aspekty związane z wykorzystaniem biosurowców, wskazując na ich zalety, wyzwania oraz perspektywy rozwoju w branży poligraficznej i opakowaniowej.
Biosurowce – definicja i znaczenie
Biosurowce to materiały pochodzenia naturalnego, pozyskiwane z roślin, alg, odpadów przemysłu rolno-spożywczego czy szczątków zwierzęcych. Ich kluczową cechą jest biodegradowalność i kompostowalność, umożliwiająca zamykanie obiegów surowcowych w modelu zrównoważonego rozwoju. W skład biosurowców wchodzą m.in. celuloza, skrobia, lignina, kwasy tłuszczowe, aminokwasy i białka roślinne. Dzięki nim możliwe jest tworzenie ekosystemów produkcji, które ograniczają negatywny wpływ na środowisko naturalne.
Biosurowce klasyfikuje się według pochodzenia i funkcji. Wyróżniamy surowce pierwszego pokolenia (np. kukurydza, pszenica), drugiego pokolenia (resztki roślin energetycznych, słoma), trzeciego pokolenia (glony) oraz czwarty rzadziej spotykany typ (mikrobiologiczny). W kontekście przemysłu druku i opakowań największą popularność zdobyła celuloza z drewna i skrobia roślinna, będąca bazą do produkcji papieru i tworzyw zastępczych dla plastiku.
Znaczenie biosurowców wynika nie tylko z redukcji emisji dwutlenku węgla, ale również z rosnącej świadomości konsumenckiej. Klienci coraz częściej wybierają produkty oznaczone certyfikatami FSC czy OK Compost. Inwestorzy oraz udziałowcy przedsiębiorstw stawiają na inicjatywy odpowiadające za transformację w kierunku gospodarki o obiegu zamkniętym, co potwierdzają liczne raporty branżowe.
Zastosowanie biosurowców w drukarstwie
Drukarstwo to jedna z gałęzi przemysłu, w której biosurowce odgrywają kluczową rolę. Produkty papiernicze i opakowania drukowane coraz częściej oparte są na papierze z recyklingu lub zawierającym dodatki celulozy pochodzącej z upraw zrównoważonych. Współczesne maszyny drukarskie są dostosowywane do pracy na ekologicznych podłożach, przy jednoczesnym utrzymaniu wysokiej jakości druku, jasności i kontrastu kolorów.
Surowce roślinne pozwalają na uzyskanie papieru o specyficznych właściwościach:
- większa wytrzymałość mechaniczna dzięki domieszce włókien konopnych;
- naturalna gładkość powierzchni przy użyciu makulatury pochodzącej z odpadów przemysłu tekstylnego;
- podwyższona pochłanialność atramentu dzięki skrobiowym powłokom, skracająca czas schnięcia;
- zmniejszone zużycie energii podczas bielenia dzięki ekologicznym metodom chemicznym (procesy bezchlorowe).
Drukarnie inwestują w nowe formuły farb opartych na olejach roślinnych (lnianym, sojowym, rzodkiewkowym), które są w pełni biodegradowalne. Ogranicza to emisję lotnych związków organicznych (LZO) oraz przyczynia się do poprawy warunków pracy operatorów i mniejszego zanieczyszczenia powietrza w halach produkcyjnych.
W obszarze poligrafii specjalistycznej coraz większe znaczenie mają papier i karton z mikrostrukturalnymi dodatkami biopolimerowymi, które umożliwiają produkcję materiałów reklamowych o nietypowych fakturach i właściwościach sensorycznych. Dzięki temu firmy mogą wyróżnić się na rynku, stosując innowacyjne rozwiązania łączące estetykę z ekologią.
Nowoczesne opakowania z biosurowców
Opakowania stanowią istotną część rynku konsumpcyjnego. Tradycyjne tworzywa sztuczne, oparte na polimerach petrochemicznych, generują ogromne ilości odpadów trudno ulegających rozkładowi. Biosurowce wykorzystane do produkcji opakowań mogą wypełnić tę lukę, oferując materiały kompostowalne i nadające się do recyklingu w cyklu biologicznym. Wśród najpopularniejszych rozwiązań znajdują się:
- opakowania z polilaktydu (PLA), otrzymywanego z fermentowanej skrobi kukurydzianej;
- biopolimery na bazie skrobi ziemniaczanej i dodatków celulozowych;
- opakowania z fibrylnych odpadów roślinnych, np. słomy pszennej;
- filmy termoformowalne z alginianu uzyskiwanego z alg morskich.
Przemysł spożywczy coraz częściej sięga po opakowania aktywne i inteligentne, w których biopolimery są nośnikiem naturalnych antyoksydantów i konserwantów. Dzięki temu możliwe jest wydłużenie trwałości produktów spożywczych oraz redukcja marnotrawstwa żywności. Wdrażane systemy barierowe oparte na ligninie ograniczają dostęp tlenu i wilgoci, co sprzyja zachowaniu świeżości wędlin, serów czy pieczywa.
W sektorze kosmetycznym i farmaceutycznym rosnąca popularność opakowań z materiałów pochodzenia naturalnego wynika z rosnącej troski o czystość i bezpieczeństwo produktów. Łatwość sterylizacji oraz brak migracji szkodliwych substancji chemicznych sprawiają, że biopolimery są chętnie wykorzystywane do produkcji fiol, tub i saszetek.
Producenci intensywnie badają możliwości implementacji systemów wielowarstwowych, w których wewnętrzna warstwa zapewnia ochronę, a zewnętrzna odpowiada za estetykę i komunikację marketingową. Szerokie spektrum barwników roślinnych i atramentów na bazie olejów roślinnych pozwala na tworzenie opakowań zgodnych z założeniami gospodarki o obiegu zamkniętym.
Wyzwania i perspektywy rozwoju
Pomimo licznych zalet, upowszechnienie biosurowców w drukarstwie i opakowaniach napotyka na szereg wyzwań. Wśród kluczowych problemów wymienia się wyższe koszty produkcji w porównaniu do tworzyw petrochemicznych, ograniczoną dostępność surowców w niektórych regionach oraz zmienność właściwości surowców rolnych zależną od warunków klimatycznych. Konieczne jest także standaryzowanie testów kompostowalności i biodegradowalności, aby zapewnić jednoznaczność informacji dla konsumentów i regulatorów.
Przełomowe znaczenie mają badania nad nowymi biokatalizatorami i enzymami pozwalającymi obniżyć koszty fermentacji oraz poprawić wydajność konwersji biomasy w biopolimery. Z kolei rozwój technologii druku 3D na bazie filamentu z celulozy technicznej otwiera perspektywy tworzenia spersonalizowanych opakowań i prototypów z zastosowaniem otwartych paneli decyzyjnych.
W nadchodzących latach spodziewany jest wzrost inwestycji w instalacje do fermentacji anaerobowej, co przyczyni się do zwiększenia podaży surowców drugiego i trzeciego pokolenia. Coraz częściej mówi się o biorefineryjnych zakładach przetwarzających odpady rolno-spożywcze i leśne w szeroką gamę produktów: biopaliwa, bioplastiki, dodatki chemiczne i nawozy. Taki multi-produktowy model produkcji może znacznie obniżyć jednostkowe koszty surowców i uczynić biosurowce bardziej konkurencyjnymi.
Realizacja celów Europejskiego Zielonego Ładu oraz krajowych strategii biogospodarki będzie stymulować rozwój infrastruktury recyklingowej i kompostowni, a także poprawę systemów selektywnej zbiórki odpadów. Efektywny obieg zamknięty to nie tylko korzyści środowiskowe, lecz również nowe miejsca pracy oraz wzrost innowacyjności małych i średnich przedsiębiorstw w sektorze druku i opakowań.
Przyspieszenie adaptacji biosurowców wymaga współpracy pomiędzy naukowcami, producentami maszyn drukarskich, dostawcami surowców i instytucjami regulacyjnymi. Tylko dzięki synergii działań możliwe będzie pokonanie barier technologicznych i ekonomicznych, a także stworzenie trwałych modeli biznesowych, które będą wspierać transformację przemysłu w kierunku gospodarki o obiegu zamkniętym.
