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2022年12月22日-12月24日
建设PCR高品质再生应用市场
ChinaReplas开幕
倒计时29天
为了更好地了解在食品包装中增加回收树脂的障碍和解决方案，加拿大环境与气候变化 (ECCC) 委托 Stina Inc 进行调研。Stina 采访了北美生产或消费大量食品级 PCR 的企业，发布了《加拿大和美国地区食品级再生塑料的评估状况》报告。该报告深入探讨了品牌企业及其价值链在提高食品级包装塑料的回收再生方面面临的挑战。
该报告重点关注PET、HDPE和PP，涉及到：
①PET、HDPE 和 PP 食品级再生塑料的潜在来源是什么？
②如何收集原料、将回收塑料加工成食品级 PCR ？
③加工商和品牌企业如何将再生塑料纳入其食品级包装和产品？
采访和研究表明，特定包装或产品可能无法回收或加工成食品级PCR的3个主要原因：
1. 包装或产品最初使用非食品级树脂；
2. 加工商在产品或包装生产过程中添加非食品安全添加剂；
3. 包装产品会将非食品安全污染物浸入包装中。
受访者认为，最大的挑战是缺乏合适的原料来加工食品级PCR。小编按树脂类型分类节选部分内容分享与大家，如需全文，请您
硬质 PET
食品级再生 PET 消费后树脂（PCR 或 rPET）主要来源是饮料和食品瓶及罐。包括各种各样的食品饮料，包括水、果汁、运动饮料、茶、碳酸饮料、调味品、坚果酱、调料、意大利面酱和冰淇淋。大多数瓶子和罐子都是透明的，但有些是半透明的绿色、浅蓝色或棕色。少数PET食品和饮料容器是不透明的彩色PET。还有一部分用于非食品的 PET 包装，包括厨房、洗衣和浴室产品。
在 PET 包装可回收设计以减少产量损失并改善食品级 PCR 的供应方面，还有很大的改进空间。例如，即使是通过容器存放计划收集的 PET 瓶，由于瓶盖、标签、不兼容的瓶子以及分拣错误，产量损失也高达 30%。路边回收计划的产量损失更高。
全包或收缩标签和 PETG 对回收商来说是个问题。一个行业协会指出，市场上仍然存在带有 PVC 标签的 PET 瓶，众所周知，这些瓶子对回收商极为不利。除了浅蓝色和绿色 PET 瓶外，彩色 PET 的市场非常有限，尤其是不透明的彩色和白色 PET 瓶。二氧化钛是 PET 瓶流中的一个问题，因为许多可以回收的瓶子由于着色而被拒绝。
在 MRF 中，深色和黑色容器可能根本无法分拣，因为颜料会阻碍用于分离不同树脂的近红外 (NIR) 分选。 可回收设计对于获取和回收尽可能多的 PET 至关重要。
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收集
拥有容器存放计划的省和州可以通过单独的系统获得特定的 PET 饮料瓶流，以创建高质量食品级原材料包，通常不含非食品和非 PET 容器。路边收集的 PET 更有可能包括食品和非食品容器，以及不透明的 PET 容器和错误分类的非 PET 塑料。
全国 PET 容器资源协会 (NAPCOR) 估计 2019 年 PET 瓶的区域回收率（美国、加拿大和墨西哥）为 35%。2019 年，PET 瓶是回收数量降幅最大的主要塑料类别。鉴于 2020 年大流行造成的干扰，这种趋势很可能会持续下去，进一步加剧回收内容目标的供应短缺。
加工
PET 是最成熟的塑料回收领域，拥有多年生产食品级rPET的经验。与其他树脂相比，食品级应用中 rPET 的使用率更高与 PET 的特性直接相关。作为一种树脂，它不会像烯烃那样吸收挥发物——这些污染物通常只在表面渗透。回收过程还提供了去除更多污染物的机会。PET 的熔点 (230-260º C) 明显高于聚烯烃的熔点。可以在更高温度下为加工塑料提供了去除污染物的机会；干燥和挤出步骤为去除挥发物提供了机会。此外，作为一种缩聚物，PET 回收过程还可以恢复物理性能，提高了 rPET 颗粒质量以满足特定等级和用途。例如， 要生产新的 PET 瓶，rPET 的特性粘度 (IV) 必须至少为 0.8 dL/g。在“固态”的 PET 回收过程中，IV 可以提高到与瓶子兼容的水平。PET 热成型件的 IV 通常低于瓶子，但由于采用固态加工工艺，因此是合适的食品级 rPET 原料。然而，对于利润率已经很低的回收公司来说，增加IV是另一项成本。
循环性：PET
实现食品级 PET 的循环没有简单的解决方案。据一位 PET 行业资深人士称，对 rPET 的历史需求主要来自纤维市场（例如服装和地毯），取代了原始树脂。纤维一直是北美回收 PET 瓶的主要最终用途，瓶子（用于食品/饮料和非食品/饮料）、片材（用于热成型）和薄膜、捆扎带和其他终端市场构成了其余的rPET 终端用途。在对包装有回收成分要求的地区，随着更多 rPET 重新进入新包装，最终市场细分有所不同。
随着时间的推移，开发了将 PET 加工回食品级质量的技术，现在对有限的 rPET 供应存在竞争性需求，瓶端市场份额逐年增加。在目前的收集水平上，PET 领域的所有受访者都同意，含有 rPET 的食品级应用的增长将受到供应不足的挑战。
包装的外观和功能对品牌来说很重要。类似于担心膜类中的凝胶、斑点或“鱼眼”，碳酸饮料瓶需要高质量、更厚的瓶子来保护味道和碳酸化水平。用于这些瓶子的 PCR rPET 必须生产出本质上是原始品质的瓶子。这可能会减缓拥有大量碳酸饮料组合的品牌的转化。此外，PET 塑料的泛黄可能是回收过程中多次热循环的结果，APR 指出，这种泛黄会因尼龙、除氧剂等阻隔层而加剧。这种变色可以通过调整加工来减轻，也可以通过添加淡蓝色树脂或少量原始树脂颗粒来缓解，但这会增加成本。设计瓶子以减少阻隔影响可能对长期实现回收内容目标至关重要。例如，一位 CPG（快速消费品） 指出，绿色或棕色 PET 瓶子不会因为瓶子的颜色而出现泛黄，因此需要尼龙阻隔层的饮料可能更适合绿色或棕色瓶子。 这将有助于提供一种明显的方式将它们与透明 PET流分离，但需要更充分地探索对常见最终用途的其他影响（例如，将绿色瓶子回收成捆扎带）。
虽然 Ice River Springs 等一些品牌在其瓶中使用 100% PCR PET，但总饮料瓶中的平均 PCR 含量相当低；一位 PET 专家估计，目前饮料瓶中的 rPET 平均含量约为 9%。一些 CPG 只专注于特定尺寸或个别品牌组合，以在其组合中纳入更多 PCR 用途。许多受访者表示，很难实现内容目标，尤其是在立法没有要求的情况下。像 CA AB793 这样的立法要求在 PET CRV（容器赎回价值）存放瓶中使用 PCR，这将促使即使是小型生产商也分阶段在瓶子中使用 PCR，到 2025 年达到 25%，到 2030 年达到 50%。一位受访者指出，拥有加州市场较大份额的品牌可能会转移整个生产线以包含所需百分比的 PCR，避免仅为加州市场制造。反过来，由于小众市场的复杂性，小型制造商可能会从加州市场转移到相对较小的市场份额。
随着更多的政策、立法和品牌承诺发挥作用，推动 PCR 在 PET 瓶中的使用，到2030年供应将受到更大的影响。在供应已经紧张的市场，rPET 价格可能会上涨。急需在收集和加工基础设施方面进行投资，以增加用于回收和转化为PCR的瓶子的供应。相反，其他包装或纤维制造商可能会努力找到足够的瓶装产品来满足需求。
除了通过传统机械回收工艺生产食品级 rPET 的潜力更大之外，PET 原始树脂生产商和正在开发消费后 PET 的化学回收能力的原始树脂生产商和部署微波技术的初创公司，都有可能获得原始等级 PCR。这些发展还需要收集更多污染有限的 PET。
除了饮料容器，食品包装市场份额很大一部分是热成型包装，包括浆果翻盖、熟食容器、杯子和其他食品服务器具。
特定市场正在进行热成型 PET 回收。一般来说，无论最初的用途如何，所有的 PET 蛤壳包装都会被收集和打包，这意味着并非所有回收的热成型 PET 包装都是食品包装。然而，由于输入是已知的，而且该过程被设计为去除任何预计的污染物，这种材料可以加工回食品级rPET，用于新的PET食品级包装。
许多 PET 热成型包装被丢弃而不是用于生产新的热成型 PET 包装。一位受访者指出，PET 热成型件通常更脆，加工会产生更多细屑（很难捕获的非常小的塑料碎片）。此外，外观相似的包装，如由 PP、PS 和 PLA制成的翻盖容器，数量众多，对 PET 回收商来说是个问题。
热成型设计通常包括难以回收的组件，例如防潮垫和强力标签粘合剂，它们会进一步降低原料质量。所有这些因素都会导致回收商的产量损失。一个行业协会指出，未来几年对品牌承诺的需求拉动可能足以推动 PET 热成型的进一步分类收集，因为装瓶商和包装加工商将需要这种原料来满足不断增长的需求。
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聚烯烃（PP和PE）
聚烯烃更有可能从包装产品中吸收化学物质。聚乙烯 (PE) 和聚丙烯 (PP) 的熔点都明显低于 PET，这意味着温度更低，但在回收过程中需要/使用更激进的高真空洗涤工艺以使树脂脱挥发分，去除污染物。减少气味也很关键，因为通常需要去除由原色HDPE中的内容物和添加的香料引起的气味，才能将 rPE 用于新容器。一份行业报告指出，随着聚烯烃回收含量增加超过 25%，残留的气味/味道可能是一个问题。
由于担心化学或气味迁移到食品中，许多受访者很少或根本不使用与食品接触的 rPE 或 rPP。此外，由于无法通过固态聚烯烃来改善其机械性能，因此将 PCR 恢复到具有特定技术或功能需求的特定包装和容器中的能力有限，例如热灌装工艺中使用的那些。
如上所述，与许多生产食品级 PET PCR 的公司使用 LONO（FDA无异议函） 作为工艺过程不同，用于 HDPE 和 PP 加工的 LONO 是特定于处理器或转换器的。一家大型烯烃回收商指出，他们需要一种规模足够大的工艺来生产满足市场需求的 PCR 树脂，因此他们创建了自己的工艺。此外，能够处理路边收集的原色HDPE和 PP 产生的废塑料流，意味着该过程必须足够稳定，以处理容器混合中的不一致以及原色HDPE和 PP 包内的其他变量。
PE 薄膜回收还存在其他挑战，包括使用添加剂，如碳酸钙、增粘剂、阻隔层以及在外包装上印刷重油墨。
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硬质 PE
目前，用于制造食品级再生高密度聚乙烯 (rHDPE) 的塑料供应仅限于原色HDPE；目前没有用于彩色 HDPE 瓶和容器的 LONO/LNO（FDA无异议函/异议函），例如用于个人护理产品和洗衣液的容器。彩色 HDPE 瓶和容器缺乏食品级加工与包装本身（例如，使用非食品安全着色剂）和其中包含的广泛产品有关，许多产品也不是食品安全的。
大多数原色HDPE包包含较高百分比的牛奶、水和果汁瓶作为食品级加工的原料，但一小部分（一位受访者估计为原色HDPE流的 2-5%）包含非食品或饮料产品，包括丙酮和指甲油去除剂。 原色HDPE在北美市场销售的食品和饮料瓶或容器中的使用量一直在下降，主要原因有几个：随着牛奶替代饮料的兴起，进入市场的牛奶减少；转向用纸质甚至白色牛奶罐包装的牛奶；就加拿大而言，许多地区买卖用 LDPE 塑料袋/袋包装的牛奶。
收集
即使原色HDPE作为可回收原料具有很高的价值，但奶罐和奶瓶通常被排除在北美的瓶子存放计划之外，因此消费者缺乏退货和回收的动力。阿尔伯塔省、西北地区和萨斯喀彻温省确实在他们的存款计划中包括了奶制品罐，但这些省份的人口稀少只会使收集用于回收的原色HDPE数量略有增加。不列颠哥伦比亚省于 2022 年 2 月将乳制品容器纳入其存款系统。
简而言之，收集的原色HDPE不足以满足 PCR 的需求。一位回收商指出，他们正在积极从欧洲和其他地方的供应商进口以提高产量。
对于可以使用 rHDPE 制造新包装的公司而言，定义明确的操作程序至关重要。通过明确的操作程序，可以在同一设施运行食品级和非食品级 PCR；了解管道清理程序的需求——所有材料被移除、管道清洁等——允许装置在两者之间切换。这使公司能够使用多元化的产品组合，使它们在面对正常的市场上涨时更具弹性。例如，膜类包装加工商可以在草坪和花园包装或建筑产品包装中使用非食品 PCR。然而，一些 CPG 指出，将食品级和非食品级包装或产品生产分开更容易。
PE 膜
与少数使用 LDPE 作为主要树脂的瓶子不同，膜类包装大量使用 HDPE 和 LDPE/LLDPE树脂。目前，很少或没有 PE 膜类包装被加工回柔性食品包装。如前所述，有用于 LDPE PCR 的 FDA LNO，但没有受访者知道来自加拿大或美国生产的任何食品级 PCR 膜。因此，目前用 LDPE 或 LLDPE 制成的包装没有用于食品级应用的 PCR 树脂供应。一些 HDPE 膜类食品包装正在使用 PCR，其中一些的 PCR 水平超过 50%，但 PCR 通常仅用于中间层，来满足保护密封包装所需的更高性能“表皮”层的技术需求。用 PCR HDPE 制成的食品级薄膜包装使用来自硬质原色HDPE流的树脂，已经受到严重的来源限制。
聚乙烯膜类是目前北美唯一大规模收集的薄膜或软包装，大部分膜类是 LDPE 或 LLDPE。获得FDA“不反对函”的途径取决于对源材料和潜在污染物的了解，而膜类加工商目前很难建立应用程序和机械回收流程来处理：
①树脂组合（高密度和低密度聚乙烯，以及其他非 PE 树脂）；
②食品级和非食品级包装的组合；
③大量印刷的外包装，许多使用非食品级油墨；
④可能含有增粘剂或可能已在储存中熏蒸过的商业工业源废膜。
大多数膜和外包装，无论是用于食品还是非食品应用，都被收集在同一个垃圾箱中，通常与商业工业源废膜和塑料袋混合，这是 PE 膜面临的挑战。对于收集足够的数量进行打包、运输和加工非常重要。大多数膜和外包装的外观和感觉也非常相似，因此几乎不可能为消费者创建一种分类途径，以一致的方式将食品接触与非食品接触膜类包装分开。很可能任何 LONO 测试和加工都必须采用广泛的包装，其中混合了高密度和低密度聚乙烯膜类，以及各种油墨、添加剂（如拉伸包装中的增粘剂）和存在于流中的阻碍。为了从回收的 PE 膜类中创建食品安全 PCR。可能会很昂贵并且需要强大的过程测试。
此外，由于薄度和热量分布（即膜类在密封时可能会翘曲或熔化），可回收的单材料聚乙烯膜类包装的实际生产，对加工商来说是一个挑战。因此，在膜类中使用 PCR 尤其具有挑战性。
膜类包装也存在化学迁移和味道问题。在设计可回收包装和高效轻质包装之间存在平衡，后者可能需要有效的阻隔层来保护食品，从而使这种包装不可回收。回收商和加工商还指出，使用 PCR 可以使 PE 膜类外观变暗，但只要努力减少凝胶、斑点和“鱼眼”等可能影响包装的质量缺陷，着色通常不会影响保护产品的能力。正如一位膜类制造商指出的那样，“客户想要在膜类中添加PCR ，这是可行的。人们已经不再需要原始外观的膜类了。”
另一位加工商指出，开始对非食品包装应用 PCR 是膜类的第一步，因为“有很多机会可以抵消原始包装的使用”，并指出，在对食品包装有相同的目标之前，首先要弄清楚如何将高水平 PCR 纳入非食品薄膜包装和零售袋中。
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硬质 PP
目前用于食品级 PCR 的消费后聚丙烯 (PP) 来源是桶、盖子、容器，通常用于包装酸奶和白软干酪等乳制品以及瓶子。有企业指出，与其他包装（如牛奶罐或奶瓶）相比，PP 在“消费者滥用”方面的问题较少，因为酸奶容器之类的东西不太可能被消费者用于非预期用途，例如存放化学品。
然而，聚丙烯 (PP) 容器通常采用大量印刷，并含有更多的添加剂，如增塑剂提高瓶子或容器的整体质量。PP 在略高于 PE 的温度下熔化和干燥，这些较高的温度有助于去除一些挥发性和半挥发性物质，但增塑剂等添加剂不会在熔化温度下脱挥发分。此外， PP 瓶可能是多层的，带有某种增加 rPP 加工负担的屏障。因此，大部分 PP 回收用于非食品级 PCR；大部分 PP PCR 用于个人护理产品等非食品的包装。
收集
PP 面临的一个特殊挑战是当前的 MRF 分拣。该材料要么被分类成单一的食品接触和非食品容器组合流，要么被分类成“混合塑料”流，其中将多种类型的树脂容器组合成打包商品。加剧了监管链的挑战，即了解用于食品级加工的容器位置以及它们在分拣和运输过程中可能受到的污染物暴露。一家设备制造商指出，“加工 PP 面临的挑战是使其重新获得充足的供应，并且必须进行大量加工才能清楚捆包中的各种包装污染物。”
了解和管理用于食品级和非食品级加工的来源至关重要，因为大多数消费后 PP 包来自相似设施，这些设施可能有不同的 PP 收集方法，并且对保护食品级的必要性知之甚少，容器免受交叉污染，目前也没有可用的数量或技术来实现这种分离。
PP PCR生产技术和产能仍在不断涌现，尤其是食品级再生聚丙烯（rPP）。如今，北美有少数 PP 回收商，对非食品级 PP PCR 的需求甚至超过了产能。许多回收商可以在一个设施内不同生产线上同时处理食品级和非食品级捆包，以使生产的颗粒多样化。接受采访的回收商指出，安装新的加工线不会产生更多的成品 PCR 供应，直到有更多的进站桶和容器可供回收——包括通过材料回收设施收集更多的 PP，通过那些可能已经收集 PP 的设施进行更多的分选，创建独立 PP 包。一位 CPG 指出，“目前有很多猜测认为我们可以获得足够的材料来满足 PP PCR 使用的需求。”
理想情况下，含有回收成分的包装能够再次通过回收系统，但人们担心 PCR 的使用会影响包装的成品颜色，较深的颜色通常更难以让近红外技术正确分选。在使用PCR和能够捕获并再次回收特定容器之间有一个微妙的平衡。
当前所有PP都以相同的价格出售，但食品级PCR的需求拉动是否会支撑未来的价格溢价，不得而知。一些受访者不确定高水平(约50%)的 PP PCR 在机械回收过程中是否可行。在 PCR 使用与再次捕获和回收特定容器之间存在良好的平衡。不确定高水平（如 50%）的 PP PCR 是否适用于机械回收工艺。因此，可能需要化学工艺的进步才能在任何包装中加入高百分比的 PCR PP。例如，化学回收可以去除增塑剂、共聚物和非食品污染物等物质。PP 的化学加工规模预计将在 2025 年扩大，并且可能满足食品级 PCR 的需求。但这种食品级 PP 的供应可能会给终端用户带来巨大的成本。与其他树脂一样，无论回收过程如何，都需要增加对高质量材料的收集来满足对 rPP 不断增长的产能和需求。
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食品接触塑料包装再生料利用
当前，美国、欧盟、韩国、印度等国家已经允许食品接触材料中使用再生塑料。我国在食品接触材料包装使用再生料的呼声也越来越高。
以PET为例，信食品与健康信息交流中心通过对来自全国31个省（自治区、直辖市）的5224人线上问卷调查，发布的《中国消费者rPET认知状况调查报告（2022）》显示，将饮料瓶回收后重新制成饮料瓶“完全接受-比较接受-无所谓”占比高达75.69%。
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