Circulaire oplossingen voor plastic verpakkingen

Thema:
Circulaire verpakking

Veel plastic verpakkingsmateriaal is nu nog lastig te recyclen. Om daar verandering in te brengen doet TNO onderzoek naar nieuwe circulaire verpakkingsoplossingen. Want om uiteindelijk te komen tot 100% circulaire verpakkingen in 2050, hebben we kwalitatief hoogwaardige materialen nodig die we kunnen gebruiken om nieuwe verpakkingen van te maken. Om dat voor elkaar te kunnen krijgen is samenwerking tussen alle partijen binnen de verpakkingswaardeketen noodzakelijk, van grondstofleverancier tot recycler.

Uitdagingen duurzame verpakkingen

Europese wetgeving schrijft voor dat in 2030 plastic verpakkingen recyclebaar moeten zijn. In dat jaar moeten verschillende soorten plastic verpakkingen een bepaald percentage gerecycled materiaal (recyclaat) bevatten. Het uiteindelijke doel is 100% circulaire verpakkingen in 2050.

Dat vormt een enorme uitdaging voor de verpakkingsindustrie, op verschillende vlakken: Is er genoeg recyclaat en is de kwaliteit goed genoeg om er nieuwe verpakkingen van te maken? Bovendien moeten voedselverpakkingen aan veiligheidseisen voldoen en ze moeten te verwerken zijn op de afvullijnen.

Gerecyclede plastics hebben echter andere eigenschappen dan de huidige plastics, die gemaakt worden van fossiele grondstoffen. Toch zullen de toekomstige circulaire verpakkingen – bestaande uit alleen gerecycled of biobased plastic – ook moeten voldoen aan de eigenschappen die we van de huidige plastic verpakkingen vragen, zoals lek-, lucht- en/of geurdicht zijn.

Verpakken in een circulaire economie betekent dat alle verspilling in de verpakkingsketen wordt tegengegaan, en dat er geen grondstoffen verloren gaan. Daarvoor moet het verbruik van grondstoffen worden geminimaliseerd door minder materialen te gebruiken voor verpakkingen én door minder product te verspelen (reduce).

Daarnaast dient bij de keuze van grondstoffen voor verpakkingen gezorgd te worden dat deze zoveel mogelijk afkomstig zijn van hernieuwbare bronnen. Hierbij is het van belang dat deze bronnen goed worden beheerd zodat belangrijke voedingsstoffen behouden blijven voor de natuur en niet worden uitgeput.

Bovendien moeten productverpakkingscombinaties, materialen en processen zo ontworpen worden dat grondstoffen blijven circuleren. Dit door verpakkingen zoveel mogelijk te hergebruiken (reuse) en materialen blijvend te recyclen (recycle).

Tot slot is het belangrijk dat productverpakkingscombinaties zo worden ontworpen dat alle negatieve aspecten worden geëlimineerd. Het gaat hierbij vooral om het voorkomen van negatieve effecten op voedselvoorziening, de gezondheid, watervoorziening, landgebruik en luchtvervuiling.

Design for and from recycling

Om plastic verpakkingen circulair te kunnen maken, moet de kwaliteit van het recyclaat drastisch worden verbeterd. Dit om de gerecyclede materialen te kunnen gebruiken voor het creëren van nieuwe verpakkingen, we noemen dit ‘design from recycling’. Daarnaast is het belangrijk verpakkingsmateriaal zo te ontwerpen dat ze goed gerecycled kunnen worden, dit noemen we ‘design for recycling’. De huidige plastic verpakkingen zijn ontworpen op uitstraling, functionaliteit en kosten.

In samenwerkingsprojecten, zoals de twee voorbeelden hieronder, werken we met partijen uit de verpakkingswaardeketen aan circulaire verpakkingsoplossingen. Daarbij gebruiken we onze kennis van Life Cycle Assessment (LCA) en berekenen we de impact op milieu en totale kosten. Bovendien nemen we ook het ontstaan en voorkomen van microplastics tijdens het recyclen mee.

Plastic verpakkingen worden gesorteerd
Gesorteerde plastic verpakkingen (links) worden bij TNO vermalen tot ‘flakes’ (rechts) en verwerkt tot grondstoffen voor nieuwe verpakkingen.

Recycling van plastic voedselemmers

In al onze projecten gebruiken we een systeemaanpak, waarbij we kijken naar het ontwerp: Wat is er nodig om dit plastic verpakkingsmateriaal recyclebaar te maken? De focus ligt daarbij met name op verpakkingen die momenteel weinig tot geen recyclingwaarde hebben. Daar is de meeste winst te behalen. Een voorbeeld daarvan is ons onderzoek naar recycling van plastic emmers waarin mayonaise en frituurvet zitten.

Onderzoek naar volledig recyclebare verpakkingen soepen en sauzen

Sommige verpakkingen – zoals stazakken voor soepen en sauzen – bestaan uit wel zeven lagen materiaal, van vaak verschillende plastictypes. Deze lagen zorgen ervoor dat de verpakking niet te recyclen is naar een nieuwe verpakking.

Wij onderzoeken hoe we ervoor kunnen zorgen dat de verpakking het product nog steeds beschermt, het materiaal geseald, bedrukt én gerecycled kan worden. We kijken bijvoorbeeld hoe we soep- en sausverpakkingen kunnen maken uit meerdere lagen van hetzelfde materiaal zodat ze wel te recyclen zijn.

Sealing is een kunst op zich

Gebruik van duurzaam verpakkingsmateriaal dat bestaat uit één type materiaal bemoeilijkt het sealen, de ‘sealing window’ wordt krapper en vergt optimalisatie en/of de ontwikkeling van andere sealing processen.

Een ander probleem bij het sealen van plastic verpakkingen met gerecycled materiaal, is dat de eigenschappen van gerecycled plastic niet consistent zijn. Omdat het sealing proces afhankelijk is van de materiaaleigenschappen van de verpakking, zal het proces steeds opnieuw moeten worden geoptimaliseerd als een nieuwe batch recyclaat wordt gebruikt.

Het sealen van circulair verpakkingsmateriaal vraagt om nieuwe, adaptieve sealing materialen, processen en technologieën. Omdat het hier gaat om vele variabelen en veel data zetten we Machine Learning in om te berekenen hoe het sealing proces kan worden aangepast aan de materiaalkarakteristieken. De berekeningen van het voorspellende model, op basis van de zelflerende Machine Learning-algoritmes, toetsen we vervolgens in de praktijk. Op het gebied van sealing werken we samen met de Universiteit Twente (UT).

Bijeenbrengen van stakeholders

Naast het doen van onderzoek naar nieuwe, circulaire verpakkingsoplossingen speelt TNO ook een rol in het verbinden van industriële en commerciële stakeholders en beleidsmakers op het gebied van recyclebaar en gerecycled plastic, verpakkingsmethoden en afvalverwerking. Wij zijn, als onafhankelijke partij, in staat al deze partijen samen te brengen. Dat doen we bijvoorbeeld binnen een consortium waarin we met een groot aantal koplopers werken aan het circulair maken van voedselverpakkingen van McDonald’s of medische verpakkingen van Johnson & Johnson. Door middel van dit soort samenwerkingsprojecten helpen we de verpakkingsindustrie met het behalen van de duurzaamheidsdoelstellingen.

Met ons onderzoek dragen we bij aan de kennis die benodigd is om uiteindelijk de stap te kunnen maken naar circulaire plastic verpakkingen die zo ontworpen zijn dat ze goed gesorteerd, gerecycled en verwerkt kunnen worden tot nieuwe waardevolle toepassingen.

Doe jij met ons mee?

Wil je meer weten over wat wij doen op het gebied van circulaire verpakkingen of met jouw organisatie bijdragen aan de ontwikkeling ervan?

Laat je verder inspireren

29 resultaten, getoond 6 t/m 10

Tijdmakers: een gezondere wereld zonder microplastics

Informatietype:
Insight
15 juni 2023
Tussen 11 en 15 juni 2023 kwam de Ocean Race op bezoek in Den Haag. TNO was erbij en gaf toelichting op microplasticsmetingen tijdens de race.

Van plasticvrij naar toekomstbestendige plastics

Informatietype:
Nieuws
1 juni 2023

Circulaire economie door kwantificering van kunststofkwaliteit

Informatietype:
Insight
22 december 2022

TNO-blik op 2030: 50% van het plastic circulair

Informatietype:
Insight
12 december 2022

Autobanden en landbouwplastic met verpakkingen verrassend grootste bronnen microplastics

Informatietype:
Nieuws
8 november 2022