Sostenibilità negli imballaggi: perché le pellicole idrosolubili stanno guadagnando popolarità

La sostenibilità è rapidamente diventata un concetto globale di uso quotidiano e questa tendenza è stata osservata in modo significativo nell'industria degli imballaggi, dove i rifiuti di plastica sono diventati una preoccupazione crescente. Esiste ora un valido sostituto per questi imballaggi in plastica convenzionali, costituito da pellicole idrosolubili, che sono più biodegradabili e hanno un impatto minore sull'ambiente (1). L'articolo indaga le ragioni della crescente diffusione delle pellicole idrosolubili negli imballaggi sostenibili e presenta una panoramica di alcune ricerche scientifiche condotte a questo riguardo.

Impatto ambientale degli imballaggi in plastica convenzionali

Gli imballaggi in plastica tradizionali sono tra le principali cause di degrado ambientale in tutto il mondo. Essendo non biodegradabili, le plastiche persistono nell'ambiente per centinaia di anni, causando un grave inquinamento sulla terraferma e negli oceani. Per questo motivo, aziende e governi hanno iniziato a cercare alternative per sostituire gli imballaggi in plastica tradizionali con materiali di imballaggio biodegradabili, tra cui pellicole idrosolubili (2).

Le pellicole idrosolubili, comunemente prodotte con alcol polivinilico, si decompongono in acqua e riducono di quasi la metà i rifiuti rilasciati nell'ambiente. Di conseguenza, con la crisi globale dei rifiuti di plastica che ha raggiunto livelli allarmanti, soprattutto in paesi come l'Indonesia dove si prevede che la produzione giornaliera di rifiuti aumenterà vertiginosamente, la pellicola idrosolubile offre motivo di ottimismo (3).

Biodegradabilità e riduzione dei rifiuti

Un grande vantaggio delle pellicole idrosolubili è la loro biodegradabilità. Mentre gli imballaggi in plastica convenzionali rimangono intatti sulla Terra per decenni, le pellicole idrosolubili si dissolvono facilmente sotto l'azione dell'acqua e non lasciano residui tossici. Ciò le rende ecologiche nelle applicazioni di imballaggio relative a detergenti, buste monouso e dispositivi medici (4).

Inoltre, è stato dimostrato che i film derivati ​​naturalmente da cellulosa, chitosano o PVA sono completamente biodegradabili, convertendosi in frammenti in pochi giorni o entro poche settimane nelle giuste condizioni. Secondo Chen et al. 2019, ciò garantisce che, grazie al contributo di questi materiali, l'industria contribuirà a ridurre l'elevato contributo alle discariche e all'inquinamento marino (5).

Versatilità in diversi settori

Gli usi delle pellicole idrosolubili si riscontrano in una vasta gamma di settori, tra cui quello farmaceutico, agricolo e alimentare. Le pellicole idrosolubili sono utilizzate nel confezionamento di prodotti alimentari: cibi istantanei, oli e salse. Poiché si dissolvono rapidamente in acqua, sono facili da usare per i consumatori e rappresentano una soluzione vantaggiosa per ridurre i rifiuti di plastica derivanti da bustine o sacchetti monodose (6).

Un altro importante utilizzo delle pellicole idrosolubili si trova nel settore farmaceutico e sanitario. I farmaci che si dissolvono facilmente in acqua vengono confezionati in dosi singole utilizzando queste pellicole; pertanto, non è necessario alcun eccesso di rifiuti di imballaggio per tali farmaci. In medicina, trova impiego nel confezionamento di suture riassorbibili e impianti biodegradabili (7).

Miglioramento della sicurezza e dell'igiene del prodotto.

Tra le ragioni per cui le pellicole idrosolubili vengono sempre più adottate vi è il fatto che contribuiscono ad aumentare la sicurezza e l'igiene del prodotto. Nei settori in cui sono indispensabili elevati standard di pulizia, come nell'industria farmaceutica e degli imballaggi alimentari, le pellicole idrosolubili utilizzate come barriere contro i contaminanti contribuiscono a creare imballaggi sterili e facili da maneggiare. L'imballaggio si dissolverebbe quindi all'uso, riducendo di conseguenza l'esposizione al rischio di contaminazione e garantendo la sicurezza dei prodotti (8).

Efficienza energetica nella produzione e nell'utilizzo

In generale, il processo di produzione di pellicole idrosolubili è un processo a risparmio energetico, a differenza dei metodi convenzionali per la produzione di plastica. La produzione tradizionale di plastica è un grande consumatore di energia, che porta a emissioni eccessive di gas serra. Le pellicole biodegradabili realizzate con materie prime rinnovabili come PVA, amido e cellulosa sono prodotte attraverso percorsi a risparmio energetico o a basse emissioni (9).

Le pellicole idrosolubili offrono anche un'efficienza energetica nel loro utilizzo. Ad esempio, nel confezionamento dei detersivi, tali pellicole si dissolvono in acqua a temperatura ambiente, riducendo così il consumo di energia solitamente impiegato per riscaldare l'acqua durante il lavaggio. Questo consente di risparmiare energia e allo stesso tempo di diminuire l'impatto ambientale dei prodotti in tutte le fasi del loro ciclo vitale (10).

Riduzione dell'inquinamento da microplastiche

Oltre a essere una delle principali cause della produzione di plastica convenzionale, la plastica è anche legata a uno dei maggiori problemi ambientali: quello delle microplastiche, che comportano gravi rischi per la vita marina e gli ecosistemi. Gli imballaggi in plastica tradizionali si decompongono facilmente in minuscole particelle che rimangono negli oceani e nei corsi d'acqua per centinaia di anni, contaminando gli ecosistemi marini ed entrando nella catena alimentare.

Le pellicole idrosolubili si distinguono per il fatto di dissolversi completamente in acqua, e quindi non contribuiscono in alcun modo alla formazione di microplastiche. La ricerca sulle pellicole a base di PVA, ad esempio, ha dimostrato che questi materiali si dissolvono completamente in acqua e non danno luogo a inquinamento da microplastiche. Questa caratteristica li renderà un'alternativa ideale per quelle industrie che desiderano ridurre al minimo il loro impatto sull'ambiente, soprattutto nelle aree in cui il prodotto è esposto all'acqua (11).

Progressi tecnologici e personalizzazione

Negli ultimi anni, le pellicole idrosolubili hanno fatto molta strada in termini di tecnologia. Oggi i fornitori offrono un numero crescente di soluzioni personalizzate per le molteplici esigenze di un'ampia varietà di settori. Esempi di pellicole speciali includono pellicole con un tasso di solubilità predeterminato, resistenza meccanica e resistenza all'umidità, in base a requisiti specifici.

Anche gli imballaggi alimentari si sono evoluti con i tempi grazie ai progressi della tecnologia dei film, che consentono di ottenere ulteriori proprietà antiossidanti e antimicrobiche per prolungare la durata dei materiali deperibili. Ad esempio, i film di chitosano e cellulosa, tra gli altri, sono molto promettenti come materiali di imballaggio ecologici e biodegradabili con un valore aggiunto in termini di attività antimicrobica adatta alla conservazione degli alimenti (12).

Imballaggi biodegradabili per l'industria alimentare

L'industria alimentare ha adottato pellicole idrosolubili perché riducono i rifiuti di plastica. Gli alimenti monouso confezionati in bustine e sacchetti sono considerati una delle principali fonti di rifiuti di plastica; pertanto, la sostituzione dei materiali con pellicole idrosolubili contribuirà a ridurre il problema. Le pellicole idrosolubili hanno rivoluzionato il packaging, dissolvendosi in acqua ed eliminando la possibilità che i rifiuti finiscano nelle discariche.

La ricerca dimostra che le pellicole commestibili e solubili in acqua mostrano una grande efficacia nelle applicazioni di confezionamento, come salse o alimenti istantanei, preparati da idrocolloidi come cellulosa e amido. Queste pellicole offrono non solo caratteristiche di sostenibilità ma anche l'opportunità di creare soluzioni innovative che migliorano la comodità del consumatore nel confezionamento (13).

Fattibilità economica e scalabilità

Tuttavia, il costo delle pellicole idrosolubili è progressivamente diminuito nel tempo ed è alla portata economica delle aziende. Inizialmente, la produzione di alternative biodegradabili alla plastica era più costosa, da cui i limiti alla produzione su larga scala. Tuttavia, gli aspetti in via di sviluppo del processo di produzione e dell'approvvigionamento delle materie prime hanno reso tali pellicole più economicamente valide e scalabili per la produzione su larga scala (14).

Le pellicole idrosolubili rappresentano un'opzione economica e altamente scalabile per tutte le aziende che desiderano abbandonare le plastiche tradizionali a favore di alternative più ecocompatibili, soprattutto in un momento in cui la pressione normativa per ridurre i rifiuti di plastica è in aumento in tutto il mondo.

Conclusione

Le pellicole idrosolubili, grazie alla loro natura sostenibile, biodegradabile e versatile, offrono numerose e interessanti possibilità per il futuro del packaging. Dalla riduzione dei rifiuti di plastica al miglioramento della sicurezza e dell'igiene del prodotto, le pellicole idrosolubili presentano diversi vantaggi rispetto agli imballaggi in plastica tradizionali. Poiché diversi settori industriali continueranno probabilmente la ricerca di alternative più ecocompatibili, è molto probabile che le pellicole idrosolubili si affermeranno come protagoniste del packaging sostenibile in futuro. In alcuni settori, come quello farmaceutico e sanitario, l'adozione diffusa di questa tecnologia potrebbe, nel tempo, ridurre l'impatto ambientale e contribuire a un futuro più verde.

Riferimenti

1. Liu X, Shi M, Luo Y, Zhou L, Loh ZR, Oon ZJ, et al. Materiali in film sottile degradabili e solubili per le applicazioni di dispositivi elettronici ecocompatibili di nuova generazione. Applied Sciences. 2020;10(4):1320.

2. Khoo HH, Tan RB, Chng KW. Impatti ambientali dei sacchetti di plastica convenzionali e di quelli a base biologica: Parte 1: Produzione del ciclo di vita. The international journal of life cycle assessment. 2010;15:284–93.

3. Hussain MA, Mishra S, Agrawal Y, Rathore D, Chokshi NP. Una revisione comparativa degli imballaggi in plastica biodegradabile e convenzionale. Interactions. 2024;245(1):126.

4. Vandermeulen GWM, Boarino A, Klok H. Biodegradazione di polimeri idrosolubili e disperdibili in acqua per applicazioni agricole, di consumo e industriali: sfide e opportunità per soluzioni di materiali sostenibili. Journal of Polymer Science. 15 giugno 2022;60(12):1797–813.

5. Chen J, Chen F, Meng Y, Wang S, Long Z. La cellulosa microcristallina ossidata migliora le pellicole composite a base di amido termoplastico: proprietà termiche, meccaniche e di solubilità in acqua. Polymer. 2019;168:228–35.

6. Demircan B, Velioglu YS. Rivoluzionare gli imballaggi alimentari monouso: una revisione completa di bustine, sacchetti o confezioni termosaldabili, idrosolubili e commestibili. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 20 dicembre 2023;1–21.

7. Jin SH, Kang SK, Cho IT, Han SY, Chung HU, Lee DJ, et al. Transistor e circuiti a film sottile idrosolubili basati su ossido di indio-gallio-zinco amorfo. ACS Appl Mater Interfaces. 22 aprile 2015;7(15):8268–74.

8. Pires AF, Díaz O, Cobos A, Pereira CD. Una rassegna dei recenti sviluppi in pellicole e rivestimenti commestibili - Focus sui materiali a base di siero di latte. Foods. 2024;13(16):2638.

9. Wang M, Jia X, Liu W, Lin X. Pellicola trasparente flessibile e insolubile in acqua a base di carbossimetilcellulosa. Carbohydrate Polymers. 2021;255:117353.

10. Abdullah ZW, Dong Y. Pellicole nanocomposite biodegradabili e resistenti all'acqua di alcol polivinilico (PVA)/amido (ST)/glicerolo (GL)/nanotubi di alloisite (HNT) per imballaggi alimentari sostenibili. Frontiers in materials. 2019;6:58.

11. Shanmugam K, Doosthosseini H, Varanasi S, Garnier G, Batchelor W. Pellicole di nanocelulosa come barriere all'aria e al vapore acqueo: un'alternativa riciclabile e biodegradabile agli imballaggi in poliolefine. Materiali e tecnologie sostenibili. 2019;22:e00115.

12. Yadav M, Behera K, Chang YH, Chiu FC. Pellicole composite barriera UV a base di chitosano rinforzate con nanocristalli di cellulosa per imballaggi sostenibili. Polymers. 2020;12(1):202.

13. Rosenbloom RA, Zhao Y. Pellicole commestibili, idrosolubili e antiossidanti a base di idrossipropilmetilcellulosa o isolato proteico di soia per il confezionamento dell'olio di cartamo. Journal of Food Science. 2021 gennaio;86(1):129–39.

14. Del Curto B, Barelli N, Profaizer M, Farè S, Tanzi MC, Cigada A, et al. Poly-Paper: un materiale sostenibile per imballaggi, basato su carta riciclata e riciclabile con la carta. Journal of Applied Biomaterials & Functional Materials. 2 ottobre 2016;14(4):490–5.