Duurzaamheid in verpakkingen: waarom wateroplosbare folie aan populariteit wint

Duurzaamheid is snel uitgegroeid tot een alledaags wereldwijd concept, en deze trend is met name zichtbaar in de verpakkingsindustrie, waar plastic afval een groeiende zorg is geworden. Er bestaat nu een werkbaar alternatief voor deze conventionele plastic verpakkingen, namelijk wateroplosbare folies, die beter biologisch afbreekbaar zijn en minder impact hebben op het milieu (1). Dit artikel onderzoekt de redenen voor de toegenomen groei van wateroplosbare folies in duurzame verpakkingen en geeft een overzicht van enkele wetenschappelijke onderzoeken die op dit gebied zijn uitgevoerd.

Milieu-impact van conventionele plastic verpakkingen

Traditionele plastic verpakkingen behoren tot de belangrijkste oorzaken van milieuvervuiling wereldwijd. Omdat plastic niet biologisch afbreekbaar is, blijft het honderden jaren in het milieu aanwezig en veroorzaakt het grote vervuiling op land en in de oceaan. Daarom zijn bedrijven en overheden op zoek gegaan naar alternatieven voor traditionele plastic verpakkingen, zoals biologisch afbreekbare verpakkingsmaterialen, waaronder wateroplosbare folies (2).

Wateroplosbare films, die gewoonlijk van polyvinylalcohol worden gemaakt, ontbinden in water en verminderen de hoeveelheid afval die in het milieu terechtkomt met bijna de helft. Nu de wereldwijde plasticafvalcrisis alarmerende proporties aanneemt, vooral in landen als Indonesië waar de dagelijkse afvalproductie naar verwachting enorm zal toenemen, biedt de wateroplosbare film reden tot optimisme (3).

Biologische afbreekbaarheid en minder afval

Een groot voordeel van wateroplosbare folies is hun biologische afbreekbaarheid. Terwijl conventionele plastic verpakkingen tientallen jaren intact op aarde blijven, lossen wateroplosbare folies gemakkelijk op onder invloed van water en laten ze geen giftige resten achter. Daardoor zijn ze ecologisch verantwoord voor verpakkingstoepassingen zoals wasmiddelen, wegwerpzakjes en medische hulpmiddelen (4).

Bovendien is gebleken dat films die op natuurlijke wijze zijn afgeleid van cellulose, chitosan of PVA volledig biologisch afbreekbaar zijn en onder de juiste omstandigheden binnen enkele dagen of weken in fragmenten uiteenvallen. Volgens Chen et al. 2019 is dit een garantie dat de industrie met de bijdrage van deze materialen zal helpen de grote hoeveelheid afval op stortplaatsen en de vervuiling van de zee te verminderen (5).

Veelzijdigheid in diverse sectoren

Wateroplosbare folie wordt in een breed scala aan industrieën gebruikt, waaronder de farmaceutische, agrarische en voedingsmiddelenindustrie. Wateroplosbare folie wordt gebruikt voor de verpakking van voedingsproducten: instantmaaltijden, oliën en sauzen. Doordat ze snel in water oplossen, zijn ze gemakkelijk in gebruik voor consumenten en een voordelige stap om de hoeveelheid plastic afval door het gebruik van losse zakjes of pouches te verminderen (6).

Een ander belangrijk gebruik van wateroplosbare films is in de farmaceutische en gezondheidszorgsector. Medicijnen die gemakkelijk in water oplossen, worden in individuele doses verpakt met behulp van deze films; hierdoor is er geen overbodig verpakkingsafval nodig voor dergelijke medicijnen. In de geneeskunde worden ze gebruikt voor het verpakken van oplosbare hechtdraden en biologisch afbreekbare implantaten (7).

Verbeterde productveiligheid en hygiëne

Een van de redenen waarom wateroplosbare folies steeds vaker worden gebruikt, is dat ze bijdragen aan de verhoogde veiligheid en hygiëne van het product. In industrieën waar hoge eisen aan reinheid gelden, zoals de farmaceutische industrie en de voedingsmiddelenindustrie, dragen wateroplosbare folies die als barrière tegen besmetting worden gebruikt bij aan steriele, gemakkelijk te hanteren verpakkingen. De verpakking lost dan op bij gebruik, waardoor de blootstelling aan het risico op besmetting wordt verminderd en de veiligheid van de producten wordt gewaarborgd (8).

Energie-efficiëntie in productie en gebruik

Over het algemeen is het productieproces van wateroplosbare films energiebesparend, in tegenstelling tot conventionele methoden voor de productie van kunststoffen. De traditionele productie van kunststoffen is een grote energieverbruiker, wat leidt tot buitensporige broeikasgasemissies. Biologisch afbreekbare films gemaakt van hernieuwbare grondstoffen zoals PVA, zetmeel en cellulose worden geproduceerd via energiebesparende of emissiearme processen (9).

Wateroplosbare folies bieden ook energie-efficiëntie in hun gebruik. In de verpakking van wasmiddelen lossen dergelijke folies bijvoorbeeld op in water bij kamertemperatuur; daardoor wordt het energieverbruik verminderd dat normaal gesproken nodig is om het water te verwarmen tijdens het wassen. Dit bespaart energie en vermindert tegelijkertijd de milieubelasting van producten die betrokken zijn bij alle stadia van hun levenscyclus (10).

Vermindering van microplasticvervuiling

Naast dat het een belangrijke bijdrage levert aan conventioneel plastic, is het ook gerelateerd aan een van de grootste milieuproblemen: het microplasticprobleem, dat een groot risico vormt voor het leven in zee en ecosystemen. Traditionele plastic verpakkingen breken gemakkelijk af tot minuscule deeltjes die honderden jaren in oceanen en waterwegen blijven drijven, mariene ecosystemen vervuilen en in de voedselketen terechtkomen.

Wateroplosbare films verschillen doordat ze volledig in water oplossen en dus op geen enkele manier bijdragen aan de vorming van microplastics. Onderzoek naar PVA-films heeft bijvoorbeeld aangetoond dat deze materialen volledig in water oplossen en geen aanleiding geven tot microplasticvervuiling. Deze eigenschap maakt ze een ideaal alternatief voor industrieën die hun impact op het milieu willen minimaliseren, vooral in gebieden waar het product aan water wordt blootgesteld (11).

Technologische vooruitgang en maatwerk

De afgelopen jaren hebben wateroplosbare films een enorme technologische vooruitgang geboekt. Leveranciers bieden tegenwoordig steeds meer oplossingen op maat voor de uiteenlopende behoeften van een breed scala aan industrieën. Voorbeelden van speciale films zijn films met een vooraf bepaalde oplosbaarheid, mechanische sterkte en vochtbestendigheid, afgestemd op specifieke eisen.

Ook de voedselverpakking is met de tijd meegegaan dankzij technologische vooruitgang op het gebied van folies, waardoor extra antioxiderende en antimicrobiële eigenschappen mogelijk zijn om de houdbaarheid van bederfelijke materialen te verlengen. Zo bieden bijvoorbeeld chitosan- en cellulosefolies, naast andere materialen, veel potentie als groene, biologisch afbreekbare verpakkingsmaterialen met toegevoegde waarde in termen van antimicrobiële activiteit, geschikt voor het conserveren van voedsel (12).

Biologisch afbreekbare verpakkingen voor de voedingsindustrie

De voedingsmiddelenindustrie is overgestapt op wateroplosbare folies omdat deze de hoeveelheid plastic afval verminderen. Voedsel voor eenmalig gebruik, verpakt in bijvoorbeeld zakjes en pouches, wordt beschouwd als een van de grootste bronnen van plastic afval; het vervangen van deze materialen door wateroplosbare folies zal dit probleem dus verminderen. Wateroplosbare folies hebben de verpakking volledig gerevolutioneerd doordat ze in water oplossen, waardoor er geen afval meer op stortplaatsen terechtkomt.

Onderzoek toont aan dat eetbare, wateroplosbare films zeer effectief zijn in verpakkingstoepassingen, zoals sauzen of instantmaaltijden, gemaakt van hydrocolloïden zoals cellulose en zetmeel. Deze films bieden niet alleen duurzaamheidskenmerken, maar ook de mogelijkheid om innovatieve oplossingen te creëren die het gebruiksgemak voor de consument bij het verpakken vergroten (13).

Economische haalbaarheid en schaalbaarheid

De kosten van wateroplosbare films zijn echter in de loop der tijd steeds verder gedaald en liggen nu binnen het economisch bereik van bedrijven. Aanvankelijk was de productie van biologisch afbreekbare alternatieven voor plastic duurder, wat de productie op grote schaal beperkte. Door ontwikkelingen in het productieproces en de beschikbaarheid van grondstoffen zijn dergelijke films echter economisch haalbaarder en schaalbaarder geworden voor massaproductie (14).

Wateroplosbare folies vormen een voordelige en zeer schaalbare optie voor alle bedrijven die willen overstappen van traditioneel plastic naar milieuvriendelijkere alternatieven, vooral nu de regelgeving wereldwijd steeds strenger wordt om plastic afval te verminderen.

Conclusie

Wateroplosbare folies bieden, dankzij hun duurzame, biologisch afbreekbare en veelzijdige eigenschappen, diverse veelbelovende mogelijkheden voor de toekomst van verpakkingen. Van het voorkomen van plastic afval tot een verbetering van de veiligheid en hygiëne van het product, wateroplosbare folies hebben tal van voordelen ten opzichte van conventionele plastic verpakkingen. Naarmate verschillende industrieën blijven zoeken naar groenere alternatieven, zullen wateroplosbare folies naar verwachting een voortrekkersrol spelen in duurzame verpakkingen in de toekomst. In sectoren zoals de farmaceutische industrie en de gezondheidszorg kan de wijdverspreide toepassing van deze technologie op termijn de ecologische voetafdruk verkleinen en bijdragen aan een groenere toekomst.

Referenties

1. Liu X, Shi M, Luo Y, Zhou L, Loh ZR, Oon ZJ, et al. Afbreekbare en oplosbare dunnefilmmaterialen voor toepassingen in milieuvriendelijke elektronische apparaten van de nieuwe generatie. Toegepaste Wetenschappen. 2020;10(4):1320.

2. Khoo HH, Tan RB, Chng KW. Milieu-impact van conventionele plastic en biobased draagtassen: Deel 1: Levenscyclusproductie. Het internationale tijdschrift voor levenscyclusanalyse. 2010;15:284–93.

3. Hussain MA, Mishra S, Agrawal Y, Rathore D, Chokshi NP. Een vergelijkend overzicht van biologisch afbreekbare en conventionele plastic verpakkingen. Interactions. 2024;245(1):126.

4. Vandermeulen GWM, Boarino A, Klok H. Biodegradatie van wateroplosbare en waterdispergeerbare polymeren voor agrarische, consumenten- en industriële toepassingen – Uitdagingen en kansen voor duurzame materiaaloplossingen. Journal of Polymer Science. 2022 15 juni;60(12):1797–813.

5. Chen J, Chen F, Meng Y, Wang S, Long Z. Geoxideerde microkristallijne cellulose verbetert thermoplastische composietfilms op basis van zetmeel: thermische, mechanische en wateroplosbaarheidseigenschappen. Polymer. 2019;168:228–35.

6. Demircan B, Velioglu YS. Een revolutie in de verpakking van wegwerpvoedsel: een uitgebreid overzicht van hitteverzegelbare, wateroplosbare en eetbare zakjes, sachets, tassen of pakjes. Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2023 Dec 20;1–21.

7. Jin SH, Kang SK, Cho IT, Han SY, Chung HU, Lee DJ, et al. Wateroplosbare dunnefilmtransistoren en -circuits gebaseerd op amorf indium-gallium-zinkoxide. ACS Appl Mater Interfaces. 2015 22 april;7(15):8268–74.

8. Pires AF, Díaz O, Cobos A, Pereira CD. Een overzicht van recente ontwikkelingen in eetbare films en coatings - focus op materialen op basis van wei. Foods. 2024;13(16):2638.

9. Wang M, Jia X, Liu W, Lin X. Wateronoplosbare en flexibele transparante film op basis van carboxymethylcellulose. Carbohydrate Polymers. 2021;255:117353.

10. Abdullah ZW, Dong Y. Biologisch afbreekbare en waterbestendige poly(vinyl)alcohol (PVA)/zetmeel (ST)/glycerol (GL)/halloysiet-nanobuis (HNT) nanocomposietfilms voor duurzame voedselverpakkingen. Frontiers in materials. 2019;6:58.

11. Shanmugam K, Doosthosseini H, Varanasi S, Garnier G, Batchelor W. Nanocellulosefilms als lucht- en waterdampbarrières: een recyclebaar en biologisch afbreekbaar alternatief voor polyolefineverpakkingen. Duurzame materialen en technologieën. 2019;22:e00115.

12. Yadav M, Behera K, Chang YH, Chiu FC. Cellulose nanocrystal reinforced chitosan based UV barrier composite films for sustainable packaging. Polymers. 2020;12(1):202.

13. Rosenbloom RA, Zhao Y. Op hydroxypropylmethylcellulose of soja-eiwitisolaat gebaseerde eetbare, wateroplosbare en antioxiderende films voor de verpakking van saffloerolie. Journal of Food Science. 2021 jan;86(1):129–39.

14. Del Curto B, Barelli N, Profaizer M, Farè S, Tanzi MC, Cigada A, et al. Poly-Paper: een duurzaam verpakkingsmateriaal, gebaseerd op gerecycled papier en recyclebaar met papier. Journal of Applied Biomaterials & Functional Materials. 2016 okt 2;14(4):490–5.