Come AMETEK MOCON collabora con la Iowa State University per far avanzare la tecnologia verde.
Gestire il laboratorio di test di permeazione leader a livello mondiale spesso implica la partecipazione a progetti importanti, innovativi e innegabilmente interessanti. Basandosi sulla duratura collaborazione di AMETEK MOCON® con l'Iowa State University (ISU), gli scienziati dell'istituto con sede ad Ames, IA, hanno recentemente cercato il supporto della nostra azienda in un'iniziativa pionieristica per migliorare l'efficienza energetica e la sostenibilità nel settore della plastica.
La produzione e l'utilizzo della plastica contribuiscono in modo determinante ai problemi ambientali. La plastica è prodotta dalla lavorazione del petrolio. Estrarre il petrolio dal suolo, trasportarlo, trasformarlo in diversi tipi di plastica e modellare tale plastica per creare beni sono processi ad alta intensità energetica. Questi processi sono ancora più dannosi se utilizzati per produrre plastica monouso come sacchetti della spesa, imballaggi di prodotti e persino cannucce e contenitori di ristoranti.
Questo perché la plastica viene spesso gettata via e finisce nelle discariche, dove può impiegare dai 10 ai 1.000 anni per decomporsi, rilasciando nell’atmosfera gas serra come anidride carbonica e metano. Infatti, secondo un Rapporto 2022 dell'Organizzazione per la cooperazione e lo sviluppo economico. Il 19% è stato incenerito e solo il 9% della plastica mai prodotta è stata riciclata. Ma cosa accadrebbe se la plastica non fosse composta interamente da petrolio?
Secondo il dottor Keith Vorst, professore alla Iowa State e direttore di Consorzio per la protezione dei polimeri e degli alimenti dell'ISU, è in corso un grande sforzo per sostituire i polimeri tradizionali con nuovi materiali più rispettosi dell'ambiente , utilizzando una combinazione di materiali riciclabili post-consumo (PCR) e alternative più ecologiche derivate dai rifiuti alimentari (ad esempio bioriempitivi).
"I materiali di qualità alimentare smaltiti in discarica possono essere spediti su rotaia, il che è preferibile dal punto di vista dei gas serra", ha affermato il dottor Vorst. "[I bioriempitivi] sono facilmente disponibili e possono ridurre al minimo i utilizzo di bioplastiche di primo passaggio. Il loro utilizzo consente di risparmiare sui costi energetici e di ridurre le emissioni di gas serra. Se invece è possibile confezionare i prodotti con PCR e bioriempitivi, è possibile ridurre potenzialmente i costi.
I sottoprodotti agricoli come la pula del caffè, la lolla di riso e gli steli di cotone costituiscono bioriempitivi ideali da smaltire in discarica grazie alla loro disponibilità tutto l'anno, al basso costo, alla bassa densità e all'abbondanza. Il Dr. Vorst e il suo team stanno sperimentando metodi per riutilizzare questi rifiuti per scopi di produzione della plastica. Integrando una combinazione di PCR e biomassa appositamente trattata come riempitivi nella produzione di plastica, è necessaria meno plastica per prodotto, riducendo così il consumo complessivo di petrolio.
Al momento, tuttavia, i bioriempitivi costituiscono solo una piccola parte degli imballaggi sostenibili. L'imballaggio sostenibile è spesso un mix 50/50 di PCR e "plastica vergine". Incorporando materiali provenienti da prodotti usati in precedenza si dà nuova vita ai vecchi imballaggi e, così facendo, si contribuisce a diminuire gli sprechi, conservare le risorse e ridurre le emissioni di carbonio. Questo approccio sostiene un'economia circolare promuovendo il riutilizzo dei materiali, riducendo al minimo la necessità di "plastica vergine" e di plastica vergine. e promuovere un futuro più sostenibile per produttori e consumatori.
I due gruppi hanno cercato di testare le proprietà prestazionali delle bottiglie composte da plastica post-consumo smaltita in discarica e sottoprodotti agricoli di cereali. Ha prodotto flaconi con 50/50 PCR con concentrazioni variabili (dall'1% al 5%) di bioriempitivi. Secondo Vorst, alcuni anni fa, i proprietari dei marchi all'inizio non si preoccupavano degli imballaggi riciclati perché pensavano che facessero sembrare i prodotti economici. Ora, tuttavia, cercano materiali di imballaggio più ecologici perché i consumatori capiscono che sono più rispettosi dell'ambiente.
“Se aggiungiamo PCR e bioriempitivi per ridurre la quantità di ‘plastica vergine’ utilizzato in queste bottiglie, questo nuovo ‘imballaggio verde’ reggi ancora?” ha affermato Joel Fischer, manager della più grande del mondo permeation testing lab presso AMETEK MOCON. “Impedisce al liquido di fuoriuscire alla stessa velocità? Oppure si romperà perché adesso c'è qualcosa che non va?
Le potenziali implicazioni di questo progetto sono profonde e promettenti in termini di risparmio energetico, riduzione dei rifiuti e diminuzione potenzialmente significativa dell'impatto ambientale della plastica. Tuttavia, i prodotti realizzati utilizzando questo nuovo approccio devono comunque soddisfare rigorosi requisiti funzionali, in particolare in applicazioni come l'imballaggio alimentare, dove è fondamentale mantenere la freschezza per tutta la durata di vita del prodotto.
Per i professori dell'ISU, comprendere le proprietà delle loro formulazioni plastiche basate sui rifiuti agricoli è essenziale per adattarle alle esigenze di imballaggio. Gli strumenti di test avanzati MOCON sono in grado di valutare le proprietà barriera della loro nuova formulazione plastica, garantendo che soddisfi rigorosi standard di imballaggio e consentendo all'ISU di promuovere un cambiamento positivo.
This partnership not only promotes sustainability, but also provides Iowa State students with invaluable hands-on experience, preparing them to drive future green innovations. AMETEK MOCON is proud to support such initiatives and help pave the way for a more sustainable future.
[MOCON has] a great reputation for package performance testing,” Dr. Vorst said. “Everyone knocks MOCON off; but if you're going to go with a tester, go with the industry standard. There are lots of 'Fauxcons,' but only one MOCON."