Ποια είναι τα υλικά που χρησιμοποιούνται σε νέους τύπους φαγητού-Καθορίστε τα πλαστικά μεσημεριανά γεύματα-Go Containers;

1. Εισαγωγή

Οι νέοι τύποι-υλικών πλαστικών κουτιών μεσημεριανού γεύματος ποιότητας τροφίμων αναφέρονται συγκεκριμένα σε υλικά που έχουν προκύψει ή έχουν επιτύχει σημαντικές τεχνολογικές ανακαλύψεις στον τομέα της συσκευασίας τροφίμων από το 2021. Σε σύγκριση με τα παραδοσιακά πλαστικά με βάση το πετρέλαιο-, προσφέρουν σημαντικά πλεονεκτήματα όσον αφορά τη βιοδιασπασιμότητα, την ασφάλεια και τη λειτουργικότητα. Σύμφωνα με τις "Γενικές Τεχνικές Απαιτήσεις για Πλήρως Βιοαποικοδομήσιμα Logistics και Express Packaging" (GB/T41010-2021) που εκδόθηκε από την Υπηρεσία Τυποποίησης της Κίνας, βιοαποδομήσιμομεσημεριανό για να-μεταφερθούν σε κοντέινερπρέπει να επιτύχει ποσοστό βιοαποδόμησης άνω του 90% εντός 180 ημερών υπό συνθήκες κομποστοποίησης και τα προϊόντα αποδόμησης δεν πρέπει να προκαλούν δευτερογενή ρύπανση στο έδαφος, στα υδάτινα σώματα και στα οικοσυστήματα.

Βάσει των πηγών υλικών, οι νέοι τύποι πλαστικών υλικών για μεσημεριανό γεύμα-ποιότητας τροφίμων χωρίζονται κυρίως σε τρεις κατηγορίες: πρώτον, βιοαποικοδομήσιμα υλικά με πλήρως βιολογική-βάση, όπως πολυγαλακτικό οξύ (PLA), πολυυδροξυαλκανοϊκά (PHA) και υλικά με βάση το άμυλο-. Δεύτερον, βιοαποδομήσιμα υλικά με βάση το πετρέλαιο, όπως το τερεφθαλικό αδιπικό πολυβουτυλένιο (PBAT) και το ηλεκτρικό πολυβουτυλένιο (PBS). και τρίτον, σύνθετα βιοαποδομήσιμα υλικά, όπως μίγματα PLA/PBAT. Όλα τα υλικά πρέπει να διαθέτουν πιστοποίηση ποιότητας τροφίμων-και να συμμορφώνονται με τα κινεζικά πρότυπα της σειράς GB 4806, τα πρότυπα FDA των ΗΠΑ ή τους κανονισμούς ΕΕ 10/2011.

2. Ταξινόμηση και Ανάλυση Χαρακτηριστικών Νέων Τροφίμων-Κατάταξη πλαστικού γεύματος για-Go Container Υλικά

2.1 Βιοαποικοδομήσιμα υλικά βασισμένα σε βιολογικά-

2.1.1 Πολυγαλακτικό οξύ (PLA) και τα τροποποιημένα υλικά του

Το πολυγαλακτικό οξύ (PLA) είναι σήμερα το πιο διαθέσιμο στο εμπόριο βιοαποδομήσιμο υλικό. Παράγεται κυρίως από φυτικά άμυλα όπως το καλαμπόκι και το ζαχαροκάλαμο, μέσω ζύμωσης για την παραγωγή γαλακτικού οξέος, ακολουθούμενη από πολυμερισμό. Το 2023, το PLA αντιπροσώπευε περίπου το 42% των πρώτων υλών που χρησιμοποιούνται στα βιοαποδομήσιμαμεσημεριανό για να-μεταφερθούν σε κοντέινερστην Κίνα, με καλή διαφάνεια, ακαμψία και απόδοση επεξεργασίας.

Το κύριο μειονέκτημα του καθαρού PLA είναι η ανεπαρκής αντίσταση στη θερμότητα. Η θερμοκρασία θερμικής παραμόρφωσης είναι συνήθως κάτω από 60 μοίρες και η θερμοκρασία μετάπτωσης γυαλιού είναι περίπου 60-65 μοίρες. Ωστόσο, η απόδοσή του μπορεί να βελτιωθεί σημαντικά μέσω τεχνικών τροποποίησης: χρησιμοποιώντας την τεχνολογία CPLA (τροποποιημένο PLA), η αντίσταση στη θερμότητα μπορεί να αυξηθεί στους 80-150 βαθμούς, ικανοποιώντας τις απαιτήσεις για καπάκια φλυτζανιών ζεστού ροφήματος (80 μοίρες) και ορισμένες βραχυπρόθεσμες συσκευασίες ζεστών τροφίμων. Μετά την εισαγωγή δραστικών συμβατών (όπως το Joncryl ADR) και της τεχνολογίας νανοσύνθετων, η αντοχή σε κρούση του υλικού αυξάνεται από 2-3 kJ/m² για καθαρό PLA σε 15-20 kJ/m². Με τη βοήθεια παραγόντων πυρηνοποίησης και διεργασιών ανόπτησης, η θερμοκρασία παραμόρφωσης θερμότητας μπορεί να υπερβεί τους 90 βαθμούς.

Όσον αφορά την απόδοση αποικοδόμησης, το PLA μπορεί να επιτύχει ποσοστό αποδόμησης άνω του 90% μέσα σε 90 ημέρες υπό συνθήκες βιομηχανικής κομποστοποίησης (58-70 βαθμοί, 60% υγρασία, αερόβια), αλλά ο ρυθμός αποδόμησης επιβραδύνεται σημαντικά σε φυσικά περιβάλλοντα και δύσκολα αποικοδομείται σε κρύο νερό. Όσον αφορά το κόστος, η τιμή των πρώτων υλών PLA είναι περίπου 17.500-23.000 γιουάν/τόνο και η τιμή της ρητίνης PLA μειώθηκε στα 18.000 γιουάν/τόνο το 2024, μείωση 38,7% σε σύγκριση με την κορύφωση του 2020.

2.1.2 Πολυυδροξυαλκανοϊκά (PHA)

Τα πολυυδροξυαλκανοϊκά (PHA) συντίθενται μέσω μικροβιακής ζύμωσης σακχάρων ή λιπιδίων, που ανήκουν σε υλικά πλήρως βιολογικής-βάσης. Έχουν εξαιρετική βιοσυμβατότητα και πλήρη περιβαλλοντική αποικοδόμηση και μπορούν να αποικοδομηθούν αποτελεσματικά ακόμη και στο θαλασσινό νερό ή στο έδαφος, με κύκλο αποικοδόμησης περίπου 3-6 μηνών, επιτυγχάνοντας πραγματικά έναν κύκλο «από λίκνο-από την κούνια.

Ωστόσο, η εμπορική εφαρμογή του PHA περιορίζεται σε μεγάλο βαθμό από το κόστος. Σύμφωνα με μια αναφορά από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας και Μηχανικής Υλικών Ningbo, Κινεζική Ακαδημία Επιστημών, τον Ιανουάριο του 2025, το ποσοστό διείσδυσης του PHA στην κινεζική αγορά βιοαποδομήσιμων υλικών συσκευασίας ήταν μόλις περίπου 5% το 2023, κυρίως λόγω του υψηλού κόστους παραγωγής (περίπου 2-3 φορές του PLA) και της ανεπαρκούς παραγωγικής ικανότητας{16}. Το 2024, το κόστος παραγωγής του PHA εξακολουθούσε να φτάνει τα 40.000-60.000 γιουάν/τόνο, σημαντικά υψηλότερο από τα 22.000-28.000 γιουάν/τόνο PLA. Όσον αφορά την απόδοση, το PHA έχει καλή βιοσυμβατότητα και ικανότητα αποικοδόμησης, αλλά η θερμική του σταθερότητα και η απόδοση επεξεργασίας πρέπει να βελτιωθούν. Επί του παρόντος, η Hengxin Life προωθεί την εφαρμογή της τεχνολογίας διαδικτυακής επίστρωσης γαλακτώματος με βάση το νερό PHA μέσω ενός μοντέλου συνεργασίας τεσσάρων μερών. Αυτή η τεχνολογία όχι μόνο ανακουφίζει το πρόβλημα του υψηλού κόστους PHA αλλά δημιουργεί επίσης πρόσθετη αξία για τις μεταποιητικές επιχειρήσεις με ποσοστό ανάκτησης πολτού άνω του 95%.

2.1.3 Σύνθετα υλικά με βάση το άμυλο-

Τα σύνθετα υλικά{0}}με βάση το άμυλο χρησιμοποιούν φυσικά άμυλα όπως το άμυλο καλαμποκιού και μανιόκα ως κύρια συστατικά. Με την ανάμειξη και την τροποποίησή τους με βιοδιασπώμενους πολυεστέρες όπως PLA και PBAT, το κόστος μπορεί να μειωθεί και να βελτιωθεί η βιοδιασπασιμότητα. Το 2023, η αναλογία τους σε βιοαποικοδομήσιμαμεσημεριανό για να-μεταφερθούν σε κοντέινερήταν περίπου 18%, με κόστος πρώτων υλών μόνο 8.000-12.000 γιουάν/τόνο, πολύ χαμηλότερο από το PLA.

Τα πλεονεκτήματα αυτού του υλικού έγκεινται στην ισχυρή του ανανεώσιμη πρώτη ύλη και στη χαμηλή του τιμή, αλλά οι μηχανικές του ιδιότητες και η αντοχή του στο νερό είναι κακές και συνήθως χρειάζεται να αναμειγνύεται και να τροποποιείται με άλλα βιολογικά-υλικά. Σύμφωνα με στοιχεία από το Τμήμα Διατήρησης Πόρων και Προστασίας του Περιβάλλοντος της Εθνικής Επιτροπής Ανάπτυξης και Μεταρρυθμίσεων το 2024, παρόλο που τα υλικά με βάση το άμυλο- είναι χαμηλού κόστους, οι πλαστικοποιητές, οι συμβατοποιητές και άλλα λειτουργικά πρόσθετα που απαιτούνται για τη βελτίωση της απόδοσης της επεξεργασίας εισάγονται σε μεγάλο βαθμό και οι τιμές τους επηρεάζονται σημαντικά από τις διεθνείς χημικές διακυμάνσεις.

2.2 Βιοαποικοδομήσιμα υλικά-με βάση το πετρέλαιο

2.2.1 Τερεφθαλικό αδιπικό πολυβουτυλένιο (PBAT)

Το τερεφθαλικό αδιπικό πολυβουτυλένιο (PBAT) είναι ένα ημι-κρυσταλλικό ελαστομερές, που συντίθεται με την πολυσυμπύκνωση αδιπικού οξέος, τερεφθαλικού οξέος και βουτανοδιόλης, με κρυσταλλικότητα περίπου 10-20%. Έχει εξαιρετική ευκαμψία και ολκιμότητα, με επιμήκυνση στο σπάσιμο 500-700%, καθιστώντας το ένα από τα πιο σκληρά βιοδιασπώμενα πλαστικά που διατίθενται σήμερα.

Το PBAT έχει σημείο τήξης περίπου 110-130 μοίρες και θερμοκρασία θερμικής παραμόρφωσης περίπου 30-40 μοίρες, με καλή απόδοση επεξεργασίας, προσαρμόσιμο σε διάφορες διαδικασίες όπως χύτευση με έγχυση, εξώθηση και εμφύσηση φιλμ. Όσον αφορά την απόδοση αποικοδόμησης, το PBAT μπορεί να αποικοδομηθεί πλήρως στο έδαφος μέσα σε 6-12 μήνες και τα προϊόντα αποδόμησης είναι μη τοξικά. Επίσης, υποβαθμίζεται σχετικά γρήγορα σε διάφορα περιβάλλοντα. Επειδή μπορεί να βελτιώσει την ευθραυστότητα του PLA, το PBAT χρησιμοποιείται συχνά σε μείγματα με PLA και το 2024, η αναλογία του στις βιοδιασπώμενες πρώτες ύλες του κουτιού γεύματος έφτασε το 32%. Όσον αφορά το κόστος, η τιμή του PBAT είναι περίπου 17.000-19.000 RMB/τόνο, με τις πρώτες ύλες να αντιπροσωπεύουν το 65-70% του κόστους κατασκευής. Η κύρια πρώτη ύλη, η 1,4-βουτανοδιόλη (BDO), τιμολογείται σταθερά στα 7.800 RMB/τόνο, αντιπροσωπεύοντας πάνω από το 65% του κόστους της πρώτης ύλης.

2.2.2 Ηλεκτρικό πολυβουτυλένιο (PBS)

Το ηλεκτρικό πολυβουτυλένιο (PBS) είναι ένας πολύ κρυσταλλικός πολυεστέρας, ο οποίος εμφανίζεται ως υπό-λευκό στερεό, άοσμο και άγευστο, με καλή βιοσυμβατότητα και βιοδιασπασιμότητα και μπορεί φυσικά να αποικοδομηθεί σε διοξείδιο του άνθρακα και νερό. Το εξαιρετικό του πλεονέκτημα είναι η εξαιρετική του αντοχή στη θερμότητα, με θερμοκρασία θερμικής παραμόρφωσης κοντά στους 100 βαθμούς, η οποία μπορεί να ξεπεράσει τους 100 βαθμούς μετά από τροποποίηση, ικανοποιώντας τις απαιτήσεις θερμικής αντίστασης των καθημερινών αναγκών.

Η μηχανική αντοχή του PBS είναι παρόμοια με εκείνη των πλαστικών γενικής χρήσης, όπως PP και PE, και μπορεί να προσαρμοστεί σε διαδικασίες προετοιμασίας όπως χύτευση με έγχυση, εξώθηση, εμφύσηση φιλμ και πλαστικοποίηση. Μπορεί επίσης να αναμιχθεί με υλικά πλήρωσης όπως ανθρακικό ασβέστιο και άμυλο για μείωση του κόστους. Όσον αφορά την απόδοση αποικοδόμησης, το PBS μπορεί να αποσυντεθεί αποτελεσματικά από μικροοργανισμούς και ένζυμα σε περιβάλλοντα κομποστοποίησης, εδάφους, νερού και ενεργοποιημένης λάσπης και η αποικοδόμησή του δεν απαιτεί τις συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας και υγρασίας που απαιτούνται από το PLA, καθιστώντας το πιο κοντά σε σενάρια φυσικής αποδόμησης. Όσον αφορά την τιμή, το εγχώριο PBS είναι περίπου 19.000 RMB/τόνο και το εισαγόμενο PBS είναι περίπου 23.500 RMB/τόνο. Αν και το κόστος είναι υψηλότερο, έχει μοναδικά πλεονεκτήματα σε-πεδία εφαρμογών υψηλής τεχνολογίας, όπως ανθεκτικά στη θερμότητα δοχεία τροφίμων και ιατρικά υλικά.

2.3 Τροποποιημένα υλικά υψηλής απόδοσης{{1}

2.3.1 Νανοσύνθετα Τροποποιημένα Υλικά

Η τεχνολογία τροποποίησης νανοσύνθετων είναι μια σημαντική κατεύθυνση στην ανάπτυξη νέων υλικών πλαστικών δοχείων τροφίμων-ποιότητας τροφίμων τα τελευταία χρόνια. Η προσθήκη νανοσωματιδίων μοντμοριλλονίτη στη μήτρα PLA μπορεί να βελτιώσει την απόδοση του φραγμού οξυγόνου του υλικού κατά 3 φορές και να αυξήσει τη θερμοκρασία αντίστασης στη θερμότητα στους 120 βαθμούς, επιτρέποντάς του να χρησιμοποιηθεί απευθείας σε συσκευασίες με ζεστό-χυμό. Η νανοκυτταρίνη, ως ενισχυτικός παράγοντας υψηλής-ποιότητας, έχει μια εξαιρετικά-λεπτή δομή ινών 5-20 νανόμετρων, η οποία μπορεί να σχηματίσει ένα πυκνό δίκτυο δεσμών υδρογόνου στη μήτρα PLA, μειώνοντας τη διαπερατότητα οξυγόνου του υλικού σε 0,5 cc/m² ανά p.μ.

Η εφαρμογή της τεχνολογίας πλαστικών σύνθετων βιο-νανοπηλού λύνει το πρόβλημα της παραμόρφωσης σε υψηλές-θερμοκρασίες παραδοσιακών υλικών με βάση τη βιολογική-π. Το σύνθετο υλικό, που παρασκευάστηκε με την προώθηση της ομοιόμορφης διασποράς των νανοσωματιδίων μέσω υπερήχων (1200 rpm ανάδευση για 20 λεπτά), ακολουθούμενη από διήθηση κενού (φίλτρο 100 μm) και εν θερμώ συμπίεση (σκλήρυνση 80 μοιρών), βελτίωσε σημαντικά τις μηχανικές ιδιότητες και τις ιδιότητες φραγμού διατηρώντας τη βιοδιασπασιμότητα.

2.3.2 Πολυστρωματική Co-εξώθηση και τεχνολογία επίστρωσης επιφανειών

Η τεχνολογία πολλαπλών στρωμάτων συν-εξώθησης είναι η κύρια διαδικασία για δοχεία τροφίμων υψηλής ποιότητας-φιλικά προς το περιβάλλον. Με την ταυτόχρονη εξώθηση ενός θερμοανθεκτικού στρώματος (όπως το τροποποιημένο PLA), ενός στρώματος φραγμού (όπως PBAT ή EVOH που περιέχει νανοπληρωτικά) και ενός επιφανειακού στρώματος (όπως το καθαρό PLA) χρησιμοποιώντας πολλαπλούς εξωθητές, σχηματίζεται μια δομή "σάντουιτς". Αυτό όχι μόνο βελτιώνει τη συνολική απόδοση του υλικού αλλά και μειώνει αποτελεσματικά το κόστος.

Η τεχνολογία τροποποίησης επιφανειακής επίστρωσης βελτιώνει σημαντικά το φράγμα και την αντοχή στο νερό των δοχείων τροφίμων PLA/PBAT εφαρμόζοντας μια εξαιρετικά-λεπτή επίστρωση με υψηλό-φράγμα στο εσωτερικό τοίχωμα. Μεταξύ αυτών, η διαδικτυακή τεχνολογία επίστρωσης που χρησιμοποιεί υδατικό γαλάκτωμα PHA έχει ευρείες βιομηχανικές προοπτικές. Όχι μόνο λύνει το πρόβλημα του υψηλού κόστους PHA αλλά δημιουργεί επιπλέον αξία για τις μεταποιητικές εταιρείες με ποσοστό ανακύκλωσης άνω του 95%.

2.4 Ολοκληρωμένη Συγκριτική Ανάλυση Ιδιοτήτων Υλικού

Όπως φαίνεται από τον παραπάνω πίνακα, υπάρχει σαφής αντιστάθμιση-μεταξύ απόδοσης και κόστους για διαφορετικά υλικά: το PLA έχει εξαιρετική διαφάνεια και ακαμψία, αλλά ανεπαρκή αντίσταση στη θερμότητα. Το PBAT έχει καλή ευελιξία, αλλά στερείται αντοχής και αντοχής στη θερμότητα. Το PBS έχει εξαιρετική αντοχή στη θερμότητα, αλλά υψηλότερο κόστος. Το PHA έχει την καλύτερη φιλικότητα προς το περιβάλλον, αλλά το κόστος του περιορίζει την εφαρμογή μεγάλης-κλίμακας. Τα υλικά με βάση το άμυλο-έχουν το χαμηλότερο κόστος, αλλά σχετικά κακή απόδοση.

3. Τάσεις Τεχνολογικής Ανάπτυξης και Καινοτομίας

3.1 Τεχνολογικές ανακαλύψεις το 2021-2026

Από το 2021 έως το 2026, επιτεύχθηκαν αρκετές σημαντικές ανακαλύψεις στην τεχνολογία νέας-ποιότητας πλαστικών υλικών δοχείων τροφίμων. Στο σύστημα τεχνολογίας PLA, η σύνθεση και ο καθαρισμός του λακτιδίου απαιτεί καθαρότητα άνω του 99,5% για να διασφαλιστεί η απόδοση του προϊόντος, με αποτέλεσμα πολύπλοκες διαδικασίες και υψηλή κατανάλωση ενέργειας. Ωστόσο, με την εισαγωγή αντιδραστικών συμβατών και τεχνολογίας νανοσύνθετων, η αντοχή σε κρούση του υλικού αυξήθηκε από 2-3 kJ/m² σε 15-20 kJ/m². Σε συνδυασμό με παράγοντες πυρηνοποίησης και διεργασίες ανόπτησης, η θερμοκρασία παραμόρφωσης θερμότητας ξεπέρασε τους 90 βαθμούς.

Στον τομέα της τεχνολογίας βιο{0}}σύνθεσης υλικών, ο Όμιλος Anhui Fengyuan συνεργάστηκε με μια κορυφαία εγχώρια πλατφόρμα παράδοσης τροφίμων για τη δημιουργία ενός "Κοινού Κέντρου Καινοτομίας Βιοδιασπώμενης Συσκευασίας", εστιάζοντας στη βελτιστοποίηση των ιδιοτήτων φραγμού των σύνθετων υλικών PLA και χαρτιού- σε υγρά και ζεστά περιβάλλοντα. Ανέπτυξαν με επιτυχία έναν νέο τύπο υλικού δοχείων τροφίμων που μπορεί να αντέξει τη συνεχή βύθιση σε ζεστό νερό 95 μοιρών για 60 λεπτά χωρίς παραμόρφωση και πέτυχαν μαζική παραγωγή το δεύτερο τρίμηνο του 2024.

Σημαντικά επιτεύγματα σημειώθηκαν επίσης στην καταλυτική τεχνολογία: η καταλυτική τεχνολογία θερμοκρασίας δωματίου-μπορεί να μετατρέψει το 95% των μικτών απορριμμάτων πλαστικών PVC και ΜΑΠ σε βενζίνη υψηλού-οκτανίου, μειώνοντας την κατανάλωση ενέργειας κατά 70%, καθιστώντας δύσκολη--επεξεργασία μικτών πλαστικών σε πολύτιμους πόρους. Η νέα κουτινάση της Novozymes πέτυχε αποτελεσματικότητες αποικοδόμησης 96% και 72% για τα σύνθετα υλικά PLA/PBAT, συντομεύοντας τον κύκλο αποδόμησης σε 45 ημέρες.

3.2 Καινοτομία σε Νέους Καταλύτες και Διαδικασίες Παραγωγής

Οι νέες τεχνολογίες καταλυτών έχουν βελτιώσει σημαντικά την απόδοση των υλικών και την παραγωγική απόδοση. Για παράδειγμα, η τεχνολογία ανθρακικής πολυόλης που αναπτύχθηκε από τη Novomer στις Ηνωμένες Πολιτείες οδήγησε σε ένα υλικό με αντοχή σε σχίσιμο 98 kN/m, μια βελτίωση 60% σε σύγκριση με το παραδοσιακό πολυαιθυλένιο.

Όσον αφορά τις διαδικασίες παραγωγής, το υπερκρίσιμο διοξείδιο του άνθρακα (CO2) χρησιμοποιείται ως φυσικός παράγοντας αφρισμού και το υλικό υπόκειται σε στιγμιαία μείωση πίεσης μέσα στο καλούπι για να σχηματιστεί μια δομή κυψέλης μεγέθους -μικρών, η οποία βελτιώνει την απόδοση του υλικού και μειώνει το κόστος παραγωγής. Σημαντικές ανακαλύψεις έχουν επίσης επιτευχθεί στην τεχνολογία βιο-ενζυμικής αποδόμησης. Η νέα κουτινάση της Novozymes βελτίωσε σημαντικά την αποτελεσματικότητα αποικοδόμησης των σύνθετων υλικών PLA/PBAT, συντομεύοντας τον κύκλο αποδόμησης σε 45 ημέρες, παρέχοντας μια νέα λύση για την ανακύκλωση και την επεξεργασία βιοαποδομήσιμων υλικών.

3.3 Τεχνολογίες Επεξεργασίας Επιφανειών και Λειτουργικότητας

Οι τεχνολογίες επεξεργασίας επιφανειών διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στη βελτίωση της λειτουργικότητας του υλικού. Μέσω της τροποποίησης επιφανειακής επίστρωσης, μπορούν να προσδοθούν ειδικές λειτουργίες στα υλικά διατηρώντας τις εγγενείς ιδιότητές τους. Για παράδειγμα, η εφαρμογή μιας επικάλυψης υψηλού-φραγμού στην εσωτερική επιφάνεια των δοχείων τροφίμων PLA/PBAT μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τις ιδιότητες φραγμού οξυγόνου και την αντοχή στο νερό.

Η τεχνολογία βιοαποικοδόμησης φωτογραφιών-είναι μια άλλη σημαντική κατεύθυνση ανάπτυξης. Σύμφωνα με την έκθεση δοκιμών από το Εθνικό Κέντρο Εποπτείας και Επιθεώρησης Ποιότητας Πλαστικών Προϊόντων, τα εγχώρια παραγόμενα δοχεία από φωτογραφικό-βιοδιασπώμενο πολυπροπυλένιο έχουν κύκλο αποικοδόμησης 90-180 ημερών και ποσοστό αποδόμησης που υπερβαίνει το 92%, πολύ υψηλότερο από την εθνική τυπική απαίτηση του 80%. Επιπλέον, η βελτιωμένη αντίσταση στη θερμότητα του προϊόντος επιτρέπει θερμοκρασία αντοχής στη θερμότητα άνω των 120 βαθμών, μειώνοντας τον χρόνο θέρμανσης κατά 18,3% και μειώνοντας την κατανάλωση ενέργειας κατά τη χρήση.

4. Ολοκληρωμένη Εκτίμηση Κόστους-Οφέλη

4.1 Ανάλυση κόστους πρώτων υλών

Στη δομή κόστους των νέων υλικών πλαστικών δοχείων τροφίμων-ποιότητας τροφίμων, το κόστος των πρώτων υλών αντιπροσωπεύει το μεγαλύτερο ποσοστό, φθάνοντας το 65,2%, ακολουθούμενο από το κόστος εργασίας με 18,3%, το κόστος κατασκευής με 12,1% και τα λοιπά έξοδα με 4,4%. Το 2026, οι τιμές των μεγάλων βιοαποδομήσιμων πρώτων υλών αναμένεται να αυξηθούν κατά 15-25% σε σύγκριση με το 2025, ασκώντας σημαντική πίεση στην κερδοφορία των επιχειρήσεων.

Οι δομές κόστους των διαφορετικών υλικών ποικίλλουν σημαντικά: Στο κόστος κατασκευής PBAT, οι πρώτες ύλες αντιπροσωπεύουν το 65-70%, η ενέργεια και η απόσβεση αντιπροσωπεύουν το 15-20% και το εργατικό και λοιπό κόστος αντιστοιχούν σε περίπου 10%. Ενώ στη σύνθεση κόστους του PHA, οι πρώτες ύλες (κυρίως πηγές άνθρακα) αντιπροσωπεύουν το 40-50%, αλλά η κατανάλωση ενέργειας, η απόσβεση του εξοπλισμού και το κόστος επεξεργασίας λυμάτων στα στάδια ζύμωσης και μετα-επεξεργασίας μαζί υπερβαίνουν το 40%, αντικατοπτρίζοντας την περίπλοκη διαδικασία και τα ενεργοβόρα χαρακτηριστικά του.

4.2 Σύγκριση κόστους παραγωγής με παραδοσιακά υλικά

Επί του παρόντος, η μέση τιμή μονάδας των βιοαποδομήσιμων συσκευασιών τροφίμων είναι 2,3-2,8 φορές μεγαλύτερη από αυτή των παραδοσιακών προϊόντων PP/PS. Η τιμή μονάδας του PLAμεσημεριανό για να-μεταφερθούν σε κοντέινερείναι περίπου 0,8-1,2 RMB/τεμάχιο, ενώ τα παραδοσιακά δοχεία για μεσημεριανό γεύμα από PP είναι μόνο 0,35-0,45 RMB/τεμάχιο. Όσον αφορά το κόστος των πρώτων υλών, το κόστος παραγωγής ανά μονάδα των βασικών βιοαποδομήσιμων υλικών όπως τα PLA, PHA και PBS εξακολουθούν να είναι σημαντικά υψηλότερα από τα παραδοσιακά πλαστικά με βάση το πετρέλαιο. Το 2024, η μέση τιμή εκ του εργοστασίου του PLA είναι περίπου 28.000 RMB/τόνο, ενώ το παραδοσιακό πολυπροπυλένιο (PP) είναι μόνο περίπου 9.000 RMB/τόνο.

Ωστόσο, με την κλιμάκωση-της παραγωγής και τις τεχνολογικές εξελίξεις, το χάσμα κόστους σταδιακά μειώνεται. Σύμφωνα με εκτιμήσεις του κλάδου, το μοναδιαίο κόστος του PLA αναμένεται να μειωθεί από περίπου 22.000 RMB/τόνο το 2024 σε 15.000 RMB/τόνο το 2030 και το κόστος του PBAT θα συγκλίνει επίσης από τα τρέχοντα 18.000 RMB/τόνο στο εύρος των 13.000 RMB/τόνο.

4.3 Εκτίμηση κόστους ανακύκλωσης και διάθεσης

Το κόστος ανακύκλωσης και απόρριψης των βιοδιασπώμενων μεσημεριανών δοχείων-διαφέρουν ανάλογα με τον τύπο του υλικού και τη μέθοδο επεξεργασίας. Στη βιομηχανική κομποστοποίηση, υλικά όπως το PLA απαιτούν συγκεκριμένες συνθήκες υψηλής-θερμοκρασίας και υψηλής-υγρασίας, με αποτέλεσμα σημαντικές επενδύσεις σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας. Όσον αφορά την ανακύκλωση, υλικά όπως το PET μπορούν να ανακυκλωθούν μέσω τεχνολογιών χημικής ανακύκλωσης, αλλά το τεχνολογικό κόστος είναι υψηλό.

Το κόστος περιβαλλοντικής συμμόρφωσης δεν είναι επίσης αμελητέο. Μετά την εφαρμογή του "14ου πενταετούς σχεδίου δράσης για τον έλεγχο της ρύπανσης από πλαστικό" το 2021, οι εταιρείες πρέπει να επενδύσουν στην επεξεργασία των καυσαερίων, στην επαναχρησιμοποίηση λυμάτων και στην ταξινόμηση στερεών αποβλήτων. Οι μικροί και μεσαίοι-κατασκευαστές κουτιών φαγητού έχουν μέσες ετήσιες δαπάνες για την προστασία του περιβάλλοντος από περίπου 500.000 έως 1 εκατομμύριο RMB. Ωστόσο, μακροπρόθεσμα, τα οφέλη της συμμόρφωσης είναι σημαντικά. Οι υπολογισμοί από την China Circular Economy Association δείχνουν ότι το μέσο συνολικό κόστος ανά μονάδα προϊόντος για τις συμμορφούμενες εταιρείες μειώθηκε κατά 18% σε σύγκριση με το 2020, κυρίως λόγω οικονομιών κλίμακας, φορολογικών κινήτρων και μειωμένων τελών διάθεσης απορριμμάτων.

4.4 Κόστος-Ανάλυση αποτελεσματικότητας σε διαφορετικά σενάρια εφαρμογών

Το κόστος-αποτελεσματικότητας των νέων υλικών ποικίλλει ανάλογα με τα διαφορετικά σενάρια εφαρμογής. Σε σενάρια τροφοδοσίας και σενάρια υψηλών προδιαγραφών, οι καταναλωτές είναι λιγότερο ευαίσθητοι στις τιμές-και ανησυχούν περισσότερο για τα περιβαλλοντικά χαρακτηριστικά και την εμπειρία χρήστη. σε-σενάρια προμηθειών μεγάλης κλίμακας, όπως σχολικές καντίνες και εταιρικά ομαδικά γεύματα, ο έλεγχος του κόστους είναι πιο κρίσιμος, καθώς απαιτεί ισορροπία μεταξύ απόδοσης και τιμής.

Η βελτιστοποίηση του σχεδιασμού της συσκευασίας μπορεί επίσης να βελτιώσει σημαντικά την απόδοση. Λαμβάνοντας για παράδειγμα τα δοχεία μεσημεριανού PP για-πηγαίνοντας, χρησιμοποιώντας ένα ελαφρύ δομικό σχέδιο, το βάρος μπορεί να μειωθεί από 28 γραμμάρια σε 24 γραμμάρια, ενώ διατηρείται η αντοχή. Με βάση μια ετήσια παραγωγή 1 δισεκατομμυρίου μονάδων, αυτό εξοικονομεί πάνω από 32 εκατομμύρια RMB σε κόστος πρώτων υλών ετησίως. Αυτή η στρατηγική ισχύει επίσης για νέα βιοαποδομήσιμα υλικά. Η μείωση της χρήσης υλικών μέσω της δομικής βελτιστοποίησης μπορεί να μειώσει αποτελεσματικά το κόστος.

5. Ανάλυση Διαφορών Περιφερειακής Αγοράς

5.1 Διαφορές στις πολιτικές και τους κανονισμούς

Οι πολιτικές και οι κανονισμοί διαφέρουν σημαντικά στις μεγάλες παγκόσμιες αγορές, επηρεάζοντας άμεσα τον ρυθμό εφαρμογής του υλικού. Η ΕΕ εφάρμοσε την Οδηγία για τα Πλαστικά για Ενιαία-Χρήση το 2021, απαγορεύοντας 10 κοινά πλαστικά προϊόντα μίας-χρήσεως και απαιτώντας όλες τις πλαστικές συσκευασίες να είναι ανακυκλώσιμες ή βιοαποδομήσιμες έως το 2030. Ο κανονισμός της (ΕΕ) αριθ. μπουκάλια). Η Κίνα αναβάθμισε την «απαγόρευση πλαστικών» της το 2020, δηλώνοντας ρητά ότι έως το 2025, το ποσοστό χρήσης των μη αποικοδομήσιμων πλαστικών σακουλών στον τομέα της εστίασης και σε πακέτο σε πόλεις πάνω από το επίπεδο της κομητείας θα πρέπει να μειωθεί κάτω από 5%. Κατασκευάζει ένα σύστημα ασφάλειας υλικών που έρχονται σε επαφή με τρόφιμα με επίκεντρο τη σειρά προτύπων GB 4806, με το GB 4806.7-2023 "Plastic Materials and Products for Food Contact" που εφαρμόστηκε τον Σεπτέμβριο του 2024, ενσωματώνοντας πρότυπα ρητίνης και προϊόντων και προσθέτοντας μια κατηγορία πλαστικών με βάση το άμυλο.

Σε ομοσπονδιακό επίπεδο των Η.Π.Α., δεν υπάρχει επί του παρόντος ενοποιημένη νομοθεσία, αλλά πολιτείες όπως η Καλιφόρνια και η Νέα Υόρκη έχουν θεσπίσει "φόρους πλαστικών σακουλών" και υποχρεωτικούς νόμους για τις βιοαποικοδομήσιμες συσκευασίες, δημιουργώντας μια κινητήρια δύναμη "από κάτω-επάνω". Ο FDA ρυθμίζει τα πλαστικά υλικά μέσω του 21 CFR Μέρος 177, απαιτώντας τη συνολική μετανάστευση τροφίμων με βάση το νερό- να μην υπερβαίνει τα 10 mg/dm² και τα λιπαρά τρόφιμα να μην υπερβαίνουν τα 50 mg/kg.

5.2 Διαφορές στις συνήθειες των καταναλωτών και στη ζήτηση της αγοράς

Η ευρωπαϊκή αγορά, υποστηριζόμενη από αυστηρούς περιβαλλοντικούς κανονισμούς και ώριμες καταναλωτικές συνήθειες, έχει το υψηλότερο ποσοστό διείσδυσης βιοαποδομήσιμων επιτραπέζιων σκευών, φθάνοντας το 75% το 2023. Χώρες όπως η Γερμανία και η Σουηδία έχουν επιτύχει πλήρη κάλυψη στον τομέα των takeaway. Η Γερμανία, η Γαλλία, η Ιταλία και το Ηνωμένο Βασίλειο αντιπροσωπεύουν το 72% της ευρωπαϊκής ζήτησης, χρησιμοποιώντας 2,1 εκατομμύρια τόνους φιλικών προς το περιβάλλον δοχείων RPET και PLA ετησίως.

Η αγορά της Ασίας-Ειρηνικού είναι ένας αναπτυσσόμενος κινητήρας, με την Κίνα, την Ιαπωνία και τη Νότια Κορέα να συμβάλλουν στο 85% του μεριδίου αγοράς της περιοχής. Το μέγεθος της αγοράς της Κίνας αυξήθηκε κατά 85%-σε-έτος το 2023, αλλά το ποσοστό διείσδυσης είναι μόνο 28%, υποδηλώνοντας τεράστιες δυνατότητες τα επόμενα πέντε χρόνια. Ως ο μεγαλύτερος παραγωγός και καταναλωτής στον κόσμο, η Κίνα αντιπροσωπεύει πάνω από το 60% της παγκόσμιας ικανότητας παραγωγής δοχείων βιοδιασπώμενων τροφίμων. Με γνώμονα τις περιβαλλοντικές πολιτικές, το ποσοστό των παραδοσιακών υλικών PS μειώθηκε στο 35%, ενώ το μερίδιο των βιοαποικοδομήσιμων υλικών όπως το PLA και το PBAT έχει ξεπεράσει το 28%.

Η αγορά της Βόρειας Αμερικής έχει σύνθετο ετήσιο ρυθμό ανάπτυξης μόνο 3,2% από το 2023 έως το 2025 λόγω της αργής διαδικασίας πιστοποίησης του FDA για νέα υλικά. Ως κύριος καταναλωτής επιτραπέζιων σκευών μιας χρήσης παγκοσμίως, οι ΗΠΑ έχουν μια διαδεδομένη κουλτούρα{4}}του γρήγορου φαγητού και ανεπτυγμένη επιχείρηση σε πακέτο, με αποτέλεσμα την υψηλή ζήτηση των καταναλωτών για την άνεση των δοχείων τροφίμων.

5.3 Σύγκριση ωριμότητας εφοδιαστικής αλυσίδας

Η Κίνα έχει σχηματίσει μια πλήρη βιομηχανική αλυσίδα, με πάνω από το 80% της παραγωγικής ικανότητας να συγκεντρώνεται στην Ανατολική και Νότια Κίνα. Έχει φτάσει σε διεθνώς προηγμένα επίπεδα σε κύρια υλικά όπως το PLA και το PBAT, αλλά εξακολουθεί να υπάρχει ένα κενό σε υλικά υψηλής ποιότητας, όπως το PHA. Η υποδομή ανακύκλωσης και επεξεργασίας είναι ακόμη υπό κατασκευή. Η Ευρώπη έχει δημιουργήσει ένα ολοκληρωμένο σύστημα βιομηχανικής κομποστοποίησης και ανακύκλωσης, με την τεχνολογική ανάπτυξη να επικεντρώνεται στην ανακύκλωση υλικών. Ωστόσο, λόγω των περιορισμών της παραγωγικής ικανότητας, η εξάρτησή της από εισαγόμενα βιοαποδομήσιμα προϊόντα από την Ασία έχει αυξηθεί στο 50%, και οι συχνές έρευνες αντιντάμπινγκ ώθησαν ορισμένες εταιρείες να ιδρύσουν εργοστάσια στο εξωτερικό.

Η αλυσίδα εφοδιασμού της Βόρειας Αμερικής επικεντρώνεται στην παραδοσιακή παραγωγή πλαστικών, με ανεπαρκή ικανότητα για νέα βιοαποδομήσιμα υλικά. Βασίζεται στις εισαγωγές για πρώτες ύλες και τελικά προϊόντα και η τεχνολογική ανάπτυξη επικεντρώνεται στη βελτιστοποίηση της λειτουργικότητας των υλικών. Το σύστημα ανακύκλωσης βασίζεται κυρίως στη μηχανική ανακύκλωση, με την τεχνολογία χημικής ανακύκλωσης να βρίσκεται ακόμη σε πιλοτικό στάδιο.

6. Περίληψη και συστάσεις

6.1 Κύρια ευρήματα έρευνας

Επίπεδο τεχνολογίας υλικού:Τα βιοαποικοδομήσιμα υλικά που βασίζονται σε βιολογικά- γίνονται κυρίαρχα, με το PLA και το PBAT να κυριαρχούν στην αγορά με μερίδιο αγοράς 42% και 32% αντίστοιχα. Μέσω τεχνολογιών όπως τα νανοσύνθετα και η τροποποίηση της επιφάνειας, η θερμοκρασία αντίστασης στη θερμότητα του τροποποιημένου PLA έχει αυξηθεί στους 90-120 βαθμούς, ικανοποιώντας βασικά τις ανάγκες συσκευασίας ζεστών τροφίμων.
Κόστος-Επίπεδο αποτελεσματικότητας:Το κόστος των νέων βιοαποικοδομήσιμων υλικών εξακολουθεί να είναι 2-3 φορές μεγαλύτερο από αυτό των παραδοσιακών υλικών ΡΡ, αλλά το χάσμα μειώνεται συνεχώς. Το κόστος του PLA αναμένεται να μειωθεί από 22.000 RMB/τόνο το 2024 σε 15.000 RMB/τόνο το 2030, μείωση 32%.
Επίπεδο Εφαρμογής Αγοράς:Τα αποτελέσματα που απορρέουν από την πολιτική{0}}είναι σημαντικά. Το ποσοστό διείσδυσης στην αγορά των βιοαποικοδομήσιμων δοχείων τροφίμων στην Κίνα αυξήθηκε από λιγότερο από 7% το 2021 σε περίπου 18% το 2025. Η αποδοχή των καταναλωτών έχει αυξηθεί, με το 76,3% των καταναλωτών να είναι πρόθυμοι να πληρώσουν πριμ 5%-10% για φιλικές προς το περιβάλλον συσκευασίες.
Περιφερειακές διαφορές:Η Ευρώπη έχει το υψηλότερο ποσοστό διείσδυσης (75%), η Κίνα έχει την ταχύτερη ανάπτυξη (85% ετησίως) και η Βόρεια Αμερική έχει αργή ανάπτυξη (3,2%). Οι πολιτικές και οι κανονισμοί, οι συνήθειες των καταναλωτών και η ωριμότητα της εφοδιαστικής αλυσίδας είναι βασικοί παράγοντες που επηρεάζουν.

6.2 Μελλοντικές κατευθύνσεις έρευνας

• Βελτιστοποίηση απόδοσης υλικού: Focus on developing high-temperature resistant (>120 μοίρες), βιοαποδομήσιμα υλικά-ανθεκτικά στο λάδι και υψηλά-φράγματα για επέκταση των σεναρίων εφαρμογής.
• Τεχνολογίες μείωσης κόστους:Μειώστε το κόστος υλικών υψηλών προδιαγραφών, όπως το PHA, μέσω της καινοτομίας στις τεχνολογίες βιολογικής ζύμωσης και χημικής σύνθεσης για την προώθηση-μεγάλης κλίμακας εφαρμογής.
• Τεχνολογίες Ανακύκλωσης και Επεξεργασίας:Αναπτύξτε τεχνολογίες ανακύκλωσης βιοαποικοδομήσιμων υλικών κατάλληλες για τις εθνικές συνθήκες της Κίνας και δημιουργήστε ένα πλήρες σύστημα κυκλικής οικονομίας.
• Έξυπνες τεχνολογίες συσκευασίας:Ενσωματώστε λειτουργίες ανίχνευσης, ιχνηλασιμότητας και περιβαλλοντικής απόκρισης για την ανάπτυξη έξυπνων βιοαποδομήσιμων υλικών συσκευασίας.
• Αξιολόγηση Κύκλου Ζωής:Δημιουργήστε ένα επιστημονικό σύστημα εκτίμησης περιβαλλοντικών επιπτώσεων για την ολοκληρωμένη αξιολόγηση των περιβαλλοντικών οφελών των υλικών.
• Έρευνα Πολιτικής και Μηχανισμού:Διερεύνηση μηχανισμών παροχής κινήτρων πολιτικής προσαρμοσμένοι σε διαφορετικές περιοχές για την προώθηση της εφαρμογής στην αγορά βιοαποδομήσιμων υλικών.

• 

Τα νέα υλικά για τα πλαστικά δοχεία τροφίμων-ποιότητας είναι ένα βασικό μονοπάτι για την αντιμετώπιση της πλαστικής ρύπανσης. Μέσω των συνεργιστικών προσπαθειών τεχνολογικής καινοτομίας, υποστήριξης πολιτικής και προώθησης στην αγορά, τα υλικά αυτά αναμένεται να καταλάβουν σημαντική θέση στον τομέα συσκευασίας τροφίμων έως το 2030, παρέχοντας υποστήριξη για την κατασκευή ενός βιώσιμου συστήματος βιομηχανίας συσκευασίας.