تطبيق مادة البولي إيثيلين تيريفثالات في صناعة الأغذية

1. نظرة عامة على مواد حيوان أليف

حيوان أليف، المعروف أيضًا باسم بولي إيثيلين تيريفثالات، هو مادة لدنة حرارية شائعة. يُصنع عن طريق تفاعل التكثيف الكيميائي لحمض التيريفثاليك مع جلايكول الإيثيلين. يتميز حيوان أليف بخصائص ممتازة، ويُشار إليه عادةً باسم "polyester" في تطبيقات الألياف، بينما يُطلق عليه اسم حيوان أليف أو راتنج حيوان أليف عند استخدامه لأغراض أخرى مثل الحاويات.

2. مزايا استخدام مادة البولي إيثيلين تيريفثالات في صناعة الأغذية

أداء حاجز ممتاز: يمنع البولي إيثيلين تيريفثالات (حيوان أليف) دخول الأكسجين والرطوبة والروائح بفعالية. بالنسبة للأغذية، هذا يعني أنه يُطيل مدة صلاحيتها بشكل كبير، ويُقلل من خطر تلفها نتيجة تفاعلها مع الأكسجين وبخار الماء ومواد أخرى في البيئة الخارجية، ويضمن للمستهلكين مذاقًا طازجًا. على سبيل المثال، يمنع العصير المعبأ في البولي إيثيلين تيريفثالات دخول الأكسجين وأكسدة العصير بفعالية، محافظًا على لونه ونكهته ومحتواه الغذائي الأصلي.

شفافية عالية: تتميز المنتجات البلاستيكية المصنوعة من مادة البولي إيثيلين تيرفثالات (حيوان أليف) بشفافية عالية جدًا، ونقاءٍ فائق، مما يتيح للمستهلكين فهمًا واضحًا للطعام داخل العبوة. عند تغليف الحلوى، تُظهر عبوات البولي إيثيلين تيرفثالات الشفافة شكل ولون الحلوى بشكل كامل، مما يعزز المظهر الجمالي للمنتج ويحفز رغبة المستهلكين في الشراء.

قوة ومتانة ممتازة: تتميز مادة البولي إيثيلين تيرفثالات (حيوان أليف) بقوة ومتانة عاليتين، مما يضمن تغليفًا خفيف الوزن، كما أنها تتحمل درجة معينة من الضغط والاصطدام، ولا تتشوه أو تنكسر بسهولة. هذه الميزة تقلل بشكل فعال من فقدان المنتج الناتج عن تلف التغليف أثناء نقل وتخزين الطعام، مما يوفر على شركات الأغذية تكاليف كبيرة.

سلامة عالية: حصلت مادة البولي إيثيلين تيريفثالات (حيوان أليف) على موافقة إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (إدارة الغذاء والدواء) والعديد من هيئات الصحة والسلامة العالمية للاستخدام الآمن مع الأغذية والمشروبات. بعد أبحاث مكثفة، وموافقات تنظيمية، واختبارات، وأكثر من 30 عامًا من الاستخدام الواسع النطاق، تم التحقق من سلامتها مرارًا وتكرارًا. علاوة على ذلك، لا تحتوي مادة البولي إيثيلين تيريفثالات على مادة بيسفينول أ (مادة BPA) أو الفثالات (الملدنات)، لذا لا داعي لقلق المستهلكين بشأن انتقال المواد الكيميائية الضارة إلى الأغذية.

قابلية إعادة تدوير عالية: يُعدّ البولي إيثيلين تيريفثالات (حيوان أليف) مادةً ذات قيمة إعادة تدوير عالية، تتوافق مع مفهوم حماية البيئة الذي ينادي به المجتمع المعاصر وتوجهات التنمية المستدامة. بعد معالجة البولي إيثيلين تيريفثالات المُعاد تدويره، يُمكن استخدامه في تصنيع منتجات متنوعة، مثل زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات الجديدة، والألياف، والسجاد، والأحزمة الصناعية، وغيرها، مما يُساعد على تقليل التلوث البيئي الناتج عن نفايات التغليف، ويعزز تطوير صناعة التغليف نحو بيئة خضراء.

3. سيناريوهات تطبيق محددة للـPET في صناعة الأغذية

تغليف المشروبات: يُستخدم البولي إيثيلين تيريفثالات (حيوان أليف) على نطاق واسع في مجال تغليف المشروبات. حوالي 70% من زجاجات العصائر والمشروبات الغازية والمشروبات المخففة وزجاجات المياه حول العالم مصنوعة من بلاستيك البولي إيثيلين تيريفثالات. تتميز زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات بقدرتها على الاحتفاظ بثاني أكسيد الكربون في المشروبات الغازية، ومنع تسربه، وضمان بقاء المشروب محتفظًا بكمية كافية من الكربونات والنكهة. بالإضافة إلى ذلك، يُمكن تحسين تصميم جسم الزجاجة بما يتوافق مع بيئة العمل، مما يُسهّل على المستهلكين الإمساك بها وشربها.

تعبئة زيوت الطعام: بفضل خصائصه العازلة الجيدة، يمنع البولي إيثيلين تيريفثالات (حيوان أليف) بفعالية أكسدة وتزنخ زيوت الطعام الناتجة عن ملامستها للأكسجين، لذا يُستخدم على نطاق واسع في تعبئة زيوت الطعام. كما يمكن تصميم بعض زجاجات زيت الزيتون المصنوعة من البولي إيثيلين تيريفثالات (حيوان أليف) خصيصًا، مثل زجاجة زيت الزيتون المصنوعة من البولي إيثيلين تيريفثالات (حيوان أليف) من نوفابيت (نوفابيت) المزودة بمقبض، والتي تستخدم مواد مصممة خصيصًا وتجمع بين تقنية البثق والنفخ الخاصة لتلبية احتياجات المستهلكين من حيث التصميم المريح مع ضمان إمكانية إعادة التدوير بنسبة 100%، مما يجعلها خيارًا مثاليًا لتعبئة زيوت الطعام.

تغليف الأطعمة المخبوزة: تُستخدم علب وصناديق بلاستيك البولي إيثيلين تيرفثالات (حيوان أليف) المخصصة للطعام عادةً لتغليف المخبوزات، مثل الكعك والبسكويت. بفضل إحكام إغلاقها الجيد ومقاومتها للرطوبة، تحافظ هذه العلب على قرمشة البسكويت وتطيل مدة صلاحيتها. كما تُبرز عبوات البولي إيثيلين تيرفثالات الشفافة جمال المخبوزات، وتجذب المستهلكين للشراء، كما أن خفة وزنها تُسهّل حملها وتخزينها.

تعبئة الصلصات والتوابل: غالبًا ما تُعبأ الصلصات والتوابل، مثل صلصة الصويا والخل وتتبيلة السلطة، في مادة البولي إيثيلين تيريفثالات (حيوان أليف). تتميز مادة البولي إيثيلين تيريفثالات بقدرتها على مقاومة التأثيرات الكيميائية التي قد تُسببها بعض مكونات هذه الأطعمة، مع الحفاظ على نكهتها وجودتها. كما يُمكن تصميم مواصفات تعبئة هذه المادة بمرونة وفقًا لاحتياجات المستهلكين المختلفة.

تغليف الخضراوات والفواكه الطازجة: تُعبأ بعض الخضراوات والفواكه الطازجة في علب بلاستيكية من مادة البولي إيثيلين تيريفثالات (حيوان أليف)، مما يوفر حمايةً معينةً لها، ويمنع تفتيتها وتلفها أثناء النقل والبيع. كما تُسهّل شفافية مادة البولي إيثيلين تيريفثالات اختيار الفاكهة والخضراوات للمستهلكين، كما تُحافظ على نفاذيتها للهواء من خلال فتحات التهوية في العبوة، مما يُطيل مدة صلاحيتها.

4. لوائح السلامة ذات الصلة بتطبيق مادة البولي إيثيلين تيريفثالات في صناعة الأغذية

على الصعيد الدولي، وافقت إدارة الغذاء والدواء الأمريكية على استخدام مادة البولي إيثيلين تيرفثالات (حيوان أليف) في تغليف الأطعمة والمشروبات، مؤكدةً بذلك امتثالها للمعايير ذات الصلة من حيث السلامة. وفي الاتحاد الأوروبي، تُوفر لائحة البلاستيك المُعاد تدويره المُلامس للأغذية (الاتحاد الأوروبي) 2022/1616، التي دخلت حيز التنفيذ في 10 أكتوبر 2022، أساسًا قانونيًا جديدًا لاستخدام البلاستيك المُعاد تدويره في تغليف الأطعمة. وتنص اللائحة على أنه لا يمكن استخدام سوى البلاستيك المُعاد تدويره المُنتَج باستخدام تقنيات إعادة تدوير مناسبة في تغليف الأطعمة. وتشمل تقنيات إعادة التدوير المناسبة المُعتمدة تقنية إعادة التدوير الفيزيائية المُعاد تدويرها (التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني المعاد تصنيعه) وتقنية إعادة تدوير البلاستيك ذات الحلقة المغلقة. كما تنص على أنه اعتبارًا من 10 يوليو 2023، لا يمكن طرح سوى البلاستيك المُعاد تدويره المُنتَج باستخدام تقنيات إعادة التدوير المناسبة في السوق. وفي 30 يوليو 2024، أصدرت الهيئة الأوروبية لسلامة الأغذية (الهيئة الأوروبية لسلامة الأغذية) أيضًا دليلًا علميًا لتقييم السلامة وتطبيقه لعملية التجديد الفيزيائي لمواد البولي إيثيلين تيرفثالات المُلامسة للأغذية بعد الاستهلاك لتوجيه تنفيذ اللائحة.

وفي الصين، توجد أيضًا معايير وطنية مماثلة لسلامة الأغذية تنظم المواد والمنتجات البلاستيكية المستخدمة في ملامسة الأغذية، مما يضمن أن مادة البولي إيثيلين تيريفثالات والمواد الأخرى تلبي متطلبات النظافة والسلامة عند استخدامها في تغليف الأغذية وغيرها من الأغراض، وحماية الصحة البدنية للمستهلكين.

5. اتجاه التنمية المستدامة للـPET في صناعة الأغذية

استخدام وترويج البولي إيثيلين تيريفثالات المُعاد تدويره: مع تزايد الوعي بحماية البيئة، يتزايد الاهتمام باستخدام البولي إيثيلين تيريفثالات المُعاد تدويره (التصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني المعاد تصنيعه) في تغليف المواد الغذائية. على سبيل المثال، تستخدم بري&كوكو عبوات "CocoGuard طلقات مشروبات جوز الهند المُعبأة في زجاجات مصنوعة بالكامل من البولي إيثيلين تيريفثالات المُعاد تدويره، مما يُقلل الوزن بشكل ملحوظ مقارنةً بالتغليف الزجاجي التقليدي، كما يُقلل بشكل كبير من استهلاك الطاقة وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون أثناء عملية التغليف، مما يُحقق فوائد بيئية إيجابية.

البحث عن البولي إيثيلين تيريفثالات الحيوي وتطبيقاته: بدأت بعض الشركات بتكريس جهودها للبحث عن البولي إيثيلين تيريفثالات الحيوي واستخدامه. يُنتج البولي إيثيلين تيريفثالات الحيوي باستخدام موارد متجددة كمواد خام، مثل تحويلها إلى تصوير الدماغ المغناطيسي حيوي من خلال التخمير بانبعاثات ثاني أكسيد الكربون، والذي يُستخدم بعد ذلك لإنتاج البولي إيثيلين تيريفثالات. يُسهم هذا في تقليل الاعتماد على الموارد البتروكيماوية التقليدية وتقليل البصمة الكربونية. تتعاون شركات مثل شركة بورميولي فارما الإيطالية مع شركات ذات صلة لإنتاج زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات التي تلتقط الكربون لتغليف الأدوية. يُقلل هذا التغليف من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بنسبة 21.9% مقارنةً بالبولي إيثيلين تيريفثالات التقليدي، ويتميز بأداء يُضاهي البولي إيثيلين تيريفثالات القياسي. من المتوقع أن يكون له المزيد من التطبيقات في مجال تغليف المواد الغذائية مستقبلًا.

تحسين تصميم العبوات: إلى جانب تلبية وظائف التعبئة والتغليف، تعمل شركات الأغذية ومصنعو العبوات باستمرار على تحسين تصميم عبوات حيوان أليف لتقليل استخدام مواد التعبئة والتغليف. على سبيل المثال، يمكن لتعديل شكل العبوة وسمكها ومعاييرها الأخرى بشكل معقول أن يقلل وزن العبوة دون التأثير على حماية الغذاء، مما يقلل من استهلاك المواد الخام والطاقة في النقل والوصلات الأخرى، ويعزز أداء الاستدامة لسلسلة صناعة تعبئة وتغليف الأغذية بأكملها.

6. التحديات التي تواجه تطبيق مادة البولي إيثيلين تيريفثالات في صناعة الأغذية

الشوائب في عملية إعادة التدوير: في عملية إعادة تدوير البولي إيثيلين تيرفثالات (حيوان أليف)، غالبًا ما تُخلط النفايات مع شوائب بلاستيكية أخرى، مثل البولي كربونات (جهاز كمبيوتر شخصي)، وهو المصدر الرئيسي للبيسفينول أ. في ظل درجات الحرارة المرتفعة، يترسب البيسفينول أ من البولي إيثيلين تيرفثالات، مما يُلوث مواد البولي إيثيلين تيرفثالات المُعاد تدويرها، ويؤثر على نقائها وسلامتها عند استخدامها في تطبيقات الأغذية. على الرغم من استخدام تقنيات مثل الكشف بالأشعة تحت الحمراء القريبة (الأشعة تحت الحمراء القريبة) للفرز، إلا أنه نظرًا لصعوبة الفرز الدقيق للبولي إيثيلين تيرفثالات وبعض مواد البولي إيثيلين تيرفثالات المُعدّلة التي تُشبه في المظهر والخصائص الطيفية البولي إيثيلين تيرفثالات (حيوان أليف) باستخدام تقنية الأشعة تحت الحمراء القريبة (الأشعة تحت الحمراء القريبة) العادية، فقد تظل هناك حالات يتجاوز فيها البيسفينول أ المعيار حتى بعد عمليات فرز متعددة.

عامل التكلفة: على الرغم من أن مادة حيوان أليف تتمتع بالعديد من المزايا، إلا أنه في بعض الحالات، وخاصة بالنسبة لبعض المنتجات الغذائية الحساسة لتكاليف التغليف، فإن استخدام مواد التغليف حيوان أليف، وخاصة مواد حيوان أليف القائمة على المواد الحيوية أو مواد حيوان أليف المعاد تدويرها والتي خضعت لعمليات إعادة تدوير معقدة، قد تكون تكاليفها أعلى من مواد التغليف التقليدية، مما يحد إلى حد ما من الترويج لها وتطبيقها على نطاق أوسع وأسرع.