Egy magyar cég kifejlesztette a tényleg használható bioműanyagot

„Hat év kutatás-fejlesztés után végre elkészültünk egy igazi alternatívával a világszintű környezetszennyezést jelentő műanyagproblémára” − ezzel a figyelemfelkeltő bejelentéssel rukkolt elő a Facebookon Juhász András, a Dunakeszin működő iPLA.Tech Kft. alapító tulajdonosa. A Cleaneco öko-bio háztartási és ipari tisztítószereket gyártó cég igazgatója posztjában pár rövid videót és fotót tett közzé, a hozzájuk fűzött feliratokban annyit elárulva, hogy „bioműanyagot gyártunk kukoricából, ásványi anyagokból, mezőgazdasági hulladékból”. Hozzátette még azt is, hogy a PET-palackok helyettesítésére kifejlesztett csomagolóanyag „100%-ig természetes anyagokból készült bioműanyag, karbonsemleges, 15 év alatt magától lebomlik, akár komposztálható, emészthető”, egyszóval: „ECO AF” (illemtudó fordításban: „rohadtul környezetbarát”).

Az utóbbi tíz-tizenöt évben viszonylag sokat, sőt egyre többet lehetett és lehet hallani a műanyagipar egyik fő újdonságáról, a bioműanyagokról. Ezek kifejlesztését kezdetben sokan a műanyagválságra adható válaszként ünnepelték. Az optimizmusra az adott főként okot, hogy a mindent elárasztó, kőolaj alapanyagú PET-palackokkal ellentétben ezek a természetbe kerülve képesek biológiai úton lebomlani, miközben hasonlóan jók a tulajdonságaik csomagolóanyagként. A bioműanyagok közül a legismertebb és jelenleg legelterjedtebb a politejsav, a PLA (poly lactic acid), illetve mivel hosszú, bonyolult szerkezetű polimer molekulákról van szó, különféle változatai is ismertek.

Hiába a sok jó tulajdonság, a cukornádból vagy kukoricakeményítőből fermentálással és polimerizálással nyert politejsav-alapú műanyagok mégsem terjedtek el mostanra. A kereskedelemben továbbra is a hagyományos polietilén-alapú csomagolóanyagok (például a PET-palackok) dominálnak, a PLA-val szemben pedig több kritika is felmerült az utóbbi években:

• a bioműanyagok gyártásához használt növényi alapanyag egyben emberi fogyasztásra is alkalmas, a bioműanyagok térhódítása élelmezési gondokat okozhat, ha a farmerek, mezőgazdasági cégek inkább a műanyaggyárak számára kezdenek termelni.
• A világ jelenlegi műanyagfogyasztását lehetetlen bioműanyaggal kiváltani, egyszerűen nincs annyi termőterület a Földön.
• A bioműanyag gyártása is megterheli a környezetet, például magas vízigénye miatt a gyártástechnológiája nem nevezhető sokkal zöldebbnek, mint a fosszilis alapú hagyományos műanyagoké.
• Bár igaz, hogy biológiai úton képes lebomlani, ez lassú folyamat. Egy bioműanyagból készült flakon a természetbe kerülve nagyon hosszú ideig megmarad, lebomlását ipari körülmények közt, komposztálva lehet csak meggyorsítani, az ehhez szükséges infrastruktúra pedig nem áll rendelkezésre, sem lakossági (szelektív gyűjtés), sem hulladékkezelői oldalról (visszagyűjtés, szétválogatás, komposztálás).

A csomagolás ugyanolyan környezetterhelő, mint a beltartalom

Ezeket az aggályokat is figyelembe véve kerestük fel az iPLA.Tech dunakeszi üzemét, hogy megkérdezzük Juhász Andrást, miben áll a kis magyar cég innovációja. Az üzem épületében helyet kapott a tisztítószereket gyártó és csomagoló részleg, a készáruraktár, a cég termékeit forgalmazó ökobolt, valamint egy saját kis labor és az irodák is. Az udvaron komposztálósarok, fóliasátor és napelemek jelzik, hogy bio-öko üzemben jár, aki belép a kapun.

„A kezdeti célunk az volt, hogy a saját magunk által használt klasszikus műanyagokat le tudjuk cserélni” − idézte fel Juhász a kutatás-fejlesztés elmúlt éveit. A kis garázscégből kinőtt, állami vagy uniós támogatást sosem igénylő vállalat első lába a Cleaneco öko és bio indusztriális és háztartási tisztítószerek fejlesztése volt, amivel 2015 végére, 2016 elejére készültek el teljesen. „Első körben tehát a beltartalom, azaz a tisztítószer-előállítás környezeti lábnyomának csökkentésével kezdtünk foglalkozni, viszont amikor ezt befejeztük, láttuk, hogy csak félsikert értünk el, mert a másik ötven százalék még mindig ott van: a csomagolóanyag. Menet közben szembesültünk azzal, hogy a termékek csomagolása is ugyanannyira környezetterhelő, tehát egy ötliteres mosószeres kanna környezeti lábnyoma nagyjából akkora, mint a belé töltött terméké.”

A biotisztítókhoz kezdetben leginkább a klasszikus PET (polietilén-teraftalát) csomagolóanyagot használták. „Ez az anyag, amiből a világon, főleg az élelmiszeriparban a legtöbbet gyártják és hozzák forgalomba, ennek kiváltása volt az első célunk. 2013 elején láttam egy amerikai publikációt arról, hogy kifejlesztettek egy alternatívát a klasszikus műanyagok kiváltására, nagyjából ekkor döntöttem el, hogy ez a helyes irány” – mondta Juhász. Később fogalmazódtak meg új célok, például hogy a polipropilént (PP) vagy a polietilént (PE) is képesek legyenek helyettesíteni, valamint hogy ne csak a palackok, de a klasszikus egyszer használatos műanyagok, például az evőeszközök, kupakok anyaga is helyettesíthető legyen.

Újszerű anyag régi gépeken

A cégvezető szerint a bioműanyagok szélesebb körű elterjedésének szempontjából nagyon fontos, hogy új anyagot fejlesztenek ugyan, de meglévő, konvencionális műanyagipari technológiákra, gépekre, berendezésekre. „Nem várható el az egész piactól, műanyagipartól, a vállalkozói szektortól, hogy kezdjen új anyagot kutatni és mellette új gépeket is tervezni, gyártani, beszerezni, amikor egy-egy műanyagipari berendezés, gyártósor sok százmillió forintba is kerülhet, 5-10-15 éves megtérülési idővel.” Ez a szektor csak magára számíthat ebben az ügyben, állami támogatást ilyen fejlesztésekre nem kap, „így a környezetvédelem felelőssége a mikro- és kisvállalatoknál csapódik le” − tette hozzá Juhász.

„Egyértelmű volt: kutatnunk kell az új anyagokat, viszont olyanokat kell fejlesztenünk, amiket a hagyományos műanyagipari gépeken fel lehet dolgozni. Az első nagy áttörést 2019 szeptemberében értük el, amikor először sikerült fröccsönteni, majd kifújni az első használható PLA-palackot, ami már valóban egy palack formájú palack volt, és nem pukkant ki az anyag a gépben.” Az első részsikert még sok-sok munka követte, egy-két hónappal később ugyanis a stabilitási vizsgálatokon szembesültek azzal, hogy hiába sikerült formailag egy palack kinézetű valamit összehozni, az még nem volt ütésálló és vegyálló, és még a vízmegtartó képessége sem volt tökéletes, egy idő után diffúzió, kipárolgás lépett fel. Tehát szépen nézett ki, de kereskedelmi forgalomra, raklapos szállításra, funkcionális használatra alkalmatlan volt

„A következő célkitűzésünk így az volt, hogy maga az anyag legyen rugalmas, ütésálló, ne rideg, törékeny, hogy ne kelljen a megnövelt falvastagsággal megoldani ezt a logisztikai szempontból kritikus problémát. A diffuzálási jelenség kiküszöbölése ugyanilyen fontos volt: legalább 6-8 hónapig ne legyen kipárolgás, és utána is csak olyan mértékben, ami nem okoz kereskedelmi problémát.” Talán a legfontosabb volt, hogy az anyagot sokféle célra lehessen felhasználni az élelmiszeripartól a háztartási szereken át a kozmetikai termékekig, „tehát legyen vegyálló, azaz nagyon savas, nagyon lúgos kémhatásnak is képes legyen ellenállni, sőt jelentős százalékig bírja az alkoholt is” − magyarázta Juhász.

Ezeket a célokat sikerült mostanra megvalósítani úgy, hogy már nemcsak laborszintű eredményeik vannak, hanem konvencionális termelésben, nagyipari mennyiségben, több százezer darabos gyártás van mögöttük. „Klasszikus műanyagipari gépeken, klasszikus technológiával teljesen új, karbonsemleges, környezetilábnyom-mentes csomagolóanyagot és terméket tudtunk létrehozni” – mondta a cégvezető, hozzátéve, hogy februárra elkészültek a teljesen saját fejlesztésű, bioműanyag-alapú kupakkal is, amit 2000 darab/óra termelési kapacitással tudnak gyártatni. Ennek köszönhetően februártól 100 százalékban lebomló üdítőital-csomagolásokat tudnak értékesíteni.

PLA + természetes ásványi anyagok

A kérdésre, hogy pontosan miből áll az általuk kifejlesztett bioműanyag, részben kitérő választ adott a cégvezető: „Mint ahogy egy jó húsleves, úgy a mi bioműanyag-receptúránk is több komponensből tevődik össze. Ami az alapanyagokat illeti, a PLA a fő komponens, és adalékként, például lágyításra különféle természetes ásványi anyagokat használunk − ezek pontos mibenléte gyártási titok, de szintetikus anyag ezek közt nincs.” Manapság nagyjából 13-féle PLA polimert tud feldolgozni a műanyagipar (PLLA, PDLA, PDLLA stb.), az iPLA.Tech kísérleteinek eredménye egy olyan PLA-keverék, amit mindkét gyártástechnológiai lépcsőben − a fröccsöntésben és a fúvásban − használni tudnak. „Ez az eljárás legizgalmasabb része: maga az alapanyag-keverék feldolgozási módszerei, az általunk kikísérletezett gyártási paraméterek − nagyjából nyolcvan változó − határozzák meg a bioműanyagunk végleges tulajdonságait, ettől lesz egyedülálló a piacon. Mostanra nagy termelési volumenben és kis selejtaránnyal tudunk bioműanyagból készült csomagolóanyagot gyártani, gyártatni” − tette hozzá.

Az iPLA.Tech célja, hogy a termékeik újratölthetők legyenek. „Jelenleg azt látjuk, hogy három-négyszer újratölthető egy palack, amíg szépen és jól néz ki, új fejlesztéseink és a készülő új dizájn lehetővé fogja tenni, hogy 10-12 újratöltéssel akár egy évig is hasznosítható legyen egy palackunk. Ha a palack már sérült, kopott, nem olyan szép, ugyanott, az üzletekben visszavesszük, és 10 százalék kedvezményt biztosítunk a következő vásárlás árából, azaz 100-150 forintot jelentő betétdíjat fizetünk a visszahozott palackokra. Ezzel motiváljuk a vásárlót arra, hogy a körforgást fenn tudjuk tartani, és az értékes anyag maga ne vesszen el.”

Növényi rostot bele!

Ahogy haladtak a PET palackok kiváltására fejlesztett bioműanyag alapanyagokkal végzett kísérletekkel, úgy jöttek fel újabb és újabb lehetőségek és ötletek, hogy milyen műanyagipari alapanyagokat és termékeket kellene tudni kiváltani bioműanyaggal. Ezek más-más előállítási technológiát igényelnek − fröccsöntés, fújás, extrudálás − más-más gépeken, amikhez a klasszikus műanyagokból is más-más típusokat kell használni, tehát ezek megfelelőit kellett lefejleszteni.

Az Európai Unióban az elmúlt években több lépésben betiltották az egyszerhasználatos műanyag termékeket, a kereslet azonban továbbra is fennáll, ezért a piac első körben úgy reagált, hogy a műanyag evőeszközöknek kijöttek a fa megfelelői. Ez alapvetően fenntartható megoldás, de funkcionalitásában nem százszázalékos: nem annyira jó használni, ráadásul a fa környezetvédelmi szempontból nem a gyorsan megújuló anyagok közé tartozik − szemben az évről évre megújuló forrásból, például kukoricából származó biopolimerekkel.

„Szükség volt, és szükség is van tehát fenntartható forrásból származó, környezetkímélő és nem utolsó sorban gazdaságos alternatívára, ami kiválthatja például a hagyományos eldobható evőeszközöket a Balaton-parti büfében úgy, hogy nem emelkedik tőle a hekk ára − fogalmazott Juhász. – A mi célunk az volt, hogy azoknál a termékeknél, ahol megmarad az egyszerhasználatos funkció, és minden törekvésünk ellenére javarészt nem kerül visszagyűjtésre, komposztálásra, ne egy teljesen tiszta, nagyon drága originál anyagot, azaz tiszta biopolimer keverékből készült terméket adjunk a felhasználó kezébe, hanem képesek legyünk az ár csökkentésére és vele párhuzamosan a termék lebonthatóságának, degradálhatóságának gyorsítására.”

Ez a két szempont úgy ér össze, hogy mezőgazdasági hulladékként máskülönben nem hasznosuló anyagokat − például fűrészport, kenderfeldolgozási hulladékot − használnak föl magas százalékban, beledolgozva a bioműanyagba. A hozzáadott növényi rostok nagymértékben gyorsítják a termék lebomlását, és egyben jelentősen csökkentik az anyag árát. „Most úgy látjuk, hogy 35-40 százalék növényi rost bekeverése elfogadható eredményt nyújt, és ez igazán jelentős arány, 1 kilogramm termékben ekkor akár 0,4 kilogramm újrahasznosított mezőgazdasági hulladék van, ami méréseink szerint nem egyenes arányban, hanem exponenciálisan gyorsítja a termék lebomlását” − magyarázta a cégvezető. 

Az óra ketyeg

Mivel itthon nincs erre szakosodott üzem, a PLA granulátumot külföldről vásárolják. Jelenleg öt nagy biopolimer gyár működik a világon, termékeikre több ezer százalékos túlkereslet van. Juhász András szerint 

ez az első nagy akadály, ami miatt a világszintű átállás sebessége nem elég gyors, és mindezt súlyosbítja a folyamatos tétovázás a magyar és az uniós szabályozásban a biopolimerek és a klasszikus műanyagok újrahasznosítása között.

„Nincs egy kimondott irányelv, egyik nap azt mondják, hogy a biopolimer jó, másnap meg azt, hogy nem jó. Rengeteg érdek feszül egymásnak, a klasszikus műanyagipar és az újvonalas biopolimer-kutatás, -fejlesztés és -ipar között, miközben a két fél közé ékelődve tétováznak a különféle szabályozó szervezetek. Viszont az óra ketyeg, és mire megszülethet a döntés, hogy mit kell csinálni, addigra lehet, hogy késő lesz. Ezért lenne szükség egyre több olyan cégre és kutatócsapatra, mint a miénk, akik próbálnak valódi alternatívákat, valódi megoldásokat kínálni.”

Magyarországon jelenleg nem érjük el a klasszikus műanyagok újrahasznosításával még az 1 százalékot sem, a legoptimistább becslések szerint is 3-4 év, mire meglesz a 10 százalék, tehát a műanyag hulladék legnagyobb része továbbra is a szemétégetőkben vagy a szemétlerakókban végzi. „Erre a helyzetre két megoldás kínálkozik: vagy elterelni a fogyasztókat az egyszerhasználatos termékektől a tartósak felé, vagy megvalósítani a valóban szelektív gyűjtést, visszagyűjtést és újrafeldolgozást, újrahasznosítást. Olyan alternatívát kell kínálni a vevőknek, hogy nyugodt szívvel tudjanak a boltok polcairól olyan termékeket levenni, amikben már nincs benne a környezetszennyezés kockázata, az, hogy a csomagolóanyag rossz helyre kerül, nincs szelektíven gyűjtve, nem hasznosul újra, és végső soron elégetik vagy lerakóba kerül.”

Hazai alternatíva

A kérdésre, hogy mi volt a célja a Facebookra posztolt figyelemfelhívással, Juhász kissé messziről, 11 évvel ezelőttről indította válaszát. „Ez az üzem itt szó szerint kis garázscégként indult. Fő irányvonalként azt szabtuk meg, hogy miközben fenntartható tisztítószereket gyártunk, a vállalkozás maga is fenntartható legyen, olyan körforgásos gazdálkodással, aminek célja, hogy több életpályát bejáró anyagokat használjunk fel, csökkentve a környezeti lábnyomunkat. A kérdés, hogy mi mint felelős termelő hogyan tudunk olyan terméket előállítani, aminek a lehető legkisebb a környezeti lábnyoma, hogyan tudjuk ezt mint gyártó és mint a saját termékeinkkel kereskedő cég úgy végezni, hogy a munkánk során is a lehető legkisebb legyen a környezeti lábnyomunk.”

Juhász szerint mostanra a termelés energiaszükségletének 80 százalékát napenergiával fedezik, az alapanyagok csomagolását teljes mértékben újrahasznosítják, a késztermékek csomagolóanyagának környezeti lábnyoma ugyancsak a nulla felé tart: 

minden általuk gyártott termék kiürült csomagolóanyagát visszaveszik, mind a saját boltjaikban, mind partnereik boltjaiban, és ezeket újrahasznosítják. 

„A rés a pajzson továbbra is az, hogy ami a lakossági részt illeti, nem tudtuk még minden vevőnél elérni, hogy tudatosan járjon el, hogy szelektíven gyűjtse és nekünk visszaszolgáltassa csomagolóanyagainkat. Az ipari vevőinknél kiemelkedően magas, 70 százalék körüli a visszakerülés, háztartási oldalon viszont nagyon nehéz pontos számot mondani, ez a terület, ahol nem tudunk magunk részéről beavatkozni” – mondta.

Ezért volt igazán fontos, hogy olyan terméket adjanak a felhasználók kezébe, aminek a lehető legkisebb a környezeti lábnyoma. „Ezt a fajta szemléletet szeretnénk mindenféleképp megmutatni, valamint az ebből a szemléletből született termékekkel segíteni a magyar vállalkozásokat a saját környezeti lábnyomuk csökkentésében − ami egyébként egyre inkább elvárás is vásárlói irányból.”

Nyitókép: növényi rosttal kevert PLA granulátum – Fotó: Nagy Attila Károly/rtl.hu