Локс Ф. Упаковка и экология

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 3.7. Физическое поведение пластмасс при температурах плавления и стеклования

1. В случае кристаллического вещества происходит резкое изменение удельного объема при

температуре плавления Т

(переход из твердого в жидкое состояние и наоборот).

2. Для стекловидного вещества (с аморфной структурой) не существует точной точки плавления, но

имеется температурная зона, в которой материал (например, стекло) размягчается в достаточной для

формования степени. Его охлаждение приводит к образованию очень вязкой жидкости, в результате

стеклообразное состояние воспринимается как твердое.

3. Как отмечалось выше, в пластмассах имеются зоны кристаллической и аморфной структур.

Например, в полиэтилене высокой плотности их доля составляет, соответственно, 80 и 20%. Пластики

проявляют специфические свойства как кристаллических, так и аморфных веществ. В то время как для

стекла T

гораздо выше комнатной температуры, в случае многих пластмасс T

близко к обычной

температуре окружающего воздуха (см. табл. 3.13). Если у данного пластика T

несколько выше комнатной

температуры (20°С), то он находится в своего рода полукристаллическом состоянии (твердый, хрупкий,

ломкий, менее эластичный и т.д.).

Если окружающая среда имеет температуру выше T

, то пластик ведет себя как охлажденная

высоковязкая жидкость (стеклообразное состояние) или уподобляется резине. Его поведение зависит от

молекулярной массы и от типа молекул. В таком состоянии материал податлив и легко обрабатывается в

автоматах для изготовления упаковок.

Сжимающиеся пленки представляют собой пластические материалы с большой молекулярной

массой и температурой стеклования, значительно превышающей комнатную.

При работе с ними их нагревают до температуры выше T

, растягивают в одном или двух взаимно

перпендикулярных направлениях и охлаждают в растянутом состоянии; такие растянутые пленки дадут

«усадку» до своих прежних размеров при кратковременном нагреве до температуры выше T

. Отсюда

следует большое разнообразие приложений: тугая упаковка мяса, сыров и т.п., упаковка в блоки нескольких

единичных упаковок, таких как банки, бутылки и коробки.

Специфические свойства, а именно: температура стеклования, эластичность, точка плавления,

проницаемость и т.д., очень сильно зависят от молекулярного строения. Для многих упаковочных целей

требуются пластики (пленки) с максимально развитой кристаллической структурой (с низкой

газопроницаемостью), обладающие к тому же большой гибкостью и эластичностью (T

меньше комнатной

температуры). Такие противоположные требования можно удовлетворить только путем добавления

некоторых веществ для улучшения свойств (например, пластификаторов).

Сравнение температурного поведения различных пластмасс [125]

Таблица 3.13

Класс Полимер T

°C Температура

плавления °С

Температура

разложения

°С

Полиолефины ПЭ выс.плотн -123 135 360

ПЭ низк.плотн -60 110 335

Полипропилен -10 170 330

Поли-4-

метилпентен

30 235 335

Иономер (ПЭ

— Na-акрилат)

-110 120 340

Винильные

производные

ПС 82 240 325

ПВА 71 240 250

ПВХ 80 (210) 160

ПВденХ -20 190 200

Saran -17 150 150

Политетрафтор

оэтилен

(тефлон)

130 330 475

Плексиглас

(полиметилмет

акрилат)

65 160 170

Производные

простых эфиров

Полиметилен

оксид

Нитроцеллю-

лоза

Целлюлоза

Триацетилцелл

юлоза

-85

230

105

(181)

(700)

(450)

(360)

100

160

270

250

Производные

сложных эфиров

Полиэтилен-

терефталат

Поликарбонат

147

265

267

283

330

Производные

амидов

Nylon 6

Nylon 66

(220)

(265)

200

е) От пластика до упаковки

Пластические смолы продаются обычно в виде гранул шарообразной или иной формы. Перед

использованием материал смешивают с некоторыми добавками, такими как антиоксиданты, стабилизаторы,

пластификаторы и др. в зависимости от назначения упаковки и требуемых характеристик.

Обычно упаковки формуют непосредственно из расплавленной пластмассы - либо путем

вдавливания ее в закрытую форму, либо путем прижимания дутьем сжатым воздухом к внутренним

поверхностям формы. Последний процесс аналогичен формованию стеклотары (см. рис. 3.1 и 3.8).

Сжатый воздух

Воздуходувная трубка

Рис. 3.8. Схема экструдера и формования бутылок

Многие простые упаковки, такие как обертки, чашечки, пакеты, а также и сложные (ламинаты)

изготавливают из тонкого пластмассового полотна. Полотно или пленки можно производить непрерывно

методом экструзии, продавливая расплавленный материал через узкую длинную щель. Очень широкие

полосы полиэтилена получают экструзией круглой бесшовной трубы, которую при охлаждении расширяют

сжатым воздухом и в конце процесса разрезают в продольном направлении.

f) Кругооборот (рецикл) пластмасс

Принимая во внимание термопластичные свойства большинства пластмасс, используемых в

упаковке, можно было бы, на первый взгляд придти к выводу, что однородную использованную упаковку

можно направить в экструдер на переплавку и повторное формование (регенерацию после

регранулирования). Однако для этого материал должен удовлетворять определенным требованиям по

чистоте и однородности Исследования пластмасс и процессов их переработки показали, что по-

следовательные термические обработки приводят к появлению некоторых продуктов разложения, которые

образуются в протекающих в некоторой степени реакциях деструкции и окисления. Поэтому материал

пластикового контейнера не вполне идентичен «девственному» материалу, из которого он был сделан. Это

объясняет то, почему пластиковые упаковки обычно не предназначают для повторного использования.

Различие в молекулярной структуре и свойствах полимера возрастает прямо пропорционально времени

между производством и возможным рециклом. В случае некоторых пластиков «свежие» отходы (например,

экструдерный скрап) вполне могут быть регранулированы и смешаны (обычно в количестве около 20%) с

«девственным» материалом.

Поскольку пластмассы существенно различаются по своим природе, структуре, добавкам, составу

(сополимеры, ламинаты), использованию и т.д., представляется невозможной переработка смеси пластиков,

извлеченной из бытовых отходов, с целью получения продуктов, отвечающих специфическим требованиям.

Возможно осуществимо изготовление более низкосортных продуктов (подставок для цветочных горшков,

мусорных мешков и т.п.) путем смешения однородных пластиковых отходов, таких как полиэтилен,

полистирол, поливинилхлорид или полиэтилентерсфталат, с подходящими добавками; тем не менее, до сих

пор стоимость сборки, сортировки и чистки превышает цену новых материалов. Актуальная общая политика

сокращения количества отходов и сокращения порчи материалов стимулирует регенерацию отходов.

Оправданность раздельного сбора пластикового утиля является спорной: для этого необходимо, чтобы на

изделиях из пластмасс были этикетки с указанием класса смолы, к которому они относятся, или чтобы они

были объектом системы возврата с соответствующей оплатой за сданную использованную упаковку. Тем не

менее, с экономической точки зрения, наиболее реалистичным методом переработки смеси пластиков,

имеющейся в бытовых отходах, является ее сжигание (см. также главу IV).

Некоторые однородные пластиковые отходы могут также с выгодой быть переработанными

пиролизом (нагреванием в отсутствие атмосферного кислорода). В сущности, этот метод впервые был

применен Лавуазье для доказательства химического состава органических продуктов и впоследствии был

использован в промышленных масштабах для получения газа из угля.

В случае пиролиза термопластиков (например, полиэтилена, полистирола, полипропилена) удается

осуществить эффективную термодеструкцию до мономеров, из которых они были получены. Конечно,

получаемые при этом продукты можно переработать в другие химические вещества или в сами полимеры

(истинный рецикл). Весь процесс требует энергии и до сих пор показался оправданным только в некоторых

специальных случаях, например, при переработке использованных покрышек. Пиролиз материалов,

содержащих хлор (например, ПВХ, ПВденХ), приводит к образованию хлористого водорода и ряда новых

продуктов, но мономеры при этом не образуются. Поэтому регенерация ПВХ означает нейтрализацию НС1

и получение путем электролиза хлора, с последующим хлорированием этилена.

g) Разлагающиеся пластмассы

Мы уже ссылались на проблемы порчи красоты природы, зон отдыха или улиц небрежным

обращением с отходами упаковки («замусоривание»). В то время как отходы бумажной упаковки

разлагаются под действием воды и других природных факторов и с помощью биодеструкции могут быть

элиминированы в довольно короткий срок, пластмассы не подвержены таким процессам, так как

большинство пластиков обладают водоотталкивающими свойствами, что затрудняет возможные энзимные

реакции. Более того, те энзимные биопроцессы, которые способны расщепить высокомолекулярные

продукты, такие как белки, крахмал и целлюлоза, всегда начинаются на концах молекул; вероятность того,

что в пластмассовом изделии концы молекул находятся как раз на поверхности, очень мала; к тому же,

строение молекул большинства пластмасс не позволяет рассчитывать на желаемое расщепление.

Мы знаем, что молекулы органических веществ могут разлагаться под действием солнечного света

(УФ), кислорода и воды; однако этот процесс в случае пластиков также существенно заторможен благодаря

присутствию антиоксидантов. Полиэтиленовая бутылка, оставленная на пляже, становится рыхлой только

через 2 или 3 года и только после этого становится возможным разложение. Захоронение или выбрасывание

на свалку пластиков уменьшает воздействие света и кислорода, и в результате они сохраняются еще дольше

(10 или более лет). Однако уже существуют удачные попытки сократить «время жизни» пластиков. Можно

внедрить в полимерную цепь участки, очень чувствительные к действию солнечного света (или УФ-

облучения при переработке) и атмосферному воздействию, — по этим местам молекулы будут атакованы,

распадутся на более мелкие фрагменты, лучше растворимые в воде и подверженные поэтому

биодеструкции. Кроме того, могут быть подобраны светочувствительные антиоксиданты, которые

утрачивают быстрее свои защитные свойства, тем самым способствуя ускорению реакций [173, 174].

В последнем десятилетии обнадеживающие результаты по повышению способности пластмасс к

биодеструкции были достигнуты путем введения добавок биоразлагающихся продуктов, таких как крахмал

или химически модифицированный крахмал, в полимерную матрицу. Однако крахмал, будучи «упакован» в

синтетический материал, такой как полиэтилен, не будет подвергаться биоразложению, если не будет

обеспечен доступ к нему путем разрушения окружающего полимера. Таким образом, действие света,

вызывающее процессы фотодеструкции и окисления является необходимым для этого типа пластмасс.

Ряд действительно биоразлагаемых пластмасс был произведен ICI и поступил на рынок в 1990 году

под торговой маркой «BIOPOL». В основном, этот полимер получают поликонденсацией оксимасляной и

различных количеств оксивалерьяновой кислот. Из оксикислот получают гомополимер (полиоксибутират)

или сополимер.

BIOPOL имеет линейное строение и поэтому является термоформуемым пластиком: некоторые его

характеристики и свойства представлены ниже [224]:

Свойства % оксивалерьяновой

кислоты

0 10 20

Температура плавления (°С)

Прочность на разрыв (МПа)

Модуль Юнга (ГПа)

Растяжение до разрыва (%)

180

3,5

140

1,2

130

0,8

Как и в случаях естественных высокомолекулярных продуктов, таких как целлюлоза, крахмал,

белки, PIOPOL при захоронении биоразлагается с помощью бактерий, присутствующих в почве, и не

нуждается в предварительном воздействии света.

Производство «так называемых» и «реальных» биоразлагаемых пластмасс не следует рассматривать

как попытку смириться (или даже стимулировать) «замусоривание», но как метод решения проблем,

связанных с переработкой пластмасс в сельскохозяйственном секторе, где используется большое количество

пленок для укрытия овощей и фруктов с целью повышения урожая.

За исключением того, что в ряде областей (медицина, сельское хозяйство) биоразлагаемые пластики

могут быть функционально полезными, их значение в широкомасштабном использовании (в том числе, в

упаковке) сравнительно мало. Прежде всего, их стоимость велика, да, в сущности, они не годятся для

долговременного хранения пищевых продуктов. Далее, из-за своего предназначения разлагаться в процессе

компостирования, они, несомненно, относятся к категории выбрасываемых или одноразовых упаковочных

материалов и, будучи использованы, не обладают реальными преимуществами, особенно если имеется в

виду регенерация материалов или энергии.

Мы также можем заключить, что присутствие разлагающихся или содержащих крахмал полимеров,

вероятнее всего, нежелательно, если предусматривается кругооборот (регенерация) пластмасс.

Глава IV. УПАКОВКА И ЭНЕРГИЯ

1. Введение

Обычно признается, что высокий уровень жизни связан с высоким потреблением энергии [27]. Из

параметров уровня развития цивилизации промышленный и транспортный секторы вместе представляют

около 70% общего потребления энергии (см. табл. 4.1). Это, в частности, подтверждается данными по ФРГ

— 77% [5] и Швеции — 60% [6].

Сравнение средних уровней энергопотребления в сельскохозяйственных и индустриальных странах

(тыс. кДж в сутки на душу населения) [111]

Таблица 4.1

А % В % ■

Сектор Сельскохо-

зяйственные

страны

от всего

потребле-

ния

Индустри-

альные

страны

от всего

потребле-

ния

В/А

Пищевой 25,0 23 42 4,4 1,7

Производство

бытовых

товаров и

торговля

50,2 46 276 28,7 5,5

Сельское

хозяйство и

промышленно

сть

29,3 27 380 39,5 13.0

Транспорт 4.2 4 263 27.4 63

После публикации доклада «Римского Клуба» и увеличения цен на энергию после нефтяного

кризиса 1973 года всем стало ясно, что сырье и энергоносители следует использовать эффективно. Каждый

потребитель озабочен, поскольку высокая стоимость энергии на стадии производства, разумеется, в

конечном итоге включается в рыночную цену товаров. Упаковка является выражением стиля и уровня

жизни; она также является промышленным продуктом, требующим различных видов энергии.

В этой главе мы намерены сравнить энергопотребление на последовательных стадиях «жизненного

цикла» различных видов упаковки. Такое исследование важно, поскольку использование энергии может

приводить к тепловому или атмосферному загрязнению окружающей среды. Кроме того, оно дает

представление о структуре цены и показывает возможные источники сбережений.

Рассмотрение энергопотребления в производстве стеклотары (см. табл. 2.1) показывает, что больше

всего энергии расходуется при переработке сырья. То же справедливо и для других упаковочных

материалов, Следовательно, наибольшая экономия связана с сокращением расхода материалов, улучшением

технологии переработки или, при необходимости с заменой материала или источника энергии. Такой анализ

был пройден Шведским институтом упаковки, который установил, что экономически выгоднее

использовать неотбеленную (вместо отбеленной) бумажную пульпу при производстве упаковки для молока

— не только потому, что процесс требует меньше энергии, но также из-за экономии материалов [6, 103].

Следует подчеркнуть, что энергия, необходимая для производства и распределения всех видов упаковки, в

странах Западной Европы составляет небольшую часть общего энергопотребления. Согласно Лидгрену

[103], эта доля составляла в 1976 году примерно 2,4% в Швеции, 2,7% — в Бельгии и 1,1% — в Западной

Европе в целом (оценка основана на ссылках [27, 103]), без учета энергии, регенерируемой при утилизации

использованной упаковки.

Энергетические расчеты, упоминаемые в литературе, противоречивы и легко могут ввести в

заблуждение по следующим причинам:

1. Различные источники энергии, необходимые для производства и использования упаковочных

материалов, обычно усредняются, хотя цены на различные виды энергии и сырья могут существенно

различаться в разных странах. Например, в Швеции предпочитают использовать электроэнергию,

генерируемую на гидростанциях или тепловых станциях, работающих на древесном топливе, так как это

дешевле, чем использовать для этих целей нефть или нефтепродукты.

2. Затраты на электроэнергию и ее доля в энергопотреблении определяются также и способом ее

генерирования. Так, результат получается совершенно различным, если энергия движения воды (водяные

мельницы, турбины в гидроузлах и дамбах, станции, использующие энергию морских приливов)

превращается в электричество и если для этого используется теплота сгорания угля, нефти или теплота,

генерируемая в атомных реакторах, эффективность чего составляет только от 25 до 30%. Более того, и

воздействие на окружающую среду совершенно различно: в частности, гидроэлектростанции, в отличие от

тепловых, не загрязняют окружающую среду.

3. В некоторых расчетах теплоту сгорания бытовых отходов следует вычитать из общего

энергопотребления, поскольку эта часть энергии ре генерируется.

В главе V мы обсудим тот факт, что теплотворную способность бытовых отходов нельзя считать

постоянной. Потребители часто сжигают горючие материалы, такие как бумага, картон и пластмассы;

имеются другие пути их обработки или регенерации, например, рецикл бумаги ил пиролиз пластиков.

Заметим также, что с начала развития промышленности люди неизменно обращали мало внимания на

регенерацию материалов и энергии, даже если это было возможно. Слишком часто малое значение

придавалось и воздействию (прямому и косвенному) на окружающую среду.

2. Производство энергии и экологические факторы

В производстве упаковочных материалов используются две формы энергии — механическая и

тепловая, в то время как при транспортировке и распределении используют, в основном, механическую

энергию. Сырье, из которого получают эти виды энергии, можно рассматривать как горючее, поскольку

механическая энергия, необходимая для движения и тяги, генерируется — либо непосредственно в

двигателе внутреннего сгорания, либо через производство электроэнергии — с помощью теплоты сгорания

топлива. Механическая энергия может быть превращена почти на 100% в теплоту (эффект Джоуля), тогда

как превращение теплоты в механическую энергию, в соответствии со вторым законом термодинамики,

возможно примерно на 25...30%, в зависимости от разности температур, при которых теплота принимается и

отдается. Этим объясняются огромные теплопотери в окружающую среду (70...75%) и соответствующее им

тепловое (термическое) «загрязнение». Виды топлива можно разделить на две категории — так называемые

первичные и вторичные виды топлива: первые используются в своей исходной форме, а вторичные виды

топлива получаются переработкой первичного топлива. Рис. 4.1 дает схематическое представление о

взаимоотношении различных видов сырья и энергии.

Производство электроэнергии требует механической энергии для приведения в действие генераторов

электричества. В тепловых электростанциях генераторы соединены с паровыми турбинами. Работу генера-

торов могут обеспечить и двигатели внутреннего сгорания, но они применяются только на станциях малой

мощности. В гидроэлектростанциях пользуются турбины, приводимые в движение потоком воды.

ПТ 8Т ПТЭ ПМЭ ПЭ

ПЭ— производство электроэнергии; ПМЭ — производство механической энергии: ПТЭ — производство тепловой

энергии; ДВС — двигатель внутреннего сгорания; ВТ — вторичное топливо; ПТ — первичное топливо

Рис. 4.1. Взаимосвязь между первичными и вторичными формами энергии (топлива)

Эффективность превращения механической энергии в электрическую весьма высока (примерно

85%). Высоковольтное электричество можно передавать на большие расстояния; весьма эффективно также и

превращение электричества в теплоту (в нагревательных элементах) или механическую энергию (в

электромоторах). Поскольку электричество можно превратить в другие виды энергии, его можно

рассматривать в качестве вторичного топлива. Первичные и вторичные виды топлива, большей частью,

взаимозависимы: например, добыча угля (первичного топлива) требует электричества (вторичного топлива)

для освещения, вентиляции, воздуха, движения подъемников и конвейеров и т.д.

Паровые двигатели (работающие на угле) или дизельные двигатели обеспечивают силу тяги,

необходимую для транспортировки угля и сырой нефти. Следовательно, заводы, производящие топливо,

неизбежно потребляют часть того, что они производят. Аналогично этому, при фракционированной

перегонке нефти с получением керосина, бензина, дизельного топлива, моторных и смазочных масел и т.д.

потребляется жид кое топливо. Все это означает, что производство различных видов топлива и энергии, в

свою очередь, требует затрат энергии и сопровождается выделением тепла (термозагрязнение). Энергия,

требуемая для транспортировки топлива, обычно считается незначительной, например, количество топлива,

потребляемого при морской транспортировке нефти, ничтожно мало по сравнению с грузовместимостью

танкера.

В таблице 4.2 приведены сравнительные данные по энергии Е

, потребляемой при производстве

единицы топлива, ее энергосодержанию Е (теплотворной способности) и эффективности производства η =

/(Е

+ + Е

). Она ясно показывает, что значение η для производства угля и газа высоки, тогда как при

производстве электричества при сжигании жидкого и твердого топлива η довольно мало. При этом ущерб,

наносимый окружающей среде, зависит от способа производства термической, механической и

электрической энергии.

Энергетическая эффективность производства различных видов топлива [56, 22]

Таблица 4.2

Энергоисточник Учитываемое

количество

, МДж Е

, МДж

η, %

Уголь 1 кг 1,39 28,01 29,40 95,0

Кокс 1 кг 3,93 25,42 29,35 86,6

Электричество 1 кВт 10,80 3.60 14.40 25,0

Природный газ 1м

2,61 31,70 34,35 9-*4

Тяжелое топливо 1 л 8,50 40,98 49,55 82,7

Легкое топливо 1 л 8,29 40,18 48,47 82,9

Керосин 1 л 6,96 36,53 43,49 84,0

Дизельное

топливо

1 л 7,42 37,83 45,25 83,6

Бензин 1 л 6,85 35,97 42,82 84,0

Пропан 1 л 8,89 50,00 58,89 84,9

Бутан 1 л 8,89 49,30 58,19 84,7

Смазочное масло 1л 8,29 40,18 48,47 82,9

Древесина

(сухая)

1кг 19,75

резина 1 кг 27,50

древесина

(содержание

О— 12%)

1 кг 8,00 17,20 25,20 68,3

При превращении теплоты в работу имеет место диссипация 70...75% энергии. На электростанциях

эта потеря может вызывать термозагрязнение и отравление воды и атмосферы. Вода, например, из реки

используется как хладагент, при этом она нагревается, а в градирнях она отдает тепло окружающей среде и

попадает в атмосферу в виде пара. При сжигании топлива для получения тепла или при его использовании в

двигателях внутреннего сгорания определенное количество энергии диссипирует в атмосферу через трубу

или с выхлопными газами (примерно 54% в теплогенераторах и примерно 79% на транспорте). Выхлопные

газы, чаще всего, содержат вредные компоненты (см. табл. 4.3).

Воздушные выбросы загрязняющих веществ в США (млн. тонн в год)

Таблица 4.3

Сектор СО Твердые

частицы

Итого

Транспорт 63,8 1,2 0,8 16,6 8,1 90,5

Теплопроиз

водство

1,9 8,9 24,4 0,7 10,0 45,9

Сжигание

твердых

отходов

7,8 1,1 0,1 1,6 0,6 11,2

Промышлен

ные

процессы

26,6 17,1 7,9 13,1 1,9 66,6

В случае атомных электростанций, кроме термозагрязнения, экологические проблемы также

включают:

1) возможное попадание радиоактивных элементов в воздух и воду при утечках из ядерного

реактора;

2) возможные выбросы радиоактивных материалов при химической переработке ядерного

горючего. При этом образуются также радиоактивные отходы, которые в настоящее время хранятся в

специальных контейнерах, некоторые из которых затоплены в морях. Утечки приводят двойному заражению

— ионами токсичных тяжелых металлов, являющихся к тому же радиоактивными;

3) выведение из строя атомных станций (среднее время работы 30 лет): загрязнение зданий,

окружающих реактор, и технологического оборудования радиоактивными материалами почти неизбежно.

3. Энергопотребление в производстве упаковки

Общее количество энергии, требуемой для производства упаковочных материалов и операций по

изготовлению упаковки, можно выразить в расчете на упаковочную единицу или на единицу веса. Мы

выбираем последнее при сравнении материалов, поскольку данные, отнесенные к единице веса, обладают

большей репрезентативностью при изучении простых и комбинированных упаковок. Одно и то же

количество материала может быть истрачено на производство нескольких упаковок, вместимость и вес

которых могут различаться; очевидно, что большая стеклянная бутылка тяжелее, чем маленькая, но бутылки

одинаковой емкости могут различаться по весу. Если по некоторым (в основном, психологическим)

причинам желают придать определенному типу упаковки особую форму, то может потребоваться больше

материала, чем необходимо для производства чисто функциональной модели; стеклянная упаковка для

косметики обычно весит больше, чем упаковка для молока. Кроме того, многоразовая упаковка делается

более толстой (для уменьшения поломок) и, тем самым, более тяжелой, чем одноразовые выбрасываемые

упаковки той же емкости. Имеющиеся данные также свидетельствуют, что энергия, необходимая для

преобразования упаковочных материалов в упаковку, обычно прямо пропорциональна весу материалов: это

означает, что производство 18 бутылок емкостью 250 мл, весящих 173 г каждая, из 2112 г горячей

стекломассы потребляет почти столько же энергии, как формование трех бутылок емкостью 1 л и весом 704

г каждая. Мы установим в дальнейшем, что потребление топлива при транспортировке материалов гораздо

больше зависит от веса, чем от объема.

Где возможно, для лучшего понимания потенциального экологического ущерба мы укажем на

различия, обусловленные природой топлива. Частично такой анализ может объяснить стоимость упаковки;

однако он не может принять во внимание стоимостное выражение трудозатрат на обработку упаковки

(заполнение, запечатывание и т.д.). Часто при сравнении различных материалов окончательный выбор,

основанный на экономических показателях, оказывается в пользу упаковки, менее выгодной с

энергетической точки зрения. Это справедливо, если стоимость труд

' затрат выше стоимости сырья. Как

уже было показано в табл. 2.1, многоразовая стеклотара выгоднее с энергетической точки зрения, чем

эквивалентная одноразовая упаковка; тем не менее, предпочтение сегодня отдается последней из-за высоких

трудозатрат на сбор, распределение, хранение и транспортировку. При автоматизации этих операций с

соответствующим снижением стоимости многоразовая стеклотара, вероятно, получила бы более широкое

распространение.

Тем временем, избирательный сбор стеклотары в пунктах по приему бутылок можно считать

хорошим методом решения проблем отходов и энергосбережения (см. главу V). Обзор энергетических

аспектов упаковок включает также определение их «энергосодержания». Под этим термином понимается

теплотворная способность, т.е. количество энергии, освобождаемой в форме теплоты при сжигании. В

отличие от большинства опубликованных таблиц, мы не включаем сюда энергию топлива, затраченного на

транспортировку сырья или окончательных упаковочных форм, поскольку структура транспорта и

расстояния различаются в различных странах, и соответствующие величины могут быть рассчитаны в

каждом отдельном случае.

а) Стеклянная упаковка

В течение последних 30 лет автоматизация производства стеклотары и улучшение контроля состава

стекла позволили выпускать более тонкую тару с прочностью, по крайней мере, не уступающей прочности

старой толстостенной тары. Вес некоторых одноразовых стеклянных упаковок для безалкогольных

напитков, как функция их емкости, указаны в таблице 4.4.

Сравнение веса и емкости некоторых одноразовых стеклянных упаковок для безалкогольных

напитков [22]

Таблица 4.4

Емкость,

мл

Вес, г Емкость, мл Вес, г

129 162 600 440

190 223 700 489

193 159 750 496

193 281 977 630

199 173 1000 546

250 176 1000 567

250 188 1000 616

250 195 1000 670

250 208 1000 740

250 216 1014 465

293 249 1018 670

334 380 1136 703

341 196 1136 710

500 347 1176 740

Однолитровые бутылки для молока весят примерно 700 г; пивные бутылки емкостью 340 мл весят

приблизительно 200 г. Энергия, расходуемая на сырье и производство стекла, приведена в таблице 4.5.

Энергопотребление (млн. Дж) производства 1 тонны упаковок из стекла и металла (по данным [22] в

перерасчете автора)

Таблица 4.5

Материал Произ-

водст-

венный

процесс

Элект-

ричество

Нефте-

продукты

Другие Энергосод

ержание

Итого

Стекло Сырье 0,080 2,276 0,942 — 3,298

Стекло 1,224 6,195 4,977 — 12,396

Итого 1,304 8,471 5,919 — 15,694

Жестяные

банки

(170 мл)

Произ-

водство

железа

0,369 2,433 13,210 — 16,012

Лужение 1,365 4,507 2,895 — 8,767

Произ-

водство

упаковки

2,104 5,495 11,700 2,015 19,299

Пластины

для

крышки и

дна

6,165 7,761 5,010 3,469 18,936

Итого 10,003 20,196 32,815 5,484 63,104

Алюми-

ниевые

банки (450

мл)

Произ-

водство

А1

53.316 42,668 13,370 21,567 109,354

Произ-

водство

Аl-

пластин

3,601 9,534 9,905 — 23,040