De Carlsberg a L’Oreal, de Nestlé Purina a Seventh Generation, la idea de una botella de papel ha despertado un gran interés en una amplia gama de compañías de bienes de consumo envasados. La última novedad, de 3Epack Ltd., tiene un enfoque decididamente minimalista. De hecho, una vez que se separan los diversos componentes, es sorprendente lo poco elegante que es este empaque 3EpakR. Pero esa es la idea. Debido a que en este caso es la fragilidad lo que hace que este concepto de empaque sea potencialmente tan ambientalmente robusto.
Según Todor Saslekov, fundador y CEO de 3Epack Ltd, tres innovaciones principales impulsan este desarrollo:
1. Una estructura novedosa.
2. Una película de barrera al gas que prolonga la vida útil.
3. Una línea de producción prototipo que prueba los métodos y el proceso de producción.
"La pregunta clave detrás de este desarrollo siempre ha sido ¿cuál será el mayor impacto en términos de reducción de la contaminación?", dice Saslekov. “Existen muchas soluciones, pero una vez que empiezas a medir su impacto global, comienzas a encontrar fallas. Para realmente tener un impacto significativo, no necesitamos un empaque cero desperdicio, que solo unas pocas personas puedan usar. Necesitamos un empaque que, incluso si es imperfecto, millones puedan usar. Así es como tienes un impacto. Y si millones van a usar este tipo de empaque, tiene que ser económico. Así que nos dirigimos hacia el desarrollo de un envase y de una tecnología que minimizara el costo y tuviera el mayor impacto positivo posible en el medio ambiente ".
Esta botella se puede utilizar para una gama de bebidas no carbonatadas en volúmenes de hasta 20 oz. Saslekov afirma que ofrece la mejor combinación de bajo costo, menos desperdicio, vida útil prolongada, reciclabilidad, biodegradabilidad y compostabilidad. Aquí están las métricas clave que el fabricante afirma tiene:
• Es 75% compostable en condiciones naturales.
• Utiliza hasta un 75% menos de plástico que las botellas de plástico
• 75% de los materiales utilizados en ella están hechos de recursos renovables.
• El uso de este envase puede reducir el costo hasta en un 55%.
• Los materiales utilizados son 100% reciclables en instalaciones estándar.
Antes de sumergirnos en la composición de este envase y la tecnología que lo soporta, es importante elaborar un poco sobre el numeral tres arriba mencionado: la línea de producción de prototipos. Al igual que otros inventores de tecnologías de envasado cuyos conceptos son potencialmente transformadores, los directores de 3Epack Ltd. reconocieron que debían lanzar un producto viable comercialmente para tener alguna esperanza de demostrar que su concepto era posible. La instalación de producción obvia para fabricar este nuevo producto era Toshitomo Co., compañía de embotellado de agua ubicada en Dolnia Bania, Bulgaria, que es 40% propiedad de Saslekov. La empresa suministra agua mineral en recipientes PET reutilizables de 19 litros (5 galones). Desde 2018, Toshitomo también pone a disposición bebidas MyEcoChoiceR, que incluyen aguas saborizadas y tés helados. Todos están en el formato 3Epak, y los consumidores los compran en línea en cantidades mínimas de pedido de tres unidades en paquetes de 12 unidades envueltos en material encogible.
Aquí se muestra un paquete de 12 empaques envueltos en plástico retráctil.
Composición del envase
Entonces, ¿de qué está hecho este inusual envase? Sin contar una pajita (popote/pitillo) que se adjunta automáticamente a cada contenedor, consta de cinco partes:
• Un cuerpo fabricado en stock de cartón estándar.
• Un fondo corrugado de doble pared.
• Una tapa termoformada de poliestireno.
• Una bolsa multicapa de alta barrera a gases que contiene el líquido.
• Una envoltura exterior de poliolefina retráctil
Un aspecto central de todo el concepto es que una vez que se consumen los contenidos del envase, es fácil separar el papel del plástico y colocar cada componente en el flujo de reciclaje adecuado. "Aquí es donde creemos que tenemos una ventaja decidida sobre las cajas de bebidas asépticas", dice Saslekov. “Aparte del uso de un poco de pegante biodegradable para crear una costura lateral en el cuerpo del cartón, no unimos los componentes. Por esto la envoltura exterior juega un papel tan importante. En primer lugar, protege el papel no recubierto del agua y la humedad. Y lo que es más importante, mantiene a todos los demás componentes juntos en una configuración sólida y duradera que soporta fácilmente los rigores del transporte y el uso". El empaque incluso tiene este mensaje impreso de manera prominente en la pared lateral del cartón: "No retire la envoltura antes de beberla".
Igualmente, crucial en el desarrollo de esta botella de papel fue la bolsa interior con barrera al gas. "Llevó 18 meses de investigación y desarrollo", dice Saslekov. “Primero, necesitábamos una película que pudiera contener diferentes tipos de líquidos: tés, jugos, agua saborizada. También necesitaba propiedades de barrera contra el oxígeno para prolongar la vida útil del producto y tenía que ser lo suficientemente fuerte como para resistir el impacto de una caída. Además, tenía que ser fácil de pinchar con una pajita (popote/pitillo) y ser adecuado para ser formado, llenado y sellado en un equipo f/ f/s vertical relativamente estándar. La fórmula exacta tiene patente pendiente, pero las capas en la coextrusión son LLDPE/LLDPE/capa/EVOH/capa/ LLDPE/ LLDPE".
Saslekov dice que la tasa de transmisión de oxígeno (OTR) de esta estructura coextruida de siete capas es de 2.77 cc / m2 / 24 hr. Saslekov admite que un cartón aséptico típico que comprende siete capas, una de las cuales es una lámina de aluminio, tiene una OTR considerablemente mejor de 0.2 cc en comparación con 2.77 cc. Pero no solo el costo de este tipo de cartón es mucho más alto, sino también la dificultad de separar las capas cuando llega el momento de reciclarlas. En cuanto a otros recipientes populares y sus tasas de transmisión de oxígeno, enumera botellas de PET "gruesas" a aproximadamente 75 cc, botellas de PET "delgadas" comúnmente utilizadas para agua embotellada a aproximadamente 350 cc, y cartones asépticos de tres capas a aproximadamente 850 cc.
Las botellas de PET podrían fabricarse con mejores propiedades de barrera contra los gases, pero requerirían agregar EVOH, y hacerlo no podría justificarse desde la perspectiva del costo. "La regla general es que debe sustituir el 10% del peso de la botella con EVOH", señala. "Para una botella de PET estándar que pesa 22 g, necesitará 2.2 g de EVOH. El peso de nuestra bolsa es de solo 2 g, por lo que solo necesitamos 0.2 g de EVOH. Ahí es donde entra en juego nuestra ventaja en costos".
Satisfecho con el desarrollo del material de la bolsa de alta barrera al gas, Saslekov se apresura a señalar que los clientes que elijan usar el envase para el agua pueden optar por una película de PE estándar.
Los proveedores de componentes de material podrían variar ampliamente
Cuando se le pide que identifique a los proveedores de los componentes del envase, Saslekov dice que con la excepción de la película interna coextruida patentada, se puede utilizar cualquier tipo de proveedores. Un productor de película en particular está suministrando el material coextruido en rollo actualmente, pero se está contactando a proveedores en Europa y Estados Unidos ahora, dice Saslekov. "No creo que los proveedores de películas sean demasiado difíciles de encontrar". Lo mismo ocurre con las estructuras de papel, la base corrugada y las tapas termoformadas. Ese fue realmente uno de los objetivos principales: eliminar el largo y costoso transporte de materiales y componentes". Saskelov agrega que los productores de bebidas que instalan el sistema 3Epak "no están obligados a comprar nuestros materiales. Pero competiremos en igualdad de condiciones para el negocio de sus componentes".
También enfatiza: “Recuerde que no estamos tratando de convertirnos en una empresa embotelladora y de sobresalir en el negocio de productos de consumo con este desarrollo. Queremos vender o licenciar nuestra tecnología a socios estratégicos. En el futuro, los clientes que decidan usar nuestra tecnología pueden comprar sus propios componentes de quienes ellos quieran. Esto debería reducir los costos y facilitar la implementación global".
En cuanto al numeral 3 mencionado, el equipo que realiza el formado y llenado, Saslekov dice: "Nosotros desarrollamos la línea prototipo, incluida la máquina v/f/f/s, para que podamos demostrar nuestro concepto sobre la base comercial y entregar las botellas a manos de los consumidores. Los módulos separados se produjeron en diferentes fábricas en China y luego se enviaron a Bulgaria, donde se ensamblaron y ajustaron. Pero esta no es una línea comercial lista para la producción a gran escala. Esperamos encontrar un socio estratégico con el que podamos llevar nuestra tecnología al siguiente nivel". El equipo de pasteurización UHT que se muestra al principio no es algo que proporciona 3EPack y se incluye principalmente con fines ilustrativos. "Muchos clientes ya tienen una pasteurizadora, y es importante tener en cuenta que aquellos que usan el envase para agua no necesitarán en absoluto una pasteurizadora", dice Saslekov.
3EPak incluye estructura de papel, tapa de poliestireno, bolsa de barrera para líquido, envoltura exterior retráctil y base corrugada (no se muestra aquí).
Comienza con el desembobinado de la película
Un vistazo rápido al equipo en acción está disponible aquí. La película se desembobina en un sistema aséptico vertical f / f / s, que incorpora un "proceso de esterilización de película pendiente de patente". Esencialmente es una aplicación de una solución de peróxido de hidrógeno al 3% más la exposición a la luz UVC. Comúnmente utilizado para descontaminar instrumentos quirúrgicos, la luz UVC tiene una longitud de onda de entre 200 y 400 nanómetros y es eficaz para matar las bacterias al destruir los enlaces moleculares que mantienen unido su ADN. Las bolsas llenas se mueven entonces a un módulo de ensamblaje que se apoya en gran medida en una pista ovalada alrededor de la cual los moldes de acero inoxidable viajan continuamente. Estos moldes se detienen en varias estaciones para que se puedan llevar a cabo varios procesos automatizados.
Primero, las tazas de vacío escogen un cuerpo plano de cartón de un alimentador de bandeja, lo erigen y lo ponen en un molde. El molde se cierra y se desplaza a lo largo de su recorrido en forma de óvalo hasta una estación donde los dos brazos de un dispositivo de pick-and-place se alternan al elegir una base corrugada de forma octagonal y colocarla en un cuerpo. Las bases se entregan por medio de una tolva de estilo giratorio que las separa, clasifica y alimenta en dos carriles de descarga paralelos que conducen a la estación donde se recogen e insertan en el cuerpo. La base corrugada es apoyada por las aletas inferiores del cuerpo.
La base corrugada de doble pared está apoyada por las aletas inferiores del cuerpo.
Ahora el molde se mueve a la siguiente estación: inserción de la bolsa. Las bolsas llenas de bebida se transportan hacia arriba por un transportador inclinado corto y se colocan en una rampa que entrega cada bolsa en un molde. En la siguiente estación, los dedos mecánicos alisan las esquinas superiores de la bolsa sobre los bordes del cuerpo. En la siguiente estación, las tapas termoformadas, que, al igual que las bases corrugadas, se separan, clasifican y entregan al módulo de ensamblaje en dos carriles paralelos mediante una tolva de estilo giratorio, se aplican mediante los dos brazos de dispositivo pick-and-place de lugar que también se asemeja al responsable de la aplicación de bases corrugadas. Las tapas se presionan hacia abajo para apretar firmemente las esquinas de la bolsa contra el cuerpo del cartón. Si algún proceso es defectuoso, los sensores electrónicos notifican al operador y esa unidad se expulsa automáticamente. El contenedor ensamblado sale del módulo de ensamblaje y entra en una envoltura de flujo y un túnel de retracción. Justo por delante de la envoltura de flujo, una impresora digital de inyección de tinta térmica Markoprint X1JET de Weber Marking Systems pone la fecha y el código de lote en cada cuerpo. Cuando los contenedores salen del túnel de encogimiento, se aplica automáticamente una pajita (popote/pitillo) envuelta a la envoltura de encogimiento. "Durante más de dos años hemos estado buscando una empresa capaz de producir las pajitas (popotes/pitillos) biodegradables en forma de U de PLA", dice Saslekov. “Finalmente encontramos a Matrix Pack, un productor ubicado en Grecia. También estamos buscando un proveedor que pueda termoformar nuestra tapa de PLA. Una vez más, hemos encontrado algunos que pueden hacerlo. Pero el pedido mínimo es actualmente una barrera", dice.
De alguna manera, el genio de un concepto como este es que las apuestas múltiples están cubiertas en lo que respecta a la sostenibilidad. Si los consumidores se comportan de manera responsable, el 100% de los materiales en el envase serán reciclados. Enormemente útil en el frente del reciclaje es que el esfuerzo requerido para obtener los materiales en el flujo de reciclaje correcto se minimiza debido a la naturaleza única y deliberadamente endeble de la estructura del empaque. Si los consumidores se comportan de manera menos responsable y no logran colocar estos componentes del envase en las corrientes de reciclaje adecuadas, el 75% de los materiales involucrados son compostables en condiciones naturales. Traducción: el 75% de los materiales NO terminarán flotando en el parche de basura del Pacífico.
Cuando desafiamos a Saslekov sobre cuán reciclable es la coextrusión de siete capas utilizada para la bolsa interior, dice: "Tal vez en los Estados Unidos no se reciclaría un plástico así, pero en muchos países de todo el mundo sí". Incluso si se equivoca en ese punto, enfatiza que hoy en día solo alrededor del 20% de todos los envases recliclables son de hecho reciclados. Así que eso hace que la botella 3EPak, que solo contiene 5 g de plástico, sea considerablemente menos dañina para el medio ambiente que la típica botella de PET de 22.5 g para un producto de jugo estable en estantería. "Si este envase reemplaza solo el 2% de las botellas de plástico que se venden a nivel mundial hoy en día, el uso de plástico se reducirá en aproximadamente 114,640,000 libras por año", dice Saslekov.
Entonces, ¿dónde está parado actualmente 3Epak? "El objetivo más importante es encontrar socios estratégicos", dice Saslekov. "Teniendo en cuenta que este formato ofrece la mejor combinación de costo, vida útil prolongada, reciclabilidad y biodegradabilidad, creemos que dichos socios darán un paso adelante pronto".
Aquí se ilustran los elementos principales de la línea 3EPak.
