EN BIODEGRADABILITA E COMPOSTABILITA

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1 Food Packaging: idoneità alimentare ed eco-compatibilità EN BIODEGRADABILITA E COMPOSTABILITA Enrico Nieddu Laboratorio packaging Verona 24 Febbraio 2011

2 INDICE Definizioni Normative EN Prospettive

3 DEFINIZIONI Bioplastiche: cosa sono? Materie plastiche: quei materiali artificiali con struttura macromolecolare che in determinate condizioni di temperatura e pressione subiscono variazioni permanenti di forma. Bioplastiche sono plastiche: 1. Biodegradabili/compostabili: proprietà funzionale 2. Prodotte da materiali di origine biologica:risorse rinnovabili 3. Rinnovabili e biodegradabili

4 DEFINIZIONE Degradazione Biodegradazione Degradazione Definita come quel processo che prevalentemente tramite agenti fisici e chimici riduce un materiale in pezzi più piccoli. Biodegrabilità "ultima" Decomposizione di un composto chimico organico da parte di microorganismi: in presenza di ossigeno in assenza di ossigeno

5 BIODEGRADABILITA ULTIMA + Ossigeno + AEROBICA microorganismi ANAEROBICA CO 2 + H 2 O BIOMASSE + e SALI minerali polimero no Ossigeno CO 2 + CH 4 H 2 O

6 Biodegradabilità ultima POLIMERO OLIGOMERO poche unità monomeriche MONOMERO ALCOLI-ACIDI Biodegradabilità ultima Completa Mineralizzazione Biomassa + Sali minerali CO 2 H 2 O CH 4

7 Biodegradabilità: CO2 - H2O - CH4 Intermedi a catena corta enzimi Intermedi solubili in acqua Plastica

8 TUTTO E BIODEGRADABILE!? MATERIALE QUESTIONE TEMPO CONDIZIONI ACCUMULO

9 Direttiva 94/62/CE Finalità in ambito di gestione dei rifiuti d imballaggio: Prevenire la produzione di rifiuti da imballaggio Definire riutilizzo e recupero degli imballaggi Sviluppare il reimpiego ed il riciclaggio dell imballaggio Armonizzare le misure nazionali in materia di gestione degli imballaggi e dei rifiuti da imballaggio

10 Armonizzare - 94/62/CE.. è necessario armonizzare le diverse disposizioni e misure nazionali concernenti la gestione degli imballaggi e dei rifiuti d'imballaggio.. Stati membri, produttori, consumatori Norme Tecniche condivise Libero Mercato

11 CEN Standard sull Imballaggio e sul Rifiuto da Imballaggio 1994 Pubblicazione della direttiva sull Imballaggio 94/62/CE 1996 mandato M200 per creare standard tecnici armonizzati 2000 CEN pubblica 5 norme standard in attuazione al direttiva 2001 UE pubblica i riferimenti delle norme nella decisione 2001/524/CE adottando interamente la EN 13432

12 94/62/CE PREVENZIONE RIUTILIZZO RECUPERO RECUPERO ORGANICO COMPOSTAGGIO EN 13432:2000

13 EN 13432: Requisiti per imballaggi recuperabili mediante compostaggio e biodegradazione Compostaggio : processo aerobico di decomposizione biologica (biodegradazione) della sostanza organica che avviene in condizioni controllate, e che si svolge nelle due fasi della biossidazione e della maturazione, e che porta alla produzione di acqua, anidride carbonica, calore e compost. Compostabilità : valutazione attraverso dei criteri tecnici della possibilità di compostaggio un materiale Imballaggio compatibile con il processo.

14 Compostabilità/Compostaggio Il compostaggio è definito come recupero organico; deve avvenire in determinate condizioni e non in discarica Non deve passare il messaggio che Biodegradabile/Compostabile può esser smaltito ovunque

15 Norma europea EN 13432:2000 Requisiti per imballaggi recuperabili mediante compostaggio e biodegradazione STEP 2 BIODEGRADABILITA ISO STEP 3 DISINTEGRAZIONE EN STEP 1 CARATTERIZZAZIONE CONTEMPORANEITA E CONSEQUENZIALITA DEGLI STEP STEP 4 QUALITA COMPOST+ECOTOSSICITA OECD 208 COMPOSTABILE

16 Compostabilità/Biodegradabilità Materiale SEMPRE Compostabile Biodegradabile NON SEMPRE Biodegradabilità: condizione necessaria ma non sufficiente

17 COMPOSTAGGIO EN 13432:2000

18 COMPOSTAGGIO EN 13432:2000 La Norma Tecnica EN Impone dei criteri. CRITERI EN TEMPO PASS LEVEL

19 STEP 1 EN Caratterizzazione Ogni materiale d imballaggio deve esser identificato e caratterizzato prima delle prove: CRITERI EN Costituenti materiali Determinazione sostanze pericolose Contenuti di carbonio organico,residuo secco e residuo volatile Materiali > 50% di residui volatili Contenuti massimi Metalli pesanti e Sostanze tossiche

20 STEP 2 EN degradation (%) DEGRADATION CURVE cellulosa 1 Cellulosa 2 60 Cellulosa 3 sample A 55 sample B sample C time (days) Biodegradabilità Aerobica ISO Ogni materiale designato come organicamente recuperabile deve esser dimostrato biodegradabile DURATA SEI MESI CRITERI EN % BIODEGRADAZIONE MIN 90 % CRITERI VALIDITA ISO Ogni materiale organico presente >1% (la somma dei componenti senza det.biodegradabilità non deve >5%)

21 Studio Biodegradabilità ISO Determination of the ultimate aerobic biodegradability of plastic materials under controlled composting conditions Method by analysis of evolved carbon dioxide CO 2 Rivelatore CO2 - IR FLUSSO Aria Calcolatore Compost Maturo (caratterizzato) + Test Sample 58 C heat Reattori: 3 bianco (solo compost) 3 reference (cellulosa) 3 test material

22 Biodegradabilità ISO CO 2 evolution curve BLANK Reference Material Test Material P1 -BIO 90 g/vessel time (days)

23 Biodegradabilità ISO DEGRADATION CURVE degradation (%) cellulosa 1 Cellulosa 2 60 Cellulosa 3 sample A sample B sample C time (days)

24 Biodegradabilità ISO Criteri di Validità -- ISO Degree of biodegradation of reference material after 45 days > 70% passed CRITERI EN Difference between percentage biodegradation of reference material in the different vessels at the end of test < 20% passed Mean CO 2 production in the blank vessels after 10 days in the range (50 150) mgco 2 /g volatile solids passed DURATA SEI MESI % BIODEGRADAZIONE MIN 90 % Criteri di validita ISO 14855

25 Biodegradabilità ISO LABORATORIO CHELAB

26 STEP 3- EN Disintegrazione EN CRITERI EN Il materiale è sottoposto alla prova nella forma finale di utilizzo. Caratterizzato con spessore e forme DURATA 12 SETTIMANE NON PIU DEL 10 % S.S. > 2mm CRITERI DI VALIDITÀ EN 14045

27 EN Valutazione della disintegrazione dei materiali di imballaggio nelle prove di utilizzo reale nelle condizioni di compostaggio Impianto pilota che simula un reale processo di compostaggio Provini campione 10cm x 10 cm Spessore noto Controllo Umidità Controllo Temperatura Concentrazione Ossigeno Reattore Per 12 settimane Volume Minimo 140 L Setaccio 2 mm Qualità Compost Ecotossicità

28 EN Valutazione della disintegrazione dei materiali di imballaggio nelle prove di utilizzo reale nelle condizioni di compostaggio Tempo zero Tempo 2 weeks Tempo 4 weeks Tempo 8 weeks Tempo 12 weeks

29 EN Valutazione della disintegrazione dei materiali di imballaggio nelle prove di utilizzo reale nelle condizioni di compostaggio CRITERI EN DURATA 12 SETTIMANE NON PIU DEL 10 % S.S. > 2mm Criteri di validita EN T> + 60 C almeno 1 settimana T> + 40 C 4 settimane successive

30 STEP 4 EN Qualità Compost e Ecotossità OECD 208 VELOCITA E GERMINAZIONE > 90 % BIANCO CRITERI EN PASS LEVEL OECD 208 Si determina eventuale effetto negativo: Parametri chimico fisici del compost derivante EN Effetti tossicologici di confronto con norma OECD 208 (modificata)

31 Eccezioni I CAMPIONI DI ORIGINE NATURALE E NON MODIFICATI NON DEVONO FARE LA PROVA DI BIODEGRADABILITA MA DEVONO FARE GLI ALTRI STEP DELLA EN

32 Criteri Principali Valutazione EN Caratterizzazione Limiti sost.tossiche e Solidi Volatili > 50% costituenti/packaging 2. Biodegradabilità ultima :> 90% costituenti/packaging 3. Disintegrazione: 90%< 2mm packaging 4. Ecotossicità : 90 % crescita e germinazione rispetto bianco packaging

33 COMPOSTAGGIO EN 13432:2000 ISO Biodegradabilità IMBALLAGGIO Caratterizzazione del materiale - identificazione - sostanze pericolose - metalli pesanti - carbonio totale - residuo secco - residuo volatile UNI EN Compostaggio Biodegrazione Qualità del compost -parametri chimico-fisici -ecotossicità UTILIZZO EN Disintegrabilità TEST SIMULA UN PROCESSO DI COMPOSTAGGIO

34 Considerazioni EN 13432:2000 Condizioni tecniche ben definite Tempi funzionali LABORATORIO Indipendente Controllo Qualità Riconosciuto

35 Considerazioni FT-IR XRF Carbonio Sostanza organica compost ph TOC, TIC C/N Solidi residui Sostanze volatili LABORATORIO IMBALLAGGIO EN Caratterizzazione Biodegradabilità Disintegrazione Ecotossicità

36 Principali Norme internazionali Compostabilità UNI EN UNI EN ISO 17088:2008 ASTM 6400 Imballaggi Requisiti per imballaggi recuperabili mediante compostaggio e biodegradazione-schema di prova e criteri di valutazione per l accettazione finale degli imballaggi Materie plastiche Valutazione della compostabilità-schema di prova e specificazioni Specifications for compostable plastics Specifies procedures and requirements for the identification and labelling of plastics, and products made from plastics, that are suitable for recovery through aerobic composting. Standard Specification for Compostable Plastics This specification covers plastics and products made from plastics that are designed to be composted in municipal and industrial aerobic composting facilities

37 PROSPETTIVE Plastiche biodegradabili e compostabili non si limitano più a borse per la spesa e posate usa e getta. Le maggiori aziende a livello mondiale hanno creato linee dedicate Espansione di imballaggi monouso compostabili Sviluppo molte infrastrutture compostaggio (biogas combinato) leggi che orientano il mercato shoppers

38 POLIMERI BIODEGRADABILI Polimeri da Amido Poliestere: Acido Polilattico (PLA) Poliestere: Poli-idrossialcanoati (PHA) Altri poliesteri da monomeri da fonte rinnovabile Polimeri Cellulosici

39 ADDITIVI Esistono additivi in grado di rendere la plastica biodegradabile? Test di verifica secondo la UNI EN 13432

40 PROSPETTIVE

41 PROSPETTIVE

42 Grazie per l attenzione! [email protected] [email protected]