1

«ОТХОДЫ В ДОХОДЫ» ИЛИ ПРОИЗВОДСТВО

БИОРАЗЛАГАЕМОЙ УПАКОВКИ ИЗ ВТОРИЧНЫХ

МАТЕРИАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

Автор проекта:

аспирант

ФГБОУ ВПО «Воронежский Государственный Университет Инженерных Технологий»

Жигулина Марина Олеговна

Научный руководитель:

д.т.н., проф. Шахов Сергей Васильевич

ОТХОДЫ И ИХ ПЕРЕРАБОТКА

2

Пищевое производство

Отходы пищевого производства (вторичные материальные ресурсы)

Утилизация отходов пищевого производства в настоящее время

Готовый продукт

Пивоваренные заводы

Масло-экстракционные

заводы

Сахарные заводы

Спиртовые заводы

Мясо-перерабатывающ

ие заводы

Пивная дробина

Масленичный шрот

Свекловичный жом

Спиртовая барда

Кости

Пиво Масло растительное

Сахар Спирт Мясные продукты

Основное применение: на корм скоту, получение пектина из свекловичного жома.

Есть ряд ограничений, главным из которых является ограниченность транспортировки вследствие быстрой микробиологической порчи, в случае возникновения которой утилизация производится в хранилища под

открытым небом (свалки).

Изготовление костного клея

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ

3

Целью является: создать конкурентоспособную биоразлагаемую упаковку с минимально возможной себестоимостью, разумным сроком разложения (чтобы не разлагалась пока продукт используют и быстро разлагалась после использования) и экологическим следом.Задачи:- осуществить мониторинг уже имеющихся разработок и технологий в данной области;- провести маркетинговые исследования (востребованность биоразлагаемой упаковки на рынке, позиционирование биоразлагаемой упаковки, мониторинг цен на аналогичную категорию товаров, сравнение с конкурентами и другие);- провести расчет экономических показателей эффективности (себестоимость, срок окупаемости, рентабельность и других);- провести НИОКР по разработке технологии и машинно-аппаратной линии производства биоразлагаемого материала;- провести работы по защите интеллектуальной собственности (патент, торговая марка, оценка жизненного цикла продукции);- провести маркетинговые работы по стимулированию спроса на предлагаемую биоразлагаемую упаковку;-организовать на территории Воронежской области инновационное предприятие по выпуску биоразлагаемой упаковки из вторичных материальных ресурсов пищевых производств.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ В ОБЛАСТИ БИОРАЗЛАГАЕМОЙ УПАКОВКИ

4

Исходя из имеющихся данных, наиболее целесообразной является создание композитного биоразлагаемого материала (не биопластика) без применения глубоких химических преобразований. Предлагаемый материал соответствует дерективе EH 13432:2000 «Упаковка. Требования, критерии и схема утилизации упаковки посредством компостирования и биологического разложения» и «ГОСТ Р 54533-2011 «Ресурсосбережение. Обращение с отходами» удовлетворяющего по требованиям:

• Разложение за 180 дней• Отсутствие токсичности для растений полученного компоста

Полимеры, изготовленные путем глубокой переработки растительного сырья и обладающие свойствами традиционных пластиков

Полимеры, изготовленные из растительного сырья со сроком разложения до 6 месяцев

Полимеры, изготовленные из нефтепродуктов, срок распада в природе около 100 лет

Полимеры, изготовленные из нефтепродуктов, с добавлением специальных добавок для контролируемого по срокам биоразложения

Биопластики

Традиционные полимеры

Биоразлагаемые растительные: PLA, PHA и т.п.

Аналог традиционного пластика: PE, PET, PVC, PA

PE, PP, PS И и т.д. Срок

разложения до 100 лет

Биоразлагаемые благодаря добавкам

5

Натуральное растительное

сырье

Пищевое производство

Отходы пищевого

производства

Биоразлагаемая упаковка

Удобрение для почвы

Цикличность обращения

компонентов

Групповая упаковка

Единичная упаковка

Биоразлагаемая посуда

Слой материала (разрез)

Пивная дробинаСпиртовая барда

Масленичный шрот

Костный клей

Свекловичный жом

Виды готового продукта

Основные конкурентные преимущества предлагаемой биоразлагаемой упаковки:

• Без использования ГМО;• Отсутствие необходимости специально выращивать сырье;• Низкая себестоимость;• Полная натуральность;• Снижение экологического следа от отходов предприятий.

БИОРАЗЛАГАЕМАЯ УПАКОВКА ИЗ ОТХОДОВ. КОНЦЕПЦИЯ

6

1. Обезвоживание пивной дробины, спиртовой барды, масленичного шрота и свекловичного

жома

БИОРАЗЛАГАЕМАЯ УПАКОВКА ИЗ ОТХОДОВ. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА.

Патент №2459165 Печь для адсорбента

Необезвоженное сырье*

Сушка*

Обезвоженное сырье (гранулированное или не гранулированное)

2. Измельчение пивной дробины, спиртовой барды,

масленичного шрота и свекловичного жома

(измельчение свекловичного жома проводится отдельно от остальных компонентов)

Мелкодисперсная композиция

4. Смешивание мелкодисперсной композиции пивной дробины, спиртовой барды, масленичного шрота и выжимок свекловичного

жома с костным клеем

Костный клей

Мелкодисперсная пивная дробина

Мелкодисперсная спиртовая

барда

Мелкодисперсный масленичный шрот

Бесформенная снова биоразлагаемого материала

3. Разваривание и электрокоагуляция мелкодисперсной

композиции свекловичного

жома

Измельчение

Разваривание

Электрокоагуляция

Выжимки свекловичного

жома

Клеевой пектиновый раствор

5. Формирование биоразлагаемого материала

Прокатка

Листовой биоразлагаемый материал для групповой и единичной упаковки

Прессование по форме

Форма основы биоразлагаемой посуды

6. Глазирование клеевым пектиновым

раствором

Нанесение защитного верхнего глазирующего

покрытия7. ГОТОВЫЙ ПРОДУКТ

* Необязательные стадии

Исследование свойств возможных компонентов

Подбор оптимального процентного соотношения компонентов

Получение пилотного образца биоразлогаемого материала

Получение образца биоразлагаемого готового продукта (тарелка, пакет, стакан, пакет, коробка)

Подбор экспериментального оборудования для смешивания и формирования компонентов

Испытаня питлотного образца биоразлагаемого материала на прочность и жесткость

Определение основных параметров биоразлагаемого материала

Испытания прочности и жесткости образца готового продукта

Маркетинговое исследование "Сравнение биоразлагаемой упаковки с традиционной"

Маркетинговое исследлвание "Цена биоразлагаемой упаковки"

Расчет срока окупаемости проекта

Разработка и регистрация торговой марки

Мониторнг основного сырья для биоразлагаемой упаковки

Мониторинг ведущих разработок

01/07/2013 17/01/2014 05/08/2014 21/02/2015 09/09/2015 27/03/2016

7

КАЛЕНДАРНО-ПЛАНОВЫЙ ГРАФИК РАБОТ НАД ПРОЕКТОМ

Октябрь 2014

Машино-аппаратное обеспечение

Испытание безопасности

продукта

Технологическая разработка

биоразлагаемого материала

Разработка образа

готового продукта

Экономика

Исследование рынка

Интеллектуальная собственность

АНАЛИЗ РЫНКА

8

По оценке фирмы The Freedonia Group (США), потребность в стеклянной, металлической, бумажной и картонной упаковке увеличивается в среднем на 1 — 2 % в год, а в пластмассовой—на 4 %. Средний мировой показатель потребления пластмасс на душу населения в настоящее время составляет 15 кг в год (в США— 80—90 кг в год, в Индии — 2 кг в год). Общий объем потребления гибкой упаковки в России составляет около 655,5 тыс. т.

Рынок «зеленых пластиков»

Согласно результатам исследований European Bioplastics в 2013 году в мире было изготовлено 262 тыс. тон биополимеров. При этом 80% были получены из растительного сырья и являлись биоразлагаемыми; 12% изготовлены из натуральных компонентов, но в естественных условиях не разрушались, а 8% произведены традиционным, т.е. химическим способом.

Традиционные пластики на растительной основе

(некомпостируемые) 12%

Традиционные

пластики с биоразлагающимися добавкам

и 8%

Биоразлагаемые

пластики из

растительного

сырья 80%

Компания-производит

ель

Марка материал

аОписание

Novamont (Италия)

MATER-BI

Сырье – растительный крахмалИзделия: сетка, пакеты, подложки, одноразовая посуда

SPHERE (Франция) -

Сырье – растительный крахмалИзделия: пакеты, пленки

Plantic Австралия) Eco-Plastic

Сырье – растительный крахмалИзделия: пакеты, подложки, одноразовая посуда

BASF (США)Ecoflex, Ecovio

Сырье – кукурузный сахарИзделия: сетки, стаканчики, лотки

Innovia (США) Nature Flex

Сырье – целлюлозаИзделия: пленочные материалы для упаковки

Основные мировые конкуренты

КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТЬ

9

Ниши потребителей биоразлагаемой упаковки

Наименование Темно-зеленые Светло-зеленые Серые

Отношение к экологии

Неравнодушны к эко-проблемам

На словах обеспокоены эко-проблемами

Безразличны к проблемам окружающей среды

Покупка эко-продуктов

Готовы платить больше за эко-продукты

Не готовы переплачивать за эко-продукты, однако при равной цене выберут эко-продукт

Могут купить как эко-продукт, так и любой другой

Численность Маленькая группа Самая многочисленная группа

Самая маленькая группа

80.8%

10.4%

8.8% Цена биоразлагаемого пакета = цене полимерного пакетаЦена биоразлагаемого пакета > цены полимерного пакетаБезразлично

94.5%

4.1% 1.4%

Цена биоразлагаемой одноразовой посуды = цене полимерной одноразовой посуды

Цена биоразлагаемой одноразовой посуды > цены полимерной одноразовой посуды

Безразлично

Место проведения исследования: г. ВоронежОбъем выборки: 154 человекаДоверительная вероятность: 95%Доверительный интервал: ±5%

Место проведения исследования: г. ВоронежОбъем выборки: 131 человекДоверительная вероятность: 95%Доверительный интервал: ±5%

Купите ли Вы биоразлагаемый пакет? Купите ли Вы биоразлагаемую одноразовую посуду?

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ

10

-

20 000,00

40 000,00

60 000,00

80 000,00

100 000,00

120 000,00

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

Выручка

Постоянные затраты

Переменные затраты

Валовые затраты

Объем выпуска, %

Выручка, тыс. руб.

Расчетный срок окупаемости составляет 11,5 месяцев.

Сравнение цен

Показатель Аналоги Предлагаемый продукт

Групповая упаковка

Средняя цена *(выборка 20 пакетов)

Пакет из традиционног

о полимера

Пакет из биоразлагаемог

о полимера

Бумажный пакет

Биоразлагаемый композитный пакет

*2-3 руб. *3-3,5 руб. *2,5-4 руб. 1,5-3 руб.

Биоразлагаемая одноразовая посуда

Цена (средняя за 5 тарелок, *выборка 20 упаковок)

Полимерная одноразовая

посуда

Одноразовая посуда из

биопластика

Картонная посуда

Биоразлагаемая одноразовая посуда из

композитного материала

*12 руб. *8-10 руб. *10 руб. 7-9 руб.

РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИ УСПЕШНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ

11

Получение высококонкурентного продукта разлагаемого на органические составляющие в течение менее 6 месяцев с минимальной себестоимостью.

Разлагаемые составляющие, являются хорошим удобрением для почвы.

Возможность управлять процессом биоразложения при больших объемах упаковки.

Снижение экологического следа и сохранение окружающей среды.

Рациональное использование ресурсов.

Повышение рентабельности предприятий пищевой промышленности.

Развитие инновационных технологий.