ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ: ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΚΥΚΛΟΥ ΖΩΗΣ (LCA) CHIPS ΠΑΤΑΤΑΣ

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ: ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΚΥΚΛΟΥ ΖΩΗΣ (LCA) CHIPS ΠΑΤΑΤΑΣ"

Ωρίων Ταρσούλη
8 χρόνια πριν
Προβολές:

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ: ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΚΥΚΛΟΥ ΖΩΗΣ (LCA) CHIPS ΠΑΤΑΤΑΣ Μ. Καράλη, Ι. Μαρκόπουλος, Δ. Πολίτη, Μ. Τρίγκας, Σ. Τσιαφογιάννη, Δ.

1 ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ: ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΚΥΚΛΟΥ ΖΩΗΣ (LCA) CHIPS ΠΑΤΑΤΑΣ Μ. Καράλη, Ι. Μαρκόπουλος, Δ. Πολίτη, Μ. Τρίγκας, Σ. Τσιαφογιάννη, Δ. Γεωργακέλλος Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα Σπουδών MBA-TQM, Τμήμα Οργάνωσης και Διοίκησης Επιχειρήσεων, Πανεπιστήμιο Πειραιώς ΠΕΡΙΛΗΨΗ Σκοπός της εργασίας αυτής είναι η ανάλυση του κύκλου ζωής μιας συσκευασίας chips πατάτας 120g. Αναλύουμε τις εισροές και εκροές κάθε στάδιου του συστήματος που έχουμε ορίσει και υπολογίζουμε τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις με τη μέθοδο Eco-Indicator 99. Η κύρια πρώτη ύλη για τη παραγωγή chips είναι η πατάτα, που αφού γίνει η παραλαβή της από την εταιρεία παραγωγής, επεξεργάζεται έτσι ώστε να πάρει τη τελική της μορφή και να συσκευασθεί. Τέλος, διανέμεται στα διάφορα σημεία διανομής. Η εξαγωγή των αποτελεσμάτων βασίστηκε κυρίως σε πρωτογενή στοιχεία που μας δόθηκαν από επίσκεψη μας σε εταιρεία παραγωγής chips, αλλά και από το διαδίκτυο. Επίσης για τους υπολογισμούς μας χρησιμοποιήσαμε το πρόγραμμα G.E.M.I.S ( και CES-EDUPACK. Τα αποτελέσματα κυρίως εστιάζονται στις εκπομπές που επηρεάζουν όχι μόνο το περιβάλλον, αλλά και τον ίδιο τον άνθρωπο. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Παρακάτω παραθέτουμε διαγραμματικά τη διαδικασία παραγωγής από την παραλαβή των πρώτων υλών, έως και το τελικό προϊόν.

συσκευασίας chips πατάτας 120g. Αναλύουμε τις εισροές και εκροές κάθε στάδιου του συστήματος που έχουμε ορίσει και υπολογίζουμε τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις με τη μέθοδο Eco-Indicator 99.

Σχήμα 1. Παραγωγική διαδικασία chips πατάτας ΦΑΣΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Αφού παραλάβουμε τη πρώτη ύλη, κυρίως πατάτα, υπόκειται σε επεξεργασία ώστε να έχουμε το επιθυμητό προϊόν.

4 Σχήμα 1. Παραγωγική διαδικασία chips πατάτας ΦΑΣΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Αφού παραλάβουμε τη πρώτη ύλη, κυρίως πατάτα, υπόκειται σε επεξεργασία ώστε να έχουμε το επιθυμητό προϊόν. Δηλαδή, καθαρίζεται η πρώτη ύλη, τεμαχίζεται και ψήνεται ώστε να συσκευασθεί. Λαμβάνοντας υπόψη μας τα στοιχεία που έχουμε στη διάθεση μας, προκύπτουν τα εξής δεδομένα: Πίνακας 1. Ετήσια παραγωγή και κατανάλωση ενέργειας Ετήσια παραγωγή εργοστασίου / έτος tn Chips 8000 tn/έτος Κατανάλωση ενέργειας κατά την παραγωγή 2,4 kw/kg 2400 kw/tn

να έχουμε το επιθυμητό προϊόν. Δηλαδή, καθαρίζεται η πρώτη ύλη, τεμαχίζεται και ψήνεται ώστε να συσκευασθεί.

5 Θεωρούμε ότι στη φάση παραγωγής χρησιμοποιείται μόνο ηλεκτρική ενέργεια. Συνεπώς η συνολική ετήσια κατανάλωση ενέργειας για την παραγωγή chips είναι kW ή αλλιώς 19,2ΜW. Για να υπολογίσουμε τις ετήσιες εκπομπές που παράγονται κατά τη διαδικασία παραγωγής των chips θα χρησιμοποιήσουμε το πρόγραμμα G.E.M.I.S. αφού πρώτα μετατρέψουμε τη κατανάλωση ενέργειας από MW σε TJ. Για τη μετατροπή αυτή θεωρούμε ότι το εργοστάσιο λειτουργεί σε 24ώρη βάση τις 5 εργάσιμες ημέρες της εβδομάδας. Πίνακας 2. Αέριες εκπομπές κατά την διαδικασία παραγωγής των chips Ρύπος Ποσότητα Μονάδα Μέτρησης SO 2 equivalent ,8 Kg TOPP equivalent ,3 Kg SO ,3 Kg NOx ,7 Kg HCl 1543,971 Kg HF 305,0697 Kg Particulates 14579,96 Kg CO 56151,4 Kg NMVOC 6033,921 Kg H 2 S 0, Kg NH ,69 Kg As (air) 0, Kg Cd (air) 0, Kg Cr (air) 0,05214 Kg Hg (air) 0, Kg Ni (air) 0, Kg PAH (air) 1,71E-06 Kg Pb (air) 0, Kg PCDD/F (air) 5,15E-07 Kg Πίνακας 3. Στερεά απόβλητα κατά τη διαδικασία παραγωγής των chips Ρύπος Ποσότητα Μονάδα Μέτρησης P 0, Kg N 0, Kg AOX 0, Kg COD 4062,253 Kg BOD Kg inorg. salt 84,61159 Kg As (liquid) 2,94E-09 Kg Cd (liquid) 7,18E-09 Kg

Για τη μετατροπή αυτή θεωρούμε ότι το εργοστάσιο λειτουργεί σε 24ώρη βάση τις 5 εργάσιμες ημέρες της εβδομάδας. Πίνακας 2.

6 Πίνακας 4. Αέρια θερμοκηπίου κατά τη διαδικασία παραγωγής των chips Ρύπος Ποσότητα Μονάδα Μέτρησης CO 2 equivalent Kg CO Kg CH ,1 Kg N 2 O 2759,628 Kg Perfluoromethane 0, Kg Perfluoroethane 0, Kg ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ Ως παραδοσιακή συσκευασία τροφίμων εννοείται η μηχανική υποστήριξη των μη-στέρεων τροφών και η προστασία των τροφίμων από εξωτερικές επιρροές (Robertson, 2006). Η βασική αυτή λειτουργία της συσκευασίας επιφέρει την επιβράδυνση της καταστροφής, την επιμήκυνση της διάρκειας ζωής και την διατήρηση της ποιότητας και της ασφάλειας των συσκευασμένων τροφίμων. Η συσκευασία προστατεύει επίσης από περιβαλλοντικές επιρροές οι οποίες προκαλούν την καταστροφή τροφίμων και ποτών (Marsh & Bugusu, 2007) όπως η ζέστη, το φως, η παρουσία ή απουσία υγρασίας, οξυγόνου, πίεσης, ενζύμων, οσμών, μικροοργανισμών, εντόμων, μορίων σκόνης και χώματος, αερίων εκπομπών κ.ο.κ. Η επιμήκυνση της διάρκειας ζωής περιλαμβάνει την εφαρμογή διαφόρων στρατηγικών όπως ο έλεγχος της θερμοκρασίας, ο έλεγχος της υγρασίας, η προσθήκη χημικών στοιχείων όπως αλάτι, ζάχαρη, διοξείδιο του άνθρακα ή φυσικών οξέων, η απομάκρυνση του οξυγόνου ή ένας συνδυασμός των παραπάνω με αποτελεσματική συσκευασία (Robertson, 2006). Η έρευνα μας για τη συσκευασία επικεντρώνεται στην αξιολόγηση των εκπομπών που σχετίζονται με την κατασκευή και μεταφορά των υλικών συσκευασίας που χρησιμοποιούνται για τα chips πατάτας. Υπάρχουν δύο παράγοντες στις εκπομπές των συσκευασιών: τα ίδια τα υλικά της συσκευασίας, καθώς και η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας για την παραγωγή τους (Nutter, et al., 2012). Πιο συγκεκριμένα, στην παρούσα εργασία θα αναλύσουμε μια μεσαία συσκευασία chips της εταιρίας. Η συσκευασία περιέχει 120g προϊόντος και το υλικό της συσκευασίας είναι νάυλον film το οποίο ζυγίζει 6g. Αυτή η συσκευασία μεταφέρεται σε χάρτινα κιβώτια περιεκτικότητας 25 συσκευασιών chips των 120g. Η μέτρηση εκπομπών CO 2 και καταναλώσιμης ενέργειας γίνεται με την χρήση του προγράμματος CES-EDUPACK. Το πρόγραμμα CES-EDUPACK χρησιμοποιείται από 800 πανεπιστήμια και κολλέγια παγκοσμίως και αποτελεί δημιούργημα της ερευνητικής ομάδας του πανεπιστημίου του Cambridge με επικεφαλής τον καθηγητή Mike Ashby. Συγκεκριμένα, το πρόγραμμα αυτό είναι μία παγκόσμια πηγή διεξαγωγής υπολογισμών, οι οποίοι αφορούν τα ποσά της ενέργειας που καταναλώνονται αλλά και το ύψος του διοξειδίου του άνθρακα (CO 2 ) που εκπέμπεται κατά την διάρκεια του κύκλου ζωής ενός προϊόντος. Το ένα σακουλάκι χωράει 120g chips πατάτας, που αντιστοιχεί σε 0,12Kg. Η εταιρία παράγει το χρόνο Kg chips, οπότε εμείς χρειαζόμαστε (δεδομένων και των απωλειών) σακουλάκια το χρόνο. Το κάθε σακουλάκι δημιουργείται από 6g νάυλον, οπότε χρειαζόμαστε το χρόνο 400tn νάυλον.

Perfluoroethane 0,012812 Kg ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ Ως παραδοσιακή συσκευασία τροφίμων εννοείται η μηχανική υποστήριξη των μη-στέρεων τροφών και η προστασία των τροφίμων από εξωτερικές επιρροές (Robertson, 2006).

Έχοντας λάβει υπόψη τo υλικό (νάυλον Type 69), τη μάζα και τις διεργασίες επεξεργασίας τους, υπολογίζεται το εκπεμπόμενο CO 2 στο στάδιο συσκευασίας, το οποίο απεικονίζεται στα διαγράμματα εκπομπών,

7 Έχοντας λάβει υπόψη τo υλικό (νάυλον Type 69), τη μάζα και τις διεργασίες επεξεργασίας τους, υπολογίζεται το εκπεμπόμενο CO 2 στο στάδιο συσκευασίας, το οποίο απεικονίζεται στα διαγράμματα εκπομπών, όπως εξήχθησαν από το λογισμικό EduPack. Σχήμα 2. Carbon footprint για film νάυλον συμπεριλαμβανομένης της μεταφοράς (φορτηγό 14tn) Η πρώτη στήλη του κάθε διαγράμματος αντιπροσωπεύει το στάδιο της «εξόρυξης», η δεύτερη το στάδιο της κατασκευής, η τρίτη το στάδιο της μεταφοράς και η τελευταία το στάδιο της χρήσης. Πίνακας 5. Συγκεντρωτικός πίνακας εκπομπών CO 2 για τη συσκευασία Phase CO 2 (Kg) CO 2 (%) Material 1,886E+006 2,24 Manufacture ,907 0,14 Transport 8,227E ,62 Use 0,000 0,00 Total 8,428E Παρατηρώντας τα διαγράμματα, είναι εύκολο να διαπιστώσει κανείς ότι η μεγαλύτερη (με διαφορά) παραγωγή αερίων του διοξειδίου του άνθρακα παρατηρείται, όπως ήταν αναμενόμενο, προκύπτει στο στάδιο της μεταφοράς.

Carbon footprint για film νάυλον συμπεριλαμβανομένης της μεταφοράς (φορτηγό 14tn) Η πρώτη στήλη του κάθε διαγράμματος αντιπροσωπεύει το στάδιο της «εξόρυξης», η δεύτερη το στάδιο της κατασκευής, η

8 Πίνακας 6. Εισροές - Εκροές σταδίου διανομής των chips πατάτας Μονάδες Διανομή Προϊόντος Εισροή Ενέργειας Κατανάλωση Καυσίμου ΜJ/Kg * 1 1, Αέριες Εκπομπές CO 2 Kg/Kg * 1 0, SΟ 2 Kg/Kg 0, NO x Kg/Kg 0, Σωματίδια Kg/Kg 6,04601E-05 CO Kg/Kg 0, NMVOC Kg/Kg 0, CH 4 Kg/Kg 3,41511E-06 N 2 O Kg/Kg 3,79457E-06 (* 1 MJ ή Kg / Kg διανεμόμενου προϊόντος) Πίνακας 7. Συγκεντρωτικός πίνακας επιπτώσεων ανά κατηγορία επιπτώσεων Επίπτωση στην ανθρώπινη υγεία Καρκινικές επιπτώσεις στον άνθρωπο Επιπτώσεις αναπνευστικού (οργανικές ενώσεις) Επιπτώσεις αναπνευστικού (ανόργανες ενώσεις) Βλάβες λόγω κλιματικών αλλαγών Βλάβες λόγω ιονίζουσας αντικοβολίας Σύνολο Επίπτωση στο οικοσύστημα Βλάβες οικοσυστήματος λόγω τοξικών εκπομπών Βλάβες οικοσυστήματος λόγω ευτροφισμού και οξίνισης Σύνολο 9,19E-08 1,41E-08 5,98E-05 7,30E-05 5,34E-19 1,33E-04 1,52E-09 5,20E-06 5,20E-06 Παρατηρώντας τους παραπάνω πίνακες είναι εύκολο να διαπιστώσει κανείς ότι οι επιπτώσεις της παραγωγής των chips στην ανθρώπινη υγεία είναι μεγαλύτερες από τις επιπτώσεις στο οικοσύστημα (αναφερόμαστε σε συσκευασία chips των 120g). ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Βάσει της μελέτης που έχουμε διεξάγει σε όλα τα στάδια της παραγωγής μίας συσκευασίας chips 120g, δημιουργήσαμε τον παρακάτω πίνακα: Πίνακας 8. Συνολική κατανάλωση ενέργειας για την παραγωγή μίας συσκευασίας chips των 120g Ενέργεια ΜJ /συσκευασία Chips 120g Παραγωγή και μεταφορά πατάτας 1,312 Παραγωγή και μεταφορά υλικών συσκευασίας 12,857 Παραγωγή chips 7,465 Μεταφορά chips 0,142 Συνολική κατανάλωση ενέργειας 21,776

0,000221636 NO x Kg/Kg 0,000943709 Σωματίδια Kg/Kg 6,04601E-05 CO Kg/Kg 0,000278268 NMVOC Kg/Kg 0,000139134 CH 4 Kg/Kg 3,41511E-06 N 2 O Kg/Kg 3,79457E-06 (* 1 MJ ή Kg / Kg διανεμόμενου προϊόντος)

9 Παρατηρούμε ότι για την παραγωγή μιας συσκευασίας chips 120g καταναλώνεται 21,776MJ ενέργειας. Το μεγαλύτερο ποσοστό ενέργειας αφορά το στάδιο της παραγωγής και μεταφοράς υλικών συσκευασίας (film και χαρτόκουτο) και ανέρχεται σε 59,04%. Η παραγωγή των chips αντιπροσωπεύει το 34,28% της χρησιμοποιούμενης ενέργειας, η παραγωγή και μεταφορά της πατάτας στο εργοστάσιο το 6,02% και τέλος η διανομή του προϊόντος το 0,66%. Σχήμα 3. Κατανάλωση ενέργειας για την παραγωγή μίας συσκευασίας chips 120g Πίνακας 9. Συγκεντρωτικός πίνακας επιπτώσεων Κατηγορία επιπτώσεων Συντελεστής βαρύτητας Μονάδα υπολογισμού Συνολική επίπτωση Ανθρώπινη υγεία 500 ECO 99 unit / Daly 0,0665 ECO 99 units Ποιότητα οικοσυστήματος 500 ECO 99 unit / PDF*m2*yr 0,0026 ECO 99 units Σχήμα 4. Επιπτώσεις από την παραγωγή μίας συσκευασίας chips 120g Από τον παραπάνω πίνακα παρατηρούμε πως οι επιπτώσεις της παραγωγής μίας συσκευασίας chips 120g στην ανθρώπινη υγεία είναι 0,0665 ECO 99 units, ενώ οι επιπτώσεις στο οικοσύστημα είναι 0,0026 ECO 99 units. Σαφώς, η επίπτωση στην ανθρώπινη υγεία είναι μεγαλύτερη από ότι στο οικοσύστημα.

Η παραγωγή των chips αντιπροσωπεύει το 34,28% της χρησιμοποιούμενης ενέργειας, η παραγωγή και μεταφορά της πατάτας στο εργοστάσιο το 6,02% και τέλος η διανομή του προϊόντος το 0,66%. Σχήμα 3.

10 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ [1] International Organisation for Standardisation (ISO), Geneva, Switzerland. ISO 14040, 2006, Environmental Management Life Cycle Assessment Principles and Framework. [2] International Organisation for Standardisation (ISO), Geneva, Switzerland. ISO 14044, 2006, Environmental Management Life Cycle Assessment Requirements and Guidelines. [3] Robertson G. Food packaging principles and practices. Boca Raton, Fla:Taylor & Franci (2006). [4] Pasqualino J., Meneses M., Abella M., Castells F. Environmental Science and Technology, 43: (2009). [5] Den Boer J., Den Boer E., Jager J, Waste Management. 27: (2007). [6] Darin W., Nutter K., Ulrich R., Thomas G., International Dairy Journal, in press, (2012). [7] Anderson K., The International Journal of Life Cycle Assessment. 5: (2000). [8] Ζυγούρη Δ., «Εκτίμηση των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου από είδη διατροφής στην Ελλάδα» (2011). [9] Xinqiao J., Herrera-Alonso M., McCarth T., Polymer. 47: (2006). [10] Martinez-Blanco J., Munoz P., Anton A., Rieradevall J., Resources Conservation and Recycling. 53: (2009). [11] Pasqualino J., Meneses M., Castells F., Journal of Food Engineering. 103: (2011). [12] Kotler P., Keller K., Marketing management (12th ed.). Upper Saddle River, NJ:Pearson (2006). [13] Ortiz O., Pasqualino J.C., Castells F., Waste Management. 30: (2010). [14] Lagaron J.M., Catalΰ R., Gavara R., Materials Science and Technology. 20:1 7 (2004). [15] Goedkoop M., Spriensma R., The Eco-indicator 99, A damage oriented method for Life Cycle Impact Assessment. PRé product ecology consultants (2000).

Food packaging principles and practices. Boca Raton, Fla:Taylor & Franci (2006). [4] Pasqualino J., Meneses M., Abella M., Castells F. Environmental Science and Technology, 43:3300 3307 (2009).

Σχετικά έγγραφα

Αλέξανδρος Φλάμος. Δανάη Μανωλή

Αλέξανδρος Φλάμος. Δανάη Μανωλή Ανάλυση του κύκλου ζωής Αποτύπωμα Άνθρακα Αλέξανδρος Φλάμος Επίκουρος Καθηγητής e-mail: aflamos@unipi.gr Δανάη Μανωλή e-mail: danai@unipi.gr Researcher FP7 GreenEcoNet Τμήμα Βιομηχανικής Διοίκησης & Τεχνολογίας