Recyklace PET lahví mikrovlnným zářením: Inovativní proces a perspektivy

09.03.2026

S rostoucí produkcí PET (polyethylentereftalát) obalů narůstají problémy s hromadícími se použitými obaly, a to především PET lahvemi. Většina netříděných odpadních PET obalů se však v současnosti likviduje spalováním. V Ústavu chemických procesů AV ČR jsme za účelem řešení tohoto problému vyvinuli unikátní technologii zpracování odpadního PET materiálu na produkty, které jsou použitelné k opětovné výrobě tohoto polymeru.

Koncem roku 2013 jsme po šestiletém výzkumu dokončili vývoj nové technologie recyklace nápojových obalů, a to především odpadních PET lahví (PET = polyethylentereftalát). Jde o chemickou depolymeraci, v níž se ke štěpení PET materiálů na jednotlivé složky využívá mikrovlnná energie (MW).

Alternativní metody recyklace PET lahví

Pro srovnání, existují i další metody recyklace PET lahví:

Metoda zvlákňování: Vyžaduje čistý, roztříděný, nasekaný, vypraný a usušený PET, který se roztaví a zvlákňovacím procesem přemění na textilní výrobky - například netkané textilie. Metodu nelze nazvat úplnou recyklací PET materiálů, neboť jde pouze o jeho jednorázové, nevratné využití.
Spalování: Likvidace PET materiálu spálením je motivována vysokou výhřevností PET, téměř jako u černého uhlí. Spaluje se obvykle velmi znečištěný materiál, který se nevyplatí dále zpracovávat. Vstupní surovinu není nutné třídit a vyvinuté teplo lze využít k energetickým účelům - například k výrobě elektřiny.
Recyklace "bottle to bottle": Jak z názvu vyplývá, z použité PET láhve se vyrobí láhev nová, kterou lze opětovně využít. Technologie musí vycházet z velmi čisté vstupní PET suroviny, jež se nejprve třídí, drtí, pere a suší. Poté se taví (260-280 oC) a při této teplotě se tavenina filtruje pod tlakem (160 bar) přes keramický filtr, aby se odstranily nečistoty. Po ochlazení se produkt nazývaný regranulát zpracuje prostřednictvím preformy (předlisku) vyfouknutím na novou láhev. Metodu lze považovat za zcela recyklační, neboť se uskutečňuje v uzavřeném cyklu. V současnosti je recyklační metoda bottle to bottle pravděpodobně nejvíce rozšířenou metodou zpracování odpadních PET lahví ve světě.

Princip mikrovlnné depolymerace PET

Princip depolymerace polyethylentereftalátu na kyselinu tereftalovou a ethylenglykol použitím mikrovln spočívá v selektivním štěpení esterové vazby na kyselinovou a alkoholickou část. Problém je, že esterová vazba má v amorfním polymeru nízkou polaritu a k absorpci mikrovln, a tudíž ani ke štěpení nedochází. (Pozn.: mikrovlny absorbují pouze látky polární, jako je například voda - nepolární nebo slabě polární látky se mikrovlnami neohřívají). Lze se o tom snadno přesvědčit: PET láhev se v mikrovlnce neohřeje.

Zkoncentruje-li se však mikrovlnná energie do jednoho místa s takovou intenzitou, že dojde k nastartování štěpícího procesu, čímž vzroste teplota štěpící reakce, esterová vazba polymeru se postupně štěpí na kyselinu tereftalovou a ethylenglykol. Poněvadž jde o silné polární látky a tedy velmi účinné absorbéry mikrovln, nastane další intenzivní štěpení a exponenciální vzrůst teploty, v důsledku čehož prudce naroste rychlost depolymerace. Vzrůst teploty je tak intenzivní, že se musí reakční směs chladit.

Čtěte také: Jak recyklovat starý šicí stroj

Depolymerace se uskutečňuje působením mikrovln za relativně mírných podmínek; produkt dosahuje vysoké čistoty a vyhovuje požadavkům tzv. Polymer Grade. Reakční podmínky jsou beztlakové a s teplotou nižší o více než 100 °C ve srovnání s metodou bottle to bottle. Technologie je téměř bezodpadová.

Výhody mikrovlnné recyklace PET

Při použití mikrovlnné technologie není nutné PET láhve třídit podle barvy, neboť účinkem mikrovln se barvy rozloží a zbytky spolu s ostatními nečistotami odstraní. V poslední době sílí tendence přinutit výrobce, aby část vyrobených a použitých PET lahví recyklovali. Dosud však neexistuje vhodná metoda, jak jednoduše a ekonomicky odpadní produkty recyklovat.

Inovace v oblasti PET obalů

PET láhve nastoupily masivně svou vítěznou pouť v poslední čtvrti minulého století a od té doby jejich objemy i možnosti použití stále stoupají. Samozřejmě že se u takto marketingově úspěšného obalu zrychluje i jeho vývoj. Ten je soustředěn hned do několika oblastí. Jedná se o vývoj vstřikovaných preforem (předlisků), vyfukování láhví, plnění a v neposlední řadě i o design a recyklaci produktu. Není třeba zdůrazňovat, že kvalita produkce je podmíněna výkonem a ekonomickým provozem nových linek.

Výkon je limitován zpracováním produktu. Tedy např. u preforem ovlivňují výrobu faktory týkající se používaného granulátu (rychlost plastifikace, spotřeba energie, množství zpracovávané dávky, počet dutin atd.) i následná konstrukce preformy (hmotnost, síla stěny, průměr).

Čtěte také: Zodpovědný přístup k recyklaci kávových kapslí

Čtěte také: Výzvy v recyklaci tvrzených plastů

tags: #recyklace #PET #lahví #mikrovlnným #zářením #proces