Recyklace PET lahví: Proces a význam

Jestli existuje něco jako symbol třídění a recyklace plastů, pak jsou to bezpochyby PET lahve. Díky své mechanické odolnosti, pružnosti a bariérovým vlastnostem se od roku 1973, kdy byly patentovány, rozšířily do celého světa. Zároveň jsou velmi dobře recyklovatelné a patřily mezi první plasty, které se začaly v obcích třídit a sbírat. Málokdo však ví, že materiál, z něhož jsou vyrobeny, může mít celou řadu odlišných vlastností, které mají vliv i na jejich pozdější recyklaci.

Základní charakteristika PET

Pro své vlastnosti je PET velmi oblíbený v obalovém průmyslu. Když budete pozorní, objevíte zkratku PET nejen na lahvích, ale také na vaničkách a miskách na maso a ovoce a s trochou štěstí ji spatříte i na kelímku nebo fólii. V řadě případů najdete i značku rPET, což je zkratka pro jeho recyklovanou variantu. Jak to tedy s PETem a jeho používáním vlastně je?

PET je zkratka pro polyetylentereftalát, což je ester kyseliny tereftalové a etylenglykolu. Jedná se o tzv. lineární polyester a jako takový může mít při stejném chemickém složení rozdílné vlastnosti, které závisí na délce uspořádání jednotlivých polymerových vláken. Je to jedna z hlavních vlastností termoplastických polymerů, jejichž typickým představitelem je polyetylen (PE), který známe jako vysokohustotní (HD-PE), nízkohustotní (LD-PE), pěnový (EPE) a další formy. PET je znám již od čtyřicátých let dvacátého století, jeho výroba však nebyla vůbec snadná. K jeho rozšíření proto došlo až po objevení postupů, s jejichž pomocí bylo možné jej vyrábět v průmyslovém měřítku. Nejčastěji se používá metoda polykondenzace, jejímž řízením se dají významným způsobem ovlivňovat taktéž jeho vlastnosti.

Vlastnosti polyetylentereftalátu

Jednou z velmi žádaných vlastností PETu je jeho průhlednost, níž se dosahuje jeho prudkým ochlazením při výrobě, které zabrání krystalizaci a vznikne tak materiál s podobnými vlastnostmi jako sklo, tzv. amorfní PET (PET-A). Amorfní v tomto případě znamená, že jednotlivé makromolekuly nejsou uspořádány do krystalické mřížky, ale jsou nahodile propleteny do klubek připomínajících špagety na talíři. PET-A se nejčastěji používá pro výrobu lahví, fólií a vláken.

Pokud se však při výrobě zajistí pozvolné chlazení, vytvoří se drobné krystalky, které v konečném důsledku způsobí vznik křehčího a až neprůhledného materiálu známého jako krystalický, nebo polokrystalický PET se zkratkou PET-C. V praxi však nemá příliš využití.

Čtěte také: Jak recyklovat starý šicí stroj

Občas se můžeme setkat i s obaly, které jsou vyrobené z PET-G. Jedná se o PET modifikovaný glykolem přidávaným během výroby. Tento materiál má výrazně odlišné vlastnosti, zejména nižší teplotu tání, a to z něj dělá materiál nevhodný pro současnou recyklaci s PET lahvemi a víceméně ani jinými plasty. Kromě obalů se PET-G prosazuje zejména v 3D tisku, kde je oblíbeným filamentem pro tiskárny.

Využití polyetylentereftalátu

Výrazně větší uplatnění má amorfní PET, jenž se používá zejména pro výrobu technických a textilních vláken, která se často nesprávně označují zkratkou PES. Dále slouží pro výrobu populárních lahví a dalších pevných obalů a také jako surovina pro výrobu fólií a výrobků z nich. Poměrné málo známá je produkce polyesterových pryskyřic na bázi PET. Polyetylentereftalát můžeme charakterizovat jako materiál s výrazně dlouhými polymerovými řetězci, které významným způsobem ovlivňují jeho vlastnosti. Délka polymerového řetězce také koreluje s hodnotou tzv. vnitřní viskozity. Čím je tato hodnota vyšší, tím jsou ony řetězce delší a vzájemně víc propletené. Hodnota vnitřní viskozity, resp. délka polymerových řetězců je ovlivňována během výrobního procesu samotného PET. Je tedy možné vyrobit surovinu pro konkrétní aplikace. Podle hodnoty vnitřní viskozity je tak možné usuzovat typ nebo i kvalitu vyrobeného PET.

Vlákna, která tvoří největší podíl z celosvětové produkce výrobků na bázi PET, mají nejdelší polymerové řetězce ze všech PET produktů. Známé jsou např. netkané textilie, výplně bund a spacáků, ale zejména koberce do automobilů. To vše jsou zástupci tzv. technických vláken. Ta mají o trochu kratší polymerové řetězce než vlákna textilní, která jsou vyráběna odlišnou metodou a nejčastěji slouží pro výrobu oblečení, např. velmi populárních sportovních dresů.

O něco kratší polymerní řetězce než vlákna, mají PET fólie. V minulosti se používaly jako magnetofonové a video pásky. V současnosti se uplatňují také ve výrobě obalů, a to buď jako samotné obalové fólie tvořící bariérovou vrstvu ve vícevrstvých obalech anebo se z nich velmi často vyrábí blistry, misky a vaničky. K tomu je třeba forma, do níž se fólie vloží a pomocí tepla se vytvaruje do potřebného tvaru. Takovým obalům se říká termoformované a nejčastěji se s nimi setkáme jako s obaly na hroznové víno, rajčata, maso nebo elektroniku.

Vlákna i fólie se vyrábějí víceméně totožným způsobem, liší se jen zakončením vytlačovacího stroje, kdy při výrobě fólií se používá plošná hlava, která umožní výrobu plošného výrobku, zatímco při výrobě vláken se používají zvlákňovací trysky (je možné si ji představit jako cedník s velmi malými otvory), jež vytvoří z taveniny tenká vlákna. Ta se potom mohou zase dále upravovat, např. dloužit.

Čtěte také: Zodpovědný přístup k recyklaci kávových kapslí

Pevné obaly, typicky lahve jak pro nápoje, tak i potraviny, chemické prostředky nebo kosmetiku, mají z uvedených příkladů nejnižší hodnotu vnitřní viskozity. Díky tomu je možné vyrobit pomocí vstřikování tzv. preformu, též parizon. Jedná se o zárodek budoucí lahve, která má vyrobený závit a tělo připomínající zkumavku. Zároveň se tento „zárodek“ lahve může obarvit na požadovaný odstín. V této podobě se dodává výrobcům nápojů, potravin nebo domácích chemických prostředků. Až na plnící lince se z parizonu vyfoukne lahev požadovaného tvaru, naplní se obsahem, a nakonec uzavře víčkem a expeduje k zákazníkům. Tato praxe snižuje přepravní náklady, protože parizony při přepravě od jejich výrobce na plnící linku zabírají podstatně méně místa než hotové vyfouknuté lahve.

Recyklace PET

Základním produktem recyklace PET lahví jsou PET flakes, neboli vločky. Jedná se o vypranou a usušenou drť zbavenou víček, etiket, zbytků obsahu a dalších nečistot. PET flakes mohou sloužit pro výrobu jak nových lahví, tak vláken, vázacích pásků, střešní krytiny nebo pryskyřic. Je to také vhodná a populární surovina pro testování vybraných forem chemické recyklace, např. chemolýzu, mikrovlnou a enzymatickou hydrolýzu, použití speciálních rozpouštědel apod., které však většinou fungují jen v laboratorních podmínkách. Průmyslového uplatnění se chemická recyklace dočkala zatím jen v zámoří.

To, co na první pohled vypadá jako jednoduchá záležitost, je však ve skutečnosti mnohem složitější. S každou recyklací (přesněji regranulací) roste vnitřní viskozita PETu. Jak bylo uvedeno výše, takový PET je vhodný spíše pro výrobu vláken. Ze stejného důvodu nejsou pro výrobu PET lahví vhodné ani vaničky a misky od ovoce. Použít nelze ani lahve od kosmetiky nebo drogerie, ačkoliv se jedná o totožný materiál, neboť to neumožňuje platná evropská legislativa. Pravidla pro výrobu plastových obalů pro styk s potravinami (tzv. food-contact) s obsahem recyklátu se navíc v nedávné době významně zpřísnila, protože kromě vysoké míry recyklace je minimálně stejně důležitým cílem ochrana zdraví spotřebitelů. Je proto nezbytné zajistit, aby byl plastový odpad před vstupem do recyklace důkladně dekontaminován. Z toho vyplývá, že pro opakovanou výrobu nápojových PET lahví je možné použít zase jen lahve od nápojů nebo mléka.

Nezanedbatelný vliv má i barevnost lahví. Z čirých PET lahví je možné vyrobit produkt jakékoliv barvy, z barevných pak jen barevný nebo černý.

Z pohledu recyklace je velmi problematický PET-G, i třeba jen v podobě etiket. Má totiž vlastnosti velmi podobné PVC, který je považován za jeden z hlavních kontaminantů plastů při recyklaci. PET-G se stejně jako PVC od klasického PETu velmi obtížně odděluje, a pokud zůstane součástí PET flakes, může komplikovat další recyklační proces. Jeho vytřídění je velmi obtížné i za využití moderních optických třídičů.

Čtěte také: Výzvy v recyklaci tvrzených plastů

Proces recyklace PET lahví

Recyklace PET lahví začíná u třídění odpadu. Pro sběr plastových výrobků a obalů jsou určeny žluté kontejnery. PET lahve by se měly před vhozením do kontejneru sešlápnout a ponechat na nich i šroubovací uzávěr. Uzavření víčkem zajistí trvalé zmenšení objemu PET lahví. A tím se sníží také počet potřebných svozů tříděného odpadu.

Na třídící lince se na pás vysype vytřídění odpad, který pracovníci dotřídí podle druhů materiálů a plastový odpad oddělí od nežádoucích složek. V České republice se aktuálně nejvíce vytřizují PET lahve, pěnový polystyren, plastové fólie a duté obaly z tvrdého plastu (např. obaly od kosmetiky a čistících prostředků nebo kelímky od jogurtů). PET obaly, průhledné fólie a pevné duté plasty se rozdrtí na malé PET vločky nebo tzv. PET flakes, které se následně zbaví nečistot praním ve vodě. Proprané PET vločky se roztaví podle druhů nebo se vytvoří směs. Vznikne polotovar vtlačovaný do kovových forem, který dále míří ke svým odběratelům. Někteří odběratelé ale kupují ještě nezpracované PET vločky.

Recyklace PET lahví pro výrobu obalů pro styk s potravinami a nápoji probíhá za nejpřísnějších hygienických podmínek. Výroba nových PET lahví ze starých se nazývá Bottle-To-Bottle recyklace. Podmínkou pro vstupní PET materiál je jeho vysoká jakost a čistota. Ze staré PET lahve vznikne regranulát, ze kterého se následně vyfoukne nová PET lahev. A co se týká plastových fólií, i ty se namelou a rozdrtí na granule.

Zpracování a využití recyklovaného PET

Z recyklovaných PET lahví se nejčastěji vyrábějí nové. Další využití recyklovaných PET lahví je ale mnohem širší a stále běžnější. Čím dál více oblíbené jsou PET designové dekorace, módní doplňky a oblečení. Textilní vlákno se vyrábí z roztříděného, namletého vyčištěného a vysušeného PET materiálu. Tento materiál je pak roztaven a rozvlákněn. Z PET lahví se rovněž vyrábí například spací pytle, koberce, květináče, plastové kádě a sudy, oplocení a lavičky.

PET lahve a plasty na bázi PET patří mezi nejjednodušeji vytříditelné a nejvíce recyklovatelné položky z celkového objemu plastového odpadu. Díky svým vlastnostem představují cenný materiál, který je dlouhodobě žádaný ve výrobním průmyslu. Vysoká kvalita výsledného recyklátu je zajišťována moderními technologickými procesy.

PET lahve jsou v České republice primárně sbírány spolu s dalšími plastovými odpady prostřednictvím žlutých kontejnerů na tříděný odpad a sběrných dvorů. V rámci multikomoditního sběru lze v některých regionech spolu s plasty vhazovat do žlutých kontejnerů i plechovky, či tetrapak. Tento materiál je následně převážen do třídícího zařízení, kde jsou frakce odděleny tříděním. V rámci třídícího zařízení jsou roztříděny jednotlivé komodity. Plastový odpad se následně roztřídí na specifické skupiny plastů, aby se zabránilo křížové kontaminaci různými druhy plastů. To může probíhat jak ručně, tak strojově.

Technologické procesy třídění a zpracování

Některá třídící zařízení používají automatizované technologie, jako jsou skenery, které opticky snímají odražené záření, což umožňuje rozlišení plastů podle jejich chemického složení. Stejně tak bývají třídící linky vybaveny robotickými rameny nebo pneumatickými tryskami, které rychle a efektivně oddělují z pásu jednotlivé materiály. Obvykle se třídí PET (polyethylentereftalát), HDPE (vysokohustotní polyethylen), LDPE (nízkohustotní polyetylen), PP (polypropylen), PS (polystyren), PVC (polyvinylchlorid). Odstraňují se kontaminanty, jako jsou kovové části a jiné typy plastů. Lahve jsou tříděny podle barvy a typu materiálu.

Při mytí PET vloček v procesu recyklace se často používají různé roztoky pro odstranění olejů, lepidel a jiných nečistot, které mohou být přítomny po prvním mycím procesu. Mytí se může provádět v několika fázích s různými teplotami a pH, aby se zajistilo maximální odstranění nečistot. Vločky se zahřívají a extrudují do podoby malých pelet, které jsou poté ochlazeny a ztvrdnou. Proces extruze a peletizace PET vloček obvykle vyžaduje zahřátí materiálu na teplotu v rozmezí 260 °C až 280 °C, což odpovídá teplotě tání PET. Tato teplota může být různá v závislosti na specifickém typu PET a na případném přídavku dalších materiálů (aditiv) pro zlepšení vlastností, takže specifické nastavení teploty se může lišit. Technici pracující s tímto zařízením se řídí předepsanými parametry pro zpracování, které jsou optimalizovány pro daný typ a kvalitu plastu a pro požadované vlastnosti konečného produktu.

Takto připravený PET je vhodný například pro výrobu nových PET lahví. Materiál splňuje standardy pro konktakt s potravinami a nezáleží na tom, zda byl sebrán z barevných kontejnerů, nebo ze zálohového systému. Z hlediska životního prostředí nezáleží na tom, co se z recyklovaného materiálu vyrobí. Tak jako tak se ušetří primární materiál. Pokud se vyrobí PET lahev, pak se bunda nebo součást auta vyrobí z primárního materiálu. A naopak, pokud se z recyklátu vyrobí bunda nebo část auta, pak se PET lahev vyrobí z primárního materiálu.

Při výrobním procesu vyfukování (tvarování) PET preform do PET lahví se preformy nejprve ohřejí, takže jsou dostatečně měkké pro formování. Teplota pro ohřev preform se typicky pohybuje mezi 90 °C a 120 °C. Po ohřátí se preformy umístí do výfukové formy a narazí se do nich stlačený vzduch, který preformy rozfoukne do požadovaného tvaru PET lahve. Tohle je zjednodušené schéma, protože reálné procesy mohou zahrnovat další kroky v závislosti na specifickém zařízení nebo používaných technologiích. Polymer je dále měřen, testován a upravován, aby se zajistilo, že se hodí pro určité výrobky.

Takto zpracovaný odpadní PET lze využít pro řadu dalších způsobů použití. Ve všech těchto aplikacích šetří životní prostředí, protože nahrazuje primární panenský PET z ropy. Čím déle je ten který výrobek používán, tím menší uhlíkovou stopu působí. Použití do PET lahví má uhlíkovou stopu poměrně velkou, protože se jedná o rychloobrátkový výrobek. Jeho reálná životnost je cca 2 měsíce. A v každém dalším procesu recyklace se znovu a znovu spotřebovává energie a produkuje uhlík, a to jak v logistice, tak v samotných technologických procesech.

Odpadní PET je velmi univerzální recyklovatelný materiál a lze ho využít v mnoha různých aplikacích kromě výroby nových PET lahví. Recyklace PET nejenže pomáhá snížit množství odpadu na skládkách a ve spalovnách a emise skleníkových plynů, ale také šetří energii a snižuje poptávku po nových surovinách. Vznikají nové technologie a inovace, které neustále rozšiřují možnosti využití recyklovaného PET.

Ve většině zemí není problém s tím, že by odpadní PET končil jinde, než v recyklaci. To je způsobeno především vysokou cenou samotného odpadního materiálu. Ta je dlouhodobě vysoká, což motivuje všechny články řetězce jak k třídění, tak k jeho směřování do recyklace. Pouze tam je vyplacena vysoká cena materiálu. Naopak při jeho skládkování, nebo spalování je nutné za tento proces peníze zaplatit.

Zálohový systém pro PET lahve

V České republice se pak plánuje zavedení zálohového systému pro PET lahve od roku 2026. Od roku 2026 by pak měly být tyto obaly shromažďovány v rámci zálohového systému především v obchodech. Po sběru následuje třídění. Po třídění jsou PET lahve podrobeny důkladnému čištění. Jakmile jsou lahve čisté, jsou drceny na malé kousky, které se nazývají vločky (v angličtině flakes). PET granule či pelety jsou při výrobě nových lahví nejprve znovu zahřívány a formovány do malých válců, kterým se odborně říká preformy.

Proč je tento proces výroby nových lahví ze starých nejvýhodnější? Výroba nového plastu navíc vyžaduje značné množství energie a surovin. Recyklací PET se tyto potřeby snižují. Obecně se pak snížením výroby nového plastu a odpadu přispívá k ochraně životního prostředí a snižování emisí skleníkových plynů. Sběrem PET lahví tak může nejen dnes, ale hlavně od roku 2026, kdy začne systém zálohování fungovat, přispívat k lepšímu životnímu prostředí každý z nás.

Současná situace a výzvy

Naši planetu nemilosrdně zaplavujeme plasty. Každý rok se jich vyrobí 280 milionů tun. A recyklace se dočká jen pouhých 20 % z tohoto množství. Velká část zbývajících 80 % končí v mořích jihovýchodní Asie.

Lidé v Česku jsou zvyklí obaly třídit - patří v rámci Evropy na přední příčky. Do žlutých popelnic vrátí 70 % plastových obalů uvedených na trh. A podstatnou část tvoří právě PET lahve - hovoří se až o 80 %. Daří se jich však recyklovat (a to do různých aplikací) zhruba 57 %. Po zavedení zálohového systému by toto číslo mohlo překročit až 90 %. Tak to funguje např. v Německu, Švédsku či Chorvatsku.

„I když v Česku dokážeme PET sbírat, tak tříděním a recyklací se dostává spíše do oděvů, pásek, koberečků v automobilovém průmyslu, do pneumatik apod. Ale nedostáváme ho tam, kde máme nastavená pravidla pro cirkulární ekonomiku, tzn. recyklace z lahve do lahve. Situace je podle něj ještě složitější pro firmy, které vyrábí a využívají recyklovaný PET pro přímý styk s potravinami.

Proč nejsou tyto argumenty dostatečnými pro zavedení zálohování v Česku? Ministerstvo životního prostředí je vidí především v ohrožení stávajícího systému třídění odpadů, které stojí většinou právě na PET lahvích. Mohla by tak klesnout vůle třídit jiné plasty a s existenčními problémy by se potýkali jejich zpracovatelé. Plasty, jako jsou polypropylenové nebo polyetylenové lahve od kosmetiky nebo potravin, různé kelímky a vaničky na mlékárenské zboží apod. přitom tvoří nezanedbatelnou část plastových obalů.

Mezi další předpokládané komplikace zálohování patří nakládání s nesešlápnutými PET lahvemi s víčkem, jak doma u spotřebitelů, tak v menších obchodech. V současnosti je v Česku zálohování PET lahví možné na dobrovolné bázi. Touto cestou se vydala třeba společnost Košík.cz s Mattoni 1873. Podle mluvčí výrobce minerálních vod, který patří mezi zakládající členy Iniciativy pro zálohování, je ale nutná celoplošná úprava.

Alternativní metody recyklace

Pro recyklaci PET lahví existuje řada postupů. Jednou cestou jsou postupy materiálové recyklace opět na materiál pro výrobu nápojových lahví označované jako B2B (bottle-to-bottle). Všechny postupy B2B jsou založeny na důkladném vyčištění suroviny (PET-flakes) a jejím následném zpracování v tavenině tak, aby nedocházelo ke štěpení řetězců PET. Zde je nezbytné zmínit, že PET na výrobu lahví musí mít poměrně vysokou střední molární hmotnost, tedy dlouhé řetězce, aby z něho vůbec šly použitelné lahve vyrobit. Mechanické vlastnosti PET (platí to i pro všechny ostatní polymery) jsou totiž strmě závislé na molární hmotnosti, a tedy délce řetězců polymeru. PET je silně náchylný k hydrolytickému štěpení řetězců při vysoké teplotě, při níž je v tavenině zpracováván.

Všechny procesy B2B využívají technologický krok, kterým je naopak střední molární hmotnost zpracovávaného PET zvýšena na hodnotu vhodnou pro výrobu lahví. Společným problémem všech postupů B2B jsou vysoké nároky na čistotu vstupní suroviny. Přednostně jsou technologiemi B2B zpracovávány čiré bezbarvé lahve. Velké objemy PET lahví jsou zpracovávány na vlákna. Plně postačující formou suroviny pro tento způsob recyklace je vytříděná a dobře vypraná drť odpadního PET.

Závěr

Závěrem lze konstatovat, že možností recyklace PET existuje hned celá řada a i technologicky je poměrně dobře zvládnutá. Nejvíce žádaná je opětovná výroba lahví, jelikož evropská legislativa požaduje, aby již v příštím roce, tj. 2025, nápojové PET lahve obsahovaly minimálně 25 % recyklovaných plastů a tento podíl bude do budoucna dále růst. Navíc bude třeba dodržet všechna pravidla pro ochranu zdraví spotřebitelů. To vše prudce zvýšilo poptávku po recyklovaném PETu, protože jej potřebují výrobci jak lahví, tak vláken a dalších aplikací. Zároveň to zesiluje tlak na kvalitu recyklace do lahví, což není úplně snadný úkol.

tags: #recyklace #plastovych #lahvi #proces

Oblíbené příspěvky:

• Přehled změn emisí
• Přáslavice: Vzorný přístup k třídění odpadu
• Vlastnosti hydroxidu sodného
• Dopady klimatických změn na Grónsko
• Recenze bambusového koše