V Jílovém u Prahy se stranou pozornosti odborné veřejnosti rozběhl provoz, který jako první u nás zpracovává PET láhve z odpadu opět na potravinářské obaly. Provoz využívá patentovanou technologii, která spotřebitelskému PET odpadu navrací vlastnosti totožné s panenským materiálem.
Obaly z polyetyléntereftalátu (PET) se pro náš každodenní život staly téměř nepostradatelnými. Přibližně 96 % vyrobeného PETu se používá v balicím průmyslu, zejména jako nevratné obaly na jídlo a nápoje. Díky vysoké poptávce se ceny panenského polyesteru drží na hladině 1000 eur za tunu, zatímco přední výrobci PETu rozšiřují své výrobní kapacity - v roce 2003 bylo vyrobeno 12 milionů tun PET pryskyřice.
PET V ODPADU
Ohromné rozšíření obalů z PET materiálu (v některých zemích je z PET vyrobeno až 80 % obalů) vyvolalo logicky jejich podobné zastoupení v komunálním odpadu. Recyklace tohoto materiálu, vytříděného z odpadů, v zásadě směřovala dvěma směry - na jiné výrobky nebo zpět na potravinářské obaly (tzv. Bottle-To-Bottle).
Naprostá většina vytříděného PETu se využívá pro výrobu jiných produktů, zejména textilních vláken. Při této technologii se nadrcené čištěné vločky ("flakes") PETu roztaví a pak se z taveniny přes extrudér vytlačují vlákna. Vyrobit tímto postupem opět potravinářské obaly je nevýhodné. Působením tepla PET degraduje a ztrácí svou elasticitu, takže z něj již není možné vyfouknout láhev (materiál lze maximálně přidávat v malém množství k panenskému PET). I pro výrobu vláken je třeba provádět polykondenzaci, aby se zpřetrhaná vlákna polymeru aspoň trochu prodloužila. Dalším aspektem je, že kusy polymerového řetězce mají velké migrační schopnosti, které znemožňují použití recyklovaného PET materiálu na obaly v potravinářském průmyslu.
Existují samozřejmě způsoby recyklace, které využívají jiné technologické postupy. Nejefektivnější je kompletní pyrolýza, která rozkládá PET na původní složky, a z nich pak znovu syntetizuje materiál, čistotou i vlastnostmi srovnatelný s panenským. Jeho využití pro výrobu obalů na jídlo je pak stoprocentní. Hlavní nevýhodou této metody je téměř dvojnásobná výrobní cena suroviny a značná investiční náročnost technologie.
Druhou cestou využití vytříděných spotřebitelských obalů z PET je jejich přeměna opět na potravinářské obaly. Zde je nutno především zajistit zdravotní nezávadnost výsledného materiálu a jeho adekvátní vlastnosti (blížící se panenskému PET), aby bylo možno z něj vyrobit kvalitní obaly.
Opětovné využívání materiálu PET z potravinářských obalů opět pro balení potravin je tedy v zásadě možné, ale cena takto získaného materiálu překračuje cenu panenského PETu (o 20-30 % polykondenzace a o 80-90 % vyšší u pyrolýzy). Z tohoto důvodu se v současnosti vrací do obalového průmyslu jen zlomek používaného PETu.
Závod společnost PTP - Plastic Technologies and Products, s. r. o., v Jílovém však přeměňuje odpad spotřebitelského obalů z PET na vysoce kvalitní surovinu použitelnou v balícím průmyslu.
MODIFIKAČNÍ TECHNOLOGIE
Základem dnešní technologie byl výzkum zaměřený na zlepšení vlastností olefinických uhlovodíků a recyklaci spotřebitelského PET odpadu. Výzkumný tým došel k závěru, že na konci výrobního řetězce - přeměny granulí polyesteru na vyfouknuté láhve - jsou ovlivněny tři fyzikálně-mechanické vlastnosti materiálu: průměrná molekulární hmotnost polymerového řetězce (klesne z 55 000 na 33 000), index průtoku taveniny (zvýší se z 6-10 g/10' na 70-100 g/10') a tažnost (klesne z 110-150 % na 3-7 %).
Pokud by se tedy materiál měl znovu používat pro potravinářské účely, musely by se všechny tyto tři charakteristiky změnit. Tým vypracoval technologii tzv. "modifikačního procesu", během kterého jsou molekulární řetězce PETu uvedeny do reakce s tak zvanými modifikátory, což jsou symetrické silikony. Modifikátor reaguje nejdříve s těmi nejaktivnějšími, nejlehčími částmi polymerového řetězce. Symetrické silikony umožňují, aby k reakci došlo na 2, 3 nebo 4 aktivních koncích molekuly silikonu. Výsledkem je delší, nebo dokonce rozvětvený molekulární řetězec.
Tento postup dosahuje dvojího výsledku. Toxické částice o nízké molekulární hmotnosti jsou připojeny k PET řetězci a dochází k zásadnímu nárůstu průměrné molekulární hmotnosti polymeru. V důsledku toho jsou fyzikálně-mechanické vlastnosti pryskyřice obnoveny. Jan Sohar ze společnosti PTP, s. r. o., k tomu říká: "Takto vzniklou molekulu označujeme jako PET-M, tedy modifikovaný PET materiál. Tato značka je chráněná, stejně jako technologie, kterou se vyrábí."
POSTUP
"Vyčištěné flakes z odpadního PET se v prvním kroku mechanicky smísí s modifikátorem tak, aby jím byly pokryty," pokračuje Jan Sohar. "Poté jdou do speciálního reaktoru, kde jsou míchány 90 minut za teploty 150 °C. Vlivem vysoké teploty se rozběhne modifikační reakce mezi šupinami PET a modifikátorem. Tavenina pak prochází lisem s odplyňováním a čisticími síty, kde se modifikační reakce dokončí. Vysoká teplota a doba zdržení mimo samotnou chemickou reakci zajišťuje hygienizaci produktu - všechny známé bakterie a viry uhynou, takže nemohou znečistit koncový produkt."
Z modifikovaného PET se vyrábějí granule, které mají na konci procesu stále ještě teplotu kolem 140 °C. Díky vnitřní teplotě u nich dochází k vnitřní krystalizaci, která zabraňuje nadměrné oxidaci materiálu. Výrobní modul má kapacitu 720 kg/h za předpokladu použití šupin o velikosti 6-8 mm a hustotě 0,25 g/cm3.
Pryskyřice PET-M má veškeré fyzikálně-mechanické vlastnosti panenského polyesteru a dokonce několik výhod: materiál je hydrofobní (panenský PET je hydrofilní) a jeho tažnost je 1,5-2x větší než panenský PET.
Jan Sohar zdůrazňuje: "Pryskyřice PET-M se dá používat pro stejný účel jako panenský PET, ale je levnější. Naši technologii testoval Institut pro testování a certifikaci, Zlín. Materiál i láhve z něj vyrobené byly certifikovány a schváleny pro použití v potravinářském průmyslu, získaly například Evropský potravinářský certifikát. Není proto třeba je nějak zvlášť označovat, aby bylo zřejmé, že jde o recyklovaný/modifikovaný PET. Jejich vlastnosti jsou stejné, jako by byly z panenského materiálu, a lze je proto recyklovat naprosto stejnými postupy. Náklady na celý postup, od vytříděných PET lahví z odpadu po krystalizované granule PET-M, nepřesahují 500 euro za tunu."
PRAKTICKÉ VYUŽITÍ
Závod v Jílovém nemá sloužit jen jako výrobní jednotka, ale také jako vzorový provoz pro klienty ze střední a východní Evropy.
"Většina prvků ve výrobní lince je zcela standardních a nevyžadují nějaké speciální podmínky, ani personální zabezpečení.
Jednotka je víceméně automatická a vyžaduje jen dodávku vstupního materiálu k recyklaci a výměnu sudu s modifikátorem (jednou za 6-8 hodin), jehož složení je patentem naší společnosti. Stabilní cenu modifikátoru garantujeme po dobu prvních tří let provozu," dodává Jan Sohar.
Výrobní linka v Jílovém se teprve rozbíhá. V současnosti má společnost PTP, s. r. o., paradoxně největší problémy s dodávkou vstupní suroviny. Po PET lahvích je u nás taková poptávka, že není jednoduché najít stálé dodavatele. Přesto je tato technologie zajímavým krokem, který vytyčuje alternativní cesty recyklaci plastového odpadu.
(S použitím materiálů společnosti PTP - Plastic Technologies and Products, s. r. o.)
