Menu
e-shop
Bio-kompostovatelné plasty, jako jsou sáčky na bioodpad, jednorázové nádobí nebo obaly, se stále častěji objevují ve směsném komunálním odpadu, zejména v jeho organické složce. Jejich efektivní nakládání na konci životnosti je však výzvou, protože nejsou vhodné pro mechanickou recyklaci a často končí na skládkách nebo ve spalovnách.
V posledních letech dochází k rychlému nárůstu využívání plastů označovaných jako bio-based, tedy vyrobených částečně nebo zcela z obnovitelných zdrojů. Tyto materiály jsou často prezentovány jako udržitelnější alternativa k tradičním plastům na bázi ropy. Podle údajů sdružení European Bioplastics (EUBP) dosáhla celosvětová produkce bio-based a biologicky rozložitelných plastů v roce 2023 přibližně dvou milionů tun, což představuje asi 1 % celkové produkce plastů. Do roku 2029 se očekává nárůst až na 5,73 milionu tun. Mezi hlavní typy těchto materiálů patří termoplastický škrob, polylaktidová kyselina (PLA), směsi na bázi celulózy a polyhydroxyalkanoáty (PHAs).
Anaerobní digesce je technologie, která umožňuje přeměnu organického odpadu, zejména potravinového odpadu, na bioplyn. Tento proces má potenciál významně ovlivnit i zpracování bio-kompostovatelných plastů, které se často vyskytují ve směsi s potravinovým odpadem. Organická recyklace, tedy aerobní kompostování nebo anaerobní digesce, představuje perspektivní variantu konce životního cyklu těchto materiálů.
Nicméně rozklad a produkce biometanu z bio-kompostovatelných plastů závisí na jejich chemické povaze, stupni krystalinity a mechanických vlastnostech. Běžné provozní podmínky v anaerobních digesčních zařízeních (mezofilní teploty, krátké doby zdržení) nejsou pro rozklad těchto materiálů optimální. Například PLA vykazuje výrazně vyšší rozložitelnost při zvýšených, tzv. termofilních teplotách, kdy dochází ke snížení krystalinity a zvýšení dostupnosti polymeru pro mikroorganismy.
Dalším problémem je, že většina bio-kompostovatelných plastů je před vstupem do anaerobních digesčních zařízení separována a často končí na skládkách. Důvodem je obava z kontaminace běžnými plasty, nedostatečné informace o biodegradaci těchto materiálů v reálných podmínkách a také možné technické komplikace v provozu zařízení.
V posledních letech se výzkum zaměřuje na možnosti předúpravy bio-kompostovatelných plastů s cílem zvýšit jejich rozložitelnost v anaerobních podmínkách. Mezi nejúčinnější patří termochemické a mechanické předúpravy, které však často vyžadují vysoké množství chemikálií a energie, což zvyšuje náklady a environmentální zátěž. Fyzikální hydrotermální předúprava (zahřívání ve vodě při teplotách 160–300 °C) je běžně využívána u jiných organických materiálů, ale při vyšších teplotách může vést ke vzniku obtížně rozložitelných látek.
Cílem této studie bylo ověřit, zda mírné hydrotermální předzpracování může zlepšit rozklad komerčně dostupných bio-kompostovatelných plastů během anaerobní digesce, a to bez použití chemikálií a za relativně šetrných podmínek. Testovány byly tři typy běžně používaných produktů:
Tyto materiály byly zakoupeny v běžné maloobchodní síti, označeny jako biologicky rozložitelné a kompostovatelné. Po hydrotermální předúpravě byly podrobeny anaerobní digesci za termofilních podmínek, přičemž byla simulována i reálná ko-digesce s potravinovým odpadem.
Mírné hydrotermální předzpracování významně podpořilo fyzický rozpad produktů na bázi termoplastického škrobu (až o 40 ± 2 %), což vedlo k uvolnění sacharidů do kapalné fáze. Tyto sacharidy mohou být dále využity v biotechnologických procesech, například pro výrobu bioetanolu nebo dalších hodnotných produktů. U PLA a směsných bioplastů byla pozorována vyšší míra biologické degradace – až 27,5 % u škrobových materiálů a 40 % u PLA po předúpravě.
Integrace mírné hydrotermální předúpravy vedla ke zvýšení produkce biometanu o 10 % v porovnání s anaerobní digescí samotného potravinového odpadu. To podle studie dokládá, že předúprava zvyšuje dostupnost organických složek pro mikrobiální rozklad a tím i energetický výnos procesu.
Přítomnost bio-kompostovatelných plastů ve směsi s potravinovým odpadem nenarušila stabilitu procesu anaerobní digesce ani negativně neovlivnila výtěžnost metanu. To je zásadní poznatek pro praxi, protože umožňuje společné zpracování těchto materiálů bez nutnosti nákladného třídění či separace.
Analýzy ukázaly, že během předúpravy a následné digesce dochází k významným změnám ve struktuře a složení plastů. Dochází ke ztrátě hmotnosti, změnám rozměrů a snížení obsahu organických látek. Uvolněné sacharidy a další organické sloučeniny mohou být využity jako substrát pro další fermentační procesy.
Mírné hydrotermální předzpracování tedy podle vědců představuje efektivní, ekologicky šetrnou a ekonomicky přijatelnou metodu, jak zvýšit rozložitelnost bio-kompostovatelných plastů v anaerobních podmínkách. Zároveň umožňuje jejich společné zpracování s potravinovým odpadem, což snižuje náklady na třídění a zvyšuje efektivitu celého systému.
Přestože výsledky zní slibně, je podle autorů studie třeba provést další výzkum zaměřený na dlouhodobé provozní testy, optimalizaci parametrů předúpravy a vyhodnocení ekonomických aspektů. Je také nutné zohlednit možné riziko kontaminace konvenčními plasty, které mohou negativně ovlivnit celý proces.
Nejdůležitější je však osvěta veřejnosti a provozovatelů zařízení, aby byla zajištěna správná separace a sběr bio-kompostovatelných plastů, které jsou certifikované a skutečně rozložitelné v daných podmínkách.*
-red-
