Jak nie utonąć w plastiku?

Komercyjne polimery organiczne zostały po raz pierwszy zsyntetyzowane sto lat temu, podczas II wojny światowej. Ich masowa produkcja ruszyła w latach 50. ubiegłego wieku, co spowodowało porzucenie pojemników wielokrotnego użytku na rzecz jednorazowych. Od tego czasu plastiki stały się poważnym globalnym problemem. Według raportu z 2016 r. światowa produkcja tworzyw sztucznych od lat 50-tych wzrastała rocznie o 8,6 proc - od 1,5 mln ton plastików rocznie do ponad 330 mln ton w ostatnich latach.

Szacuje się, że ludzkość wyprodukowała już 9 mld ton tworzyw sztucznych. Dla przemysłu to wielkie osiągnięcie, ale dla środowiska naturalnego katastrofa. Raporty przygotowane przez uczonych z Uniwersytetu Kalifornijskiego, Uniwersytetu Georgia i MIT wskazują, że tylko 9 proc. wytworzonych plastików ulega recyklingowi. 12 proc. trafia do pieców (zanieczyszczając powietrze toksycznymi gazami), a pozostałe 79 proc. pozostaje w ekosystemie. Jeżeli nic się nie zmieni, to do 2050 r. w obiegu w środowisku naturalnym będzie 12 mld ton tworzyw sztucznych. To waga 100 mln płetwali błękitnych.

Tworzywa sztuczne są ściśle powiązane z gospodarką krajów. Międzynarodowe korporacje często udostępniają plastikowe opakowania biedniejszym krajom, które nie mają odpowiednich systemów recyklingu, by sobie z nimi poradzić. Jaki jest tego efekt? Tworzywa sztuczne trafiają na dzikie wysypiska, do lasów, jezior i mórz, a ponieważ nie ulegają biodegradacji, zanieczyszczają wszystkie znane ekosystemy Ziemi. Co możemy zrobić, żeby zahamować ten kryzys?

Tworzywo PET (politereftalan etylenowy) w 1978 r. zostało użyte do wytwarzania butelek do napojów. Opracowana wtedy metoda dwustopniowego formowania butelek metodą wtrysku z rozdmuchem była ogromnym osiągnięciem technicznym. Butelki wykonane z PET stały się optymalnym opakowaniem, zwłaszcza do napojów gazowanych, ponieważ można je barwić na różne kolory i formować w dowolne kształty. Jest to konsekwencja niezaprzeczalnych zalet tego typu tworzyw, m.in. wysokiej wytrzymałości mechanicznej, znacznie mniejszej masy w porównaniu z butelkami szklanymi czy obojętności chemicznej.

Raport opracowany przez COBRO - Instytut Badawczy Opakowań, zajmujący się wszelkimi kwestiami dotyczącymi materiałów opakowaniowych i opakowań PET, w tym ograniczaniem ich wpływu na środowisko - wskazuje, że zużyte butelki z PET po wodach i napojach stanowią ok. 21 proc. masy odpadów z tworzyw sztucznych w naszym kraju. Są cennym surowcem wtórnym, który poddany recyklingowi (rPET) jest wykorzystywany w wielu gałęziach przemysłu.

Jeżeli recykling odpadów jest prowadzony zgodnie z wymaganiami Rozporządzenia Komisji (WE) nr 282/2008, uzyskany w ten sposób materiał może zostać przeznaczony do wytwarzania opakowań przeznaczonych do kontaktu z żywnością (np. nowych butelek do napojów). Butelki z PET mogą być także przetwarzane w recyklingu chemicznym, który pozwala uzyskać inne substancje, np. nienasycone żywice poliestrowe służące do produkcji farb i lakierów.

Uzyskanie dobrej jakości surowca z recyklingu (rPET) jest możliwe tylko w przypadku odpowiedniej segregacji zużytych butelek, dokładnemu usunięciu wszelkich zanieczyszczeń oraz ich przetworzeniu. Z klasycznej butelki o pojemności 1,5 l można wyprodukować kolejną, 5 takich butelek pozwala na wytworzenie t-shirtu, a 35 śpiwora. Pod warunkiem, że mamy do czynienia z idealnym systemem o obiegu zamkniętym, w którym jedna butelka może być wielokrotnie przetwarzana.

Wykorzystanie rPET do produkcji butelek zmniejsza obciążenia środowiskowe związane z wytwarzaniem opakowań. Butelka o pojemności 1,5 l o masie 31,6 g do napojów niegazowanych z 50-procentowym udziałem rPET ogranicza wpływ na środowisko o 30 proc. Podczas produkcji butelki z surowca pierwotnego powstaje 0,125 kg CO₂/butelkę emitowanego do środowiska. W przypadku butelki zawierającej 50 proc. rPET wskaźnik ten spada do poziomu ok. 0,081 kg CO₂/butelkę, natomiast ślad węglowy pozostawiany przez butelkę stuprocentowo wykonaną z rPET wynosi zaledwie 0,036 kg CO₂/butelkę.

Recykling butelek PET idealnie pasuje do koncepcji modelu gospodarczego, który zakłada wdrażanie do obiegu produkcyjnego materiałów powstałych z odpadów. Zgodnie z projektowaną tzw. dyrektywą tworzywową (Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady w sprawie ograniczenia wpływu niektórych produktów z tworzyw sztucznych na środowisko) do 2025 r. aż 50 proc. produkowanych tworzyw sztucznych ma pochodzić z recyklingu. Do 2030 r. wszystkie butelki produkowane z tworzywa sztucznego będą musiały być wykonane w minimum 30 proc. z rPET. Będzie to możliwe, jeżeli poziom odzysku plastikowych butelek na napoje wzrośnie do 90 proc.

Niestety, skutecznie działający system recyklingu butelek PET wymaga infrastruktury technologicznej oraz organizacyjno-prawnej, które umożliwią pozyskanie czystych i pozbawionych zanieczyszczeń zużytych opakowań. Największą barierą dla efektywnego recyklingu są zanieczyszczenia wynikające z nieodpowiedniej segregacji odpadów i stosowania butelek PET w niewłaściwych celach, np. składowania smarów czy innych tego typu gęstych płynów.

Ale co tak naprawdę dzieje się w zakładzie recyklingu butelek? Mieliśmy okazję odwiedzić jedno z takich miejsc - IMP Polowat w Bielsko-Białej. Zakład należy do włoskiej grupy Industrie Maurizio Peruzzo, producenta włókien i włóknin poliestrowych, w którym znajdują się dwie instalacje do zamiany butelek w płatki PET. IMP Polowat poddaje recyklingowi na obu liniach ponad 30 000 ton odpadów.

Instalacja do recyklingu butelek składa się z serii połączonych urządzeń - pojedyncza linia liczy ok. 250 m długości.

Proces powstania nowej butelki z rPET składa się zasadniczo z kilku etapów:

1. Pierwszy etap polega na właściwie przeprowadzonej selektywnej zbiórce butelek z gospodarstw domowych, a następnie przygotowaniu surowców zgodnie z wymaganiami zakładu przetwórczego. Do IMP Polowat trafiają one w postaci sprasowanych bel o ciężarze i wymiarach wynikających z posiadanych przez dostawców urządzeń prasujących.
2. W zakładzie butelki są oczyszczane z zanieczyszczeń obcego pochodzenia. Następnie są poddawane procesom mycia, oddzielania wszelkich materiałów innych niż PET (czuwa nad tym człowiek) oraz sortowania według kolorów na cztery frakcje: bezbarwną (51 proc.), niebieską (32 proc.), zieloną (11 proc.) i mieszaną (6 procent).
3. Gdy butelki są umyte i posortowane, następuje ich rozdrobnienie na płatki, ponowne myte i płukane. Tworzywa pochodzące z nakrętek są przetwarzane osobno. Tak przygotowany materiał trafia do maszyny, która fragmentuje go na regranulat. Zdolność produkcyjna dwóch linii IMP Polowat wynosi ok. 22 000 MG płatków PET rocznie.
4. Kolejnym etapem jest wtryskiwanie uplastycznionego tworzywa rPET do formy w celu uzyskania tzw. preformy butelki. Ma uformowaną szyjkę i gwint. Warto wspomnieć, że jest to prefabrykat, z którego powstają finalne butelki.
5. Preforma butelki jest umieszczana w specjalnej matrycy i zostaje rozdmuchana strumieniem sprężonego powietrza. To pozwala na uzyskanie ostatecznego kształtu butelki. Często podczas tego procesu stosuje się dodatkowe rozciąganie, które zwiększa wytrzymałość mechaniczną butelki. Za pomocą tej metody można wyprodukować butelki z grubą szyjką i precyzyjnym gwintem oraz cienkimi ściankami.

Wytworzony rPET może posłużyć nie tylko do produkcji nowych butelek, ale także w innych celach. Jednym z produktów otrzymywanych z rPET są taśmy PET, które mają wysoką odporność na zerwanie i stanowią alternatywę dla taśm stalowych. To właśnie takimi taśmami  są połączone osłonki styropianowe, w których są sprzedawane pralki czy lodówki.

Z rPET powstają także włókna poliestrowe, przeznaczone głównie do produkcji w włóknin (m.in. włókien puszystych, używanych w przemyśle odzieżowym i meblowym). Włókna poliestrowe stanowią bazę dla geowłóknin powszechnie stosowanych przy budowie dróg, autostrad i parkingów. Cechuje je wysoka wytrzymałość na zerwanie, zginanie i ścieranie, a także odporność na działanie światła, czynników chemicznych i biologicznych.

Innym produktem otrzymywanym z rPET są folie poliestrowe. Należą one do tworzyw termoplastycznych o budowie semikrystalicznej - wytwarza się je w procesie kalandrowania lub ekstruzji. Cechuje je duża transparencja, wysoki połysk i dobre właściwości mechaniczne. Znajdują one zastosowanie w produkcji opakowań termoformowalnych, w tym tych do żywności.

Z kolei żywice poliestrowe są ciekłym roztworem poliestru i monomerów sieciujących. Powstają w wyniku rozpuszczenia płatków PET w styrenie i pełnią rolę łącznika dla innych materiałów, m.in. włókien szklanych, włókien węglowych i wypełniaczy mineralnych. Żywice poliestrowe są odporne na działanie wody, beztlenowych kwasów nieorganicznych i rozcieńczonych kwasów utleniających. Wyroby zawierające wspomniane żywice mają dobre właściwości mechaniczne i elektroizolacyjne.

Rewelacyjne rozwiązanie pozyskiwania plastikowych butelek przeznaczonych do recyklingu rusza w Krakowie. Specjalny butelkomat w krakowskim urzędzie miasta za każdą plastikową butelkę wypłaci nam ekiwalent rzędu 10 groszy. Pomysłodawcą urządzenia jest radny Łukasz Wantuch, który z własnej kieszeni sfinansował zakup pierwszych 10 000 butelek. Plany są ambitne, bo w ten sposób ma zostać zebrane nawet milion śmieci z tworzyw sztucznych. Co ciekawe, butelkomat przyjmuje tylko butelki z nienaruszonymi etykietami i kodami kreskowymi. Zebrane w ten sposób tworzywa sztuczne zostaną poddane recyklingowi w zakładach takich jak IMP Polowat.

Według raportu Wood Mackenzie Chemicals, poziom odzysku opakowań PET w Polsce w 2016 r. wyniósł 34,7 proc. Mamy się od kogo uczyć, bo w Niemczech ten sam wskaźnik wynosi aż 91,8 proc. Szacuje się, że w naszym kraju na 10 plastikowych butelek, tylko 4 z nich trafiają do zakładu recyklingu, a pozostałe na dzikie wysypiska, do lasów, rzek i pieców. Każdy z nasz może przyczynić się do poprawy kondycji naszego środowiska naturalnego poprzez regularną i właściwą segregację opadów.