Page 24 - Packaging 1/2022

TECHNOLOGIE / PLASTY
Obsah bioplastů v obalech lze zjistit i v Česku
V loňském říjnovém čísle Packagingu jsme vás krátce informovali o možnosti ověřování obsahu bioplastů v obalech radiouhlíkovou metodou. Nyní se
k tomuto zajímavému tématu vracíme podrobněji. Od Miroslava Dočkala.
Na úvod připomeňme definici bioplastů podle IUPAC. Jde o syntetické polymery (podobné plastům na bázi ropy), ale vyrobené z obnovi-
telné biomasy. Některé z plastů, jako
je například PLA (kopolymer kyseliny mléčné), mohou být během poměrně krátkého času měsíců nebo jednotek let beze zbytku rozloženy na přírodní látky. V takovém případě hovoříme
o biodegradovatelných plastech, které jsou často zaměňovány s již zmíněný- mi bioplasty. Některé bioplasty mohou být současně i biodegradovatelné, jako je tomu u PLA, jiné nikoliv. V anglič- tině jsou plasty (jak biodegradovatel- né, tak bez této vlastnosti) vyrobené
z biomasy často označovány jako „bio-based“.
Dodejme, že u bioplastů ještě rozlišuje- me, zda k jejich výrobě musely sloužit přímo potravinářsky využitelné suroviny (jako je kukuřice či sója) nebo pouze zbytky po jejich zpracování – tuto druhou skupinu obvykle označu- jeme jako „bioplasty druhé generace“
a vzhledem k hrozbě nedostatku potravin jsou právě ony budoucností bioplastů.
Výroba „bio-based“ plastů
Výroba plastů ze surovin rostlinného či případně i živočišného původu je slibná nejen z hlediska využívání obnovitelných zdrojů, ale i z hlediska nároků na jejich množství: ty jsou řádově nižší než u biopaliv (odhadem pouze 4 % dnes vytěžené ropy slouží k výrobě plastů, zatímco pro paliva její naprostá většina). Podobně jako
u biopaliv, i dnes lze využívat i plast jen s určitým podílem – např. 20% – obnovitelných zdrojů, stejně jako je tomu u podílu recyklátu. A stejně jako u recyklátů má evropská, a následně
i česká legislativa, často tendence takový poměr stanovit a průběžně jej zvyšovat, jako jsme tohoto byli svědky u směsí biopaliv s ropnými produkty. PE (polyetylen) a PP (polypropy-
len) zároveň patří (vedle PET) mezi nejsnáze recyklovatelné plasty. Určitá omezení sice nadále platí pro jejich využití v obalech s přímým kontaktem s potravinou, ale legislativa v této ob- lasti se intenzivně vyvíjí, podobně jako technologie recyklace – a s příchodem chemické recyklace si tuto otázku bu- deme zřejmě moci „odškrtnout“ zcela. I polyolefinové obaly ze složek přírod- ního původu samozřejmě vyžadují sběr a recyklaci, protože se v přírodě samy v dohledné době nerozloží, chovají se stejně jako obaly vyrobe-
né z ropy. Bio-PE a bio-PP budeme proto vyrábět jen tak dlouho a pro ty aplikace, v nichž je opravdu budeme potřebovat. I těchto aplikací je ovšem stále mnoho, přestože EU nedávno legislativně omezila používání plastů v jednorázových obalech.
Cesta k pravdě o bioplastech: analýza radiouhlíku
Obtíž je ale v tom, jak dokázat, že
k výrobě daného polyolefinu či obdob- ného bioplastu byla opravdu použita obnovitelná surovina – tedy „čerstvý“ materiál z nedávno žijících rostlin či živočichů, nikoliv jejich miliony let modifikovaná ropná podoba. Případně, v jakém poměru byly tyto dva zdroje smíchány. Jelikož chemické složení obou takto připravených plastů je stej- né, není proto možné využití běžných chemických analýz.
Jedna cesta ale přece jen existuje: analýza radioaktivního izotopu uhlíku (14C), která ukáže jeho obsah ve vzorku. Tento izotop uhlíku vzniká v přírodě jadernými reakcemi, vyvola- nými působením kosmického záření,
a vyskytuje se proto ve všech žijících organismech a rostlinách – zkrátka
ve všem, co obsahuje tzv. biouhlík.
Jde o obdobný problém, jako u bi- opaliv: v posledních letech se jako složka motorové nafty začaly používat hydrogenované rostlinné a upotřebené kuchyňské oleje HVO (zkratka z anglic- kého Hydrogen Treated Vegetable Oil), které se – na rozdíl od obnovitelných složek dříve přidávaných do paliv
– svými chemickými a fyzikálními vlastnostmi od fosilní motorové nafty neliší. I zde se analýza 14C ukázala jako vhodné řešení.
Jak jsme informovali v říjnu, výsledek analýzy 14C je už dnes vyžadován
k certifikaci bioplastů některými nezávislými certifikačními instituce- mi. V Evropě jde například o zkušební laboratoř TÜV Austria, která posky- tuje osvědčení OK biobased materiá- lům, meziproduktům i konečným výrobkům s nejméně 20% podílem bioplastů. V USA nabízí ministerstvo zemědělství v rámci programu Bio- Preferred možnost získat označení USDA Certified Biobased Product. Pod- mínkou je ovšem měření podle normy ASTM D6866 v laboratoři splňující ISO 9001. V Evropě jde zejména o normu ISO 16620-2, či normu CSN EN 16640 (659805).
Nejlepší metoda: urychlovačová hmotnostní spektrometrie
Analýzy 14C lze ovšem provádět vícero způsoby, a ne všechny jsou pro zmí- něné účely stejně vhodné. Na rozdíl
od starších, tzv. konvenčních (radio- metrických) metod, jako je kapalinová scintilační spektrometrie LSC (Liquid Scintillation Counting) nebo plynová GPC (Gas Proporcional Counting), je zejména v posledním desetiletí stále více využívána urychlovačová hmot- nostní spektrometrie (AMS). Tato me-
24 PACKAGING 1/2022