食品用PET 瓶回收技術(shù)及監(jiān)管現(xiàn)狀

李 強，劉樸真，段 敏，黃 蓉

（中國標(biāo)準(zhǔn)化研究院農(nóng)業(yè)食品標(biāo)準(zhǔn)化研究所，北京 100191）

PET 在世界塑料中具有重要的地位，其因高強度、輕質(zhì)量、無異味等特點，在食品包裝領(lǐng)域特別是PET 飲料瓶中應(yīng)用廣泛。PET 在增加消費者需求的同時也產(chǎn)生了大量的廢料，因其難以自然降解的特性對生態(tài)環(huán)境帶來了不小的壓力。據(jù)統(tǒng)計，由于全球塑料制品的大量消費及不完善的垃圾回收處理體系，每年約有5.7×10～26.5×10t 的塑料垃圾流向了海洋，最終污染整個生態(tài)環(huán)境。

面對廢棄物管理帶來的環(huán)境壓力，消費后的PET 回收技術(shù)應(yīng)運而生。各國紛紛制定了PET 回收計劃，并且在美國、歐盟、日本、加拿大等20 多個國家或地區(qū)已明確規(guī)定回收塑料可用作食品接觸材料。歐盟計劃到2025 年P(guān)ET 瓶裝水中回收再生塑料的平均使用率高于25%，并且PET 回收率不低于90%；日本計劃到2030 年達(dá)到PET 瓶100%回收；我國雖未明確PET 瓶完全回收時間，但計劃在2025年實現(xiàn)禁止、限制部分塑料制品的生產(chǎn)、銷售和使用，以應(yīng)對塑料污染和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。伴隨著PET 瓶回收再生工藝的開發(fā)和突破，越來越多的國際知名食品企業(yè)為了履行自己的企業(yè)社會責(zé)任，也制定了各自的再生PET 瓶使用時間表。法國達(dá)能集團宣布旗下依云牌瓶裝水用瓶將在2025 年完全使用回收再生PET 瓶；可口可樂計劃自2025 年所有包裝瓶使用回收再生PET 瓶比例達(dá)到50%；百事公司在2025 年也將至少使用25%的再生PET 瓶，并在歐盟內(nèi)比例達(dá)到50%；日本三得利飲料公司計劃在2030 年之前將再生PET 瓶使用比例提高至60%～70%。本文概述了PET 的主要回收技術(shù)方法，及美國、歐盟、日本等國家或地區(qū)對再生PET 的管理情況，并借鑒國外監(jiān)管情況為我國食品接觸用再生PET 瓶回收利用提供參考意見。

1 PET 瓶回收技術(shù)現(xiàn)狀

PET 瓶回收技術(shù)的研究始于20 世紀(jì)70 年代。隨著時代的發(fā)展及工藝的完善，PET 瓶再生利用技術(shù)已經(jīng)比較成熟。為了使回收PET 成功應(yīng)用于食品包裝，消費后的PET 瓶片需要去除周轉(zhuǎn)過程中帶入的污染物，如乙醛、粘合劑、洗滌劑、汽油等。同時，回收再生后的PET 還要滿足特性粘度（＞0.7 dl/g）、黃色指數(shù)（＜20）、染料含量（＜10 ppm）等要求。目前主要的回收技術(shù)分為物理法和化學(xué)法。

1.1 化學(xué)法

PET 的合成首先通過對苯二甲酸（PTA）與乙二醇（EG）的縮合反應(yīng)或通過對苯二甲酸二甲酯（DMT）與EG 的酯交換反應(yīng)，產(chǎn)物為對苯二甲酸雙羥乙酯（BHET），后通過二元酯之間相互縮聚形成。PET瓶的化學(xué)法回收本質(zhì)是PET 的解聚反應(yīng)，即在某些條件下將PET 完全降解為單體，如PTA、DMT、BHET、EG 或部分成寡聚物。化學(xué)回收方法及應(yīng)用的優(yōu)缺點如表1 所示。

表1 PET 化學(xué)回收的優(yōu)缺點對比Table 1 Comparison of the advantages and disadvantages of PET chemical recycling

用于PET 解聚的常見化學(xué)物質(zhì)包括水（水解）、甲醇（醇解）、EG（糖解）等。雖然從反應(yīng)機理上來講，化學(xué)回收PET 可從多種途徑實現(xiàn)PET 解聚，但是從工業(yè)化可實現(xiàn)的角度考慮，目前世界上采用化學(xué)回收工業(yè)化裝置的企業(yè)大多仍以醇解路線為主，如赫斯特、杜邦、陶氏化學(xué)和伊士曼等都采用了甲醇分解過程。利用化學(xué)法回收再生的PET 瓶片質(zhì)量水平與原生PET 相當(dāng)，并且很好地實現(xiàn)了資源的再循環(huán)，但其投入成本較高，經(jīng)濟效益較低。

1.2 物理法

物理法回收是指將廢舊PET 制品先通過破碎、分選、洗滌、干燥等工藝變成深度清潔的PET 碎片，之后經(jīng)塑化造粒、增粘成為PET 切片，熱塑成型后變成再生PET 瓶，工藝流程如圖1 所示。PET 吹塑加工所需的特性黏度（IV）值應(yīng)不低于0.74 dl/g，而消費后的PET 瓶在回收過程中質(zhì)量降低，在熔融擠出過程中特性粘度降低，往往需要通過固相縮聚或液相增粘來增大PET 分子量，從而滿足吹瓶要求。物理回收方法及應(yīng)用優(yōu)劣勢如表2 所示。

圖1 PET 物理回收工藝流程Fig.1 The process flow of PET physical recycling

表2 PET 物理回收的優(yōu)劣對比Table 2 Comparison of the advantages and disadvantages of PET physical recycling

最早將再生PET 應(yīng)用到食品接觸容器上是通過與原生PET 材料以“再生-原生”雙層瓶或“原生-再生-原生”夾層瓶的方式實現(xiàn)，但這樣做無形中提高了企業(yè)的生產(chǎn)成本，最終沒有得到廣泛應(yīng)用。隨著回收再生技術(shù)的不斷發(fā)展，美國JCL 公司推出了單層瓶技術(shù)，即PET 瓶身只使用再生PET 材料，使得廢舊PET瓶真正應(yīng)用于食品級接觸材料的潛力開始展現(xiàn)。目前，物理法的生產(chǎn)技術(shù)主要由PET 瓶料螺桿脫氣擠出和增粘兩部分構(gòu)成，制得超級潔凈的再生PET瓶片，潔凈度主要取決于加工過程中的溫度、壓力、氣流和停留時間等工藝參數(shù)。國外使用物理法回收PET 的有Buhler、Staringer、OHL、EREMA、URRC等公司，主要技術(shù)路線對比如表3 所示。

表3 物理法瓶到瓶技術(shù)優(yōu)劣對比Table 3 Comparison of the advantages and disadvantages of physical bottle-to-bottle techniques

2 國內(nèi)外對食品接觸用回收PET 的管理

目前，美國、歐盟、韓國、英國、加拿大、日本等國家和國際組織均對回收PET 用于食品接觸材料有明確的法律規(guī)定，部分國家建立了相應(yīng)的行業(yè)指南。表4 列出了部分國家或地區(qū)對再生PET 的管理情況。

表4 部分國家或地區(qū)的再生PET 管理情況Table 4 Management of recycled PET in some countries or regions

2.1 美國

美國食品藥品管理局（FDA）負(fù)責(zé)食品接觸再生塑料的監(jiān)管。食品接觸再生塑料的法規(guī)要求與原生塑料的要求相同，即同樣需要符合《聯(lián)邦食品、藥品和化妝品法案（Federal Food,Drug and Cosmetic Act）》第21 章節(jié)（21CFR）中的要求。該法案原則上允許回收塑料用于食品包裝，并發(fā)布了相應(yīng)的再生塑料質(zhì)量評估指南文件。

美國法規(guī)并不強制要求企業(yè)進行再生塑料工藝的認(rèn)證。再生塑料相關(guān)企業(yè)可自愿向FDA 提交對其再生工藝評估的申請。然而，為了使自己的產(chǎn)品在市場上更加具有競爭力，不少企業(yè)仍然選擇向FDA提交再生塑料的認(rèn)證申請。收到申請材料后，F(xiàn)DA會對整個回收工藝進行評估。如果FDA 認(rèn)為通過該回收工藝生產(chǎn)的再生塑料產(chǎn)品是安全的，則會向申請企業(yè)出具相關(guān)產(chǎn)品適用于食品接觸材料的無異議函（No Objection Letter,NOL），主要包括申請公司信息、塑料類型、回收工藝類型（物理回收或化學(xué)回收）等，如果該材料有相應(yīng)的使用條件限制，在無異議函中也會進行注明，具體流程見圖2。截止2021 年12 月，針對再生塑料FDA 共發(fā)出259 份無異議函，其中約70%為回收PET 且大部分為物理回收。

圖2 美國再生PET 生產(chǎn)工藝評估流程Fig.2 Evaluation process for recycled PET production in the United States

2.2 歐盟

用于食品接觸的再生塑料在歐盟需要符合歐盟框架法規(guī)Regulation（EC）1935/2004 的要求，其使用的單體和添加劑需要符合歐盟塑料法規(guī)Regulation（EU）10/2011 的要求。此外，歐盟還有一部專門針對再生塑料的法規(guī)Regulation（EU）282/2008，里面詳細(xì)列出了對再生塑料材料的規(guī)定，包括食品接觸再生塑料材料和制品范圍的設(shè)定、再生工藝授權(quán)條件、再生工藝授權(quán)程序、監(jiān)督檢查要求以及符合性聲明要求等內(nèi)容。除此之外，再生塑料和制品的生產(chǎn)應(yīng)嚴(yán)格遵守委員會（EC）NO 2023/2006 法規(guī)《關(guān)于擬與食品接觸的材料和制品的良好生產(chǎn)規(guī)范》。

不同于美國，回收塑料的工藝認(rèn)證在歐盟是一項強制性的要求。根據(jù)（EU）282/2008 法規(guī)的規(guī)定，如果預(yù)期要將回收塑料使用在食品包裝材料中，需要首先向歐洲食品安全局（European Food Safety Authority,EFSA）提交申請。EFSA 將對回收工藝進行評估，尤其是針對可能的污染來源以及整個回收工藝對于污染物的去除率進行評估，具體流程見圖3。只有獲得歐盟官方許可的回收工藝才能被用于生產(chǎn)食品接觸再生塑料。但是在滿足（EU）10/2011 相關(guān)要求的前提下，只有物理法回收工藝需要授權(quán)，而a.由化學(xué)降解而得來的單體或起始物制成的再生塑料；b.使用在生產(chǎn)區(qū)域回收的邊角料、碎片生產(chǎn)的再生塑料；c.被用于功能阻隔層之后的再生塑料除外[31]。

圖3 歐盟再生PET 生產(chǎn)工藝評估流程Fig.3 Evaluation process for recycled PET production in EU

在食品接觸再生塑料的供應(yīng)鏈中，上游也必須為下游出具符合性聲明（DoC），其中需要包含該生產(chǎn)工藝已獲得歐盟官方授權(quán)的卷宗編號，以及法規(guī)Regulation（EU）282/2008 中提到的其他必須包含的內(nèi)容。截至2022 年3 月，EFSA 已對約150 個食品接觸用回收PET 生產(chǎn)工藝開展了安全評估。

歐盟再生塑料法規(guī)（EU）No 282/2008 出臺已達(dá)14 年之久，從實施的情況來看，存在著法規(guī)適用性、許可與生產(chǎn)等諸多問題，歐盟準(zhǔn)備起草新的再生塑料法規(guī)，以取代（EU）No 282/2008。新法規(guī)將更專注于去污處理程序，該法規(guī)規(guī)定所有的塑料回收工藝都應(yīng)包括一個凈化環(huán)節(jié)，并且對去污過程中的技術(shù)細(xì)節(jié)及產(chǎn)品質(zhì)量有更高的要求。同時，在回收塑料周轉(zhuǎn)處理的全過程中，回收料必須具有批號、回收裝置注冊號、不同來源含量比等信息的可追溯標(biāo)簽信息。

2.3 韓國

韓國食品接觸材料和物品均受到《食品衛(wèi)生法》的監(jiān)管。食品接觸再生塑料首先應(yīng)滿足該法案第3 章的前提條件，即禁止在食品接觸器具、容器和包裝中存在或使用可能危害人類健康的有毒/有害化學(xué)品。食品藥品安全部（Ministry of Food and Drug Safety，MFDS）負(fù)責(zé)為這些產(chǎn)品制定標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。由MFDS頒布的《食品用器具、容器和包裝的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范》（第2021-76 號公告）中明確指出在制造及加工器具、容器及包裝時，可將回收塑料用于與食物接觸，并負(fù)責(zé)對生產(chǎn)過程進行審查和認(rèn)可。其中，通過物理（機械）回收的PET 需符合規(guī)范中附件4《器具、容器和包裝物用回收合成樹脂標(biāo)準(zhǔn)》的有關(guān)要求。同時，回收企業(yè)必須具備單獨收集和分類塑料瓶的設(shè)施設(shè)備，韓國環(huán)境部負(fù)責(zé)對再生過程中所使用塑料碎片等原料進行初步驗證。具體評估流程見圖4。

圖4 韓國再生PET 生產(chǎn)工藝評估流程Fig.4 Evaluation process for recycled PET production in South Korea

2.4 英國

在英國，受管制的食品接觸材料在使用和投放市場之前需要獲得英國食品標(biāo)準(zhǔn)局（Food Standards Agency）批準(zhǔn)，對于回收塑料的批準(zhǔn)保留使用了歐盟委員會（EC）NO 2023/2006 中的相關(guān)要求。當(dāng)某類產(chǎn)品或工藝已獲授權(quán)，便會在相關(guān)法例的正面清單中列出，然而針對回收塑料工藝的正面清單尚未在立法中確立。在正面清單確立之前，塑料回收工藝如果符合英國《食品安全法》以及任何食品接觸材料法規(guī)的相關(guān)要求，包括不對人類健康有害、不損害食物的成分（如改變食物的酸度）、不對食物的味道、香氣、顏色或質(zhì)地產(chǎn)生不利影響等，便可以在英國上市或繼續(xù)運營。

由于EFSA 此前已經(jīng)制定了詳細(xì)的指南，因此英國目前的評估及授權(quán)方法是基于歐盟的流程。如果回收塑料工藝在2021 年1 月1 日之前獲得了歐盟委員會的批準(zhǔn)，該授權(quán)將在英國繼續(xù)有效，而無需申請新的授權(quán)。同時，英國也在制定用于本國的回收塑料工藝正面清單，以為申請企業(yè)提供進一步指導(dǎo)。

2.5 加拿大

在加拿大，回收塑料用于食品包裝必須符合《食品和藥品法》第23 條的規(guī)定，同時發(fā)布了《食品包裝應(yīng)用中確定回收塑料的可接受性和使用指南》，其中指出用于食品包裝的回收塑料材料的制造商必須以與原始材料相同的方式測試回收塑料的物理性能，以確保回收材料的規(guī)格與原始塑料相似，并滿足其功能用途的技術(shù)要求。

對于企業(yè)而言，如果打算申請新回收塑料材料，必須經(jīng)過加拿大衛(wèi)生部下屬的健康產(chǎn)品和食品局（Health Product and Food Branch,HPFB）的審查，當(dāng)滿足條件后企業(yè)將會收到一封“不反對信”（Letter of No Objection,LONO），具體流程見圖5。但是，LONO并不意味著HPFB 同意企業(yè)推出該產(chǎn)品。此外，LONO 不存在有效期限，只要產(chǎn)品成分和用途與最初申請時完全相符即可。

圖5 加拿大再生PET 生產(chǎn)工藝評估流程Fig.5 Evaluation process for recycled PET production in Canada

2.6 日本

日本對廢物循環(huán)利用有著一套完整、配套的法律體系，既有《促進建立循環(huán)社會基本法》、《固體廢棄物處理和公共清潔法》等基本法和綜合性法律，又有針對不同特征的具體回收產(chǎn)品的法規(guī)條例，如“容器和包裝”、“家用電器”、“食物”等，使日本成為循環(huán)經(jīng)濟立法最全面的國家。其中，《容器和包裝回收法》規(guī)定了消費者、地方公共團體、企業(yè)對PET 瓶分類和回收要求，該法由環(huán)境部、經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省、財政部、厚生勞動省和農(nóng)林水產(chǎn)省五個部門共同管理。其中，用于盛裝醬油、飲料、酒類和部分調(diào)味品的PET 瓶與其它用途的PET 塑料容器如盛裝食用油、非食品用途的應(yīng)分開回收，對于不同的回收要求PET 瓶上應(yīng)具有指定識別標(biāo)志。如圖6 所示，消費者可根據(jù)PET 瓶的識別標(biāo)志對指定的PET 瓶進行分揀和排出，地方公共團體負(fù)責(zé)分類收集，最后由生產(chǎn)者負(fù)責(zé)再商品化，即再生PET 薄片或顆粒，以生產(chǎn)紡織品、板材產(chǎn)品等回收產(chǎn)品，或經(jīng)過更高級處理后制成再生PET 瓶。

圖6 日本三方責(zé)任分擔(dān)和循環(huán)利用流程Fig.6 Japan's tripartite responsibility sharing and recycling process

2.7 中國

我國最早于1990 年由原衛(wèi)生部頒布的《食品用塑料制品級原材料衛(wèi)生管理辦法》中明確規(guī)定凡加工塑料食具、容器、食品包裝材料的不得使用回收塑料。2006 年原質(zhì)檢總局在頒布的《食品用塑料包裝、容器、工具等制品生產(chǎn)許可審查細(xì)則》中同樣規(guī)定，原材料不得使用回收料及受污染的原料。然而，上述規(guī)定均已被廢止或替代。2018 年12 月由國家市場監(jiān)督管理總局頒布的《食品用塑料包裝容器工具等制品食品相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)許可實施細(xì)則》新規(guī)定里沒有關(guān)于使用回收塑料的內(nèi)容。同時，衛(wèi)生行政部門因為回收塑料不在食品相關(guān)產(chǎn)品新品種定義范圍內(nèi)，也不會對其開展安全性評估工作。因此，對于回收塑料用于食品接觸材料的使用問題暫無明確的相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。

目前，中國再生PET 的應(yīng)用以纖維用途為主，約占70%。這類再生應(yīng)用技術(shù)含量較低，成品中往往混有雜質(zhì)，再生后的產(chǎn)品無法再次循環(huán)利用。由于法律法規(guī)的限制，國內(nèi)對再生PET 瓶類容器的應(yīng)用也多為非食品用途，如“農(nóng)藥瓶”的生產(chǎn)制造，因為使用再生PET 瓶片成本更加低廉且不涉及食品安全問題。同樣是出于對法律法規(guī)限制的考慮，國內(nèi)大型食品飲料包裝企業(yè)也均未有使用再生PET 材料作為其主要包裝材料的安排。

3 我國食品接觸用再生PET 瓶回收利用監(jiān)管的啟示

3.1 大力推進垃圾分類管理

食品安全與可能受污染的風(fēng)險因素是制約回收塑料在食品接觸制品上使用的主要原因。使用后的食品接觸用塑料容器可能會被消費者繼續(xù)用來裝汽油、洗發(fā)水、化妝品等非食品用途，這樣容易導(dǎo)致一些化學(xué)污染殘留或遷移，造成潛在的食品安全問題。除此之外，由于我國垃圾分類回收體系的不完善，消費者的分類意識薄弱，在回收食品接觸用PET 瓶的同時往往會帶有大量其它材質(zhì)的塑料容器，如PVC、PE 瓶等非食品消費品，導(dǎo)致回收再生價值降低。雖然我國正在大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，但缺少完善的循環(huán)經(jīng)濟法律體系與配套措施，垃圾回收體系有待進一步完善，企業(yè)與公眾的權(quán)力義務(wù)也沒有規(guī)范化。為更好地提高廢棄PET 瓶的回收利用價值，我國應(yīng)大力部署推進垃圾分類管理制度，并完善相關(guān)法律法規(guī)的制修訂，借鑒日本垃圾分類相關(guān)規(guī)定，不斷細(xì)化分類原則，研究發(fā)展配套的垃圾回收系統(tǒng)，同時鼓勵民眾廣泛參與，細(xì)化消費者、企業(yè)、政府對于垃圾分類回收的責(zé)任，建立全社會共同參與機制。

3.2 建立完善風(fēng)險評估體系

對于消費后的PET 瓶再生用于食品接觸材料，我國缺少對其進行安全風(fēng)險評估的體系。PET 的再生回收涉及垃圾分類等多個環(huán)節(jié)，回收加工過程中不可避免的會遇到各種有意或非有意添加的潛在污染物。因此，在充分調(diào)研我國食品接觸用PET 的回收基礎(chǔ)上，研究我國PET 瓶非食品用途情況，確定主要污染物及最大遷移水平，借鑒歐美對再生PET 材料挑戰(zhàn)性測試，制定可接受的去污效率及遷移水平，在大量實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上建立我國再生PET 的風(fēng)險評估體系。

3.3 制定再生PET 材料食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)

國外在確立回收塑料用于食品接觸材料的情況下，往往通過發(fā)布行業(yè)指南的方式對塑料回收及再生企業(yè)提供指導(dǎo)建議，并且由于多種再生PET 工藝的應(yīng)用，以一事一議的方式對不同塑料回收工藝進行審查。對于我國再生PET 用于食品接觸材料，應(yīng)首先出臺相關(guān)的法律法規(guī)明確回收塑料可應(yīng)用于食品包裝、容器等制品，進而在回收體系及風(fēng)險評估體系完善的情況下，借鑒國外經(jīng)驗，在小范圍內(nèi)開展再生PET 的審查，并不斷完善審查方式，優(yōu)化審查類型。同時，在滿足GB 4806.1-2006《食品接觸材料及制品通用安全要求》、GB 4806.7-2016《食品接觸用塑料材料及制品》等食品接觸材料國家安全標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下，制定再生PET 材料的食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)。

4 總結(jié)

回收PET 瓶實現(xiàn)“瓶到瓶”的應(yīng)用，是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的重要途徑之一。消費后的PET 瓶再生技術(shù)已獲得世界上大多數(shù)發(fā)達(dá)國家的認(rèn)可，并在眾多食品包裝飲料企業(yè)中得到應(yīng)用，是有效減少塑料垃圾的重要措施之一。我國作為PET 瓶消費大國，可借鑒成熟的國外經(jīng)驗，探索研究再生PET 在我國用于食品接觸材料的可能性，在保障食品安全的前提下循序漸進地推動再生PET 的法律地位，制定再生PET 相關(guān)食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)，完善垃圾分類管理制度，形成政府、企業(yè)、消費者的三方責(zé)任制度，構(gòu)建社會共治格局，實現(xiàn)資源的再生利用，促進可持續(xù)發(fā)展。