Výroba bioplastů z cukrové řepy a systémové důsledky s tím spojené

Zdeněk VRBA 1. lékařská fakulta, UHSL, Univerzita Karlova; Praha, MIDDLE WEST UNIVERSITY, Praha, e-mail: zdenek@vrbovi.eu
V Japonsku mají specifický vedlejší produkt ze zbytků z pěstování cukrové řepy. Za pomoci bakterií je přeměňují na dlouhá vlákna celulózy, jež jsou novým materiálním základem bio plastů. A ty by mohly pomoci řešit problémy globálního znečištění. Materiál s názvem Fibnano Resin obsahuje gel vytvořený z japonské cukrové řepy s acetátem celulózy, biologicky odbouratelným plastem rostlinného původu.
Materiál je vyrobený z dlouhých, zamotaných vláken celulózy. Hlavní využití se jeví jako výztuž pro biologicky odbouratelné plasty na rostlinné bázi složky rostlinných buněčných stěn. Důvodem užití je zpevnit plasty rostlinného původu. Tento materiál nazývají „bakteriální nanocelulóza“ a vyrábí se fermentací melasy cukrové řepy. Bakteriální nanocelulóza Kusano Sakko, patentovaná1 a prodávaná jako „Fibnano“, tvoří bílý gel, který se syntetizuje fermentací melasy z cukrové řepy, vedlejšího produktu výroby cukru. Celulózové prameny vytvoří síť, která zpevní materiály, do kterých jsou přidány, nejčastěji při vyztužování plastů pocházejících z rostlin. Na rozdíl od jiných podobných produktů, které se vyrábějí drcením dřeva na menší kousky za účelem výroby buničiny, celulózová vlákna získaná z bakterií poskytují lepší vyztužení, protože celulózové prameny zůstávají poměrně dlouhé, a tak se stávají pevně tkanými.
Klíčová slova: Bio plast, Fibnano Resin, nanocelulóza, materiál budoucnosti, biodiverzita, obalový materiál, komponenty pro auto průmysl, potravinářství, 3D materiál, stavební materiál, udržitelné textilie

Skúmanie materiálových vlastností kompozitných materiálov na báze drevného odpadu pre FDM Aditívnu výrobu

Juraj BENIAK, Klaudia KLEPOCHOVÁ, Michal HOLDY, Ľubomír ŠOOŠ Strojnícka fakulta, Slovanská Technická Univerzita v Bratislave, Nám. Slobody 17, 812 31 Bratislava, Slovenská republika, e-mail: juraj.beniak@stuba.sk
Kompozitné materiály sú bežne vyžívané v technickej praxi. Skladajú sa z dvoch alebo viacerých materiálov s rôznymi chemickými a fyzikálnymi vlastnosťami. Kompozitný materiál sa používa na zlepšenie vlastností základných materiálov. Kompozity ponúkajú významné výhody v rôznych aspektoch materiálového výkonu, čím prevyšujú monomateriálové alternatívy a najmä samostatné použitie jednotlivých častí. Väčšina umelých kompozitov kombinuje vlákna s vysokou pevnosťou v ťahu, ktoré sú flexibilné, s matricou, ktorá formuje vlákna do tuhej štruktúry, ktorá získava pevnosť v tlaku matricového materiálu. Výsledkom je kombinovaný materiál, ktorý ťaží z pevnosti v ťahu vláknovej výstuže, pevnosti matrice v tlaku a pevnosti v ohybe ich spojenia, aby sa vytvoril pevný, tuhý, tuhý a ohyb odolný výsledný materiál.
Kompozitné materiály sa využívajú i v Aditívnej výrobe, kde prinášajú úplne inú kvalitatívnu úroveň vyrábaných dielov. Záleží od využívanej technológie aditívnej výroby, aký kompozitný materiál sa využíva. V tomto príspevku sa budeme venovať technológii FDM (Fused Deposition Modeling), ktorá je založená na extrúdovaní vlákien polymérov, ktoré sa vrstva po vrstve na seba ukladajú aby vytvorili požadovaný tvar vyrábaného dielu. Keďže ide o technológiu založenú na polymérnych materiáloch (presnejšie povedané na termoplastoch), budeme sa venovať kompozitným materiálom práve na tomto základe. Čiže základnou matricou bude termoplast.
Kľúčové slová: kompozitné materiály, Aditívna výroba, drevný odpad, FDM technológia, 3D tlač.

Analýza transformace hodnocení životního cyklu produktu z pohledu oběhové ekonomiky: případová studie

Vladimír BARTOŠEK, Marie JUROVÁ Vysoké učení technické v Brně, Fakulta podnikatelská, Ústav management, Kolejní 2906/4, 612 00 Brno, e-mail:vladimir.bartosek@vut.cz
Článek se zaměřuje na rozsah možností transformace hodnocení životního cyklu produktu z pohledu oběhové ekonomiky. Autoři na konkrétním produktu elektrotechnického průmyslu realizují systémovou analýzu vstupu a výstupu výrobního procesu vč. Nezbytných vazeb na logistické řetězce a možných dopadů na životní cyklus produktu.
Metodologie výzkumu byla kombinací kvalitativního, základního a popisného výzkumu, jenž byla doplněna kombinací tzv. párových metod, systémové teorie (definice vstupu, výstupu systému, hranic a vazeb systému) či analýzy dokumentů (výrobní dokumentace, normy, legislativa atp.). Pro vizualizaci výsledků bibliometrické analýzy výzkumu byl použit softwarový nástroj VOSviewer (v. 1.16.18, (CWTS), Leiden University). Získaná primární data o spotřebě energie, primární paliva, surovin, vody či emise do ovzduší (vč. CO2 ekv.), vody a hodnoty produkce pevného odpadu byla zpracována a analyzována ve standardním kancelářském nástroji Microsoft, což bylo doplněno sekundárním daty modelu hodnocení životního cyklu produktu.
Hlavní omezení provedeného výzkumu je dáno časovým rozsahem studie (kombinace frekvence, resp. dostupností základních globálních statistických údajů na úrovni EU, ČR a omezení jedné z vln onemocnění SARS-CoV-2), geografickým rozsahem (výroba dílů na území v České republice vč. Montáže v Brně), výrobně-technologickým rozsahem (výroba hliníkových odlitků, lisování kovových dílů, obrábění kovových dílů, sušení plastového granulátu, lisování plastových dílů, skladování dílů, montáž, zkoušení výrobku a částečně i nevýrobní oblasti). Sekundární omezení výzkumu pramení z dekompozice logistického řetězce a omezené možnosti zařazení údajů (tj. vstupů a výstupů) o celosvětové fyzické distribuci.
Originalita výsledků výzkumu je dána výběrem malé a střední firmy reprezentující zvoleného výrobce, komplexnosti dat, vyjádření celkové energie, primárního paliva a energie, spotřeby surovin, spotřeby vody, emise do ovzduší, CO2 ekv., emise do vody a pevného odpadu ve fyzikálních jednotkách v průběhu všech etap životního cyklu od materiálů, výroby, přepravy, užití a odpadů vč. vyhodnocení nežádoucích hodnot jednotlivých veličin zvoleného produktu.
Klíčová slova: Oběhová ekonomika, životní cyklus produktu, trvale udržitelný rozvoj, odpady.
 

Za hranicí koše: Rozbor faktorů a bariér třídění potravinového odpadu v českých domácnostech

Lucie VESELÁ, Irena ANTOŠOVÁ, Lea KUBÍČKOVÁ, Martina VRŠANSKÁ, Magdalena Daria VAVERKOVÁ, Stanislava VOBĚRKOVÁ, Ester KOVAŘÍKOVÁ, Petra MARTÍNEZ BARROSO, Martina URBANOVÁ Mendelova univerzita v Brně, Zemědělská 1665/1, 613 00 Brno e-mail: lucie.vesela@mendelu.cz
Studie je založena na primárním dotazníkovém šetření provedeném metodou CAWI (N = 1332) a zjišťuje faktory ovlivňující třídění potravinového odpadu v českých domácnostech. Pomocí explorační faktorové analýzy bylo identifikováno čtrnáct klíčových oblastí, včetně dostupnosti možností třídění, nakládání s potravinovým odpadem a finanční motivace. Přestože 86 % respondentů vyjádřilo ochotu třídit potravinový odpad, téměř polovina z nich deklarovala, že nemá žádné možnosti, jak tento druh odpadu třídit. Přetrvávají významné bariéry spojené s nedostatkem kontejnerů a složitostí procesu třídění. Tato studie přispívá k lepšímu pochopení chování spotřebitelů v oblasti třídění odpadu a poskytuje vhled do této problematiky jako podklad pro budoucí rozhodování tvůrců politik. Výsledky ukazují, že po zavedení systému třídění potravinového odpadu ze strany tvůrců politik je dále důležité zajistit dostupnost kontejnerů pro třídění a motivovat domácnosti k tomuto třídění odpadů, a to jak zvyšováním environmentálního povědomí, tak poskytnutím finanční motivace a minimalizací překážek spojených s tříděním potravinového odpadu.
Klíčová slova: třídění potravinového odpadu, motivace k třídění, bariéry třídění, spotřebitelské preference, faktory třídění odpadu

Množství a příčiny potravinového odpadu v domácnostech z pohledu spotřebitelů – případová studie České republiky

Radka HANZLOVÁ Sociologický ústav AV ČR, v. v. i., Jilská 1, 110 00 Praha
K plýtvání potravinami dochází v průběhu celého distribučního řetězce potravin, přičemž největší podíl z celkového potravinového odpadu mají na svědomí lidé v domácnostech, tedy spotřebitelé. Pro zjištění, jaké množství potravin lidé v domácnostech vyhodí lze využít různých metod, přičemž jejich výsledky se velmi liší. Za nejvíce přesné jsou považovány metody přímého měření, nicméně jejich využití vzhledem k finanční, logistické i časové náročnosti není příliš časté, a proto se velmi často využívají dotazníky založené na subjektivním odhadu respondentů.
Tento článek představuje výsledky studie, jejímž cílem bylo prostřednictvím více propracovaného dotazníku kvantifikovat množství vyplýtvaných potravin českými spotřebiteli, identifikovat nejčastěji vyhazované typy potravin a také prozkoumat, proč lidé potravinami plýtvají a i naopak, co je motivuje, aby plýtvání potravinami předcházeli. Analýza je založena na reprezentativním vzorku české populace starší 15 let (N = 815).
Výsledky ukázaly, že český spotřebitel průměrně vyhodí 0,566 kg potravinového odpadu týdně, což v přepočtu vychází 29,4 kg za rok. Lidé nejčastěji vyhazují chléb a pečivo, hotová jídla a čerstvé ovoce. Z hlediska příčin plýtvání potravinami, mezi hlavní patří nekonzumovatelné zbytky, zkažené či prošlé potraviny, že lidé na jídlo zapomenou nebo že ho příliš mnoho uvaří a také překročení data trvanlivosti a spotřeby. Naopak hlavním motivem lidí, proč potravinami neplýtvat, je jednoznačně finanční úspora.
Klíčová slova: plýtvání potravinami, potravinový odpad, množství potravinového odpadu, příčiny, dotazníkové šetření, spotřebitelé, Česká republika

Bariéry cirkulární ekonomiky v textilním průmyslu: případová studie České republiky

Tereza ZOUMPALOVA^a, Soňa Klepek JONÁŠOVÁ^b*, Bedřich MOLDAN^c

^a Institut Cirkulární Ekonomiky, Purkyňova 648/125, 621 00 Brno-Medlánky, e-mail: t.zoumpalova@gmail.com ^b Fakulta humanitních studií, Univerzita Karlova, Pátkova 2137/5, 182 00 Praha 8, e-mail: sona.jonasova@gmail.com ^c Fakulta humanitních studií, Univerzita Karlova, Pátkova 2137/5, 182 00 Praha 8 E-mail: bedrich.moldan@czp.cuni.cz ^* korespondenční autor
Evropská unie se zavázala zvýšit cirkularitu textilních výrobků v souladu se Zelenou dohodou a Strategií pro udržitelné a cirkulární textilie. Tato strategie přináší zcela zásadní změny v rámci celého životního cyklu výrobků – od požadavků na ekodesign v oblasti opravitelnosti či recyklovatelnosti, zajištění funkční sběrné sítě na textil, ale například i zavedení digitálního štítkování. Avšak praktická aplikace principů cirkulární ekonomiky v textilním průmyslu čelí několika výzvám. Tato studie si klade za cíl identifikovat bariéry pro dosažení cirkularity a potenciální politické reakce v kontextu České republiky prostřednictvím kombinace dotazníků a kvalitativních hloubkových rozhovorů se zainteresovanými stranami. Identifikované bariéry zahrnují mikroekonomické, makroekonomické, technologické, institucionální a datové faktory. Pokud jde o širší doporučení, zjištěné priority zahrnují nepříznivé podmínky pro udržitelnou výrobu textilních výrobků, vysokou míru ukládání odpadů na skládky a nutnosti zavedení rozšířené odpovědnosti výrobce (EPR). Závěry této studie mohou posloužit k rozvoji národních opatření (pro Českou republiku i pro ostatní země EU) a přispět k dosažení cílů EU pro cirkulární ekonomiky a její aplikaci textilu.
Klíčová slova: textilní odpad, oběhové hospodářství, analýza zainteresovaných stran, mezery v datech, řízení textilního odpadu, bariéry pro cirkularitu

The production of bioplastics from sugar beet and the systemic consequences associated with it (in Czech)

Zdeněk VRBA Institute for Medical Humanites, First Faculty of Medicine, Charles University, Prague, Czech Republic MIDDLE WEST UNIVERSITY, Prague, Czech Republic
In Japan, they have a specific byproduct from the residues from sugar beet cultivation. With the help of bacteria, they transform them into long cellulose fibers, the new material basis of bio-plastics. And they could help solve global pollution problems. The material, called Fibnano Resin, contains a gel created from Japanese sugar beets with cellulose acetate, a biodegradable plant-based plastic.
It is made of long, tangled fibers of cellulose. Its primary use is as a reinforcement for biodegradable plant-based plastics, a component of plant cell walls. The reason for its use is to strengthen plant-based plastics. They call this material "bacterial nanocellulose," produced by fermenting sugar beet molasses. Kusano Sakko's bacterial nanocellulose, patented (Inc., 2017) and marketed as "Fibnano," forms a white gel that is synthesized by fermenting sugar beet molasses, a byproduct of sugar production. Cellulose strands form a network that reinforces the materials they are added to, most commonly when reinforcing plant-based plastics. Unlike other similar products that are made by crushing wood into smaller pieces to make pulp, cellulose fibers obtained from bacteria provide better reinforcement because the cellulose strands remain relatively long and thus become tightly woven.
Keywords: Bio plastic, Fibnano Resin, nanocellulose, material of the future, biodiversity, packaging material, components for the auto industry, food industry, 3D material, building material, sustainable textiles

Investigation of material properties of composite materials based on wood waste for FDM Additive manufacturing (in Slovak)

Juraj BENIAK, Klaudia KLEPOCHOVÁ, Michal HOLDY, Ľubomír ŠOOŠ Faculty of Mechanical Engineering, Slovak University of Technology in Bratislave, Slovak Republic
Composite materials are commonly used in technical practice. A composite material consists of two or more materials with different chemical and physical properties. Composite material is used to improve the properties of base materials. Composites offer significant advantages in various aspects of material performance, thus surpassing monomaterial alternatives and especially the separate use of individual parts. Most man-made composites combine high-tensile fibers that are flexible with a matrix that forms the fibers into a rigid structure that gains the compressive strength of the matrix material. The result is a composite material that benefits from the tensile strength of the fiber reinforcement, the compressive strength of the matrix and the flexural strength of their connection to create a strong, stiff, rigid and flexurally resistant final material.
Composite materials are also used in Additive Manufacturing, where they bring a completely different quality level of manufactured parts. It depends on the additive manufacturing technology used, which composite material is used. In this post, we will focus on the FDM (Fused Deposition Modeling) technology, which is based on extruding polymer fibers, which are deposited layer by layer to create the desired shape of the manufactured part. Since it is a technology based on polymer materials (more precisely, on thermoplastics), we will focus on composite materials on this basis. So the basic matrix will be thermoplastic.
Keywords: composite materials, additive manufacturing, wood waste, FDM technology, 3D printing.

Analyzing Transformation of Product Life Cycle Assessment in Terms of Circular Economy: Case Study

Vladimir BARTOSEK, Marie JUROVA
Brno University of Technology, Faculty of Business and Management, Brno, Czech Republic, e-mail: vladimir.bartosek@vut.cz, marie.jurova@vut.cz
The paper is concerned with the range of the possible transformations of product life cycle assessment in terms of circular economy. Using a particular product of electrical engineering, the authors conduct a system analysis of the inputs and outputs of its manufacture including the necessary links to the logistic chains and the possible impacts on the product life cycle. Data were collected in a small enterprise where the product parameters were gained and verified with information on the product's part and material composition (such as from a list of parts), input and output raw materials and energies, input and output auxiliary and spare parts as well as on water consumption, emissions into the atmosphere and soil, plus the amount of solid waste produced.
The results of the research can be used by small or medium-sized companies as a starting point for product life cycle assessment, but they can also be used to create a comparative category of a selected product of the electrical industry in Czech conditions, as well as within the European Union or in a global sense. The originality of the results is given by the choice of a small and medium company representing the chosen manufacturer, the comprehensiveness of data, expression in physical units of the total energy, primary fuel and energy, raw material and water consumption, CO2 emissions into the atmosphere and solid waste for all the material life cycle stages, production, transport, use and waste including the evaluation of the undesired values of quantities for the chosen product.
Keywords: circular economy, product life cycle, sustainability, waste

Beyond the Bin: Dissecting Factors and Barriers in Food Waste Sorting Among Czech Households

Lucie VESELÁ, Irena ANTOŠOVÁ, Lea KUBÍČKOVÁ, Martina VRŠANSKÁ, Magdalena Daria VAVERKOVÁ, Stanislava VOBĚRKOVÁ, Ester KOVAŘÍKOVÁ, Petra MARTÍNEZ BARROSO, Martina URBANOVÁ Mendel University in Brno, Czech Republic, e-mail: lucie.vesela@mendelu.cz
The study is based on primary questionnaire research, conducted using the CAWI method (N = 1332), and it determines the factors influencing the sorting of food waste (FW) in Czech households. By employing exploratory factor analysis, fourteen key areas were identified, including the availability of sorting options, handling of FW, and financial motivations. Although 86% of respondents expressed a willingness to sort FW, nearly half of them declared that they had no options how to sort it. Significant barriers remain with the lack of containers and the complexity of the FW sorting process. This study contributes to a better understanding of consumer behaviour in the field of waste sorting and provides insight into this issue for future policymaker decisions. The results show that after the introduction of the FW sorting system by policymakers, it is further important to ensure the availability of containers for sorting and to motivate households for this waste sorting, by both raising environmental awareness and providing financial motivations, and minimising the barriers associated with FW sorting.
Keywords: food waste sorting, sorting motivation, sorting barriers, consumer preferences, waste sorting factors

Amount and Causes of Food Waste in Households from Perspective of Consumers – the Case Study of the Czech Republic

Radka HANZLOVÁ Institute of Sociology Czech Academy of Sciences, Prague, Czech Republic, e-mail: radka.hanzlova@soc.cas.cz
Food waste occurs throughout the food distribution chain, with households, i.e., consumers, accounting for the largest share of total food waste. Different methods can be used to determine how much food people waste in their households, with widely varying results. Direct measurement methods prove to be the most accurate, but due to their financial, logistical, and time-consuming nature, they are not very common, and therefore questionnaires based on subjective estimates of respondents are very often used.
This article presents the results of a study that aimed to quantify the amount of food wasted in Czech households through a more sophisticated questionnaire, to identify the most frequently wasted types of food and to explore why people waste food and, conversely, what motivates them to prevent food waste. The analysis is based on a representative sample of the Czech population (N = 815).
The results showed that the average Czech consumer over 15 years old throws away 0.566 kg of food waste per week, which equates to 29.4 kg of food waste per year. Bakery products, ready to eat meals and fresh fruit were the types of food most frequently discarded. Regarding the reasons for wasting food, the main reason was unconsumable leftovers, e.g., scraps and parings, followed by rotten food, forgetting about the food, too much food is cooked, and expired eat-by-dates. On the contrary, the main motive for people not to waste food is clearly saving money.
Keywords: food waste, food waste quantities, causes, questionnaire, consumers, Czech Republic

Barriers to the circular economy in textile industry: a case study of the Czech Republic

Tereza ZOUMPALOVA^a, Soňa KLEPEK JONÁŠOVÁ^b*, Bedřich MOLDANc a Institut Cirkulární Ekonomiky, Purkyňova 648/125, 621 00 Brno-Medlánky, Czech Republic, e-mail: t.zoumpalova@gmail.com b Faculty of Humanities, Charles University, Pátkova 2137/5, 182 00 Prague 8, Czech Republic, e-mail: sona.jonasova@gmail.com c Faculty of Humanities, Charles University, Pátkova 2137/5, 182 00 Prague 8, Czech Republic, e-mail: bedrich.moldan@czp.cuni.cz ^* Corresponding author
The European Union has committed to increasing the circularity of textiles in accordance with the Green Deal and the Strategy for Sustainable Textiles. This strategy brings about fundamental changes throughout the entire product lifecycle - from requirements for eco-design regarding repairability or recyclability, ensuring a functional textile collection network, as well as implementing digital labelling for example. However, the practical application of circular economy principles in the textile industry faces several challenges. This study aims to identify the barriers to circularity with holistic view and potential policy responses in the context of the Czech Republic through a combination of questionnaires and qualitative in-depth interviews with all stakeholders. The identified barriers include microeconomic, macroeconomic, technological, institutional, and data-related factors. In terms of the wider recommendations, the identified priorities include disincentives for unsustainable textile production and landfilling and an extended producer responsibility (EPR) scheme. The findings of this study can inform the development of national measures (for the Czech Republic as well as for other EU countries) and contribute to the achievement of the EU's circular economy goals for textiles.
Keywords: textile waste, circular economy, stakeholder analysis, data gaps, textile waste management, barriers for circularity