Ekologické Zpracování Plastů: Metody a Technologie

08.12.2025

Enviromentální cíle v oblasti cirkulární ekonomiky kladou velké nároky na sběr, třídění a technologie recyklace plastových obalů. Aktuální cíl dosažení recyklace 55 % všech plastových obalů v kombinaci s Evropskou směrnicí pro jednorázové plastové obaly překračuje limity dosažitelné pouze mechanickou recyklací.

Základním předpokladem pro úspěšnou recyklaci jakéhokoliv druhu odpadu je existence vhodného systému jeho sběru a následného dotřídění na dotřiďovacích linkách. V praxi se na dotřiďovacích linkách oba materiály třídí jednak na barevné a čiré fólie (odděleně HDPE a LDPE) a tzv. duté obaly, což je směs PP a HDPE láhví. Oba materiály se navíc vyskytují i v tzv. směsných plastech, které kromě obalů mohou obsahovat i neobalové výrobky.

Mechanická Recyklace Plastů

Výše popsané metody představují tzv. mechanickou nebo též fyzikální recyklaci spočívající v použití mechanických procesů, jako jsou drcení, mletí, čištění, separace, sušení či regranulace k vytvoření recyklátu.

Zpracování pevných obalů: V případě pevných obalů dochází k drcení a mletí na tzv. flakes, tj. částečky o velikosti cca 10 x 10 mm.
Zpracování flexibilních obalů: U flexibilních obalů je proces trochu složitější. Jelikož je výstup z procesu drcení a mletí příliš lehký a špatně se s ním manipuluje, navazuje na něj proces aglomerace. Ta spočívá ve vhánění plastové drtě do válce pomocí vzduchu, přičemž zde pomocí tření vzniká teplo a drť se „speče“ do malých pevných a nepravidelných kousků, tj. aglomerátu.

Čtěte také: České supermarkety a bio
Výroba regranulátu: Mnohem náročnější je výroba regranulátu, tj. recyklovaného materiálu ve formě granulí o přesně daném složení. Regranuláty mají o něco horší vlastnosti než granuláty, což je standardní forma, v níž jsou dodávány plasty z primárních surovin (např. ropy). Stejně jako v případě flaků a aglomerátu i u regranulátu musí být garantováno jejich materiálové složení a další fyzikálně-chemické parametry. K tomu je nezbytné zbavit původní odpady všech nežádoucích příměsí a nečistot, mezi které řadíme zbytky obsahu, materiály etiket, lepidla, víčka, prachové částice atd. Pro dosažení kvalitního regranulátu je rovněž zcela zásadní oddělení od sebe jednotlivých polymerů. Přestože jsou si PP a HDPE velmi podobné, ve větším množství se vzájemně kontaminují a zhoršují své vlastnosti.
Intruze do forem (Injection Moulding - IM): Další metodou recyklace pevných i flexibilních polyolefinů je tzv. intruze do forem (angl. injection moulding - IM). Tato metoda spočívá ve vtlačování nadrcených plastů do forem, ve kterých se zahřívají na teplotu okolo 200 °C, při níž se taví a získávají nový tvar. Tímto způsobem se vyrábí např.

Chemická Recyklace Plastů

Z toho důvodu se v poslední době stále častěji hovoří o tzv. chemické recyklaci, která by fyzikální metody mohla doplnit. Chemická recyklace využívá chemické procesy, jimiž se makromolekulární látky, tj. polymery, rozpadají na látky nízkomolekulární, z nichž byly polymery původně vyrobeny.

Chemickou recyklací se rozumí chemicko-fyzikální rozklad odpadů až do stupně rozložení molekulových vazeb. Za vysoké teploty a bez přítomnosti kyslíku vzniká syntetický olej nebo plyn. Ty mají širokou škálu využití, například pro výrobu pohonných hmot, různých chemikálií, ale zejména monomerů. “Chemická recyklace plastů je prakticky jediná cirkulární technologie, která umožňuje jeden a ten samý zdroj využívat stále dokola,” říká vedoucí vývoje a technologií firmy greiner packaging slušovice Radek Holubář a dodává, že oproti recyklaci fyzikální ta chemická není limitována problematikou degradace, tj, krácení makromolekul, vytváření dvojných vazeb, které zapříčiňují žloutnutí, či vzniku tzv.

Podle odborníka zabývajícího se metodou analýzy životního cyklu výrobků je třeba, aby proces získání druhotné suroviny měl nižší zátěž vůči životnímu prostředí, než výroba suroviny primární. Tuto podmínku pravděpodobně chemická recyklace splní jen částečně a proto bude “pouze“ jedním z kroků jak omezit množství plastů v odpadech.

Čtěte také: Jak podporovat projekty

Ropa vs. Hausner k tomu zdůrazňuje, že ačkoliv jsou procesy chemické recyklace polymerů dobře známy již desítky let, její základní problémy zůstávají: nutnost vysoké vytříděnosti plastů podle jednotlivých typů, poměrně vysoká energetická spotřeba nutná pro depolymerizaci jednotlivých typů, mnohonásobně vyšší investiční náklady a zatím ne zcela zvládnuté technologické postupy a procesy. Přesto nebo právě proto odborníci neustále vyvíjejí a posouvají nové technologické postupy chemické recyklace různých polymerů.

Termochemické Metody Recyklace

Další velkou skupinou procesů chemické recyklace plastů jsou metody termochemické jako jsou pyrolýza a zplyňování. Výhodou obou těchto typů recyklace je možnost použití i pro směsný typ plastového odpadu, nicméně i zde jsou jisté limity a omezení v použití dle typů vstupního materiálu.

Pyrolýza: Pro pyrolyzní reakce, probíhající obvykle při teplotách 300-500 °C je obecně nejvhodnějším vstupním materiálem definovaná směs PP a PE s menšími množstvím styrenových polymerů. Jako naopak nevhodný materiál pro toto zpracování se uvádí především PVC a PET. Výtěžnost technologie pyrolýzy se u moderních jednotek pohybuje kolem 80-90 %. Hlavní výstupní produkt - pyrolyzní olej, je v případě vhodného složení vstupní směsi surovin stabilního složení a lze jej dále dobře zpracovat běžnými petrochemickými metodami. Tento kapalný produkt je po dalším dočištění, které spočívá nejčastěji v odstranění zbytků obsahu chloru, zpracováván jako náhrada části fosilních surovin pro nástřik na krakovací kolony a následně pak, již jako součást nově získaných monomerů, pro výrobu plastů shodným způsobem jako při použití pouze klasických fosilních paliv. Díky metodám hmotnostní bilance (např.
Zplyňování: V případě chemické recyklace se jedná o tzv. alotermní zplyňování (s dodáním potřebného tepla z vnějšího zdroje), popř. některá z metod plazmového zplyňování (ideálně při použití vodní páry). Výsledný syntézní plyn (směs především vodíku a oxidu uhelnatého) lze podle dosaženého složení použít po dalším čištění pro celou řadu chemických reakcí. Běžná je výroba především metanolu, etanolu nebo produkce vodíku. Pomocí Fischer-Tropschovy syntézy lze ale ze syntézního plynu přímo připravit celou řadu kapalných uhlovodíků zpracovatelných v petrochemii. Podobně jako u pyrolýzních procesů ani zplyňování není zcela imunní vůči přítomnosti chlorovaných polymerů, popř. bromovaných retarderů hoření v plastech. Při jejich výskytu v surovině je nutné počítat s možností koroze zařízení a nutností dočištění syntézního plynu před jeho dalším zpracováním. Hlavní výhodou této technologie je pak schopnost zpracování i velmi těžko odstranitelných a nebezpečných odpadů, včetně například plastů se skelnými vlákny.

Pyrolýza v České Republice

Pyrolytické zpracování plastového odpadu je velmi perspektivní metodou i v ČR, kde se mu aktivně věnuje již několik let Orlen Unipetrol. V Litvínově je již několik let v provozu testovací pyrolýzní jednotka a je plánováno i její další rozšiřování kapacity na cca 20 kt/rok v roce 2027. Výsledný produkt - pyrolýzní olej - by se měl stát spolu s produkty ze zpracování hydrogenovaného rostlinného oleje hlavní surovinou i pro PP s vysokým obsahem recyklovaného materiálu. Příkladem další úspěšné realizace pyrolýzní jednotky je i technologie firmy Green Future v Moravskoslezském kraji, která letos spouští do komerčního provozu jednotku o kapacitě zpracování 5,5 kt plastu/ rok.

Plazmatické Zplyňování v České Republice

V ČR jsou v oblasti plazmatického zplyňování komerčně aktivní především firmy PGP Terminals a.s., která provozuje prozatím vývojové centrum na Českolipsku, nebo Millenium Technologies, a.s. s plánem na postavení velkého recyklačního centra u Ostravy.

Všechny zmíněné, především pak termochemické, metody recyklace plastů jsou známy dlouhou dobu a jejich význam pro reálné využití v rámci ČR stále stoupá i s ohledem na aktuální cíle v recyklaci plastových obalů. Je proto velmi důležité, že se je podařilo vtělit i do národní odpadové legislativy. Pyrolytické a plazmové zpracování plastu je tak uvedeno i přímo v zákoně ČR č. 541/2020 Sb., o odpadech jako činnosti vedoucí k materiálovému využití odpadu.

Čtěte také: Dávkování lignohumátu v ekologickém zemědělství

Fyzikální Recyklace

Je to proces, při kterém se z plastového odpadu získává výrobek, během něhož neprobíhá chemická reakce recyklovaného materiálu. V současnosti téměř bezvýhradně převažují mechanické technologie. Plastový odpad je přiváděn do taveniny nebo viskózně elastického stavu tvarovaný a pak ochlazený.

Při primární mechanické recyklaci se z jedno druhového plastového odpadu získává výrobek stejné či podobné kvality, jako měl původní materiál či recyklovaný výrobek. Takovým způsobem je již dlouhodobě zpracovaných více než 95 % technologických odpadů přímo zpracovateli plastů. Recyklovaný materiál stačí převážně nadrtit na přiměřeně jemnou frakci a následně ji míchat s čistým poprvé zpracovaným plastem vstupujícím do zpracování. Existuje jen málo zpracovatelských technologií, kde není možné odpady tímto postupem zpracovat.

Pod sekundární mechanickou recyklací plastového odpadu rozumíme proces, ve kterém se získá materiál nebo výrobek, jehož vlastnosti jsou odlišné od původního materiálu nebo výrobku. Postup lze využít při zpracování některých typů směsných plastových odpadů, kompozitních výrobků a méně kvalitních průmyslových a technologických plastových odpadů. Výrobky z PVC, které obsahují i jiné materiály a nelze je oddělit (kompozitní výrobky), lze recyklovat na takové produkty, kde směsné složení není problémem. V některých zemích EU byly zavedeny recyklační systémy např.

Fyzikální postupy založené například na rozpouštění se používají v případech, kdy je plastový odpad znečištěný cizorodými těžko odstranitelnými příměsemi, nebo jde o směsné plastové odpady s příměsemi plastů, které nelze odstranit běžnými jednoduchými postupy např. oddělování PVC a PET od PE a PS tříděním podle hustoty ve vodném roztoku.

Pro recyklaci některých typů PVC odpadů byl vyvinut postup VinyLoop, který využívá rozpouštědla k izolaci PVC od mědi, vláken a jiných polymerů. Technologie spočívá v rozpouštění PVC ve vhodném rozpouštědle (methylethylketonu), následně oddělení cizorodých příměsí z roztoků filtrací, vysrážení pročištěného PVC vodní párou a regeneraci použitého rozpouštědla. Takový recyklát je pak vhodný pro další zpracování. Struktura granulátu je vhodná pro zpracování válcováním, vytlačováním a vstřikováním.

Chemická Recyklace

Chemická recyklace plastových odpadů využívá technologické postupy, při nichž probíhají chemické reakce. V průběhu procesu chemické recyklace jsou plastové odpady podrobovány působení zvýšené teploty, a to buď v přítomnosti, či nepřítomnosti kyslíku, případně za přídavku vodíku. Makromolekulární látky se štěpí na nízkomolekulární sloučeniny s jednoduššími řetězci často podobné ropným frakcím. Tepelné krakování plastového odpadu se provádí hydrogenací, pyrolýzou nebo zplyňováním. Získané uhlovodíky jsou nejčastěji využívány jako surovina v petrochemickém průmyslu. Z tohoto důvodu jsou směsné plastové odpady nejdříve upravovány. Tato úprava spočívá ve vytřídění a rozředění odpadů s vyšším obsahem chloru a odpady s nižším nebo nulovým obsahem chloru.

Další možnost je tepelné odstranění halogenů před vlastním zpracováním pyrolýzou v kapalné fázi. Vznikající chlorovodík bývá neutralizován nebo průmyslově využit. Chemická recyklace odpadů s dominující složkou PVC je určena především k zpětnému získání chlorovodíku a uhlovodíku.

Recyklace Směsného Plastového Odpadu

Pro účinné zpracování jsou vhodné technologie intruze, tzv. vtlačování do formy. Vyrábějí se takto tlustostěnné výrobky jako tyče, desky a profily, z nichž se vyrábějí hotové výrobky. Podmínkou takového zpracování je, aby měla vsázka požadované složení, zejména složku, která je schopna se roztavit a zajistit, aby se materiál spojil. Tavení zajišťuje PE, jehož musí být minimálně 65 %.

Recyklace Jedno Druhových Plastových Odpadů

Polyethylen: Často stačí PE odpad nadrtíme na drť, kterou lze znovu zpracovávat na běžných vstřikovacích strojích pro nové výrobky. Z foliového PE odpadu se většinou vyrábí regranulát, který se používá hlavně na technicky méně náročné výrobky.
Polypropylen: Zpracovává se podobně jako PE, jeho zastoupení v odpadech však bývá ve srovnání s PE několikanásobně níže. V některých případech se zpracovává nejen čistý PP regranulát, ale i směsný PE / PP regranulát.
Polystyren: Pěnový PS je dobře rozeznatelný od jiných plastových odpadů, recykluje se většinou na technické výrobky, např. panely na zateplování. Plný polystyren je zpracovatelný na regranulát.
Polyvinylchlorid: V současnosti se zhruba 50 % PVC odpadních plastů recykluje na zajímavé produkty jako jsou trubky, okna, podlahoviny, střešní krytiny, kabely. Odpad z trubek se mele na částice se zrnitostí okolo 5 mm a používá se k výrobě lehčené střední vrstvy nových potrubí. Odpad z oken se nadrtí, z drtě se odloučí vhodnými procesy kovy, sklo, guma a po transportu vytlačovacím strojem s filtrací se poseká na regranulát, který se používá znovu při výrobě oken technologií koextruze, nebo pro výrobu technických výrobků vstřikováním popřípadě vytlačováním. Recyklát z odpadních podlahovin se po úpravě s vhodnými aditivy používá na střední nebo spodní vrstvu podlahovin.
PET: Základní surovinou nejrozšířenějších plastových lahví je polyetylentereftalát, který je nejrozšířenějším polymerem z polyesterových polymerů. Polyesterové láhve jsou hygienicky neškodné. Pro recyklaci PET lahví lze využít následující způsoby:
- mechanický - výsledným produktem jsou vločky, které se používají na výrobu vláken,
- termický - používá se tam, kde nelze použít vločky na vlákna. Nejdříve se přetaví a připraví se z nich granulát,
- chemický - při tomto způsobu se polyetylenftalát chemickým způsobem rozloží až na výchozí monomery. Může se to provést několika způsoby, a to: rozkladem methanolem, rozkladem ethylenglykolem, rozkladem hydroxidem sodným apod.

Recyklace Plastového Odpadu z Výroby

Při výrobě může vznikat poměrně velké množství plastového odpadu. Výrobní plastový odpad představuje v drtivé většině jednodruhový plast bez mechanických nečistot jako:

zmetky výrobků,
výtoky z vytlačovacích trysek,
vtokové soustavy ze vstrekolisovách forem,
odřezky fólií - volně ukládané nebo v kotoučích.

Vzhledem k poměrně vysoké čistotě plastového odpadu je jejich materiálové zhodnocení technologicky jednodušší. Zpravidla se používá čistý vytříděný kusový plast ve formě drtě se zrnitostí 4 až 8 mm podobný originálnímu plastovému granulátu. Drť se následně přimíchává do nové suroviny vstupující do vstřikovacího lisu nebo extruderů. Takto se dá plast postupně používat ve výrobním procesu několikrát.

Využití Plastových Recyklátů

Recyklované plasty mohou být použitelné v oblasti výstavby dálnic a v železniční dopravě. V současnosti jsou rozpracovány i další možnosti využití plastových odpadů a to hlavně pro výrobu nosných sloupků pro dopravní značky, sněhové zábrany, výbavu odpočívadel a parkovišť jako jsou stoly, lavice, popelnice, protihlukové bariéry apod.

Další návrhy směřují pro aplikace směsných plastových odpadů na profily pro výztuhu a ochranu podzemních chodeb. Ačkoliv aplikace je původně určena pro oblast hornictví, může se najít uplatnění i při budování tunelů a průzkumných chodeb.

Získávání Energie z Plastů

Odpadní plasty, které se nedají transformovat přes klasické recyklační postupy, je možné zhodnotit alespoň energeticky. Spalování odpadních plastů s cílem získat energii, která by jinak musela být získána z jiných neobnovitelných zdrojů, můžeme též tedy považovat za druh recyklačního procesu. Plasty jsou snadno spalitelné běžně při teplotách kolem 900° C a mají ve srovnání s ostatními palivy vysoký energetický obsah.

Díky poměrně vysokým hodnotám výhřevnosti polymerů (PE 43,3 MJ/kg; PP 44 MJ/kg; PVC 18-26 MJ/kg; PS 44 MJ/kg; PET 23MJ/kg; PA 30 MJ/kg) lze odpad z plastů využívat jako hodnotné zdroje energie

Energetické využití se uplatní hlavně v cementářských pecích, železárnách a ve speciálních spalovnách organického odpadu vybavených čističi spalin.

Třídění Plastového Odpadu

Obecně jsou technologie materiálového využití plastového odpadu založeny na vyčištění odpadu od mechanických nečistot tzv. praním, odseparováním nežádoucích příměsí, oddělení jednotlivých druhů plastu obsažených v odpadech, vysušení materiálu a v následném zhodnocení ve formě plastového polotovaru určeného k výrobě nových výrobků. Všechny tyto operace seřazeny do technologické separační linky vyžadují, aby do nich vstupoval vytříděný plastový odpad. Třídicí dopravníkový pás má v procesu materiálového využití plastových odpadů nezastupitelné postavení pro mechanické oddělení jednotlivých složek odpadu, rozdělení odpadů a homogenizování velikosti částic odpadu.

Zkušenosti z praxe

V roce 2019 tvořila instalovaná recyklační kapacita pro PE (HDPE a LDPE) a PP bezmála polovinu z celkové instalované recyklační kapacity všech polymerů v EU28.
Největšími recyklačními kapacitami v EU disponují Německo, Itálie, Španělsko, Francie a Nizozemsko.
Recyklovaný HDPE nachází největší uplatnění ve výrobě trubek a rour, a to především z toho důvodu, že zde není kladem důraz na barvu a zápach.
Recyklát z PP se v automobilovém průmyslu používá k výrobě produktů technikou vstřikování, dále se poměrně hojně uplatňuje v elektronice a elektrotechnice.
Více než polovina recyklátu z flexibilního polyethylenu připadá na výrobu různých druhů fólií, které nepřichází do styku s potravinami (non-food contact), čtvrtina je použita k výrobě pytlů a sáčků a přibližně desetina putuje ve formě fólií do zemědělství.
Nejvíce jsou recykláty upřednostňovány ve výrobě odnosných tašek, kde je primární materiál zastoupen méně než z 10 %. Téměř 70 % recyklátu je používáno rovněž ve výrobě odpadkových pytlů a sáčků a bezmála 60 % k výrobě stavebních fólií.

Hospodářský význam hospodaření s odpadními plasty a jejich využití jako druhotných surovin spočívá zejména v obohacování domácí surovinové základny. Stupeň využitelnosti druhotných surovin a jejich podíl na celkové produkci je zároveň významným měřítkem průmyslové, technické a vědeckovýzkumné vyspělosti země. Recyklace odpadů je jednou z cest vedoucích nejen k řešení surovinového problému, ale také k účinnému snižování nežádoucího zatížení životního prostředí problémovým...