Recyklace v potravinářském průmyslu: Příklady a inovace

21.10.2025

Klíčem k řešení problému globálního znečištění plasty je podpora lepšího sběru a využívání tohoto odpadu. V současné době plasty po jednom použití ztrácejí asi 95 % své materiálové hodnoty. Produkce plastů a plastových obalů nevyhnutelně směřuje k uzavření oběhu materiálů. K nutné recyklovatelnosti výrobků se přidává požadavek využívání recyklátu v maximální možné míře. Zas tak přímočaré to ale nemůže být v potravinářském průmyslu.

Nové přístupy k recyklaci plastů

Přeměna plastových lahví na lukrativnější materiály by mohla značně zatraktivnit a zefektivnit proces recyklace. Vědci vyvinuli mutantní enzymy, které rozkládají polymer polyethylentereftalátu používaný k výrobě plastových lahví na jeho základní složku, kyselinu tereftalovou. Z té umějí udělat vanilin, tedy krásně vonící sladkou látku. Joanna Sadlerová z University of Edinburgh, která pokusy prováděla, uvedla, že jde o první příklad použití biologického systému k recyklaci plastového odpadu na cennou průmyslovou chemikálii. Její kolega Stephen Wallace pak upozornil, že objev zpochybňuje vnímání plastu jako problematického odpadu, podle něj jde naopak o nový zdroj uhlíkových sloučenin, ze kterých lze vyrábět vysoce hodnotné látky.

Vědci během výzkumu, jehož výsledky byly publikované v časopise Green Chemistry, využili upravené bakterie Escherichia coli (ta je běžně v lidských střevech a může vyvolat průjem) k transformaci kyseliny tereftalové na vanilin. Vědci zahřívali mikrobiální vývar podobným způsobem, jako se vaří pivo. Úspěšnost je zatím 79 %, vědci se nyní pokoušejí zvýšit míru úspěšnosti konverze. Budou také pracovat na testování procesu přeměny většího množství plastu. Ellis Crawfordová z Royal Society of Chemistry prohlásila: „Jedná se o velmi zajímavé využití mikrobiální vědy ke zlepšení udržitelnosti. Použití mikrobů k přeměně odpadních plastů škodlivých pro životní prostředí na důležitou komoditu je nádhernou ukázkou zelené chemie.“

Globální kontext

Na světě se za minutu prodá asi milion plastových lahví a pouze 14 % z nich je recyklováno. Globální poptávka po vanilinu roste a v roce 2018 činila 37 000 tun, což výrazně převyšuje nabídku této látky pocházející z přírodních vanilkových bobů. Podle nedávného výzkumu jsou plastové lahve po plastových sáčcích druhým nejběžnějším typem znečištění oceánů.

Udržitelnost plastových obalů a využití recyklátů

Pro udržitelnost plastových obalů není důležitá jen jejich recyklovatelnost, ale hlavně využívání recyklátu namísto primárního materiálu při výrobě nových produktů. jednak kvalita druhotné suroviny, která je závislá na způsobu zpracování, tedy mechanické nebo chemické recyklaci,environmentální dopad daného zpracování resp. Nejdál ve vývoji recyklátu pro balení potravin je polyethylen tereftalát. Vzhledem k tomu, že podle evropské legislativy a následně zákonů členských zemí musí být v roce 2025 v každé nové PET lahvi alespoň 25 % recyklátu, průmyslové zpracování se vyvíjí rychleji.

Čtěte také: Jak recyklovat starý šicí stroj

Pro kontakt s obsahem určeným ke konzumaci ale musí recyklát obsahovat pouze materiál v potravinářské kvalitě (tedy jen odpad, který byl původně obalem potravin). Proto vytříděná surovina např. v Česku končí po zpracování častěji v nových autech nebo jako výplň oblečení. “Hlavní překážkou pro větší využívání recyklátu při výrobě nových produktů je jeho cena, která je v případě r-PET až o 55 % vyšší než u virgin materiálu. Právě závod v Bystřici přitom mechanický recyklát PET původem ze střední Evropy používá v inovativním řešení lahve pro pramenitou vodu Bony (pro řetězec Lidl).

I přesto, že je recyklace PET příslibem, nenalezne využití ve všech potravinářských obalech. Třeba výrobce obalových řešení pro mlékárenství, greiner packaging, testuje, jak r-PET reaguje během vysokoteplotní sterilizace. Třeba tzv. Crystalline-PET (CPET) sice vydrží sterilizaci až do 240°C, nukleační činidla v něm obsažená nakonec ztěžují následnou recyklaci. Naopak, kde obsah nevyžaduje horké plnění, sterilaci nebo pasterizaci, nabízí už nyní společnost ze Slušovic také oceněný kelímek ze 60% recyklovaného PET v kombinaci s papírovým přebalem. Kromě udržitelného obalu K3 používá r-PET také pro výrobu víček a dalších komponent.

Výzvy a inovace v recyklaci dalších plastů

Nejběžněji používaným materiálem pro balení mléčných výrobků je polypropylen. Pokud se recykluje mechanicky, nelze jej v současné době použít pro potravinářské účely. Takto se na trhu objevila už plastová vanička na zmrzlinu společnosti Magnum. Nově do oběhu poslala dózu na práškový bujón kombinující recyklovaný polypropylen a papírový přebal z recyklátu třeba i společnost Knorr.

I přes aktuální sázky spíše na termochemické procesy, je cílem aby bylo do budoucna možné využívat také mechanický recyklát polypropylenu. Ten však není snadno dostupný, protože pro materiál neexistují žádné významné recyklační toky. Ale je žádané je nastavit, protože bez mechanické recyklace se tato průmyslová oblast neobejde. Naopak výhodou chemické recyklace je, že umožňuje zužitkovat i znečištěný nebo kompozitní materiál.

Monitorování a BAT (Nejlepší dostupné techniky) v potravinářském průmyslu

Monitorování je nástroj k cílenému sběru, archivaci, údržbě, analýze a vizualizaci informací. Z poznání současného stavu sledovaného objektu lze předpovídat jeho vývoj. Účelem monitorování je získání jednotlivých údajů a poskytování informací. Hlavním cílem monitorování je kontrola dodržování emisních limitů, optimalizace technologických procesů a zvyšování kvality řízení. Dále slouží k ověřování plnění podmínek stanovených v integrovaném povolení. Výsledky monitorování lze využít k reportingu (např. IRZ), k odhadu výše plateb daní a poplatků, pro potřeby obchodování s emisemi apod.

Čtěte také: Zodpovědný přístup k recyklaci kávových kapslí

Nové techniky a postupy posunují neustále standard ochrany životního prostředí a umožňují zpřísnění emisních limitů; některé techniky změnou limitů přestávají kritéria nejlepší dostupné techniky splňovat a nevyhovují požadavkům procesu integrovaného povolování. Nové techniky a postupy však také posunují standardy v oblasti monitorování.

Úvodním krokem při stanovení BAT je zajištění objektivní informace o provozovaných technikách (postupech) s ohledem na definovaná kritéria. Je zřejmé, že dostupnost techniky se snižuje v závislosti na stupni požadované úrovně ochrany životního prostředí. BAT by měla vyhovovat vašim emisním limitům odvozeným pro jednotlivá kritéria.

Systém výměny informací o nejlepších dostupných technikách v ČR vznikl na základě § 27 zákona o integrované prevenci. Provozovatel je povinen pravidelně informovat povolovací orgán o výsledcích monitorování. Příslušné orgány zpřístupnit veřejnosti.

Principy monitorování

Monitorování mohou provádět provozovatelé, smluvní strany jednající jejich jménem a kontrolní orgány. Primární odpovědnost za kvalitu monitoringu nese provozovatel nebo kontrolní orgán. Je běžné, že kontrolní orgán spoléhá na vlastní monitoring provozovatelů a spokojí se s kontrolou podmínek stanovených integrovaným povolením. Výhodou vlastního monitoringu je přitom zkušenost provozovatele s vlastními výrobními procesy, odpovědnost za vlastní emise a efektivita z hlediska vynaložených nákladů.

Důležité je stanovení požadavků na přiměřenou kvalitu výsledků. Pro účely plnění emisních limitů je využití standardních metod měření, certifikovaných přístrojů, autorizovaných osob a akreditovaných laboratoří. Při výběru parametrů monitorování je nutné respektovat rovnováhu mezi dostupností metody, její spolehlivostí, mírou jistoty, náklady a environmentálními přínosy. Výběr parametrů monitorování závisí na výrobních procesech, surovinách a chemických látkách používaných v zařízení. Různé úrovně environmentálního rizika lze rozlišit a postihnout přiměřeným režimem monitorování.

Čtěte také: Výzvy v recyklaci tvrzených plastů

Mezi faktory ovlivňující četnost monitorování patří počet zdrojů přispívajících k emisím, stabilita výrobního procesu, pružnost výroby, schopnost provozovatele reagovat na případné havárie, stáří provozovaného zařízení, provozní režim zařízení, výkyvy ve složení emisí apod.

Podmínky monitorování stanovené v integrovaném povolení zahrnují, jak často má být sledována, kde, kým, jak a v jakých intervalech má probíhat měření, pomocí jaké techniky, v jakých jednotkách má být uvedeno zjištěné množství nebo koncentrace a kdo bude uživatelem výsledků monitoringu, včetně způsobu záznamu dat. Splnitelnost stanovených emisních limitů, s ohledem na dané způsoby měření a používanou měřící techniku, musí být předmětem diskuse před uložením závazných podmínek. Chybně stanovený postup nepřináší komplikace jen ve vztahu k podmínkám stanoveným v integrovaném povolení, ale také znehodnocuje řady měření a snižuje jejich praktickou využitelnost. Obvyklými chybami při stanovování podmínek pro monitorování je podcenění stanovení přiměřené výrobní zátěže, při které probíhá měření, stanovení interpretace dat, podmínek pro údržbu a aktualizaci monitorovacího systému jako celku.

Specifika monitoringu v potravinářství

Ve většině komodit potravinářského průmyslu se sledují měrné spotřeby vody a energie. Výkyvy měrných spotřeb mohou identifikovat poruchy zařízení nebo nedodržování technologické kázně ve výrobním procesu. Hodnoty měrných spotřeb energie jsou ukazatelem energetické úrovně daného zařízení. Produkce odpadů vztažená na tunu produktu není v potravinářských podnicích sledována. Emise vznikají většinou pouze ve spalovacích procesech (kotelny). Spalovací procesy nejsou dále řešeny, protože nejsou specifikem potravinářských zařízení. Obecně jsou spalovací procesy řešeny obligátně v jiných studiích, zaměřených na energetiku. Je kontrolováno dodržování stanovených emisních limitů. Emisní limity jsou stanoveny na základě platných právních předpisů. Při stanovení emisních limitů jsou zohledňovány BAT a regionální podmínky. Pachové látky nebyly dosud v potravinářském průmyslu monitorovány.

Pro vypouštění přečištěných technologických vod do recipientu jsou stanoveny emisní limity v souladu s právními předpisy a v závislosti na kvalitě vody vodního toku, do kterého jsou vody vypouštěny (imisní standardy). Emisní limity pro vypouštění odpadních vod do kanalizace jsou závislé na kapacitě a technických možnostech místních ČOV. Jsou případy, kdy povolené emisní limity pro vypouštěné odpadní vody z potravinářského zařízení do kanalizace jsou pro výrobně srovnatelná zařízení v jednom regionu několikanásobně nižší, než v regionech jiných.

Odpadní vody v potravinářství

Odpadní vody z potravinářských provozů se vyznačují proměnlivostí, vysokou chemickou spotřebou kyslíku (CHSKCr) a vysokou biochemickou spotřebou kyslíku (BSK5). Nejvyšší hodnoty CHSKCr byly zjištěny v pivovarech. Hodnotu CHSKCr v pivovarských odpadních vodách zvyšuje přítomnost vyslazeného mláta, zbytkových kvasnic, piva, výplachů kotlů, potrubí a provozních nádrží v odpadních vodách a vypouštění slabé mladiny do odpadních vod. Ztráty produktu způsobují zvýšení CHSKCr v mlékárenských odpadních vodách. V mlékárenských výrobách je výše hodnoty CHSKCr závislá na výrobním programu daného zařízení.

Nejvyšší spotřebu vody vykazují zařízení masného průmyslu (jatka, masná výroba). Spotřeba vody je dána charakterem výroby a nutností dodržovat hygienické standardy kladené na výrobní procesy. Velký rozdíl mezi minimální a maximální měrnou spotřebou vody indikuje technologickou nekázeň, poruchy zařízení, různou úroveň technického vybavení jednotlivých sledovaných zařízení. Ve výsledcích se odráží variabilita provozních podmínek. Nižší měrnou spotřebu vody mají zařízení, která opakovaně používají vodu.

Spotřeba energie v potravinářských výrobách je závislá na charakteru výroby a na úrovni technologického zařízení. Využívání elektrické energie je závislé na cenách energií. Například pokud bude levnější elektrická energie než energie tepelná, bude snaha vybavit sušárny mléka odparkami s mechanickou kompresí par, pokud bude levnější tepelná energie, bude snaha využívat odparky s termickou kompresí par. V cukrovarech je vykazovaná spotřeba elektrické energie minimální, protože se jedná pouze o energii odebíranou z energetické sítě.

Minimalizace spotřeby vody

V masném průmyslu je realizována minimalizace spotřeby vody používané při porážce a při následném opracování mrtvých těl zvířat. Snižuje se tím příležitost pro vstup organických látek do odpadní vody.

V rámci potravinářského průmyslu jsou monitorovány emise do ovzduší, pokud ve výrobním procesu vznikají. Je monitorována kvalita vypouštěných odpadních vod. Příkladem jsou cukrovary, kde je použitá technologická voda jímána v usazovacích nádržích a znovu používána do výroby, aniž dochází k jejímu vypouštění do kanalizace, resp. do recipientu. Vypouštěny jsou pouze přebytky odpadní vody, které nelze zachytit v usazovacích nádržích. Kvalita recyklované vody se v cukrovarech nesleduje. Specifikem je výroba krmných směsí, kde technologické odpadní vody nevznikají a odpadní vodu tvoří pouze splašková voda, u které monitoring není uplatněn.

Zejména v pivovarech vzniká odpadní teplo. Část jeho množství některé pivovary jímají a využívají zpětně ve výrobním procesu. Měrný limit pro vypouštěné teplo do recipientu není stanoven. V rámci potravinářského průmyslu jsou monitorovány specifické spotřeby vody a energie. V potravinářských výrobách zatím nejsou běžně využívány podružné vodoměry. Spotřeba vody na úrovni jednotlivých výrobních operací není ve většině případů sledována. Monitoruje se celková spotřeba vody ve výrobním procesu. V cukrovarech se většinou nesleduje spotřeba vody na tunu zpracované řepy. Spotřeba vody v cukrovarech je nízká, protože při výrobě cukru vzniká ve velkém množství tzv. barometrická voda, jejíž množství je závislé na obsahu vody v bulvách cukrové řepy. Výrobní postupy a tím i nároky na spotřebu vody a energie jsou mezi jednotlivými komoditami potravinářského průmyslu zcela odlišné.

Cílem bylo zaměřit se na specifika potravinářského průmyslu z hlediska environmentální problematiky. Specifikovali jsme problematiku monitoringu životního prostředí z hlediska BAT. Zhodnotili jsme systémového monitoringu emisí a měrných spotřeb vody a energie v jednotlivých odvětvích potravinářského sektoru. Odpadní vody se vyznačují především vyššími hodnotami CHSKCr, BSK5. V důsledku používání čisticích prostředků mohou odpadní vody obsahovat zvýšené množství znečišťujících látek.