Plastik nasıl ayrışır
Farklı teknolojiler kullanılarak oluşturulan plastik ürünlerin ortalama ayrışma süresi
Ana endişeler, plastiklerin,Toprağa girdikten sonra küçük parçacıklara ayrışırlar ve üretim sırasında kendilerine eklenen kimyasalları çevreye bırakabilirler. Klor, çeşitli kimyasallar, örneğin toksik veya kanserojen alev önleyici olabilir. Bu kimyasallar yeraltı suyuna veya yakındaki diğer kaynaklara sızabilir ve bu da suyu içenlere ciddi zararlar verebilir.
Ek olarak, biyolojik olarak parçalanabilen plastik, ayrıştıkça, küresel ısınmaya önemli katkı sağlayan çok güçlü bir sera gazı olan metanı serbest bırakabilir.
Düzenli depolama alanlarına geldiğinde, plastik temsil etmezDepolama sahası, çevre ve insan sağlığını korumak için oluşturulmuş, toprak ve yeraltı suyu dahil kirliliği önleyen özel bir mühendislik yapısı olduğundan, potansiyel olarak tehdit oluşturmaz.
Zararın çoğu, kişinin kendisinin istenmeyen yerlere attığı veya kendiliğinden çöplüklerde son bulduğu plastikten kaynaklanır.
Şirketler artık plastiğin ayrışma sürecini hızlandırmak için yeni yollar geliştiriyor ve üç ila altı ay içinde parçalanabilen yeni biyolojik olarak parçalanabilen plastik türleri ortaya çıkarıyor.
Bu tür malzemeler petrol ürünlerinden yapılmaz,her zamanki gibi, ancak nişasta, yağlar, mısır veya diğer biyokütleden. Ancak bu malzemelerin üretimini artırmak için ormanları ve diğer doğal alanları azaltarak ekili alanları genişletmek gerekecektir.
Plastik işleme türleri
- Fiziksel
Mekanik geri dönüşüm
Fiziksel yöntemler arasında en yaygın olanımekanik geri dönüşümdür. Yöntem, daha sonra diğer plastik ürünlerin üretiminde kullanılan bir polimer malzeme olan geri dönüştürülmüş madde elde etmek için plastik malzemelerin öğütülmesinden, ezilmesinden ve öğütülmesinden oluşur.
İlk aşamada atıklar türlerine göre ayrıştırılıyorplastik, malzemenin durumu ve kirlenme derecesi. Malzeme daha sonra ön kırma aşamasından geçer. Daha sonra plastik yeniden sınıflandırılır, yıkanır ve kurutulur ve ardından tekdüze kıvamda bir eriyik elde etmek için termal tesislerde işlenir - geri dönüştürülür.
Daha sonra, zaten erimiş malzemeara granüller veya doğrudan ikincil ürünler oluşturmak için bir ekstrüdere gönderilir. Prosesin uygulanması için kırıcılar ve granülasyon tesisleri kullanılmaktadır.
- Kimyasal geri dönüşüm
Bu yöntem sonucunda plastikleryeni malzemeler oluşur. Kimyasal geri dönüşüm, polimer moleküllerini işlemek için kullanılır ve bunun sonucunda yeni yapıların oluşması sağlanır ve bunlar daha sonra yeni ürünlerin üretiminde hammadde olarak kullanılır.
Birçok büyük uluslararası şirket gibiAdidas, Unilever, P&G, Danone ve Interface bu alanın geliştirilmesine aktif olarak yatırım yapıyor. Polimer bağlayıcının depolimerizasyon veya kimyasal olarak yok edilmesi işlemine dayanır.
İşlem sonucunda hazıryeni plastikler (polimerler), yeni plastikler yapmak için monomerler, yeni plastikler ve kimyasallar yapmak için nafta, metanol gibi temel kimyasallar, havacılık ve otomobiller için ulaşım yakıtları, mumlar ve boya kalemleri için mumlar ve sentetik ham petrol gibi geri dönüştürülebilir malzemeler...
Kimyasal yöntemin avantajıPlastiği mekanik geri dönüşüm için ayırırken geri dönüştürme yeteneği ya ekonomik olarak etkisizdir ya da teknik olarak imkansızdır. Çoğu zaman bu yöntem, kirlenmiş malzemenin geri dönüştürülmesi için kullanılır.
Hidroliz ve glikoliz
Hidroliz sırasında plastik, asidik, alkali veya nötr bir ortamda su ile etkileşime girer. Sonuç olarak, malzeme depolimerize olur ve monomerlere ayrışır.
solvoliz
Solvoliz en yaygın kullanılanıdır.Kimyasal geri dönüşüm yoluyla ve süperkritik su ve alkoller gibi çok çeşitli solventler, sıcaklıklar, basınçlar ve katalizörler kullanılarak gerçekleştirilir.
Alkali tuzlar katalizör görevi görür.metaller. Piroliz ile karşılaştırıldığında, solvoliz işlemi daha düşük sıcaklıklar gerektirir. İşlem, geri kazanılmış lif ve daha sonra ticari olarak kullanılabilecek bir kimyasal üretir.
metanoliz
Yöntem, plastiğin ayrılmasına dayanır.yüksek sıcaklıklı tanklarda metanol kullanılması. İşlem, magnezyum asetat, kobalt asetat ve kurşun dioksit gibi katalizörleri kullanır.
termokataliz
Rusya'da bir geri dönüşüm süreci geliştirildiBazı metalurji endüstrilerinden elde edilen çamura dayalı tek seferlik bir katalizör kullanılarak plastik, sıvı yakıt bileşenlerine dönüştürülüyor. Başlangıçta plastik atık eziliyor ve daha sonra bir katalizörün eklenmesiyle karışımın 400 °C'nin üzerine ısıtıldığı bir reaktöre giriyor.
Elde edilen karışımhidrokarbonlar, yol yüzeyinin bazı bileşenleri için bir plastikleştirici olarak da çalışabilen bitmiş bir akaryakıt olarak yanma için beslenir. Daha sonra ürün, benzin, dizel ve akaryakıt üretmek için işlenebilir.
Yöntemin avantajı düşükenerji tüketimi ve dezavantajlar arasında, süreci yüksek basınçta yürütme ihtiyacı nedeniyle sürecin ve teknolojik ekipmanın kontrolünün karmaşıklığı öne çıkıyor.
- termal
Polimerlerin termal yıkım mekanizmaları oksijen içeriğine göre çeşitli tiplere ayrılır: piroliz, metanoliz, gazlaştırma, yanma.
piroliz
Piroliz en etkili olanlardan biridir, ancakaynı zamanda plastik işlemenin pahalı yöntemleri. Piroliz yöntemini kullanırken atıklar, özel donanımlı odalarda oksijene erişimi olmayan yüksek sıcaklıklar altında işlenir. Kimyasal işlem sonucunda gaz, termal enerji ve akaryakıt oluşur.
Plastik atıkları piroliz ile ayırırken, ham madde kütlesinin %80'ine kadar ulaşabilen bir benzin fraksiyonu elde edilir.
Süreç termal ayrışmayı içerirplastik atıkların oksijen yokluğunda çeşitli sıcaklıklarda (300–900° C) ısıtılması, termal ayrışmaya ve plastikte bulunan hidrojen parçacıklarının açığa çıkmasına neden olur. Yakıt bazları olarak kullanılabilecek bir dizi hidrokarbon oluşur.
Piroliz, zararlı kompleksin %99'unu yok ederplastiği oluşturan maddeler, onu geri dönüşüm için en çevre dostu seçeneklerden biri yapar, ancak çok fazla enerji gerektirir.
gazlaştırma
Sıralanmamış kirli maddelerden gazlanırkenmalzemeler daha sonra hem yeni polimerlerin yapımında hem de termal ve elektrik enerjisi, metanol, elektrik, yem proteinleri ve çeşitli biyokütle üretimi için kullanılabilen sentetik gaz oluşturur.
Atık, bir plazma akışı ile işlenir.1200 ° C sıcaklık, toksik maddelerin yok edilmesi ve katran oluşmaması nedeniyle. Daha sonra çöp, genellikle briket haline getirilen ve binaların temellerine döşenen küle dönüşür. Gazlaştırma yöntemi Japonya'da özel bir popülerlik kazanmıştır.
Yöntemin ana avantajı, plastiği ayırmadan işleme yeteneğidir. Dezavantajlar arasında, atmosfere zararlı gazların emisyonunun yüksek bir olasılığı vardır.
Deneysel Yöntemler
- depolimerizasyon
Termal depolimerizasyon bunlardan biridir.deneysel fiziksel ve kimyasal yöntemler. Su kullanarak bir piroliz işlemi üzerine inşa edilmiştir. Termal depolimerizasyon sonucunda hem sentetik yakıtların oluşturulmasına uygun bir hidrokarbon karışımı hem de yeni plastik malzemeler elde edilmektedir.
Depolimerizasyon sürecinde, monoplastikler gibiPET şişeler, yeni PET malzemelerine dönüştürülebilen monomerlere bölünür. Termal depolimerizasyon, karışık plastiklerin işlenmesine izin verir, ancak potansiyel olarak tehlikeli yan ürünler oluşturur.
- Radyasyon
Radyasyon yöntemi aşağıdakilerin kullanımına dayanmaktadır:dolgu maddesinin fiziksel özellikleri değişmeden kalırken, polimer matrisini yok etmek için yüksek enerjili radyasyon. Gelecekte, bu hala deneysel yöntemin, takviyeli plastiğin geri dönüştürülmesinin ana yöntemi olarak ortaya çıkacağı varsayılmaktadır.
Sürecin dezavantajları arasında, insanlar ve çevre üzerindeki artan radyasyon yükü vardır. Ayrıca, yalnızca ince katmanlı plastikler geri dönüştürülür.
- İneklerin midesinden mikroplar tarafından ayrışma
Avusturya'daki araştırmacılar, midesinin dört bölümünden biri olan bir ineğin işkembesinden gelen bakterilerin plastiği parçalayabildiğini buldu.
Bilim adamları, ineklerin diyetlerinde doğal bitki polyesterleri olduğu için bu tür bakterilerin faydalı olabileceğini öne sürdüler: yapı olarak plastiğe benzerler.
Çalışmanın yazarları üç tip polimeri değerlendirdi:PET, PBAT ve polietilen furanoat. Sonuçlar, her üç plastiğin de ineklerin midesindeki mikroorganizmalar tarafından parçalanabildiğini, plastik tozlarının plastik filmden daha hızlı parçalanabildiğini gösterdi.
- Larva ayrışması
Plastik kirlenme sorunu olabilirKore'de yaygın olan böceklerin yardımıyla çözüldü. Coleoptera takımından (Plesiophthophthalmus davidis) böcek larvaları polistireni parçalayabilir. Böceğin bağırsak florası oksitlenebilir ve polistiren filmin yüzey özelliklerini değiştirebilir.
- yeniden kullanın
Poliüretan köpük formunda
Yeni Zelandalı bilim adamları, biyolojik olarak parçalanabilen plastik bıçak, kaşık ve çatalları duvar yalıtımı veya yüzdürme cihazlarında kullanılabilecek köpüğe dönüştürmek için bir yöntem geliştirdiler.
Bilim adamları bir deney olarak kantinleri yerleştirdiler.karbondioksit ile dolu özel bir odada cihazlar. Araştırmacılar, basınç seviyesini değiştirerek plastiğin içinde karbondioksitin nasıl genişlediğini, köpük oluşturduğunu ve daha sonra bilim adamlarının köpük aldığını gözlemlediler.
Plastik her geri dönüştürüldüğündegücünü biraz kaybeder. Ancak köpük için bu önemli değildir: birçok uygulamada ondan güç gerekli değildir. Bu malzeme duvar yalıtımı veya yüzdürme cihazlarında kullanılır.
vanilin olarak
İskoçyalı bilim insanları plastik atıkları geri dönüştürmenin benzersiz bir yolunu geliştirdi. Genetiği değiştirilmiş bakterilerin yardımıyla vanilin aromasına dönüştürüldü.
Edinburgh Üniversitesi'nden iki araştırmacıİskoçya, tereftalik asidi vaniline dönüştürmek için genetik olarak tasarlanmış bakterilere sahiptir. Gerçek şu ki, her iki madde de benzer bir kimyasal bileşime sahiptir. Sonuç olarak, bakterilerin aynı karbon iskeletiyle ilişkili hidrojen ve oksijen atomlarının sayısında yalnızca küçük değişiklikler yapması gerekir.
Yakıtlar ve yağlayıcılar şeklinde
Amerika Birleşik Devletleri'ndeki bilim adamları, plastikleri faydalı malzemelere dönüştürmenin bir yolunu buldular. Hemen jet veya dizel yakıtı ve yağlayıcı olarak kullanılabilirler.
Alandaki İnovasyon Merkezi'nden araştırmacılarAmerika Birleşik Devletleri'ndeki Delaware Üniversitesi'ndeki (CPI) plastik, jet veya dizel yakıt ve yağlayıcı olarak kullanılmak üzere tek kullanımlık plastik ambalajları (torbalar, yoğurt ambalajları, plastik şişeler, şişe kapakları ve diğerleri) dönüştürmek için doğrudan bir yöntem geliştirdi.
Araştırmacılar yeni bir katalizör kullandılar veişlenmesi zor plastiklerin - poliolefinlerin hızlı imhası için benzersiz bir süreç. Bugün üretilen tüm plastiklerin %60-70'ini oluşturuyorlar.
Plastik geri dönüşüm sorunları
Plastiğin geri dönüştürülmesindeki en büyük zorlukatık, malzemelerin toplanması ve işlenmesinin yüksek maliyetinden kaynaklanmaktadır - plastikler nadiren "saf" formda sunulur ve çoğunlukla çeşitli polimer türlerinin bir kombinasyonudur.
Gelen malzemenin kirlenmesiyle birliktebu, ayırma ve temizleme sürecini emek yoğun ve maliyetli hale getirir. Üstelik organize atık toplama ve geri dönüşüm sistemi yalnızca sınırlı sayıda ülkede uygulanıyor.
Bu nedenle çoğu plastik atık geri dönüştürülmüyor ve çevreye atılıyor ya da daha organize bir yaklaşımla yakılıyor.
Daha fazla oku
İlk veba: "kara ölüm" nasıl ortaya çıktı ve salgını kim başlattı
Bilim insanları Merkür'ün neden bu kadar büyük bir çekirdeğe sahip olduğunu belirledi
Ölen Soyuz-11 mürettebatının konuşmalarının gizliliği kaldırıldı: ölmeden önce konuştukları şey