A PET palackok újrahasznosítása

A polietilén-tereftalát (PET) az egyik legnagyobb mennyiségben alkalmazott tömegműanyagjaink egyike. Eme polikondenzációs műanyagot kiváló optikai tulajdonságainak, ütésállóságának, kis sűrűségének, valamint gázzáró-képességének köszönhetően nagy mennyiségben alkalmazzák a csomagolóiparban, palackok formájában. A nagy volumenben történő előállításnak köszönhetően, a felhasználást követően nagy mennyiségű hulladék keletkezik, melynek szelektív begyűjtésével és újrahasznosításával újból értékes nyersanyaghoz juthatunk. Jelen cikkemben szeretném röviden összefoglalni a PET palackok újrahasznosításának legfontosabb lépéseit.

Az elhasználódott PET palackok újrahasznosítását számos szervezet is szívügyének tekinti. Kiemelendő ezek közül az 1993-ban alapult Petcore Europe, melynek elsődleges célja a PET palackok minél nagyobb százalékban történő begyűjtésének és újrahasznosításának elérése. Ezt legfőképpen megfelelő társadalmi kommunikációval, ipari együttműködéssel, konferenciák szervezésével és új technológiák fejlesztésével igyekeznek elérni. Kimutatásuk szerint 2014-ben Európa szerte 66 milliárd PET palackot gyűjtöttek vissza és hasznosítottak újra, mely az előállított PET palackok 57 %-át teszik ki.

1. ábra: Szelektív hulladékgyűjtésre alkalmas tárolók. A szelektíven gyűjtött műanyag hulladékok (sárga tároló) nagy részét a PET palackok teszik ki

1. ábra: Szelektív hulladékgyűjtésre alkalmas tárolók. A szelektíven gyűjtött műanyag hulladékok (sárga tároló) nagy részét a PET palackok teszik ki

Az újrahasznosított PET alapanyag számos felhasználási területét ismerjük, ám ezek közül a két legnagyobb – a szálgyártás és a „bottle to bottle” technológia – hasznosítja az előállított alapanyag körülbelül kétharmadát. Kezdetben a palackok újrahasznosításából származó PET-et gyakorlatilag kizárólag szálgyártásra alkalmazták, élelmiszeriparba történő visszajuttatását törvényileg is korlátoztak. 1989-ben már engedélyeztek olyan alkalmazásokat, ahol a reciklált PET és az élelmiszer között valamilyen fizikai gát húzódik. Ekkor leggyakrabban tojástartókat, illetve 0,02 mm originális PET bevonatot tartalmazó palackokat készítettek. Manapság már léteznek olyan tiszta technológiák, melyek az alapanyag származásának ellenőrzése mellett, a visszagyűjtött palackokból ismételten palackok gyártására alkalmas alapanyagot állíthatnak elő („bottle to bottle”).

Plastic ready to be recycled in the cube pile ** Note: Soft Focus at 100%, best at smaller sizes

2. ábra: Válogatott, bálázott, újrahasznosításra váró PET palackok

A „bottle to bottle” technológia első lépéseként, a szelektíven begyűjtött, bálákba préselt palackokat szállítószalagra helyezik. Mindenekelőtt manuálisan vagy automatizáltan kiválogatják mindazon dolgokat, melyek nem a technológia részei. Ide tartoznak az idegen anyagok, poliolefin tárolóedények, az erősen szennyezett, valamint a PVC címkét tartalmazó palackok is. A válogatott nyersanyagot a könnyebb kezelhetőség, szállíthatóság és tisztíthatóság érdekében nedvesen darálják. A nedvesség bejuttatásának legfontosabb feladata a porképződés csökkentése, valamint a zajszint redukálása.

A kapott darálékot, mely a PET-en kívül a kupakból és a címkékből származó poliolefineket is tartalmaz, mosásnak vetik alá. A mosáshoz körülbelül 70 °C hőmérsékletet, speciális felületaktív anyagokat és egyes esetekben kis mennyiségű nátrium-hidroxidot (NaOH) is alkalmaznak. A mosás célja, hogy eltávolítsuk a szerves és szervetlen szennyezőanyagokat, valamint a címkék rögzítéséhez alkalmazott ragasztókat is. A tisztított őrlemény ezt követően az ülepítőbe kerül, ahol vízben, egyszerű sűrűségkülönbségen alapuló elválasztással szeparálják a PET-et a poliolefinektől. (A poliolefinek kis sűrűségüknek köszönhetően lebegnek a víz felszínén.)

3. ábra: A poliolefin felülúszó eltávolítására alkalmas szeparáló berendezés. A PET darálékot a tartály alján látható csiga szállítja el a rendszerből.

3. ábra: A poliolefin felülúszó eltávolítására alkalmas szeparáló berendezés. A PET darálékot a tartály alján látható csiga szállítja el a rendszerből.

A polietilén-tereftalát polikondenzációs polimer, így nedvesség jelenléte mellett megfelelő hőmérsékleten depolimerizálódik, molekulatömege drasztikusan csökken, mely magával vonja a mechanikai tulajdonságok romlását is. Ebből következően a kinyert, tisztított PET darálékot, regranulálás előtt nélkülözhetetlen megszárítani, nedvességtartalma nem haladhatja meg a 0,02 %-ot. Ha a szárításhoz ellenáramú szárítóberendezést alkalmazunk, egy lépésben lehetőségünk nyílik a finom por szennyeződések eltávolítására is. Az extruzió előtt, utolsó lépésként általában fémszeparátort helyeznek el. A PET darálékból, kigázosító zónával vagy zónákkal ellátott, ömledékszűrőt tartalmazó extruder segítségével állítják elő a regranulátumot, melyből a későbbiek folyamán fröccsöntéssel hozzák létre a palackgyártás alapját képező előformákat.

4. ábra: A palackgyártás alapját képező, fröccsöntött előformák

4. ábra: A palackgyártás alapját képező, fröccsöntött előformák

Az újrafeldolgozási technológia végén kapott termék minősége erőteljesen függ a kiindulási alapanyagtól. Korábbiakban említettem, hogy a molekulatömeget a nem megfelelő nedvességtartalom mellett végzett feldolgozás erőteljesen befolyásolja, ám ezen kívül mechanikai és termikus hatások is vezethetnek a molekulatömeg csökkenéséhez. A molekulatömeg csökkenését az extruzió előtt stabilizátorok adagolásával, az illékony komponensek (különös tekintettel a víz) eltávolításával érhetjük el. Egyes esetekben a palackfúváshoz szükséges viszkozitást – mely erősen függ a molekulatömegtől – egy szilárd fázisú polimerizáció (SSP) segítségével érik el. Eme szakaszos technológia során a PET regranulátumot olvadáspontja alatti hőmérsékletre melegítik, a végbemenő polikondenzációs reakció melléktermékét, valamint a visszamaradt illékony szennyeződéseket pedig vákuum segítségével távolítják el. Így, ez a technológiai lépés a molekulatömeg növelésen kívül, az utolsó tisztítási lépésnek is tekinthető.

5. ábra: SSP reaktor

5. ábra: SSP reaktor

Rövid összefoglalómban láthattuk, hogyan hasznosíthatóak újra az általunk szelektíven gyűjtött PET palackok. A reciklálási technológiával az értékes alapanyag ismételten visszakerülhet az anyagkörforgásba, ahelyett, hogy szeméttelepeken lerakásra, vagy hulladékégetőkben elégetésre kerülne. Magyarország PET újrahasznosítás tekintetében egyelőre elmarad az európai átlagtól; jelenleg legnagyobb mennyiségben a Karcagon üzemelő RecyPET Hungaria Kft. dolgozza fel a PET hulladékot és állít elő ismételten palackok gyártására alkalmazható, nagy tisztaságú regranulátumot.

Források:

http://www.petcore-europe.org/

http://www.petresin.org/

https://www.krones.com/en/products/filling-technology/bottle-to-bottle-pet-recycling-plant.php

Dr. Angyal András: Műanyagok újrahasznosítása

http://www.recypet.hu/

http://www.humusz-recycling.hu/pic/nagy/14_240.jpg

https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/gfx/news/hires/2015/2-entrepreneur.jpg

http://www.ctsmachinery.com.au/photos/Telford-Smith-Product-Wash-Plant-Float-Sink-Swim-Separation-Tanks-Telford-Smith-109-5121430941.jpg

http://www.xjgmachine.com/UpLoad/201303/2013032878825905.jpg

http://konsens.de/fileadmin/Kunden/Protec_Polymer_Processing/Protec_2012-0351_Image.jpg