مراحل بازیافت پلاستیک بسته بندی

کاهش اندازه

کاهش اندازه به عنوان یک ضرورت، به منظور کاهش اندازه قطعات پلاستیکی جمع آوری شده انجام می شود. این فرآیند، تغذیه مواد که اغلب ظروف هستند و ممکن است فیلم هم در آن موجود باشد، به تجهیزات فرآوری و واحد تمیزکاری را امکان پذیر می سازد. برای این کار از خردکن یا گرانول ساز استفاده می شود. برخی اوقات کاهش اندازه در یک مرحله انجام می شود و گاهی در دو مرحله تا مواد به اندازه دلخواه برسد.

پاک سازی

این مرحله به منظور خارج ساختن، محصول باقی مانده، آلودگی، لیبل های کاغذی، باقیمانده چسب و دیگر آلودگی های ناخواسته از مواد جمع آوری شده انجام می شود. این مرحله در واقع با مصرف کنندگان شروع می شود. برای مثال از آنان خواسته می شود که باقی مانده های مواد غذایی و درب پوش ها را از ظروف خارج کنند و یا باقی مانده های خرید را از کیسه های پلاستیکی بیرون آورند.

برای ظروف، یک فرآیند هوایی جداسازی وجود دارد که معمولا پس از مرحله کاهش اندازه و برای جداسازی قطعات باقی مانده لیبل ها و مواد سبک دیگر مورد استفاده قرار می گیرد.پس از این مرحله مواد با مواد پاک کننده گرم شسته می شود، سپس مجدد شستشو شده و نرمال می شود تا آخرین خرده های کاغذی، چسب های نرم شده، ذرات آلوده و دیگر آلودگی ها از مواد خارج شود. برای HDPE و دیگر پلی الفین ها، یک سینک شناور بر اساس آب استفاده می شود که معمولا برای خارج ساختن هر ماده با چگالی بیش از 1gr/ cm3 به کار می رود.

طبقه بندی (sorting)

طبقه بندی، مرحله ای است که برای جداسازی بسته بندی پلاستیکی از دیگر ترکیبات بسته بندی بر اساس نوع رزین، انجام می شود. برای مثال، وقتی برای اولین بار، بطری های نوشابه PET بازیافت شدند، همه آنها ماده HDPE به همراه داشتند. بخشی از فرآیند بازیافت، به جداسازی PET از HDPE اخصاص دارد تا پس از جداسازی هر دو به طور جداگانه بازیافت شوند.

همیشه تفاوت آشکاری بین مراحل پاک سازی و جداسازی (طبقه بندی) وجود ندارد. به نظر شما جدا کردن درب پوش های آلومینیومی از بطری PET، در مرحله پاک سازی انجام می شود یا طبقه بندی؟ متاسفانه، نیاز به آشکار ساختن این تفاوت با بحث روی برخی ویژگی های معمولی سیستم های طبقه بندی (sorting) وجود ندارد.

طبقه بندی می توان در نقاط مختلفی در یک سیستم بازیافت انجام شود. در یک سیستم جمع آوری مخلوط مواد قابل بازیافت، در مرحله اول، طبقه بندی انواع مختلف مواد انجام می شود. بنابراین در این مرحله، پلاستیک باید از دیگر مواد پلاستیکی جدا شود، پلاستیک های حاصل از این جداسازی ممکن است تحت فرآوری بیشتری در یک واحد بازیافت قرار گیرد یا این که در گونی هایی به واحدهای ویژه فرآوری پلاستیک ها ارسال شود.

در سیستمی که انواع مختلفی از پلاستیک ها جمع آوری می شود، هدف دیگر طبقه بندی، جداسازی انواع مختلف رزین های پلاستیکی از یکدیگر است و هر یک می تواند در کاربردهای با ارزش تری مورد استفاده قرار گیرد. میزان جداسازی مورد نیاز به قصد مصرف کننده نهایی بستگی دارد. (به کاربرد نهایی بستگی دارد)
اگر کاربر نهایی به یک تخته پلاستیکی بی کیفیت نیاز داشته باشد، می تواند یک مخلوط از مواد جمع آوری شده را به کار گیرد و نیازی به طبقه بندی و جداسازی مواد ندارد.

اگر سیستمی تنها برای قبول یک نوع پلاستیک طراحی شده باشد، هدف خارج کردن مواد ناخواسته ای است که به اشتباه وارد ماده دلخواه شده است. این ترکیبات خارج شده مورد استفاده برخی روش های دیگر قرار می گیرد.بسیاری از کارشناسان و متخصصان بازیافت پلاستیک ها بر این عقیده اند که تقسیم مرحله طبقه بندی در 3 بخش مفید است: طبقه بندی ماکرو، طبقه بندی میکرو و طبقه بندی مولکولی.

طبقه بندی ماکرو، مرتب سازی همه چیز را بر عهده دارد و بنابراین پیش از مراحل کاهش اندازه و معمولا پیش از مرحله تمیز کردن انجام می گیرد. برخی سیستم ها برای مرتب سازی سریع، همه ظروف پلاستیکی از جمله آنها که به صورت گونی بسته بندی شده است، توسعه یافته است. برخی از این سیستم ها قادر به مرتب سازی با توجه به رنگ است، همان طور که به خوبی بر اساس نوع رزین مرتب سازی می کند. ترتیب سنسورهای مورد استفاده، بر انعکاس یا عبور IR، نور مرئی، اشعه X یا دیگر تشعشعات الکترو مغناطیسی تکیه دارد.

پیچیدگی سیستم به پیچیدگی طبقه بندی (مرتب سازی) که انجام می شود، بستگی دارد. با وجود در دسترس بودن چنین سیستم هایی، هزینه های آن نسبتا بالا است. در حالی که اغلب طبقه بندی های ماکرو هنوز با دست انجام می گیرد.در یک سیستم نمونه، مواد بر روی یک تسمه نقاله قرار می گیرند و از میان گروهی از افراد جداساز عبور می کند. این افراد یا یک نوع ماده معین را با دست بر می دارند و یا این که موادی را که دلخواه نیستند، خارج می سازند.

هزینه کارگری در چنین سیستم هایی بالاست با وجود این که دستمزدهای پرداخت شده، پایین است. در برخی موارد، واحدهای بازیافت روی گروه های خاصی از کارگران تکیه دارند مانند زندانیان یا کارگران فاقد صلاحیت قانونی، برای کاستن از هزینه ها.میکروسورتینگ یا طبقه بندی میکرو، یک طبقه بندی بر اساس نوع رزین است که پس از مرحله کاهش اندازه انجام می شود. در این سیستم ها، خردهای پلاستیکی بر اساس نوع رزین و در برخی مواد بر اساس رنگ جداسازی می شوند.

از آنجا که سیستم های جداسازی میکرو به طور گسترده در حال استفاده هستند، فن آوری آن نسبت به طبقه بندی ماکرو، کمتر توسعه یافته است. جداسازی میکرو بخش جدایی ناپذیری از اغلب سیستم های بازیافت بطری PET بوده است و همچنان نیز می باشد. چنانچه پیش از نیز گفته شده این جداسازی به طور معمول از یک سیستم جداسازی بر اساس چگالی برای جدا کردن PET از HDPE استفاده می کند. همان طور که فنجان ها و لیوان های HDPE از تولید خا رج شده است، درب پوش های PP پلی پروپیلن نیز جایگزین درب های آلومینومی شده است. روش جداسازی مورد اشاره برای جداسزی PP و PET نیز مورد استفاده قرار می گیرد.

در ابتدای کار، تانک های بزرگ sink/float به کار گرفته می شود. در اغلب واحدهای بازیافت، امروزه این روش با هیدرو سیکلون بسیار فشرده تر جایگزین شده است. در هر دو مورد، آب، وسیله جداسازی است و رزین های دارای چگالی (دانسیته) پایین تر از آب و رزین های دارای دانسیته (چگالی) بالاتر از آب از یکدیگر جدا می شوند.

وقتی کار جداسازی مشکل تر می شود که هر دو ماده سنگین تر یا هر دو سبک تر از آب باشند. انجام چنین جداسازی با استفاده از یک مایع و یا یک حلال با چگالی معین، در برخی موارد حداقل در تئوری غیر ممکن است ضمنا به خاطر هزینه های بازیافت و برخی خطرات زیست محیطی راه جذابی به شمار نمی رود.
استفاده از دی اکسید کربن Supercritical یکی از رویکردهای محتمل است. چگالی آن می تواند به سادگی با تنظیم فشار درست عمل کند، غیر سمی است و به سادگی از این رزین های پلاستیکی جدا شده، خارج می شود.

تحقیقات بسیار زیادی بر روی سیستم های مرتب سازی میکرو که بر رفتار شکست گوناگون، نقطه ذوب دیگر صفحات دیگر تکیه دارند، انجام گرفته است. سایش برودتی یا غربال کردن برای جداسازی PET/PVC استفاده شده است. غوطه ورد (شناور) سازی رد مقایس نزدیک به تجاری استفاده شده است. تحقیقات امروزی با این رویکرد و هدف در حال انجام است که با افزودن موفق فرآیندهای بر اساس تابش و تشعشع که برای طبقه بندی ماکرو طراحی شده، آن ها را به طبقه بندی میکرو بدل سازد.دقت، هزینه و سرعت، مشکلات اصلی است که بر سر راه توسعه و گسترش فن آوری جداسازی میکرو قرار دارد.

اگر خود بسته یک ماده شامل چند رزین باشد مانند یک بسته کواکسترود شده یا لامینه شده، هیچ یک از فرآیندهای جداسازی میکرو یا ماکرو برای جداسازی و طبقه بندی رزین موثر نخواهد بود، مگر این که ماده بتواند ورقه ورقه شود. بطری های کچاپ PET/EVOH نمونه بسته ای است که طی فرآیند معمول بازیافت ورقه ورقه شده و دو ماه جدا می شوند. اگر هر ورقه مجزا نیز خود شامل دو نوع یا انواع بیشتری پلاستیک باشد، بدیهی است که هیچ یک از فرآیندهای جداسازی ماکرو و میکرو نمی تواند مواد را از هم جدا کند در چنین شرایطی، اگر جداسازی لازم باشد، جداسازی و طبقه بندی مولکولی، تنها انتخاب ممکن است.

در جداسازی مولکولی، کالای پلاستیکی به مولکول های مجزا تجزیه می شود. به طور معمول این کار به وسیله حل کردن آن در یک حلال ارگانیک انجام می شود. انحلال انتخابی و رسوب مجدد به وسیله حلال های گوناگون و یا درجه حرارت های مختلف، می تواند یک رزین نسبتا خالص، حاصل آورد. علاوه بر هزینه های بالا و مخاطرات زیست محیطی، این سیستم ها می تواند با باقی نگه داشتن حلال در مواد فرآوری شده، مشکلاتی به وجود بیاورد. هیچ سیستم جداسازی مولکولی هنوز وجود ندارد که به طور موفق تجاری شده باشد.

اکستروژن و پلت سازی (به شکل دانه در آوردن)

پس از تمیز کردن و جداسازی، رزین پلاستیکی ممکن است از طریق یک اکسترودر فرآوری شده و به شکل دانه در بیاید. یک امتیاز و فایده مهم پلت سازی برای رزین های پلاستیکی این اسن که با وجود یک فیلتر در اکسترودر پلت ساز، می توان ناخالصی های باقیمانده را خارج کرد. ضمن این که مواد پلت شده به سادگی می تواند توسط کاربران نهایی فرآوری شده و با رزین خام مخلوط شود.

در این مرحله امکان افزودن، پایدا کننده های بیشتر یا دیگر افزودنی ها وجود دارد. از معایب اصلی پلت سازی می توان به افزایش هزینه و history حرارتی بیشتر مواد بازیافت شده اشاره کرد که می تواند موجب تخریب و از هم پاشیدگی شود.این عامل ممکن است قابل ملاحظه نباشد، بروز این عیب بستگی به خصوصیات پلیمر و نوع کاربرد آن دارد.

بازیافت feed stock

مقدار نسبتا اندکی از بسته بندی پلاستیکی با یک روش کاملا متفاوت، از فرآیند بازیافت فیزیکی که در بالا شرح داده شد؛ بازیافت می شود. برای برخی پلاستیک ها، امکان استفاده از عملیات شیمیایی برای تجزیه و شکست ساختار اصلی پلیمر وجود دارد.

این عملیات در واقع فرآیند پلیمریزاسیون ابتدایی را معکوس می کند، به این شکل که مخلوطی حاوی واحدهای ساختمانی پلیمر به همراه برخی ناخالصی ها به وجود پلیمریزاسیون تبدیل به پلیمر شوند که طی آن پلیمری بسیار شبیه و یکسان با رزین خام تولید می شود.
چنین فرآیندهایی با نام بازیافت شیمیایی، بازیافت feed stock و یا بازیافت نسل سوم (tertiany) می نامند.