اعادة تدوير البلاستيك
إعادة تدوير البلاستيك التي تستخدم في نهاية المطاف إلا في مدافن المدينة أو المحارق يتزايد في جميع أنحاء العالم. كما هو الحال مع أي اتجاه التكنولوجي، ومهنة الهندسة تلعب دورا هاما. المنتجات البلاستيكية المهملة والتعبئة والتغليف تشكل جزءا متزايدا من النفايات البلدية الصلبة (النفايات الصلبة). وتقدر وكالة حماية البيئة (EPA) أنه بحلول عام 2000، فإن كمية البلاستيك رمي بعيدا ستكون أكبر من 50 في المئة عما كانت عليه في بداية 1990s. وتقول وكالة حماية البيئة أيضا أن المخلفات البلاستيكية تشكل نحو خمس واحدة من جميع النفايات في مجرى النفايات. على مدى العقدين الماضيين، وإعادة تدوير البلاستيك قد ازداد بشكل ملحوظ. بعد سنوات من التكهنات بأن إعادة تدوير البلاستيك لن يكون على نطاق واسع بسبب العمليات كانت غير فعالة ومكلفة للغاية أو غير عملي، يجري ببطء تحول تيار النفايات توجهت الى المكب.
الفرق بين البوليمر والبلاستيك
مصطلح "لدائن" يستخدم لوصف مجموعة متنوعة من راتنجات أو بوليمرات ذات خصائص واستخدامات مختلفة. البوليمرات هي سلاسل طويلة من الجزيئات، مجموعة من العديد من الوحدات مع اسمها من "بولي" اليونانية (التي تعني "الكثير") و "meros" (بمعنى "أجزاء" أو "وحدات").
مصطلح "البوليمر" وكثيرا ما يستخدم كمرادف لصناعة البلاستيك، ولكن العديد من أنواع أخرى من الجزيئات - البيولوجية وغير العضوية - أيضا البوليمر. في حين أن جميع المواد البلاستيكية والبوليمرات، وليس كل البوليمرات البلاستيكية. البوليمرات نادرا ما تكون مفيدة في حد ذاتها، وغالبا ما تعديلها أو تفاقم مع إضافات (بما في ذلك الألوان) لتشكيل مواد مفيدة. ويطلق على المنتج تتفاقم بشكل عام من البلاستيك. معظم الناس لديهم اتصال قليل مع "البوليمرات" لأن معظم المواد التي كانت تأتي عبر تعدل في الواقع والملونة، وبالتالي هي في الواقع البلاستيك. البوليمرات يمكن تصنيفها بطرق عديدة، على أساس كيفية إعدادها وأداء. لهذه المناقشة إعادة التدوير، فهم نوعان أساسيان من البوليمرات مفيد:
البوليمرات الحرارية يمكن أن تكون ساخنة وشكلت، ثم تسخينه وشكلت مرارا وتكرارا. شكل جزيئات البوليمر عموما الخطي أو تشعبت قليلا. وهذا يعني أن جزيئات يمكن أن تتدفق تحت الضغط عندما يسخن فوق نقطة انصهارها.
البوليمرات بالحرارة الخضوع لتغير كيميائي عندما تكون ساخنة، وإنشاء شبكة ثلاثية الأبعاد. بعد أن يتم تسخينها وشكلت، هذه الجزيئات لا يمكن إعادة تسخينها وإعادة تشكيلها.
وبمقارنة هذه الأنواع، اللدائن الحرارية هي أسهل بكثير للتكيف مع إعادة التدوير.
تحديد البلاستيك؛ كود إعادة التدوير
عند العمل مع البلاستيك غالبا ما تكون هناك حاجة لتحديد أي وجه الخصوص المواد البلاستيكية استخدمت لمنتج معين. معظم المستهلكين تعترف أنواع البلاستيك من قبل نظام الترميز العددي التي أنشأتها جمعية صناعة البلاستيك في أواخر 1980s. هناك ستة أنواع مختلفة من راتنجات البلاستيكية التي تستخدم عادة لتغليف وتعبئة المنتجات المنزلية. والأرقام المدرجة أدناه يمكن العثور على الجزء السفلي من معظم التعبئة والتغليف البلاستيكية.
https://1.bp.blogspot.com/-s4TZDl12x...s1600/pete.gif PETE تيريفثاليت البولي إثيلين (PET) - الصودا والمياه والحاويات، وبعض التعبئة والتغليف للماء. إعادة التدوير PET هو مماثل لبولي اثيلين (PE). قد تكون زجاجات اللون مرتبة وتطحن وغسلها. على عكس البولي ايثيلين، PET غرق في مياه الغسيل في حين يتم تعويم القبعات البلاستيكية والعلامات قبالة. تجفف القشور نظيفة وغالبا ما repelletized.
المعاد تدويرها PET لديها العديد من الاستخدامات وسوق راسخة لهذا الراتنج مفيد. حتى الآن، وأكبر استخدام في صناعة النسيج. يمكن للشركات السجاد وغالبا ما تستخدم 100٪ راتنج إعادة تدويرها لتصنيع السجاد polyesther في مجموعة متنوعة من الألوان والقوام. ونسج PET أيضا مثل حلوى القطن لملء الألياف المكر الوسائد واللحف والسترات. PET يمكن أيضا أن تدحرجت ايتو ورقة واضحة أو الشريط لجهاز فيديو وأشرطة الكاسيت. وبالإضافة إلى ذلك كمية كبيرة تعود إلى السوق زجاجة.
https://3.bp.blogspot.com/-FiU6U-j_1...s1600/hdpe.gif HDPE البولي اثيلين عالية الكثافة - الحليب والمنظفات وزجاجات الزيت، لعب وأكياس البلاستيك. ودعا الكثافة الطبيعية لأن ذلك هو أنه من اللون الطبيعي، وهذا هو الأكثر قيمة لأنه يمكن أن يتم في أي لون عند إعادة تدويرها. وعادة ما تكون مكتظة غيرها من المنتجات في عبوات ذات الألوان الزاهية whiched تمتزج معا في إعادة تدوير النباتات الى اللون أو قوس قزح مختلطة بالة. معظم هذه المواد هو مصبوغ في وقت لاحق الأسود بعد أن تتم معالجتها.
إعادة التدوير الكثافة هو عملية بسيطة جدا. يتم تقسيم بالة aprt والأرض إلى رقائق صغيرة. ثم يتم غسل هذه رقائق وطرح للملوثات (Sinkable) إزالتها والثقيلة. ثم تجفف هذه تقشر تنظيفها في تيار من الهواء الساخن ويمكن محاصر، وتباع في هذا النموذج. مصانع البلاستيك أكثر تطورا قد يسخن هذه رقائق، إضافة صبغة لتغيير اللون وتشغيل المواد من خلال بيليه. هذه المعدات تشكل حبات صغيرة من البلاستيك التي يمكن إعادة استخدامها في المطابع حقن صب لخلق منتجات جديدة. تستخدم بعض النهاية لالكثافة المعاد تدويره هي الأنابيب البلاستيكية، والخشب، وأواني الزهور وعلب القمامة، أو تشكيلها مرة أخرى في زجاجات غير تطبيق المواد الغذائية.
https://1.bp.blogspot.com/-tTWKfj8qf.../s1600/pvc.gif V الفينيل / البولي فينيل كلوريد (PVC) - التفاف الغذاء وزجاجات الزيت النباتي، وحزم نفطة.
البولي إثيلين المنخفض الكثافة المنخفضة الكثافة البولي ايثيلين - العديد من الأكياس البلاستيكية. يتقلص التفاف، أكياس الملابس. ومن IC مشابه كيميائيا لالكثافة ولكنها أقل كثافة وأكثر مرونة. ويتكون معظم فيلم البولي إيثيلين من البولي إثيلين المنخفض الكثافة الذي كثيرا ما نرى مثل الأكياس البلاستيكية وأكياس البقالة. قد تكون هذه الخردة واضحة أو المصطبغة وجهة فرزه ويرزم في معالجة إعادة التدوير
https://1.bp.blogspot.com/-TzygZLkJ5...s1600/ldpe.gifإعادة تدوير البولي إثيلين المنخفض الكثافة مشابه فري لHDPE باستثناء تستخدم المطاحن الخاصة للتعامل مع الأغشية الرقيقة. وغالبا ما يتم غسل الأفلام وrepelletized أو استخدامها مباشرة لصنع منتجات جديدة. تستخدم بعض نهاية البولي إثيلين المنخفض الكثافة المعاد تدويره هي أكياس القمامة البلاستيكية وأكياس البقالة، أنابيب بلاستيكية، فيلم الزراعي، والخشب البلاستيك.
https://1.bp.blogspot.com/-_G-eCGngh...B/s1600/pp.gifPP البولي بروبلين - حاويات مبردة، بعض الحقائب، ومعظم قمم زجاجة، بعض السجاد، بعض التفاف الغذاء.
https://3.bp.blogspot.com/-Rp5XZ0h7X...B/s1600/ps.gif PS البوليستيرين - الأواني بخس، اللحوم التعبئة والتغليف واقية.
https://2.bp.blogspot.com/-IxlCR-lcg...1600/othar.gif أخرى عادة ما الطبقات أو مختلط البلاستيك. لا إمكانية إعادة التدوير - يجب طمرها.
وتهدف هذه الرموز للدلالة على نوع من البلاستيك، وليس إعادة التدوير لها. أنواع 1 و 2 وتدويرها عادة. اكتب 4 يعاد تدويرها أقل شيوعا. عموما لا يعاد تدويرها في أنواع أخرى، ربما باستثناء في برامج اختبار صغيرة. المشترك البولي البلاستيك
(PC) والأكريلونيتريل-بيوتاديين ستايرين (ABS) لا تملك أرقام إعادة التدوير. سوف المهندسين الكيميائيين ويقول أن هناك العديد من أكثر الأنواع ويستخدم للبوليمرات. ولكن معظم النقاش في إعادة تدوير تركز على هذه الفئات السبع.
البلاستيك غير مشفر
السلع الاستهلاكية البلاستيكية غير محددة من قبل الأرقام رمز لا يتم جمع عادة. المشمعات البلاستيكية والأنابيب واللعب، لوحة مفاتيح الحاسوب، والعديد من المنتجات الأخرى ببساطة لا تنسجم مع نظام الترقيم الذي يحدد المواد البلاستيكية المستخدمة في عبوات المستهلك. هناك بالفعل آلاف من أنواع مختلفة من راتنجات البلاستيكية أو خليط من الراتنج. يتم تطوير هذه لتناسب احتياجات منتجات معينة. هناك إعادة التدوير المحدود لبعض من هذه المنتجات البلاستيكية محددة بكميات حمولة شاحنة من المصادر الصناعية. دخلت لا أحد رجال الأعمال من جمع مجموعة متنوعة من هذه المواد البلاستيكية بكميات صغيرة.
المشكلة مع تدوير البلاستيك
عندما يتم تدوير الزجاج والورق والعلب، فإنها تصبح منتجات مماثلة والتي يمكن استخدامها وإعادة تدويرها مرارا وتكرارا. مع إعادة تدوير البلاستيك، ولكن عادة ما يكون هناك إعادة استخدام واحد فقط. معظم زجاجات وأباريق لا تصبح حاويات المواد الغذائية والمشروبات مرة أخرى. على سبيل المثال، قد تصبح زجاجات البوب السجاد أو حشو لأكياس النوم. غالبا ما تكون مصنوعة أباريق الحليب في الخشب البلاستيك، صناديق إعادة التدوير، ولعب الأطفال.
ومن التطورات الأخيرة إعادة تدوير الزجاجات إلى زجاجات زجاجات البوب "مجدد". على الرغم من أنه من الممكن من الناحية التكنولوجية لتقديم زجاجة المعاد تدويرها بنسبة 100٪، وهناك مسائل اقتصادية خطيرة. أيضا، يدعي بعض النقاد أن التأثير البيئي لعملية تجديد مرتفع جدا من حيث استخدام الطاقة والخطرة من المنتجات.
حاليا يتم إعادة تدويرها فقط حوالي 3.5٪ من مجموع المواد البلاستيكية الناتجة بالمقارنة مع 34٪ من الورق، و 22٪ من الزجاج و 30٪ من المعادن. في هذا الوقت، إعادة تدوير البلاستيك يقلل فقط الحد الأدنى من كمية الموارد البكر تستخدم في صناعة البلاستيك. أوراق إعادة التدوير والزجاج والمعادن، والمواد التي يتم إعادة تدويرها بسهولة أكثر من مرة، ويوفر أكثر بكثير الطاقة والموارد من يتم حفظها مع إعادة تدوير البلاستيك.
النظر في هذا المثال: البولي فينيل كلوريد (PVC) زجاجات من الصعب أن أقول بصرف النظر عن الزجاجات، ولكن واحدة زجاجة PVC الضالة في ذوبان 10،000 زجاجات يمكن أن تدمر الدفعة بأكملها. ومن المفهوم لماذا المشترين من البلاستيك المعاد تدويره نريد أن نتأكد من أن البلاستيك يتم فرز بشكل صحيح. ويجري تطوير معدات لفرز البلاستيك، ولكن حاليا معظم إعادة التدوير ما زال الفرز البلاستيك باليد. هذا مكلفة وتستغرق وقتا طويلا. والبلاستيك أيضا ضخمة ومرهقة لجمع. باختصار، أنها تأخذ الكثير من المساحة في شاحنات إعادة التدوير.
ويرد إسقاط النفايات البلاستيكية بعد الاستهلاك لمختلف القطاعات في عام 2000.
مشكلة مع PVC
يستخدم البلاستيكية لتغليف وغيرها من المنتجات الاستهلاكية الحياة قصيرة والمفروشات والسلع المعمرة، ومعظمهم من مواد البناء مثل إطارات النوافذ والأنابيب. المنتجات قصيرة العمر، التخلص من في غضون بضع سنوات، وقد تسبب مشاكل النفايات البلاستيكية خطيرة، وخصوصا عندما حرقها. متوسط العمر الافتراضي للمنتجات الحياة طويلة حوالي 34 عاما. البضائع البلاستيكية مدى الحياة المنتجة والمباعة منذ 1960s هي الآن مجرد بداية لدخول مجرى النفايات. ونحن الآن نشهد فقط في المراحل الأولى من جبل النفايات البلاستيكية وشيك.
ويوجد حاليا أكثر من 150 مليون طن من المواد البلاستيكية منذ فترة طويلة الحياة في الوجود على مستوى العالم، تستخدم في الغالب في قطاع البناء والتشييد، والتي سوف تشكل هذا الجبل من النفايات في العقود المقبلة. مع الأخذ بعين الاعتبار النمو المستمر في الإنتاج، وبحلول عام 2005 هذا المبلغ سيتضاعف والعالم سوف تضطر إلى التعامل مع ما يقرب من 300 مليون طن من البلاستيك بدءا من دخول مجرى النفايات. ومن المتوقع بالفعل كمية النفايات البلاستيكية التي تنشأ في البلدان الصناعية أن تنمو بشكل أسرع من إنتاج PVC. حتى المزيد من القلق هو حقيقة أن صناعة PVC توسعا سريعا في أمريكا اللاتينية وآسيا، بحيث سيتم إنشاء في نهاية المطاف جبل النفايات المتزايدة في هذه الأجزاء من العالم.
في أواخر 1980s، تم الترويج إعادة تدوير البلاستيك في صناعة الفينيل من أجل جعل PVC أكثر قبولا لدى الجمهور ومنع الحكومة باتخاذ إجراءات للحد من إنتاج PVC واستخدامها. ونتيجة لذلك، فإن صناع القرار العامة والشاملة، التي تقبل إعادة التدوير كحل الفني للمشاكل البيئية المرتبطة PVC. هذا هو الحال في البلدان التي تنتهج سياسات إعادة التدوير المتقدمة، مثل الدنمارك وألمانيا وهولندا والولايات المتحدة على وجه الخصوص.
تظهر الأبحاث المستقلة أنه بحلول عام 2005، سيكون من الممكن فقط لإعادة تدوير ميكانيكيا 15-30٪ من البلاستيك المستهلكة، وبتكلفة عالية جدا. يكاد يكون من المستحيل لفصل وجمع وإعادة تدوير ما تبقى من 70-85٪. وهكذا على 70-85٪ من النفايات البلاستيكية وإعادة التدوير ليست خيارا بل لمتوسطة وطويلة الأجل. وثمة مشكلة رئيسية في إعادة تدوير البلاستيك هي نسبة الكلور عالية من البلاستيك الخام - 56٪ من وزن البوليمر - ومستويات عالية من المواد المضافة الخطرة تضاف إلى بوليمر لتحقيق جودة المواد المطلوبة. يمكن أن تشمل الإضافات ما يصل إلى 60٪ من وزن المنتج بولي كلوريد الفينيل. جميع منتجات البلاستيك ويستخدم PVC أعلى نسبة من المواد المضافة.
ونتيجة لذلك، بولي كلوريد الفينيل يتطلب الانفصال عن مواد بلاستيكية أخرى والفرز قبل إعادة التدوير الميكانيكية. إعادة تدوير البلاستيك هو مشكلة خاصة بسبب تكاليف الانفصال وجمع عالية، وفقدان نوعية المواد بعد إعادة التدوير، وسعر السوق منخفضة من recyclate PVC مقارنة PVC البكر، وبالتالي فإن إمكانية محدودة من recyclate في السوق البلاستيكية الموجودة. إعادة تدوير المواد الوسيطة من PVC لا يكاد يكون ممكنا في الوقت الحاضر، من اقتصادية أو منظور بيئي، ومن المشكوك فيه ما إذا كان سيلعب من أي وقت مضى دورا هاما في إدارة النفايات البلاستيكية. يبدو أن صناعة البلاستيك لنعترف أن إعادة تدوير البلاستيك لا يوجد حل للنفايات البلاستيكية، وبالتالي فإنه ليس من المستغرب أن صناعة تمارس ضغوطا الآن لحرق PVC كخيار الاسترداد (للحصول على الطاقة، وحمض الهيدروكلوريك و / أو الملح) في أوروبا الغربية واليابان و لطمر في الولايات المتحدة الأمريكية وأستراليا. هذا يفرض السلطات المحلية إلى تحمل عبء التلوث ويكلف من استهلاك PVC.
حرق ليس خيارا مستداما للتعامل مع النفايات. يتم إنشاء طاقة أقل من حرق البلاستيك من كان يستخدم لجعله، والحرق يعني أيضا أن الكربون الواردة فيه ينبعث كما CO2 - أحد غازات الدفيئة. وتنبعث من المواد السامة أيضا، ويتم إنتاج كميات كبيرة من النفايات الصلبة، والخبث، والرماد، وبقايا مرشح والمخلفات تحييد الملح. جزء من هذا يحتاج إلى أن يتم التخلص من النفايات خطرة.
وعلى الرغم من هذه المخاوف، وإنتاج PVC ما زال يتزايد، خاصة في الاقتصادات النامية حيث يتم تشجيع استهلاك PVC. ويتم تصدير النفايات البلاستيكية من الولايات المتحدة وأوروبا وأستراليا إلى البلدان النامية، في كثير من الأحيان لإعادة التدوير إلى منتجات أقل جودة مثل الأحذية وأنابيب ذات جودة منخفضة، أو "تدوير لإنتاج منتج جديد أقل قيمة. ووفقا لوزير الإندونيسية البيئة، لا يتم إعادة تدويرها ما يصل الى 40٪ من النفايات البلاستيكية المستوردة إلى اندونيسيا ولكن التخلص مباشرة من، باعتبارها نفايات خطرة جزئيا. في نهاية المطاف أن تكون ملقاة المنتجات Downcycled أو أحرقت منذ تدوير لإنتاج منتج جديد أقل قيمة ببساطة يؤخر ضرورة حتمية للتخلص من النفايات البلاستيكية بولي كلوريد الفينيل. في ضوء حجم كبير من المنتجات البلاستيكية منذ فترة طويلة الحياة بسبب تصبح نفايات في العقود المقبلة، والزيادة المتوقعة في إنتاج PVC، يصبح من الواضح أن PVC التخلص التدريجي الدولي مطلوب على وجه السرعة. هذا فقط سوف يضع حد لتنامي مشكلة النفايات، خطيرة ومستعصية على الحل.
الأطر السياسية لبولي كلوريد الفينيل التخلص التدريجي موجودة بالفعل. وافق مؤتمر وزراء بحر الشمال في عام 1995 لوقف الانبعاثات البيئية من المواد الخطرة في غضون جيل واحد. ووفقا للجنة الكيميائية السويدية، بولي كلوريد الفينيل ليس له مكان في مجتمع مستدام، وينبغي التخلص منها لجميع الاستخدامات بحلول عام 2007. وقد اقترح الدنمارك القيود المفروضة على استخدام الرقائق والرصاص وغيرها من المواد المضافة المستخدمة في البلاستيك PVC، والتشكيك في إمكانية إعادة التدوير التي يطالب بها صناعة PVC. وافقت جمهورية التشيك للتخلص التدريجي من إنتاج واستيراد واستخدام التعبئة والتغليف البلاستيكية من عام 2001 فصاعدا وسويسرا حظرت زجاجات الشرب البلاستيكية في عام 1991.
التطورات الجديدة
البوليمرات القابلة للتحلل،
في أوروبا واليابان وهناك عدد قليل من المواقع اليسار والتي يمكن استخدامها لطمر النفايات. وحيث أن الجزء الأكبر من النفايات المنزلية تتكون من البلاستيك هناك قدرا كبيرا من الاهتمام في إعادة تدوير البلاستيك وفي إنتاج المواد البلاستيكية التي يمكن أن تكون بأمان وسهولة التخلص منها في البيئة.
خيار واحد هو إنتاج البوليمرات القابلة للتحلل حقا، والتي يمكن استخدامها في التطبيقات نفسها كما البوليمرات القائمة. متطلبات هذه المواد هي أنها يمكن معالجتها من خلال الدولة ذوبان، وأنهم منيع في الماء، وأنها تحتفظ سلامتها أثناء الاستخدام العادي ولكن بسهولة تتحلل في بيئة غنية من الناحية البيولوجية.
Polyhydroxyalkonates هي عائلة طبيعيا البوليستر، التي تنتج في شكل حبيبات تخزين الكربون عن طريق العديد من أنواع البكتيريا. زينيكا الاحيائية تنتج حاليا هذه البوليمرات على نطاق ومحطة تجريبية تحت الاسم التجاري BIOPOL TM. و مجموعة بريستول بوليمر وقد شاركت بنشاط في تطوير هذه البوليمرات، وخصوصا في تحديد شروط المعالجة المثلى.
الحالة الصلبة القص السحق: هناك تقنية جديدة لتدوير البلاستيك ومسحوق الإنتاج
في مركز تقنية بوليمير (PTC)، قسم الهندسة الكيميائية، جامعة نورث وسترن، وقد وضعت على براءة اختراع والتكنولوجيا اختراق لإعادة تدوير البلاستيك يقضي على الترتيب بواسطة نوع أو لون. هذه التكنولوجيا، ودعا الدولة الصلبة القص السحق (S 3 P)، هو عملية من خطوة واحدة مستمرة لإعادة تدوير ما قبل فرزها أو النفايات البلاستيكية بعد الاستهلاك. وخلافا لإعادة التدوير التقليدية، S 3 ف تنتج مساحيق موحدة والتي يمكن استخدامها لتقديم مجموعة متنوعة من منتجات ذات جودة عالية.
S 3 P تخضع البوليمرات إلى القص العالية والضغط العالي أثناء إزالة بسرعة حرارة الاحتكاك من عملية لمنع ذوبان. S 3 P يمكن تحويل متعددة الألوان، والتي لم يتم فرزها (مختلطة) النفايات والخردة البلاستيكية الصناعية، والراتنجات البكر إلى موحدة، ذات الألوان الفاتحة، ومسحوق رد الفعل جزئيا من حجم الجسيمات التي تسيطر عليها وتوزيع حجم الجسيمات. هذه المساحيق هي مناسبة لتحويل ذوبان المباشر من قبل جميع تقنيات تصنيع البلاستيك الموجودة. هذه العملية الموفرة للطاقة تسحق عليه في مساحيق من أحجام الجسيمات الخشنة التي تتراوح بين (10 شبكة / 2000microns) لدقيقة للغاية (635 شبكة / 20microns). مساحيق الناتجة يمكن استخدامها في مجموعة متنوعة من السلع الاستهلاكية والمنتجات الخاصة. وينظر إلى التطبيقات غير الغذائية في جميع أنحاء الصناعة في كل شيء من قطع غيار السيارات والأجهزة لالمعدات التجارية والمفروشات. عينات مصنوعة من بوليمرات إما واحدة أو من خليط مخلوطة مع عملية P S 3 غالبا ما يظهر تعزيز الخواص الميكانيكية (مثل استطالة، الشد وقوة العاطفة) بالمقارنة مع عينات التي لم تخضع لعملية S3P.
بالقرب من الأشعة تحت الحمراء الطيفي
A. الألياف البصرية للامتصاص والمقاييس REFLEXION - فراونهوفر معهد für، CHEMISCHE تكنولوجي تكنولوجيا المعلومات والاتصالات
عملية إعادة التدوير متكاملة للمنتجات الاستهلاكية الشامل الإلكترونية والكهربائية يجب ان تعتمد على العمليات على نطاق والتفكيك كبيرة. من أجل إعادة استخدام المواد البوليمرية للمنتجات من الدرجة العالية وتقليل كمية النفايات الكيميائية، وتحديد البوليمر وتحليل إضافات مطلوبة. الجوانب الاقتصادية تتطلب أوقات استجابة سريعة (<1 ثانية)، وسهولة التعامل والتكامل في الآلي أو أنظمة التشغيل الآلي شبه على الأقل. وسائل مادية العيانية، على سبيل المثال بناء على قياسات الكثافة، ليست كافية لالبوليمرات منفصلة، وتحديد أن استخدام أساليب رصد خصائص هيكلية أو الجزيئية من البلاستيك قيد التحقيق.
قرب ما تحت الحمراء (الجرد) النطاق الطيفي يسمح لمراقبة الخصائص الهيكلية أو الجزيئية من البلاستيك قيد التحقيق. في وآل Fraunhofer معهد التكنولوجيا الكيميائية (ICT) في تطبيق التحليل الطيفي الأشعة تحت الحمراء القريبة (تقارير قوائم الجرد الوطنية) لتحديد البوليمرات وقد درس على نطاق واسع. ويستند هذا النظام مطياف المعروضة على الألياف الضوئية لقياس امتصاص وانعكاس، وهو acoustooptic مرشح الانضباطي (AOTF) ونظام transputer. وهو قادر على اكتشاف 1000 أطياف / ث وتحديد 20 قطعة / ثانية.
في نطاق الطيف القريب من الأشعة تحت الحمراء (الجرد) (700 إلى 2500 نانومتر) جزيئات تمتص الضوء التي يغلب أو مجموعة الاهتزازات. تسجيل أطياف من العينات ذات الحجم الكبير التي تهم العملية في عمليات إعادة التدوير ممكن. CH، OH، NH وCO العصابات التي لوحظت في قوائم الجرد الوطنية الأطياف هي سمة من البوليمرات وتتيح التعرف على المواد الأكثر استخداما.
في تكنولوجيا المعلومات والاتصالات تم وضع مسح سريع AOTF-الجرد الوطني مطياف لهذا الغرض. سرعة المسح الضوئي للمطياف يمكن أن تصل إلى 1000 نانومتر / مللي مع تأخير الساعة 0.01 مللي ثانية بين اثنين بالاشعة الطيفية. ويمكن تخزين أكثر من 100 الأطياف. في أقل مسح بسرعة قرار الطول الموجي يصل إلى 2-3 نانومتر. لتحديد وضعت النظامين، وتستخدم لتحديد البلاستيك التقنية في المنتجات الاستهلاكية الجماعية (الحالات من الأدوات والمنتجات الالكترونية وغيرها) والبلاستيك في النفايات المنزلية (زجاجات وأكواب وما إلى ذلك).
وقد وضعت اثنين من رؤساء كاشف. واحد رئيس كاشف له طائرة قياس ثابتة، ويمكن تشغيلها يدويا أو تلقائيا. رئيس كاشف الثاني له طائرة القياس الموسع ويسمح للمراقبة في وقت واحد من الضوء المنعكس والتي تنتقل عن طريق تحريك العينات.
النتائج
عينات البوليمرية تختلف في التركيب الهيكلي للجماعات العطرية أو الأليفاتية، كما يتبين من الأطياف. البلاستيك، خصوصا عند تطبيقها في المنتجات الاستهلاكية الجماعية، تحتوي على الحشو، والمواد البلاستيكية، والأصباغ والمواد المضافة. هذه المكونات، فضلا عن تجهيز والمعالجة السطحية تؤثر بشدة الأطياف تم الحصول عليها من المواد البلاستيكية. خصوصا الكربون الأسود يمتص جميع المبالغ الخفيفة والصغيرة حتى (> 0.1٪) الحد من نير ضوء انعكاس أو انتقال إلى مستويات وهي لا تكفي لتحديد الهوية. ومع ذلك تحديد البوليمرات غير السوداء ممكن دائما تقريبا.
تحديد البلاستيك يتطلب نطاق الطول الموجي من 1000 إلى 1800 نانومتر إذا كانت المواد البلاستيكية هي من نوع مماثل من المواد مثل المراجع (مثل النفايات المنزلية أو الألياف الزجاجية البلاستيك المقوى من الحالات وأجزاء من المنتجات الالكترونية). لذلك، في هذا التطبيق، للكشف عن قه غير مبرد يمكن استخدامها.
في حالة النفايات المنزلية أساسا PE، PP، PET، PS وبولي كلوريد الفينيل تهم. لذلك، يمكن أن تخفض مجموعة إلى 1600 إلى 1800 نانومتر. في المنتجات الإلكترونية ABS، تم العثور على السلطة الفلسطينية، PP، PBT، وأجهزة الكمبيوتر وPMMA بكميات أكبر. تتطلب مجموعة NH في السلطة الفلسطينية امتدادا لمجموعة إلى أقل من 1400 نانومتر.
النفايات المنزلية يعطي أطياف نوعية كافية بحيث نطاق 1600 و 1800 نانومتر يمكن مسحها في 1 مللي ثانية أو أقل. الألياف الزجاجية المواد المعزز للمنتجات التقنية تحتاج وقتا أطول للمسح أو المتوسط الأطياف.
وأظهرت الدراسة الإحصائية العينات (وليس مصبوغ أسود) من النفايات البلاستيكية التي لم يتم تنظيفها الحقيقية أن أكثر من 95٪ من العينات التي تم تحديدها. لم تسميات، والأصباغ والنقوش على النفايات المنزلية لا تزعج تحديد حد كبير. التعرف الخاطئة تكمن أقل من 0.1٪.
B. طيفية الأشعة تحت الحمراء المستوى البؤري صفيف (FPA) - التطبيقية الطيفي يونيو 1997
والطيفية نظام التصوير الأشعة تحت الحمراء القريبة، وذلك باستخدام جهاز الكشف عن مصفوفة المستوى البؤري (FPA)، وتقدم لقياس عن بعد وعلى شبكة الإنترنت على نطاق والعيانية. على الخط يتطلب التصوير الطيفي أجهزة الاستشعار عالية السرعة وخطوات معالجة الصور قصيرة. لذلك، والتحقيق في استخدام طائرة البؤري مجموعة كاشف بالاشتراك مع برنامج chemometric سريع. ولما كانت هذه النظم الطيفية التصوير الجديدة تولد الكثير من البيانات، وهناك حاجة إلى الأساليب الإحصائية المتغيرات المتعددة لاستخراج المعلومات الهامة من الصور pectroscopic متعددة الأبعاد. وتشمل هذه التقنيات التحليل الأساسي المكون و(PCA)، وتحليل التمايز الخطي (LDA) للتصنيف تحت إشراف بيانات الصور الطيفية. تصنيف إشراف مهمة شاقة في مجال التصوير الطيفي، ولكن يتم تقديم إجراءات لتسهيل هذه المهمة وتقديم المزيد من التبصر والسيطرة على تكوين مجموعات البيانات. يتم إنشاء نظام تحديد الهوية، وتنفيذها، واختبار لتطبيق في العالم الحقيقي من البلاستيك
تحديد الهوية في النفايات البلدية الصلبة.
البوليمر Crackin
بينما البلاستيك القديمة يمكن إعادة تدويرها من قبل ذوبان وإصلاح في استخدامات جديدة، وحدات التخزين الحصول على أكبر، ستكون أكثر صعوبة وأكثر صعوبة للعثور على ما يكفي من وسائل. الحل هو كسر البلاستيك أسفل، استخراج جزء الهيدروكربونية واستخدام هذا في صناعة البلاستيك الطازجة وغيرها من المواد الأولية ذات قيمة.
BP المواد الكيميائية في جرانجماوث لديها التكنولوجيا الرائدة في هذا المجال التي تصفها بأنها بوليمر تكسير. وقد بلغ هذا التطور المعادن مرحلة تلاعب مع مرت من 1 كجم / ساعة مع وحدة 20 كغ / ساعة لاجراء اختبارات على نطاق حتى يتم بتكليف حاليا. وسيتبع ذلك من خلال وحدة / ساعة 100 كجم مع جميع ميزات التصميم المتوخاة.
كيف يتم إعادة تدوير البلاستيك؟
في الولايات المتحدة يتم إنتاج 75 مليار جنيه من البلاستيك في كل عام، للأسف غالبية هذه البلاستيك ينتهي في مقالب القمامة. عندما يتم التخلص من البلاستيك في مدافن النفايات عملية التحلل يمكن أن تتخذ أي مكان من 10 إلى 30 عاما. ولذلك إعادة التدوير يصبح حل معقول لمشكلة مكب النفايات.
هناك خمسة عوامل والتي هي ضرورية من أجل إعادة تدوير البلاستيك لتكون عملية ناجحة. أولا، وتوريد البلاستيك المستخدمة يجب أن تكون كمية كبيرة. ويتم جمع هذه الكمية الكبيرة من البلاستيك في بعض المناطق، والتي هي الخطوة الثانية. مرة واحدة يتم جمع البلاستيك، وتبدأ عملية فرز وفصل. هذه هي الخطوة الثالثة في هذه العملية. تعتمد عملية فرز وفصل على نوع من البوليمرات التي تشكل البلاستيك. يتم إعطاء المنتجات البلاستيكية رموز للمساعدة في عملية الفرز وفصل. الخطوة الرابعة في إعادة تدوير البلاستيك وإعادة المعالجة. وتشمل إعادة معالجة البوليمرات في عملية الصهر، عملية ذوبان يمكن أن يتحقق إذا لم تكن البوليمرات على نطاق واسع عبر ربط مع أي التركيبية. إذا، عبر ربط البوليمرات تحتوي على الكثير من الألياف الصناعية، والبوليمرات يكون من الصعب على التمدد واقل مرونة. والخطوة الأخيرة هي لتصنيع البلاستيك المنصهر إلى منتجات جديدة.
رموز على حاويات إعادة التدوير البلاستيكية هي التي تساعد أكثر في عملية فرز وفصل. يتم فصل الفئات الست من البلاستيك إلى منطقتين: البلاستيك البولي اثيلين والبلاستيك البوليمر. وصفت البلاستيك البولي اثيلين البولي، لارتفاع كثافة البولي اثيلين. أو البولي إثيلين المنخفض الكثافة، البولي اثيلين منخفض الكثافة ل. وتشمل المواد البلاستيكية أربعة البوليمر التي يتم إعادة تدويرها البولي فينيل كلورايد، وصفت الخامس؛ البوليسترين، وصفت PS. مادة البولي بروبيلين، وصفت PP. والبولي اثيلين البولي، وصفت بيت. هذه الأسماء والعلامات يمكن أن يبدو مربكا، لكنها ضرورة في عملية إعادة التدوير.
هناك أربعة أنواع من عمليات إعادة التدوير التي تحدث عادة: الابتدائي والثانوي، والتعليم العالي، والرباعية. عملية إعادة التدوير الأولية وإعادة تدوير المواد والمنتجات التي تحتوي على ميزات مشابهة للمنتج الأصلي. هذه العملية ممكنة فقط مع شبه نظيفة البلاستيك الخردة الصناعية، وبالتالي لا يتم استخدام هذه العملية على نطاق واسع. إعادة التدوير الثانوي يسمح للخليط أعلى مستويات الجمع في صناعة البلاستيك. عندما يتم استخدام عملية الثانوية لإعادة التدوير أنها تخلق منتجات مثل fenceposts وأي من المنتجات التي يمكن استخدامها في استبدال الخشب والخرسانة والمعادن. الخواص الميكانيكية منخفضة من هذه الأنواع من البلاستيك هي السبب في خلق المنتجات المذكورة أعلاه. إعادة التدوير العالي يحدث المزيد والمزيد من اليوم وذلك بسبب الحاجة إلى التكيف مع مستويات عالية من تلوث النفايات. وتنطوي العملية الفعلية إنتاج المواد الكيميائية الأساسية والوقود من البلاستيك. شكل آخر من إعادة التدوير هي عملية الرباعي. وتستخدم هذه العملية الرباعي الطاقة من البلاستيك عن طريق حرقها. هذه العملية هي الأكثر شيوعا والمستخدمة على نطاق واسع في إعادة التدوير. السبب يتم استخدام هذه العملية على نطاق واسع لأن من المحتوى الحراري عالية من معظم المواد البلاستيكية. يمكن لمعظم المحارق المستخدمة في عملية تصل درجات الحرارة تصل إلى 900-1000 درجة مئوية. من أجل البيئة والتقنيات الجديدة المستخدمة مع انخفضت المحارق كمية ملوثات الهواء يطلق سراحه.
استخدام الحرق في عملية الرباعي هو الأكثر فائدة لأنه من خلال عملية التسخين درجة حرارة عالية يتم تقليل النفايات واردة بنسبة 80٪ في الوزن و 90٪ في حجم. ثم توضع المواد خلفها شكل هذه العملية في مقالب القمامة.
لماذا تقلق بشأن إعادة تدوير البلاستيك؟
معظم المستهلكين يعتقدون أن التدهور البطيء للبلاستيك هو السبب الرئيسي أن البلاستيك وينبغي إعادة تدويرها. ومع ذلك، فقد أظهرت الأبحاث أن النفايات الأخرى، مثل نفايات الورق والخشب والمواد الغذائية، كما تتحلل ببطء شديد في مقالب القمامة.
مشكلة أكثر خطورة مع النفايات البلاستيكية تتعلق الإضافات الواردة في المواد البلاستيكية. وتشمل هذه المواد المضافة ملونات، مثبتات والمواد البلاستيكية التي قد تشمل عناصر سامة مثل الرصاص والكادميوم. وتشير الدراسات إلى أن البلاستيك تساهم بنسبة 28 في المئة من جميع الكادميوم في النفايات البلدية الصلبة وحوالي 2 في المئة من جميع الرصاص. الباحثين لا يعرفون ما إذا كانت هذه والمضافات البلاستيكية الأخرى تسهم إلى حد كبير في المنتجات تتسرب من مكبات النفايات البلدية.
كيف السامة هي البلاستيك التي يتم حرقها؟ الباحثين لا يعرفون ذلك، إما. المواد البلاستيكية التي تحتوي على مواد مضافة على أساس من المعادن الثقيلة قد يسهم أيضا في المحتوى المعدني للرماد محرقة. وكالة حماية البيئة تبحث عن بدائل للإضافات مؤدية والقائم على الكادميوم.
واحد قلق إضافي يتصل استخدام المنتجات البترولية. بدأت جميع المواد البلاستيكية حياتهم كما البترولية. عن طريق زيادة تدوير البلاستيك والعلماء والمهندسين قادرين على تقليل الاعتماد على النفط.
أول الأشياء أولا: الفرز
قبل النفايات البلاستيكية يمكن تحويلها إلى منتجات جديدة، يجب التفريق بين أنواع مختلفة من البلاستيك. في البداية شركات استصلاح البلاستيكية تعتمد على الفرز اليدوي - إما من قبل المستهلكين أنفسهم أو من قبل العاملين بأجر - ولكن تعتبر الفرز اليدوي لا يمكن الاعتماد عليها للغاية ومكلفة للغاية.
وقد وضعت اثنين على الأقل من المنظمات أنظمة للمواد البلاستيكية الفرز الآلي. تلقى الوطنية تقنيات الاسترداد الأعمال الصغيرة في الجائزة الوطنية عام وكالة حماية البيئة في عام 1991 لجهودها في تطوير وتسويق عالية السرعة، النظام الآلي الذي يفصل بكفاءة حاويات الفينيل (تلك التي تحمل علامة # 3) من خليط من كليا أو سحق البلاستيك بعد الاستهلاك حاويات. يقول NRT أن وجود ذرات الكلور داخل الراتنجات الفينيل يتسبب في انفجار الهواء توقيت جهاز الكمبيوتر الذي يفصل حاويات الفينيل من تيار البلاستيك المختلط. وضعت الشركة أيضا نظام أن يمسح ضوئيا البلاستيك المختلطة لفصل زجاجات الصودا PET من أباريق الحليب الكثافة، PET الأخضر
مقاعد السيارات السريعة تؤدي إلى التكنولوجيا الجديدة
في جميع أنحاء الحركة البيئية، والباحثين المعنيين مع المنتجات التي يتم التخلص منها بكميات كبيرة. السيارات السريعة هي واحدة من هذه المنتجات. لكن السيارات السريعة تسبب مشاكل فريدة من نوعها بسبب مزيج من المنتجات المستخدمة في إنتاج السيارات. منذ فترة طويلة إعادة تدوير المعادن المستعملة من السيارات غير المرغوب فيه، والآن كثير من الباحثين تحول اهتمامها إلى مكونات السيارات وغيرها.
إعادة تدوير البلاستيك. يسلط هذا التقرير الضوء مناهج جديدة لإعادة التدوير الكيميائي. إعادة تدوير البلاستيك يمكن أن يكون مكلفا وصعبا بسبب القيود المفروضة على تلوث النفايات وعدم كفاية الفصل قبل إعادة التدوير. إعادة تدوير المواد الكيميائية يمكن أن يزيل بعض من تلك القيود.
الانحلال الحراري والمائي نوعان من العمليات التي أظهرت الوعد في التعافي من الكيماويات الأساسية والوقود من نفايات البلاستيك. الانحلال الحراري هو عملية يتم فيها تسخين نفايات البلاستيك في غياب الأكسجين في غرفة مغلقة. ويمكن استخدام منتجات الانحلال الحراري كمادة وسيطة كيميائية أو وقود. التحلل تتحلل النفايات البلاستيكية من خلال سلسلة من التفاعلات الكيميائية تطوير عملية جديدة على أساس الانحلال الحراري للنفايات سائلة معينة. هذه العملية استرداد أحادية، لبنات البناء الأساسية من البوليمر والمواد الكيميائية ذات القيمة العالية التي هي محض بما فيه الكفاية لاستخدامها في صنع مواد بلاستيكية جديدة. وميزة هذه العملية هو أن نفايات البلاستيك لا بد من فصل في وقت مبكر، وبالتالي القضاء على خطوة كثيفة العمالة في العمليات الحالية. كما أنه سيقلل من تكلفة أحادية والمواد الكيميائية، وسوف تقلل من استهلاك النفط، وهو مصدر المواد الأولية الكيماوية المستخدمة لإنتاج البلاستيك.
في عملية جديدة، يتم استرداد أحادية والمواد الكيميائية ذات القيمة العالية من التصنيع أو بعد الاستهلاك النفايات من خلال الانحلال الحراري متسلسل. منتجات التفاعل تخضع مفصلة التحليل الكيميائي لتحديد الظروف التي تسمح السيطرة على ردود فعل الانحلال الحراري. وهذا يسمح تصميم عملية لجمع المنتجات المطلوبة في عوائد عالية، والحد من متطلبات فصل لاحق وتنقية المنتج الهدف. وقدمت المختبر الوطني طلبات براءات الاختراع لتغطية عملية ما مجموعه سبعة مجاري النفايات البلاستيكية المختلطة.
على سبيل المثال أظهرت عملية جديدة لإعادة تدوير النفايات السجاد مونومر قيمة من النايلون 6 المستخدمة في ما يقرب من نصف جميع ألياف السجاد، ويمكن أن تكون معزولة مع غلة 85 في المئة. ويمكن أن يتم ذلك دون فصل النايلون من دعم مادي.
ويظهر تقييم اقتصادي إعادة التدوير التي تقوم بها شركة اقتصادية مستقلة التطبيقات لتكون واعدة. تتوقع هذه النتائج أن نبات الحجم التجاري إعادة تدوير 100 مليون جنيه من السجاد النفايات يمكن أن تنتج عالية الجودة آابرولاآتام لحوالي 15-50 سنتا للرطل الواحد. تبيع الكيميائية حاليا 90 سنتا ليصل الى 1 $ للرطل الواحد. وبعبارة أخرى، يمكن إعادة تدوير تقليل تكلفتها بنسبة 50 في المئة أو أكثر.
وتشمل التطبيقات الأخرى لعملية إعادة التدوير الكيميائية يتعافى حمض التريفثاليك من البولي ايثلين، أو الدائرة، في زجاجات البلاستيك المختلطة ويتعافى الستايرين من البلاستيك السكنية المختلطة. لم يقم إعادة التدوير PET الاقتصاد مواتية مثل تطبيق البولي بسبب انخفاض قيمة من الزجاجات البلاستيكية ولكن الحجم المحتمل للتيار النفايات كبيرة جدا. ويقدر الباحثون أن 900 مليون جنيه من راتنجات البوليستر بالحرارة، التي PET عنصرا رئيسيا، يمكن إعادة تدويرها كل عام.
الباحثون تتوسع قاعدة التكنولوجيا لعملية إعادة التدوير الكيميائية وبتحديد وتطبيقات واعدة جديدة لنفايات سائلة محددة. وتجري حاليا تجارب باستخدام المفاعلات الهندسة النطاق لتأكيد ردود فعل عملية وصقل ظروف التشغيل.
كيف يتم PET المعاد تدويرها؟
خمس زجاجات تسفر ما يكفي من الألياف واحد خارج كبيرة تي شيرت أو قدم مربع واحد من السجاد. (يتكون نصف جميع السجاد البوليستر المصنوعة في الولايات المتحدة من الزجاجات البلاستيكية المعاد تدويرها.)
يمكن أن خمسة وعشرين زجاجات اثنين لتر جعل سترة واحدة.
خمس زجاجات اثنين لتر تسفر يكفي fiberfill لسترة تزلج.
يستغرق 35 زجاجات اثنين لتر PET لتقديم ما يكفي من fiberfill للكيس للنوم.
أباريق الحليب مستعملة (# 2 HDPE) تصبح:
بدائل الخشب (مثل تلك الخضراء مقاعد حديقة البلاستيك)
أكواب قاعدة للزجاجات الصودا
أواني الزهور
أنبوب
لعب الأطفال
المخاريط الحاجز المرور
سلة المهملات
إعادة التدوير: الجيل القادم؟
لا يمكن لأحد أن يتنبأ بما الجيل القادم من الأبحاث إعادة التدوير والهندسة سيجلب. المهندسين الشباب - تفكر بالفعل على هذا السؤال.
إعادة تدوير البلاستيك وخلطه مع أسمنت جعل الطوب
