PROJEKT Z PRZEDMIOTU RECYKLING Temat: Recykling butelki PET po wodzie mineralnej

Prowadzący:

Wykonali:

Dr inż. Beata Pawłowska

Augustyn Mateusz Bryniak Adam Chmielowiec Maciej Kierepka Damian Rzeszów 2013

2

Spis treści

1.

Butelka plastikowa PET ............................................................................................... 4

2.

Specyfikacja materiałowa ............................................................................................. 4 2.1

Nakrętka ................................................................................................................ 5

2.2

Etykieta.................................................................................................................. 5

2.3

Właściwości PET-u ............................................................................................... 6

2.4

Surowce do produkcji politereftalanu etylenu ...................................................... 7

2.5

Produkcja politereftalanu etylenu.......................................................................... 9

2.6

Właściwości polipropylenu ................................................................................... 9

3.

Technika produkcji butelek plastikowych .................................................................. 10

4.

Ocena możliwości i zasadności recyklingu materiałowego i surowcowego .............. 12

5.

Metoda recyklingu butelki PET .................................................................................. 13

6.

Cykl życia butelki PET ............................................................................................... 19

7.

Wykorzystanie recyklatu ............................................................................................ 19

8.

Ekologiczniejsza forma opakowania .......................................................................... 23

9.

Nowoczesne technologie przetwórstwa PET ............................................................. 24 9.1

Biodegradowalne polimery ................................................................................. 24

9.2

Z butelkowego PET znów może powstać PET na butelki .................................. 25

10.

Wyliczenie opłat za korzystanie z środowiska ....................................................... 26

10.1

Opłaty za transport .............................................................................................. 27

10.2

Opłaty za emisję gazów z procesów technologicznych ...................................... 28

10.3

Opłaty za pobór wody oraz za odprowadzanie ścieków ..................................... 29

11.

Literatura ................................................................................................................. 30

3

1. Butelka plastikowa PET Plastikowa butelka to butelka wykonana z tworzywa sztucznego z szyjką która stanowi jej otwór, a zamykana jest przy pomocy korka wykonanego również z tworzywa sztucznego. Butelki plastikowe są zazwyczaj używane do przechowywania płynów takich jak woda, napoje bezalkoholowe, oleje silnikowe oraz stosowane w gastronomii, środki medyczne, szampony, płynne produkty spożywcze np. mleko oraz wiele innych. Wielkość oraz kształt butelek jest bardzo zróżnicowana i zależy od producenta danego medium, którym zostanie napełnione naczynie. Tworzywa sztuczne to materiały wytwarzane na podstawie polimerów syntetycznych lub naturalnych modyfikowanych z ewentualnym dodatkiem barwników, stabilizatorów, wypełniaczy, zmiękczaczy itp. Podstawowym elementem budowy tworzywa sztucznego jest wielkocząsteczkowy związek organiczny – polimer. O właściwościach tworzyw decydują niewielkie ilości związków małocząsteczkowych oraz inne substancje dodawane do polimerów. Tworzywa sztuczne są wielkim, choć jak się okazało, brzemiennym w skutki dla środowiska, osiągnięciem przemysłu chemicznego. W wielu zastosowaniach wyparły one skutecznie tradycyjne surowce naturalne, takie jak drewno, metal i szkło. Jeszcze parę lat temu tworzywa sztuczne stanowiły tylko 2% zawartości naszych kubłów; obecnie jednak ich procentowy udział wzrasta z każdym rokiem. Wraz z otwarciem dla zachodnich producentów naszych granic, wyroby z plastiku wręcz zalały polski rynek. Ze względu na swą budowę chemiczną nie ulegają naturalnemu rozkładowi, lecz pozostają w środowisku przez wieki. Warto przypomnieć, że rozkład np. plastikowej butelki po napoju, wykonanej z politereftalanu etylenu (PET), może trwać około 500 lat.

2. Specyfikacja materiałowa W codziennym życiu spotykamy się głównie z butelkami z tworzyw sztucznych z oznaczeniami PET (rys. 2.1). Materiał z którego są one wykonane nie pozwala wejść w reakcję chemiczną z medium, które znajduje się w jej wnętrzu, a dodatkowo posiada właściwości, które sprawiają iż tworzywa sztuczne są znacznie częściej wykorzystywane do produkcji butelek niż tradycyjne szkło.

4

Rys. 2.1 Elementy składowe butelki wody mineralnej

2.1 Nakrętka Nakrętka (rys. 2.2) jest wykonana z polietylenu o dużej gęstości - HDPE

lub

polipropylenu – PP. Materiały te charakteryzują się stosunkowo wysoką wytrzymałością, dużą zdolnością do absorbcji energii mechanicznej, a także odpornością na wilgoć. Przyjmujemy, że dla naszej butelki zakrętka jest wykonana z PP.

Rys. 2.2 Najpopularniejszy rodzaj nakrętki

2.2 Etykieta Etykiety z klejem standardowym to etykiety ogólnego przeznaczenia stosowane do najprostszych aplikacji na gładkie i suche powierzchnie, które nie są narażone na odziaływanie nietypowych warunków otoczenia. Zaletą ich jest niska cena oraz ogólna dostępność. Klej standardowy wykorzystywany jest z etykietami papierowymi i foliami PP lub PE. W branży etykiet przyjęło się określać klej standardowy jako klej akrylowy 5

na bazie wody (wodno rozpuszczalny). Kleje standardowe wykazują dobrą siłe klejenia do wszystkich powierzchni. Przyjmujemy, że dla naszej butelki etykieta jest wykonana z PP.

2.3 Właściwości PET-u Wyroby produkowane na bazie politereftalanu etylenu (PET) mają postać włókien, folii i artykułów konstrukcyjnych. PET jest szczególnie popularny i powszechnie znany jako materiał opakowaniowy, m.in. na butelki do napojów. Są one odpowiednio oznaczane (rys. 2.3), co umożliwia ich identyfikację i określa sposób postępowania z zużytym wyrobem (możliwy jest recykling).

PET =

=

=

Rys. 2.3 Przykładowe kody recyklingu PET

Politereftalan etylenu otrzymywany w wyniku szybkiego ochłodzenia stopu (produktu polikondensacji) jest amorficzny i ma gęstość 1,33 g/cm3. Stosunkowo łatwo (szczególnie w podwyższonej temperaturze) ulega krystalizacji, co wynika z symetrii makrocząsteczek ułatwiającej uporządkowane ułożenie segmentów łańcuchów w przestrzeni. Temperatura topnienia zależy od stopnia polimeryzacji i wynosi 255-264 oC. PET ma następujące cechy: 

doskonałe właściwości dielektryczne, mechaniczne i wytrzymałościowe,



odporność na starzenie i działanie światła,



odporność na działanie niskich i podwyższonych temperatur (nawet do temperatury bliskiej temperaturze topnienia),



odporność na działanie rozcieńczonych kwasów i zasad, olejów i tłuszczów, węglowodorów alifatycznych i aromatycznych oraz środków bielących,



niewielką odporność na działanie alkaliów (powodują hydrolizę), fenolu, krezolu i kilku innych silnie polarnych rozpuszczalników,



niewielką chłonność wilgoci, w powietrzu o wilgotności względnej 65% w temp. 20 oC chłonie tylko ok. 0,5% wody,

6



jest obojętny fizjologicznie i dopuszczony do kontaktu z żywnością (sterylizuje się go tlenkiem etylenu lub za pomocą naświetlania promieniowaniem UV).

2.4 Surowce do produkcji politereftalanu etylenu Tradycyjna metoda produkcji poli(tereftalanu etylenu) jest dwustopniowa i wykorzystuje jako surowce kwas tereftalowy (TA) lub jego ester dimetylowy (DMT) oraz glikol etylenowy:

Surowce do produkcji PET muszą charakteryzować się wysoką czystością (>99,0%), dlatego też jeszcze kilkanaście lat temu dominującym surowcem był DMT, ze względu na łatwość oczyszczenia. Współczesne technologie wykorzystując różnorodne procesy rafinacji umożliwiają otrzymywanie TA nawet o czystości 99,9%. Obecnie przeważającą ilość PET otrzymuje się wykorzystując kwas tereftalowy.

Kwas tereftalowy Kwas tereftalowy jest produktem pochodzenia petrochemicznego. Otrzymuje się go przez utlenianie p-ksylenu powietrzem w temp. 150 oC pod ciśnieniem 1,5 MPa. Reakcja zachodzi w fazie ciekłej, w środowisku lodowatego kwasu octowego w obecności homogenicznego katalizatora, np. octanu kobaltu:

Kwas tereftalowy jest aromatycznym kwasem dikarboksylowym. Jest bezbarwną, krystaliczną substancją mającą postać igieł, sublimującą w temp. 300 oC. Praktycznie nie rozpuszcza się w wodzie i licznych rozpuszczalnikach organicznych. Rocznie na świecie wytwarza się go prawie 25 mln ton i przeznacza głównie do produkcji PET. 7

Tereftalan dimetylu Tereftalan dimetylu (DMT) jest diestrem utworzonym z kwasu tereftalowego i metanolu:

DMT może być wytworzony w różny sposób. Dla celów komercyjnych jest wytwarzany poprzez estryfikację kwasu tereftalowego, alternatywnie przez utlenianie pksylenu i metylo-estryfikacji. Glikol etylenowy Glikol

etylenowy

jest

organicznym

związkiem

chemicznym

najprostszym alkoholem, produktem pochodzenia petrochemicznego,

będącym

otrzymywanym

przez uwodnienie tlenku etylenu. Reakcja przebiega w fazie ciekłej, z zastosowaniem dużego nadmiaru wody, bez udziału katalizatora, w temp. ok. 200 oC i pod ciśnieniem ok. 2 MPa:

Glikol etylowy w czystej postaci jest bezbarwną bezzapachową, syropowatą cieczą, oraz jest toksyczny jego połknięcie może powodować śmierć. Światowa produkcja glikolu etylenowego przekracza 12 mln ton. Większą część przeznacza się do produkcji tworzyw sztucznych. Warto zwrócić uwagę, że ważnym kierunkiem bezpośredniego zastosowania glikolu etylenowego jest produkcja płynów do chłodnic samochodowych, gdzie wykorzystuje się jego zdolność do znacznego obniżania temperatury zamarzania wody.

8

2.5 Produkcja politereftalanu etylenu Proces produkcji politereftalanu etylenu obejmuje dwie reakcje - estryfikację i polikondensację:

W pierwszym etapie prowadzi się estryfikację kwasu tereftalowego nadmiarem glikolu

etylenowego

otrzymując

ester

diglikolowy

kwasu

tereftalowego.

Po

oddestylowaniu powstającej wody i nadmiaru glikolu przeprowadza się polikondensację z wydzieleniem glikolu etylenowego jako produktu ubocznego. Obie reakcje zachodzą w temp. 250-280 oC, mają charakter odwracalny, a wydzielające się produkty uboczne przesuwają stan równowagi w stronę substratów. Konieczne jest więc ich szybkie usuwanie ze środowiska reakcyjnego. Otrzymywanie PET przebiega w warunkach beztlenowych (w atmosferze azotu). W reakcji polikondensacji, z powodu dużej lepkości stopu i utrudnionego mieszania, możliwe jest uzyskanie produktu o masie cząsteczkowej rzędu 15.000. Poliester o takiej masie cząsteczkowej nadaje się do przerobu na włókna, natomiast nie nadaje się do produkcji artykułów opakowaniowych takich jak butelki.

2.6 Właściwości polipropylenu Polipropylen otrzymuje się go w wyniku niskociśnieniowej polimeryzacji propylenu. Polipropylen jest jednym z dwóch, obok polietylenu, najczęściej stosowanych tworzyw sztucznych. PP jest tworzywem o najmniejszej gęstości spośród stosowanych szeroko polimerów. Wykazuje on dużą odporność chemiczną, zwłaszcza w temperaturze pokojowej, w której jest prawie całkowicie odporny na działanie kwasów, zasad i soli oraz rozpuszczalników organicznych. 9

PP jest materiałem palnym, bezbarwnym, bezwonnym i niewrażliwym na działanie wody (absorpcja wody wynosi od 0,01 do 0,03%). Jest on materiałem masowego użytku i dość dobrym materiałem konstrukcyjnym, zwłaszcza z dodatkiem napełniaczy włóknistych.

Rys. 2.4 Kod recyklingu PP

Jest materiałem obojętnym fizjologicznie oraz łatwym do przetwórstwa, ale należy unikać przekroczenia temperatury 270 °C, ponieważ powyżej następuje szybki proces degradacji (rozpadania się cząstek) polimeru.

3. Technika produkcji butelek plastikowych W

celu

wytworzenia

konkretnego

wyrobu

konieczne

jest

przetworzenie

zsyntezowanego polimeru i nadanie mu odpowiedniego kształtu. W skład tworzywa polimerowego

(sztucznego)

poza

samym

polimerem

wchodzą

również

(nano)wypełniacze, plastyfikatory, barwniki, upłynniacze oraz inne dodatki chemiczne, które modyfikują jego właściwości. Tworzywa te miękną podczas ogrzewania, co umożliwia ich łatwe otrzymywanie kształtów. Pierwszym etapem jest przygotowanie preformy (rys. 3.1), które są produkowane na maszynach wtryskowych z politereftalanu etylenu (PET). Początkowo ma on postać granulatu. Pierwszym etapem produkcji jest rozgrzanie tworzywa do temperatury 250 300 st. C. Po doprowadzeniu do stanu płynnego, masa jest wtryskiwana do formy, gdzie osiąga zamierzony kształt. W trakcie chłodzenia następuje proces krystalizacji, dzięki której preforma uzyskuje odpowiednie właściwości.

10

Rys. 3.1 Przykładowe preformy

Butelki wytwarzane są na maszynach rozdmuchowych (rys. 3.2). Proces technologiczny wykorzystuje półprodukt, jakim jest preforma PET. Zostaje ona rozgrzana do temperatury ok. 80 st. C, dzięki czemu uzyskuje elastyczność. Po umieszczeniu w odpowiedniej formie, jest rozdmuchiwana strumieniem powietrza o wysokim ciśnieniu, aż do osiągnięcia zamierzonego kształtu (rys.3.3). Jednocześnie następuje chłodzenie, w trakcie którego butelka uzyskuje odpowiednie właściwości.

Rys. 3.2 Maszyna rozdmuchowa

11

Rys. 3.3 Schemat rozdmuchu butelki

4. Ocena możliwości i zasadności recyklingu materiałowego i surowcowego Tworzywa sztuczne, pozyskiwane z przerobu ropy naftowej, środowiska naturalnego, gdyż proces ich rozkładu wynosi

są groźne dla

nawet kilka tysięcy lat.

Porzucone, niezagospodarowane odpady (rys. 4.1) uwalniają toksyczne substancje, które następnie przenikają do gleb i wód gruntowych. Niebezpieczne jest również samodzielne spalanie tworzyw sztucznych, z uwagi na uwalniane substancje trujące. Dlatego ważne jest przetwarzanie plastiku.

Rys. 4.1 Zanieczyszona rzeka przez plastikowe śmieci 12

PET jest głównym surowcem stosowanym na opakowania, co powoduje wysoką jego produkcje. Jest to niekorzystne, na szczęście na świecie dokonuje się duży postęp w zakresie opakowań PET. Dotyczy on zmniejszenia masy butelek o pojemności 2 l do napojów gazowych poniżej 50g (poprzednio 63g). Biorąc pod uwagę wszystkie zalety PET, jego szerokie zastosowanie, łatwość obróbki i niewysoki koszt oraz fakt, iż jest on łatwo dostępny na rynku możemy stwierdzić, że jest on ekomateriałem i często nie ma dla niego konkurencji podczas doboru materiału. Wydajność

recyklingu

opakowania

PET

wynosi aż 95 %, a także powoduje redukcję emisji gazów cieplarnianych. Jest to stosunkowo drogie tworzywo, ale jego recykling jest bardzo opłacalny. PET można przetwarzać na włókna i przędze, folie, oleje opałowe, a nawet meble. Zbiórkę tworzyw sztucznych prowadzi się za pomocą pojemników w kolorze żółtym (rys. 4.2).

Rys. 4.2 Pojemnik na plastik w tym na butelki PET

5. Metoda recyklingu butelki PET Wybrana metoda recyklingu polega na mechanicznym przetwórstwie tworzywa sztucznego (rys. 5.1). Ten typ recyklingu pozwala na odzyskanie z odpadów tworzyw czystych, pełnowartościowych frakcji polimerów nadających się do ponownego przetwórstwa. Uzyskuje się produkt w postaci płatków recyklatu lub regranulatu.

13

Rys. 5.1 Przykładowa linia recyklingu mechanicznego

Pierwszym etapem recyklingu jest zbiórka butelek PET do odpowiednio oznaczonych kontenerów, pojemników. Następnie są one prasowe i formowane w bele przygotowane do transportu (rys. 5.2).

Rys. 5.2 Sprasowany materiał wejściowy

Sortowanie rozpoczyna się od tego, że bele odpadowych butelek PET dostarczane z magazynu są otwierane przez przecięcie pasków opakowaniowych. Potem trafiają na 14

pas transmisyjny z wykrywaczem metali, gdzie odbywa się sortowanie zgubne (rys. 5.3). Polega ono na oddzieleniu wszystkiego, co nie jest PET - em. W ten sposób separowane są od PET-u puszki metalowe i butelki z PE. Jeśli detektor odkryje jakikolwiek metal, następuje wówczas natychmiastowe wyłączenie pasa transmisyjnego.

Rys. 5.3 Sortowanie zgrubne

Ponownie oddzielane są materiały inne niż PET. Tym razem szuka się kamieni oraz wszelkiego rodzaju brudu. Obrotowy przesiewacz bębnowy z powodzeniem wyłapuje też drobne elementy z PVC. Pomaga ponadto w usuwaniu nakrętek z butelek, gdyż w wyniku obrotów bębna następuje ich poluzowanie. Następnie cały proces trafia na poziomą taśmę transmisyjną (rys. 5.4), gdzie następuje selekcja butelek na podstawie ich koloru. W dalszej fazie procesu dostają się one na taśmę transmisyjną zasilającą młyn.

15

Rys. 5.4 Transport surowca pasem transmisyjnym

Kolejnym etapem procesu technologicznego jest mielenie, czyli płatkowanie oraz oddzielanie naklejek. Specjalny separator etykiet pracuje z przeciw-przepływem, gdzie naklejki są oddzielane od płatków PET. Separatorem jest przepływające powietrze. Porywa ono ze sobą naklejki, brud, pył, a następnie przechodzi do cyklonu, gdzie jest filtrowane. Po oddzieleniu zanieczyszczeń płatki PET są pneumatycznie przenoszone do dwóch silosów magazynująco - zasilających. Od silosów rozpoczyna się linia mycia i oczyszczania. Silosy mają konstrukcję ze stali nierdzewnej. Dzieje się tak, bo nie ma pewności, że przychodzące płatki PET są suche. Wykorzystanie stali nierdzewnej pozwala zaś obniżyć koszty konserwacji i czyszczenia. Obydwa silosy posiadają przenośniki ślimakowe do transportu płatków na jeden wspólny przenośnik zasilający separator flotacyjny. Z kolei zbiornik flotacyjny wyposażony jest w ślimak popychający płatki pod powierzchnię wody. Tam natomiast, przy pomocy obracającego się z dużą prędkością wału obrotowego z prętami, następuje wstrzykiwanie płatków do układu. Zbiornik eliminuje napięcia powierzchniowe wody i ułatwia rozdzielenie płatków PET od płatków PE lub PP. Poliolefiny kierują się w stronę powierzchni, podczas gdy PET tonie. Ślimak denny transportuje wówczas płatki na przeciwną stronę zbiornika, gdzie znajduje się wlot do hydrocyklonu. Z kolei materiał pływający w postaci poliolefin lub papieru porusza się do spadu wody, gdzie jest usuwany z układu separacji flotacyjnej. Później płatki PET są zasysane przez pompę z otwartym wirnikiem i popychane do hydrocyklonu. Tam odbywa się zwiększenie różnicy ciężarów właściwych poszczególnych frakcji materiałowych 16

przez wykorzystanie siły odśrodkowej powstałej przez sam ruch wody. Tym samym płatki PET i wszystko to co jest cięższe od wody, przechodzi do jednego wylotu, natomiast materiały unoszące się w wodzie przechodzą do innego wylotu i z powrotem do zbiornika. Po odwodnieniu płatki spadają do zbiornika maszyny myjącej. W myjce spokojnie można regulować czas mycia płatków. Urządzenie posiada gruby obracający się wirnik z dużą ilością wypustek stalowych. Wirnik wywołuje tarcie na powierzchni płatków, co jest podstawą ich mycia. W trakcie mycia płatków maszyna wytwarza również wiele ciepła, a temperatura dochodzi do 90 st. C. Ciepło jest kontrolowane poprzez dostarczaną do układu wodę. Kolejnym urządzeniem linii recyklingu jest płuczka wirowo-osuszająca. Usuwa ona brud z płatków PET oraz nadmiar zanieczyszczonej wody. W ten sposób uzyskuje się czyste płatki (rys. 5.5). Płuczka ma kształt suszarki z tryskaczami wody w dolnej części. Ich rolą jest płukanie materiału przychodzącego z maszyny myjącej. Płatki, które opuszczają suszarkę trafiają do drugiego separatora flotacyjnego. Wpadający tu materiał PET jest stosunkowo słabo zanieczyszczony, dlatego w tym separatorze flotacyjnym nie trzeba filtrować wody. Końcowe suszenie odbywa się za pomocą wirówki mechanicznej. To z niej oczyszczone i suche płatki PET trafiają do silosu ze stali nierdzewnej.

Rys 5.5 Płatki recyklatu

Tak przygotowany surowiec poddajemy procesowi regranulacji. W przypadku regranulacji płatków PET najważniejszą rzeczą jest dostarczenie ich do wytłaczarki odpylonych i suchych. Wytłaczarka (ekstruder) posiada hydrauliczny wymieniacz sit 17

(przyłączony do beczki) zatrzymujący wszystkie zanieczyszczenia, które nie stopiły się wraz z PET (głównie gumę, nieco fragmentów aluminium, itd.). Do osprzętu ekstrudera zalicza się płaską głowicę do produkcji nitek (żył) polimerowych, wannę z wodą chłodzącą oraz krajarkę (granulator) nitek polimerowych, która spełnia wszystkie wymogi bezpieczeństwa i jest na tyle mocna, aby ciąć ilość materiału dostarczaną przez ekstruder. Następnym elementem jest wibracyjne sito separujące ponadnormatywne (nadwymiarowe) oraz posklejane (bliźniaki) granulki od granulek pożądanych odpowiednich wymiarów. Wszystkie ponadnormatywne i odrzucone granulki przez wibracyjne sito separujące, mogą zostać z powrotem przetopione. Tymi odpadowymi granulkami zasypuje się zbiornik samowyładowczy przed ekstruderem. Po wytłoczeniu uzyskuje się regranulat (rys. 5.6), który służy jak materiał wyjściowy do ponownej produkcji.

Rys. 5.6 Wytłoczony reglanulat

Recykling PET dotychczas przyjmował przede wszystkim formę przerabiania zużytych butelek na włókno poliestrowe, z którego wykonuje się rozmaite wyroby: bluzy typu polar, koszulki, chodniki i dywany. Stosuje się też PET z recyklingu do wyrobu rozmaitych przedmiotów użytku. Efektywność procesu recyklingu PET, tak jak i innych opakowań, w znaczącym stopniu zależy od efektywności systemu zbiórki tych opakowań od konsumentów. Im lepiej system jest zorganizowany i im większa świadomość konsumentów, tym lepsza jakość surowców uzyskanych z takiej zbiórki, a zatem większa ich wartość ekonomiczna i technologiczna. Na tle innych rodzajów opakowań recykling PET wypada w Polsce korzystnie - w stosunkowo wielu gminach zbiera się selektywnie, istnieje wiele zakładów przetwarzających PET. 18

6. Cykl życia butelki PET

7. Wykorzystanie recyklatu Dość powszechne jest obecnie wykorzystanie recyklatu w motoryzacji. W kolejnych etapach wytwarza się w związku z pogarszaniem się własności recyklatu coraz "gorsze" elementy, np. tworzywo ze zderzaków jest przerabiane na dywaniki (rys. 7.1).

19

Rys. 7.1 Osłona silnika wytworzona z przetworzonych butelek PET

Inny podejściem do recyklingu butelek z PET, nie wymagającej dokładnego oczyszczenia, bez konieczności nakładania znacznych środków finansowych, i zagospodarowanie uciążliwymi odpadami jest wytwarzanie płyt termoizolacyjnych

i

drenażowych (rys. 7.2). Potrzebny materiał otrzymuje się ze zmielonych butelek oraz kleju. Zmielone butelki z PET w postaci płatków miesza się z lepiszczem i tak otrzymaną kompozycję poddaje się prasowaniu w formach. Materiał ten wykazuje własności termoizolacyjne, jest idealnym materiałem do docieplania wylewek np. podłóg hal przemysłowych. Wodoodporność i wodoprzesiąkliwość płyt wykonanych z tego kompozytu daje mechanicznie wytrzymały materiał docieplający fundamenty budynków zapewniając odprowadzenie wód do drenażu. Materiał ten jest również odporny na korozję atmosferyczną, biologiczną oraz chemiczną.

Rys. 7.2 Płyty drenażowo-izolacyjne 20

Dzięki opracowanej przez naukowców amerykańskich w latach 70-tych technologii możliwe jest otrzymanie z przemielonych butelek włókna poliestrowego, z którego produkowane są m.in. polary. Popularne bluzy (rys. 7.3), które chronią nas przed chłodem, a jednocześnie przepuszczają powietrze, nie powodując pocenia się to coś, co posiada w szafie większość z nas. Materiał, z którego zostały wytworzone, powstał na wzór cienkich rurek, które dają dobrą izolację termiczną i minimalną absorpcję wody. Jedna bluza polarowa powstaje z ok. 35 butelek plastikowych. Poza tym, z włókna poliestrowego powstają również inne produkty, z którymi mamy kontakt na co dzień. Zalicza się do nich m. in. ubrania narciarskie, plecaki, namioty, a nawet buty.

Rys. 7.3 Bluzy z włókna otrzymanego w recyklingu butelek

Innym sposobem powtórnego zastosowania butelek plastikowych jest rozwiązanie stworzone i realizowane przez amerykańskiego producentów i dystrybutorów narzędzi malarskich. Efektem jest wytwarzanie z plastikowych butelek ekologicznych narzędzi malarskie marki. Wśród nich wyróżnić można m.in. kuwety malarskie, pędzle poliestrowe, pędzle nylonowe oraz wałki (rys. 7.4).

21

Rys. 7.4 Narzędzia malarskie z przetworzonego PET-u

Folie poliestrowe (rys. 7.5) typu RPET (z dodatkiem recyklatu) znajdują swoje zastosowanie do produkcji wszelkich innych opakowań, które ze względu na swoje przeznaczenie nie wymagają atestów dopuszczających do kontaktu z żywnością.

Rys. 7.5 Folia poliestrowa z dodatkiem RPET

22

8. Ekologiczniejsza forma opakowania Opakowanie Bag-In-Box (BIB – „worek w pudełku”) służy do wydłużania trwałości płynnych lub półpłynnych produktów żywnościowych lub jako wygodne opakowanie produktów przemysłowych (rys. 8.1).

Rys. 8.1 Przykład opakowania BIB

Opakowanie to jest przyjazne dla środowiska, zapewnia niższa emisję substancji węglopochodnych od alternatyw opakowań z tworzyw sztucznych lub szkła. Pudełko zewnętrzne, wykonane z tektury falistej lub tektury litej, zapewnia wyjątkową ochronę podczas transportu. Opakowania – z wysokiej jakości nadrukiem, w kolorze i z elementami graficznymi mającymi na celu przyciągnięcie uwagi nabywcy na rynku detalicznym – powodują zwiększenie sprzedaży.

23

Każdy worek jest wykonany tak, aby zabezpieczyć znajdującą się w nim ciecz i zagwarantować, że zawartość nie zostanie zanieczyszczona przez powietrze z otoczenia. Ciecz

można

dozować

przez

szeroką

gamę

kurków

zapobiegających

przedostawaniu się powietrza do opakowania podczas dozowania. Worek i kurek współpracują w celu wydłużenia trwałości produktu przed otwarciem i po otwarciu opakowania. Opakowania Bag-in-Box oferowane są złożone na płasko, aby zmaksymalizować wykorzystanie powierzchni składowania i zminimalizować koszty transportu. Dostarczamy również maszyny do napełniania i pakowania, oferując w pełni zintegrowane rozwiązania.

9. Nowoczesne technologie przetwórstwa PET Masowa produkcja opakowań z tworzyw sztucznych znacznie przekracza możliwości ich ponownego wykorzystania, naukowcy szukają innych sposobów zmniejszenia ilości odpadów zalegających w przyrodzie.

9.1 Biodegradowalne polimery Jednym z kierunków poszukiwań jest wytworzenie takich materiałów opakowaniowych, które znacznie szybciej niż plastik rozłożą się w środowisku naturalnym. Naukowcom udało się już opracować technologie produkcji tzw. polimerów biodegradowalnych spełniających te wymagania. Polscy naukowcy wynaleźli biodegradowalne tworzywo, które zostało opatentowane pod znakiem BIOMIXED. Centrum Chemii Polimerów PAN (Polskiej Akademii Nauk) realizuje wspólnie z naukowcami czeskimi i włoskimi projekt o nazwie BIOMIXEDPACK. Celem tego projektu jest opracowanie technologii produkcji opakowań warstwowych, np. do mleka i soków, które będą składały się z: – tektury, – naniesionego na tekturę tworzywa biodegradowalnego (BIOMIXED). Dąży się do tego, aby tworzywo rozkładało się wraz z tekturą w warunkach tzw. repulpacji makulatury, czyli w procesie przetwarzania makulatury do produkcji papieru. Kompostowanie (organiczny recykling) – naturalna metoda unieszkodliwiania i zagospodarowania 24

odpadów,

polegająca

na

rozkładzie

substancji

organicznej

przez

mikroorganizmy – bakterie tlenowe, owady, nicienie etc. Jest to proces przetwarzania substancji w kontrolowanych warunkach w obecności tlenu (powietrza), w odpowiedniej temperaturze i wilgotności. W procesie kompostowania wytwarzany jest wartościowy nawóz naturalny – kompost, który można stosować do upraw ogrodniczych, kwiaciarskich itp. Naukowcy wynaleźli szereg tworzyw polimerowych, biodegradowalnych, które nadają się do kompostowania. Mają one swój osobny znak graficzny. Przykładowe zastosowania butelek biodegradowalnych przedstawiła Firma Amcor PET Packaging Zaprojektowała ona i wyprodukowała butelki z biodegradowalnego materiału opartego na polikwasie mlekowym PLA. Butelki z PLA rozkładają się w ciągu 75–80 dni od rozpoczęcia procesu kompostowania. Produkt świetnie nadaje się do przechowywania: – olejów jadalnych, – niegazowanej wody mineralnej, – świeżego mleka.

9.2 Z butelkowego PET znów może powstać PET na butelki Koncern IBM i naukowcy z amerykańskiego Uniwersytetu Stanforda opracowali wspólnie rozwiązanie, które może doprowadzić do przełomu w procesie recyklingu tworzyw sztucznych. Wspólnym

wysiłkiem

obydwu

podmiotów udało się stworzyć organiczne katalizatory

dające

możliwość

odwrócenia

procesu polimeryzacji, co sprawia że monomery wracają

do

swojego

stanu

pierwotnego.

Odkrycie może być pomocne choćby w tym, by 13 mld tworzywowych butelek, trafiających rocznie na

wysypiska

na

całym świecie,

podlegało łatwiejszemu recyklingowi. Nowe katalizatory

powstały

nieco

przypadkowo.

Pierwotnie

chciano

stworzyć

ulepszone

polimery, które miały być używane w budowie czipów komputerowych. Tymczasem powstał katalizator, który pozwala przetworzyć polimer z butelek PET w tworzywo nadające się do powtórnego wykorzystania właśnie w produkcji butelek PET. Innymi słowy z butelkowego PET będzie można znów wytworzyć butelki PET. 25

Dotychczas tworzywo to można było co oczywiste odzyskać, ale w postaci polimeru, którego nie dało się już ponownie wykorzystać do produkcji takich samych butelek PET. Nowy katalizator działa w roztworze glikolu polietylenowego. Pozwala przetworzyć PET już w temperaturze 75 oC. PET powstaje z połączenia poliestrów kwasu tereftalowego oraz glikolu polietylenowego właśnie. Pocięte butelki, przeznaczone do przetworzenia, umieszczane są w roztworze zawierającym katalizator, podgrzewanym do temperatury wymaganej parametrami procesu. W tym czasie pod wpływem obecności glikolu polietylenowego i pod wpływem katalizatora dochodzi do łączenia się cząstek estrowych z glikolem i powstaje syntetyk o identycznych właściwościach jak tworzywo, które budowało wcześniej poddane przetworzeniu PET.

10. Wyliczenie opłat za korzystanie z środowiska Informacja o przedsiębiorstwie:

Przedsiębiorstwo: Recykling S.A. Kraj: Polska Siedziba: Jasło Adres: 38-200 ul. Przemysłowa 10 Telefon: 14-882-13-22 NIP: 150-005-68-24

26

Firma Recykling S.A. z siedzibą w Jaśle zajmuje się produkcją butelek PET od 2000 roku. Nieustannie udoskonala i unowocześnia swoje wyroby dostosowując się do wysokich norm produkcji oraz wymogów klientów. Większość wytworzonych produktów wytworzonych przez firmę jest eksportowana o krajów Unii Europejskiej, gdyż tam znajdują się nasi główni odbiorcy.

10.1

Opłaty za transport

Firma dysponuje flotą 10 samochodów Renault Magnum wykorzystywanych do transportu surowca oraz gotowych produktów. Spełniają one normę EURO 5. Naliczone opłaty za środki transportu przedstawione zostały poniżej:

Wzór na obliczenie ilości zużytego paliwa [Mg]

Wzór na obliczenie poniesionych opłat [zł]

Dane: Liczba samochodów [szt]

10

Rodzaj paliwa

ON

Średnie zużycie paliwa [l/100km]

30

Spalanie roczne [Mg]

756

Przebieg roczny [km]

300 000

Gęstość paliwa [kg/l]

0,84

Stawka opłat za wprowadzanie spalin [zł]

5,78

Poniesione opłaty: Opłaty za środki transportu [zł]

4 369,68

27

10.2

Opłaty za emisję gazów z procesów technologicznych

Proces produkcyjny oparty jest na wytwarzaniu poprzez wytłoczenie prefabrykatów z granulatu, który dostarcza firma kooperacyjna. Ostateczny kształt butelek nadawany jest na maszynie rozdmuchowej. Podczas procesu produkcji można wyróżnić emitowane gazy do powietrza: dwutlenek węgla, węglowodory alifatyczne i ich pochodne.

Wzór na obliczenie emisji gazów [kg/kwartał]

Dane: Dwutlenek węgla [zł/Mg]

0,28

Węglowodory alifatyczne i ich pochodne [zł/kg]

0,11

Czas pracy [h/kwartal]

600

Czas pracy [h/rok]

2400

Emisja dwutlenku węgla [kg/h] Emisja węglowodorów alifatycznych i ich pochodnych [kg/h] Emisja dwutlenku węgla [kg/rok] Emisja węglowodorów alifatycznych i ich pochodnych [kg/rok]

20 0,3 192 000 2880

Poniesione opłaty: Opłaty za emisję dwutlenku węgla [zł] Opłaty za emisję węglowodorów alifatycznych i ich pochodnych [zł] Roczna suma opłat za emisję gazów [zł]

28

53,80 316,80 370,60

10.3

Opłaty za pobór wody oraz za odprowadzanie ścieków

Na potrzebę produkcji butelek przedsiębiorstwo korzysta z własnej studni głębinowej. Cała ilość pobranej wody w celu zapewnienia jej odpowiedniej jakości podlega procesom uzdatniania przy zastosowaniu dezynfekcji oraz demineralizacji. Ścieki są składowane w hermetycznych zbiornikach przyzakładowych i są one utylizowane przez zewnętrzną firmę komunalną.

Wzór na obliczenie opłat za pobór wody [zł/kwartał]

Dane: Ilość wody [m3/kwartał]

5 000

Jednostkowa stawka opłaty [zł/m3]

0,093

Współczynnik różnicujący (przyjmujemy 2)

2

Poniesione opłaty: Opłaty za pobór wody [zł/rok]

3 720

29

11. Literatura 1. Frącz W.: Przetwórstwo tworzyw polimerowych Laboratorium. Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów 2011. 2. http://www.recykling.pl 3. http://opakowania.com.pl/ 4. http://tworzywa.com.pl/ 5. http://www.kigpr.pl/ 6. http://www.eko-pol.eu/ 7. http://stenaekostacja.pl/ 8. http://www.plasticseurope.pl/ 9. http://smfpoland.pl/bag-in-box-2/ 10. http://www.plastpet.pl/wszystko_o_pet.html 11. http://www.plastech.pl/wiadomosci/butelki-PET,k9 12. http://ekotarg.pl/artykul/recycling_i_handmade_czyli_co_mozna_zrobic_z_plastikowej_butelki,19

30