Mechatronika

Recykling

Wykład 10 20g z /30g

Recykling tworzyw sztucznych. Klasyfikacja tworzyw

sztucznych ze względu na metody ich recyklingu. Metody

i środki techniczne

3

Przetwórstwo tworzyw sztucznych

4

Przetwórstwo tworzyw sztucznych

•Tworzywa sztuczne – materiały oparte na
polimerach syntetycznych, zastępujące tradycyjne

materiały takie jak

drewno

, ceramika, metal,

kauczuk naturalny

,

gutaperka

oraz stanowiące grupę

zupełnie nowych materiałów, które nie mają swoich
naturalnych odpowiedników.

5

Przetwórstwo tworzyw sztucznych

15

Tworzywa sztuczne - recykling

Tworzywa sztuczne a środowisko.

• Propozycje biodegradalnych tworzyw sztucznych.
• 1971r -kanadyjski chemik, dr James Guiller, opatentował plastik ulegający

biodegradacji pod wpływem światła słonecznego.

• Pierwszym praktycznie stosowanym i w pełni "rozkładającym się" tworzywem

sztucznym był biopal wyprodukowany w ICI w Billingham w Cleveland. Jego
składnikiem stały się bakterie żyjące w glebie.
W 1993 roku japońska korporacja Kai wypuściła na rynek nożyk do golenia,
który całkowicie rozkłada się na wodę i dwutlenek węgla w ciągu dwóch lat od
chwili zakopania go w ziemi lub zatopienia w oceanie.
Tradycyjny plastik rozkłada się od 50 do 100 lat.

16

Tworzywa sztuczne - recykling

•Tworzywa sztuczne - ze względu na swą budowę

chemiczną - nie ulegają naturalnemu rozkładowi, lecz
pozostają na hałdach przez wieki.

•Rozkład np. plastikowej butelki po napoju chłodzącym,

wykonanej z politereftalanu etylenu (PET), może trwać i
500 lat, a w czasie jej powolnego rozpadu do gleby
przenikają toksyczne substancje.

17

Tworzywa sztuczne - recykling

• W latach 70. opracowano w USA technologię pozwalającą otrzymywać z

przemielonych PET-ów włókno poliestrowe o bardzo wysokiej jakości.

• Włókno z odzysku to znakomity surowiec na ubrania narciarskie, turystyczne,

treningowe, na ekwipunek turysty i wyczynowca: plecaki, namioty, buty.

• Z PET-ów wytwarzana jest dzianina typu polar.
• Nie ma dziś firmy, która nie wykorzystywałaby włókna poliestrowego do

produkcji wyposażenia sportowo-turystycznego.

• Największe, jak Reebok, Jansport, Timberland, - dążą do wykorzystania włókien

poliestrowych (z odzysku) w produkcji tkanin i dzianin.

18

Tworzywa sztuczne - recykling

•Recykling tworzyw sztucznych staje się coraz

poważniejszym działem gospodarki. Przykładowa w USA
liczba firm zajmujących się recyklingiem tworzyw
sztucznych wynosiła w 1999r 1677) i była prawie sześć
razy większa niż w 1986r (310).

Odzysk tworzyw sztucznych

•Odpady z tworzyw sztucznych stanowią tylko 1 procent

masy produkowanych odpadów

•Unikanie składowania tworzyw sztucznych na

składowiskach odpadów - ze względu na swą budowę

chemiczną nie ulegają rozkładowi w warunkach

naturalnych,. 

• Należy pamiętać, że tworzywa sztuczne są

wartościowym materiałem, który można odzyskać w

różnych procesach recyklingu.

RECYKLING tworzyw sztucznych

•Czas rozkładu tworzyw sztucznych w środowisku

naturalnym sięga setek lat, a w czasie ich powolnego
rozpadu do gleb przenikają toksyczne substancje, które
wcześniej zostały wykorzystane w produkcji jako
stabilizatory czy usztywniacze.

•Wyrzucane w ciągu roku butelki z politereftalanu etylenu

(PET), ustawione jedna na drugiej - jak wyliczyli Anglicy -
utworzą wieżę o wysokości 28 mln km.

•To 73-krotna odległość Ziemia - Księżyc.

Recykling mechaniczny

•

Recykling mechaniczny oznacza mechaniczne rozdrabnianie

zużytych tworzyw sztucznych do postaci regranulatu lub

recyklatu nadających się do ponownego przetworzenia.

•

Struktura chemiczna pozostaje praktycznie niezmieniona.

•

Rozdrobnione do niewielkich rozmiarów plastikowe cząstki są

czyszczone i rozdzielane na różne frakcje.

•

Recykling mechaniczny stosuje się jeśli odzyskiwane tworzywa

są czyste i jednorodne.

•

Przykładem takiego procesu jest recykling mechaniczny

zużytych butelek PET, folii przemysłowych z poliolefin czy ram

okiennych z PVC.

Recykling chemiczny

•Recykling chemiczny

polega na rozpadzie

materiału polimerowego w wyniku reakcji

chemicznej z wodą lub innymi związkami

chemicznymi w wyniku, której powstają związki

małocząsteczkowe, służące do ponownego

otrzymania czystych polimerów lub do innych

celów.

Odzysk energii 

•Odzysk energii oznacza spalanie odpadów z tworzyw

sztucznych z równoczesnym produkowaniem energii do

celów wytwarzania elektryczności, pary wodnej lub na

potrzeby ogrzewania.

•Odzysk energii jest szczególnie wskazany w przypadku

zmieszanych i/lub zanieczyszczonych frakcji odpadów z

tworzyw sztucznych.

•Przykładami takich instalacji są spalarnie odpadów

komunalnych, jak np. wiedeńska spalarnia odpadów

znajdująca się w centrum miasta, a także cementownie

oraz zakłady przemysłu papierniczego (produkcja

celulozy i wiskozy)

Zestawienie wartości opałowej dla tworzyw sztucznych –

badania eksperymentalne i dane literaturowe

Recykling termiczny

• polega na rozpadzie materiału polimerowego pod wpływem

temperatury.

• Do recyklingu termicznego zaliczamy pirolizę, hydrokraking,

czyli uwodornienie, zgazowanie i bezpośrednie spalanie z
odzyskiem ciepła.

• Piroliza polega za rozkładzie termicznym polimerów bez dostępu

powietrza w temperaturze 700-1000°C. Otrzymuje się produkty
w postaci gazu (44%), oleju (26%) i odpadów stałych (30%).

• Gaz i odpady stałe używa się do celów opałowych natomiast olej

przerabia się na surowce do syntezy polimerów.

Technologie odzysku tworzyw sztucznych

•Proces pirolizy  - zastosowany do unieszkodliwiania

mieszaniny tworzyw sztucznych. Poddawane są one:

obróbce wstępnej:
mieleniu,
 oddzielaniu od innych materiałów odpadowych,
 a następnie stapianiu i krakingowi.
•W procesie otrzymuje się około 20÷30% produktów gazowych

i 60÷70% olejów, które rozdziela się w kolumnie destylacyjnej.
    

Schemat procesu pirolizy

RECYKLING tworzyw sztucznych

•Recykling surowcowy jest procesem przetwarzania

materiałów i wyrobów odpadowych do postaci surowców, z
których te materiały i wyroby zostały wytworzone.

•Proces ten obejmuje wysokotemperaturowy rozkład

organicznych materiałów odpadowych na proste związki
chemiczne.

•Przykładem takiego recyklingu jest recykling tworzyw

sztucznych do postaci gazu złożonego z tlenku węgla CO i
wodoru H

2

, który jest z kolei surowcem wykorzystywanym

do produkcji pierwotnych tworzyw sztucznych

.

PCW - recykling

•Na świecie są opracowane metody recyklingu PCW.
•Stary wyrób po rozdrobnieniu i umyciu podlega granulacji.
•Granulat stanowi już surowiec produkcyjny.
•Jednak recykling PCW oznacza wyższe koszty produkcji.

•Wysokie koszty przetwarzania polichlorku winylu związane są z jego składem

chemicznym. Tworzywo zawiera domieszki szkodliwych pierwiastków, takich jak
ołów czy kadm oraz dużą ilość chloru.

•Z tego powodu materiały z PCW nie mogą być przerabiane z innymi plastikami,

co pociąga za sobą konieczność kosztownego sortowania.

•Efektem powtórnej produkcji jest materiał trzykrotnie droższy, którego

parametry są o 7 procent gorsze niż nowo wyprodukowanego tworzywa.

PCW - recykling

•Opłacalne, choć kontrowersyjne, jest spalanie odpadów z

PCW.

•Mają one wartość energetyczną 4500 kcal/kG, nieco

mniejszą od tej, jaką ma węgiel kamienny, a przy jego
spalaniu wydziela się chlorowodór.

•Instalacje do utylizacji PCW już pracują w Niemczech.

Według danych niemieckich energia odzyskiwana rocznie
ze spalania odpadów z PCW jest równoważna energii
uzyskiwanej z 22.5 tys. ton ropy naftowej.

•A przy okazji odzyskuje się 31 tys. ton chlorowodoru dla

potrzeb przemysłu chemicznego.

Polietylen

• Najczęściej spotykanym tworzywem sztucznym jest

polietylen.

• Zrobione są z niego reklamówki i delikatne folie służące

m.in. do opakowań spożywczych.

• Do produkcji polietylenu wykorzystywany jest benzen -

związek chemiczny uznawany za jedną z

przyczyn

białaczki

.

Polistyren

• polistyren i pianka polistyrenowa czyli styropian.
• Produkuje się z niego popularne kubki i tacki na jedzenie.
• Spośród wielu używanych do jego produkcji związków jeden jest szczególnie

niebezpieczny - steryna.

• W kontakcie z żywnością i napojami zostaje przez nie wchłonięta i

przedostaje się do organizmu człowieka.

• Steryna jest bardzo toksyczna

.

• Powoduje uszkodzenia chromosomów, prawdopodobnie ma także

właściwości rakotwórcze. Związek ten nie wydostaje się z organizmu
człowieka, kumulując się w tkance tłuszczowej.

RECYKLING-

Stały wzrost odzysku - 58% w2010 roku (UE27 + Norwegia i Szwajcaria)

RECYKLING -

Łączny recykling i odzysk odpadów z tworzyw sztucznych

w latach 2006-2010

Butelka PET - recykling

 Sortowanie kolorów i prasowanie
 Mielenie butelek na płatki
 Oddzielanie etykiet i nakrętek
 Mycie płatków
 Suszenie tworzywa
 Wytłaczanie i granulacja
 Wyroby gotowe: preforma i włókno

Urządzenia do recyklingu -

rozdrabniacz

Urządzenia do recyklingu -

separacja



Separator magnetyczny

 Separator optyczny
 Separator elektrostatyczny
 Wanna separująca
 Hydrocyklon
 Separator pneumatyczny

Urządzenia do recyklingu - suszarka

Schemat linii do regranulacji PET

Nowy zakład recyklingu PET w Radomsku

•W kwietniu 2013r przedsiębiorstwo PRT Radomsko Sp. z o.o. zakończyło inwestycję

rozpoczętą przed dwoma laty w Podstrefie Radomsko Łódzkiej Specjalnej Strefy
Ekonomicznej.

•Wybudowany kosztem 36 mln zł nowy zakład będzie produkował r-PET - pełnowartościowy

materiał do wykorzystywany zarówno w ponownej produkcji opakowań, jak i w wielu
innych zastosowaniach, między innymi do produkcji polarów, plecaków, toreb podróżnych
i do laptopów. Zatrudnienie w zakładzie znajdzie co najmniej 30 pracowników.

PRT Radomsko należy do grupy Alpla, europejskiego lidera w produkcji opakowań PET.

•Nowa fabryka to drugi obiekt grupy w Radomsku, gdzie firma posiada też zakład

zajmujący się opakowaniami.

•Inne obiekty firmy zlokalizowane są w Żywcu, Nowym Dworze i Ostrowi Mazowieckiej.
•W ubiegłym roku obroty firmy zatrudniającej 14 tys. pracowników w 149 zakładach na

całym świecie osiągnęły wysokość 3 mld euro.

•Z 35 zużytych butelek PET można wyprodukować jedną bluzę z

polaru

• Z

450 plastikowych pudełek po proszku do prania – trzyosobową

parkową ławkę

•Energia odzyskana z przetworzenia jednej torby plastikowej

pozwala np. przez 10 minut oświetlać pokój 60-watową żarówką.

•Wszystkie odpady z tworzyw sztucznych, nawet tak lekkie, jak

torebka foliowa, mogą być powtórnie wykorzystane z korzyścią dla
środowiska, jeśli tylko zostaną selektywnie zebrane.

• Niestety w Polsce ciągle jeszcze blisko 85% odpadów z tworzyw

sztucznych trafia na składowiska odpadów.

• W wiodących krajach UE proporcje są dokładnie odwrotne, a są też

takie kraje, jak Szwajcaria czy Dania, gdzie praktycznie w ogóle

nie składuje się odpadów z tworzyw sztucznych – wszystkie

przetwarzane są w procesach recyklingu bądź odzysku energii.