شنبه 89/2/11  ساعت 9:45 عصر

بازیافت بطری های PET ...

امروزه بسیاری به دنبال بازیافت بطری های PET هستند. جهت آشنایی با فرآیند بازیافت بطری PET  به طور خلاصه فرآیند بازیافت توضیح داده میشود:
PET  یک ماده مهندسی است و محصول نهایی باید دارای مشخصه های دقیقی برای مصرف باشد. به خاطر داشته باشید که کار شما با بطری هایی شروع میشود که در خیابان از افراد عادی که نمی دانند PET چیست، جمع آوری میشود ،  محصول نهایی باید 100 درصد (در واقع 99.99995 درصد یا PPM50 ) خالص باشد.

بطری ها روی تسمه هایی قرار میگیرند که ابعاد آن ها بر اساس تعداد بطری که روی آن ها قرار می گیرند مشخص میشود. مرحله مهم بعدی حرکت یکنواخت بطرهایی است که بر روی تسمه، وارد فرآیند گروه بندی میشوند. راه ساده و کم هزینه برای انجام این کار استفاده از ترومل (TROMMEL) است. اجازه دهید کمی بیشتر در مورد گروه بندی صحبت کنیم زیرا به باور ما بخش مهمی است. چنان که قبلاً گفته شد بطرهایی که از کنار پیاده روها جمع آوری می شوند، حدود 97-96  درصد شان بطری PET است، حدود 1.5  درصد PVC بوده و درصدی هم PS وجود دارد.

برخی قوطی های آلومینیومی و موارد دیگر نیز جمع آوری میشود. درمورد آلودگی PVC، حداکثر مقدار مجاز در پایان کار PPM 10 است. به زبان ساده، مقدار PVC در پایان کار باید کمتر از 0.07  درصد مقدار آن در  شروع باشد. یعنی از میان هزاران بطری که جمع آوری می شوند، کمتر از یک بطریPVC مجاز به ورود به خط بازیافت است. البته راه هایی برای جداسازی بطری های PVC و رسیدن به این درجه خلوص وجود دارد ولی هزینه ها نیز توجه ویژه ای معطوف داشت.  
خوشبختانه هزینه به کارگیری آشکار سازی های NIR و اشعه X در حال تنزل است و از نظر مالی قابل مدیریت است. گروه بندی جداسازی انواع بطری ها از بطری های PET نسبتاً ساده است. اقلامی مانند قوطی، جعبه پلی استایرن یا مثلاً یک جفت جوراب پشمی هیچ شباهتی به بطری ندارد، بنابراین هر کسی می تواند آنها را جداسازی کند. ذکر مورد جوراب پشمی چندان مضحک نیست زیرا این مورد کمترین حضور را روی تسمه نقاله گروه بندی دارد و هیچ دستگاه خودکاری که بتواند کتان را از PET جدا کند وجود ندارد؛ حتی با وجود پیشرفته ترین ابزارها، شما برای تست نهایی قبل از فرآیند خرد کردن به حضور فردی ناظر بر تسمه نقاله نیاز دارید.
بررسی بخش خرد کردن بطری ها بسیار مهم است چرا که اشتباه در مراحل قبل از ورود به خط بازیافت به معنای مواجه شدن با مشکلات بسیار، طی مراحل بازیافت است.

بنابراین ماشین خردکن باید خصوصیات ویژه ای داشته باشد: اول این که دستگاه باید از قدرت کافی برخوردار باشد. دوم اینکه تیغه های دستگاه همواره باید تیز باشد در غیر اینصورت اندازه قطعات خرد شده، بزرگ میشود و چگالی حجمی آنها به میزان زیادی کاهش پیدا می کند. مهمتر از همه،کار کردن دستگاه با تیغه های کند باعث می شود بسیاری از تکه ها، باز شده و حالت لایه لایه پیدا کند. این امر باعث حبس شدن هوا به هنگام فرو بردن آنها در آب میشود و موجب شناور شدن آنها در در کنار آلودگی های PET برروی آب میشود. آخرین نکته که چندان کم اهمیت نیست، این است که تیغه های کند، خاکه (قطعات بسیار ریز) ایجاد می کنند و این ذرات کوچک، مواد بطری یا در واقع پولی است که به دور ریخته میشود. وجود خاک و کاغذ، خردایش را با اشکال مواجه می سازد. از این رو باید انتظار فرسوده شدن تیغه ها را در زمانی کوتاه داشته باشید.

لذا دو انتخاب پیش روی شما قرار می گیرد یا اینکه شما هر یک یا حداکثر دو روز خط بازیافت را (برای تعویض تیغه ها) متوقف کنید یا این دو که با دودستگاه خرد کن، یکی در حال کار و دیگری در حال نگهداری و تعمیر کار کند. در مورد دستگاه های خرد کن انتخاب دیگری هم وجود دارد. خرد کردن خشک (Dry granulation) این مزیت را دارد که می تواند در کنار یک دستگاه دمنده استفاده شود. این کار ظرفیت دستگاه را اندکی افزایش میدهد، پس از آن برچسب های موجود بر روی بطری ها با استفاده از یک جدا کننده ساده (simple air separator) به راحتی جدا میشوند. محور دستگاه با استفاده از این سیستم، هرگز دچار مشکل نمیشوند. در مقابل، برتری روش در این است که روتور(rotor) و تیغه همواره خنک می مانند و طول عمر تیغه قطعاً بیشتر خواهد بود. در این روش دستگاه یک شستشوی اولیه انجام میدهد؛ آلودگی های سطحی را می زادید؛ اکثر بر چسب های کاغذی را تبدیل به خمیر می کند و با صدای کم تری نسبت به روش خشک کار می کند.

دستگاه خرد کن تر مجهز به یک حامل پیچی شکل بر روی یک صفحه غربال به منظور جذب آب است و قطعات خردشده با میزان آب و کاغذ 30الی 40درصد از آن بیرون می آیند. اگر تصمیم به استفاده از سیستم خرد کردن تر بگیرید، باید از یک خشک کن درست بعد از دستگاه خردکن به منظور زدودن آلودگی ها و خمیر کاغذ استفاه نمایید. با به کارگیری یک خشک کن خوب حتی می توانید به فکر استفاده از یک جداکننده (air separator) بعد از خشک کن برای حذف کردن بر چسب های پلاستیکی باشید. در این مرحله از فرآیند باز یافت، آلودگی خرده های PET شامل مقداری PP و PE ، مقدار بسیار اندکی گرد و خاک (البته آلودگی مربوط به برچسب های چسبانده شده، درب بطری ها و حلقه های آن وجود دارند)، کاغذ و آلودگی های دیگر است. بنابراین روش اول از لحاظ اجرایی ساده تر است و فقط مواد آسیاب شده تحویل میدهد، در حالی که روش دوم با آنکه گرانتر است ولی در دراز مدت منجر به صرفه جویی منابع مالی به علت تمیز کردن، شروع از شستشوی اولیه مواد و طول عمر بیشتر تیغه ها میشود. در حقیقت هزینه های سنگین نگهداری و تعمیر پایین می آید. در صورت استفاده از روش خرد کردن خشک توصیه میکنم از یک دستگاه شستشوی اولیه برای تمیز کردن خرده ها و زدودن آلودگی هایی چون کاغذ و گرد و خاک، استفاده شود.

در هر دو روش ذکر شده، پس از مرحله خرد کردن و فرآیندهای وابسته به آن، پرک های نیمه تمیز داریم و از اینجا خط بازیافت (washing line) شروع میشود. در ابتدای خط بازیافت یک مخزن (buffer silo) قرار دارد که پرک ها بعد از شستشوی اولیه وارد آن میشوند. هر خط تولید، برای بازیافت انواع ضایعات، برای فرآوری مواد باید آنها را با روند ثابتی دریافت کند. دلایل بسیاری برای این موضوع وجود دارد. دلیل عمده این است که زمان باقی ماندن پرک ها برای مرحله شستشو (washing stage) از پیش تنظیم شده و ثابت است. دوم اینکه اگر مواد با جریان ثابتی در طول زمان وارد خشک کن های گریز از مرکز (centrifugal) شوند، عملکرد آنها بهبود قابل توجهی می یابد. به هرحال شستشو مرحله اول خط بازیافت نیست.

درست است که پرک ها تا اینجا نیمه تمیز شده اند ولی هنوز درپوش ها، نوارهای پلمپ و بر چسب هایی که در فرآیند جداسازی با هوا باقی مانده اند، را همراه دارند که بهتر است پیش از رفتن به مرحله بازیافت حذف شوند. پس خرده ها با سرعت ثابتی که توسط اپراتور تنظیم میشود از مخزن برداشت می شوند و به یک مخزن جداسازی با آب (sink-flout tank) وارد میشوند؛ در این مخزن جداسازی اولفین ها (olefins) صورت می پذیرد. باید اشاره کرد که این مخزن چیزی را شستشو نمی دهد بنابراین نام(مخزن شستشو) شاید چندان صحیح نباشد. بعد از شستشوی اولیه و جدا سازی اولفین ها، پرک ها، آماده پاکسازی کامل از تمامی آلودگی های بازمانده است.

یکی از نگرانی های اصلی در باز یافت، پاک کردن چسب است؛ اجازه دهید در این مورد و فن آوری های گوناگونی که برای جداسازی چسب، وجود دارد اشاره کنیم. قدیمی ترین روش که هنوز هم مورد استفاده بسیاری دارد، قراردادن پرک ها درون یک مخزن آب داغ به همراه یک محلول خورنده(caustic) برای مدت زمانی مشخص است. به کمک یک همزن که پرک ها را هدایت کرده تاثیر محلول را افزایش میدهد، چسب ها از سطح جدا می شوند ولی زدوده نمی شوند. همراه با چسب ، باقی مانده کاغذ و دیگر آلودگی ها نیز جدا شده و وارد آب می شوند.

به دلایل گوناگون ما برای رفع این معضل از روش کاملا متفاوتی بهره می گیریم. چنان که ذکر شد، نکته اول این است که زمان انتظار باید حتی الامکان کم باشد تا از شروع واکنش های شیمیایی پایین آورنده درجه پلی مریزاسیون اجتناب شود. دوم یافتن راهی برای کاستن هزینه های مربوط به انرژی است زیرا حرارت دادن آب با انرژی الکتریکی، گاز، دیزل و نظایر آن بسیار پرهزینه است. به منظور دست یابی به این هدف از روشی کاملاً جدید استفاده میشود. از آبی استفاده می کنیم که طی فرآیند، خودش حرارت می بیند، نه با معجزه و نظایر آن بلکه به وسیله اصطکاکی که روتور ایجاد میکند. فهم این مطلب چندان دشوار نیست که اصطکاک برای امر شستشو ضروری است؛ به این معنا که پرک ها درون آب با محلول خورنده با حداکثر انرژی ساییده میشوند. قطعاً میزان این اصطکاک قابل تنظیم است و می تواند کمتر از یک دقیقه تا حداکثر 4 الی 5 دقیقه تدوام یابد؛ زمانی برای جدا شدن چسب و آلودگی ها از سطح پرک ها مورد نیاز است. این فرآیند سریع تر از سیستم های دیگراست؛ به این دلیل که شناخت دستگاه و درک نحوه کار با آن آسان است.  این موضوع فواید بسیاری دارد که آسان تر شدن شستشو و عملیات صاف کردن از جمله آنهاست.

 بعد از این فرآیند، شستشوی مجدد به دلایل متعددی الزامی است؛ اول اینکه پرک ها باید بدون هیچ نوع آلودگی شیمیایی به انتهای خط برسند؛ دلیل دوم هم این است که ماده خورنده و دیگر مواد شیمیایی باید در چرخه صافی بسته ای که به طور معمول در این بخش سیستم نصب میشود باقی مانده برای انجام این کار خشک کن گریز از مرکز بسیار قدرتمندی نصب میشود که پرک ها را با میزان رطوبت باقی مانده کمتر از 0.7 درصد تحویل میدهد. از آنجا که حلال با غلظت 1 % مورد استفاده قرار میگرد، بعد از خشک کردن باقیمانده ماده خورنده روی خرده ها 100/1 × 1000/7 معادل PPM 70 است که برای گام اول بد نیست.

در این مرحله، نصب مخزن جداسازی دیگری با آب را توصیه می کنیم زیرا هنوز بر چسب های پلاستیکی که در ماشین شستشو از خرده ها جدا شده اند به شکل ضایعات جدا شده، همراه با خرده های PET هستند. بنابراین برای خلاص شدن از آنها یکبار دیگر جداسازی در آب باید انجام شود. این مخزن برای مقاصد شستشو بسیار مفید است زیرا برخی از پس مانده ها که در مراحل قبل حذف نشده اند، هنوز حضور دارند و نمی خواهیم همراه با پرک های تمیز باقی بمانند. مخزن مورد بحث خروجی پیوسته ای دارد که پرک ها را به یک ماشین شستشوی دیگر حمل میکند که کاری جز زدودن آخرین آثار مواد شیمیایی که هنوز به سطح پرک ها چسبیده اند، ندارد.

استفاده از آب فاقد موادمعدنی (آب مقطر) در این مرحله بسیار مفید است. یک خشک کن مکانیکی، پرک ها را تا حد رطوبت0.7 درصد خشک می کند و پرک ها به یک مخزن ذخیره منتقل میشوند؛ این پایان فرآیند است البته هنوز یک مرحله باقی می ماند. اجازه دهید کمی در مورد تصفیه آب صحبت کنیم. روشن است که شستشو با آب کثیف بی معنا است. قبل از صحبت درباره سیستم های تصفیه ذکر ملاحظاتی در مورد آلودگی (میانگین آلودگی جامد مورد انتظار) که با بطری های دورانداخته شده همراه هستند، لازم است. همیشه در مورد آلودگی های جامد از قبیل گرد و غبار،ماسه،کاغذ و چند مورد دیگر بحث میشود؛ مابقی آلودگی ها، بازمانده محتوای بطری ها است که کسی نمی داند چیست.

فرض میکنیم این آلودگی شامل مواد شیمیایی باشد. ذکر نکته دیگری هم لازم است که هم اکنون در اکثر کشورها بر قرار است و به زودی در تمام دنیا الزامی میشود. پسماند بر اساس مواد تشکیل دهنده آن طبقه بندی میشود لذا اگر مایل به صرفه جویی در هزینه هستید، این پسماند که به معنای آلودگی های جامد بطری ها است نباید به هیچ دلیلی با مواد شوینده همراه شود. در غیر اینصورت مشکلات جدی خواهید داشت. بنابراین باید یک سیستم صافی در اولین بخش سیستم قرار دهیم که کار آن جدا کردن گرد و غبار، کاغذ و دیگر مواد باشد. برای بهتر شدن کار ممکن است مایل باشید از یک ماشین بریکت(briquetting machine) برای خارج کردن آب بهره بگیرید.

اینجاست که متوجه ضورت بخش شستشوی اولیه درکارخانه میشوید. کار تصفیه ذرات جامد به طور عادی با استفاده از یک فیلتر مکانیکی که در بازار به وفور یافت میشود،صورت می گیرد. در اینجا هم اگر پول بیشتری بپردازید و دستگاه بهتری تهیه نمایید، به سود شماست زیرا با یک فیلتر غربال آبی (filter screen water) 100 میکرونی مقادیر معینی از گرد و غبار و خمیر کاغذ به دستگاه خردکن وارد میشوند؛ این مواد، کمکی به تیز ماندن تیغه ها نمیکند پس اگر دستگاه بهتری بگیرید که قابلیت صافی آن 50 میکرون یا کمتر از آن باشد مقدارکمتری از این آلودگی هابه سیستم باز میگردد، عمر تیغه ها طولانی تر میشود، پمپ ها بهتر کار میکند، سیستم خارج کردن آب دچار گرفتگی نمیشود و بسیاری موارد دیگر.

نقل از : مجله مهندسی پت

لیست کل یادداشت های این وبلاگ