Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Historie sukcesu RTD - Oddzielanie plastiku od śmieci

Zanieczyszczenia obecnie w plastiku przeznaczonym do ponownego przetworzenia ograniczają ilość substancji, które można odzyskać podczas recyklingu. Uczestnicy innowacyjnego, finansowanego przez UE projektu opracowali technikę ultradźwiękową, która pozwala odzyskiwać większą ilość plastiku, po niższej cenie oraz w sposób całkowicie zautomatyzowany. Rozwiązanie komercyjne, bazujące na tej technice, mogłoby pozwolić oszczędzić miliony euro.
Historie sukcesu RTD - Oddzielanie plastiku od śmieci
Dla niewprawnego oka recykling może przypominać alchemię - średniowieczną praktykę, której celem było przemienianie "zwykłych" metali w złoto. Recykling pozwala na przykład przemieniać plastikowe butelki po napojach w krzesła lub stoły.

Tworzywa sztuczne pochodzące z recyklingu mają liczne zalety ekologiczne i gospodarcze. W kontekście wyczerpywania się zasobów naturalnych, takich jak ropa naftowa, recykling stanowi doskonałe narzędzie, pozwalającej ograniczyć zużycie benzyny, niezbędnej do wyprodukowania coraz większej ilości plastiku. Obecnie do wytwarzania plastiku zużywa się około 8 % globalnej produkcji tego paliwa. Produkcja tworzyw sztucznych rozwija się tak szybko, że obecnie sądzi się, że w pierwszej dekadzie obecnego stulecia wyprodukowano więcej plastiku, niż w całym dwudziestym wieku.

Odpady plastikowe, które z łatwością przedostają się do najdalszych zakątków globu, rozkładają się często przez wiele stuleci, a także są potencjalnie szkodliwe dla środowiska naturalnego, ludzkiego zdrowia oraz dla przyrody. Chociaż ograniczenie produkcji jednorazowych przedmiotów wykonanych z plastiku wydaje się być najlepszym rozwiązaniem, recykling również jest skutecznym narzędziem.

Jednak recykling niesie ze sobą liczne wyzwania. Złożona struktura polimerów tworzących plastik utrudnia mieszanie różnorakich tworzyw sztucznych oraz może powodować osłabianie materiału, a także wymaga większej ilości energii w procesie produkcyjnym. W efekcie powtórnie przetwarza się mniej odpadów plastikowych, niż innych materiałów: w UE recyklingowi poddaje się 21,3 % plastiku i 80 % gazet. Należy jednak zaznaczyć, że Europa wykorzystuje odpady plastikowe jako źródło energii, dlatego sumarycznie ponad połowę europejskich odpadów plastikowych poddaje się recyklingowi lub stosuje jako źródło energii.

Płynąc z prądem

Zróżnicowana jakość surowca prowadzi także do dużych fluktuacji lepkości roztopionego półproduktu, co wiąże się z koniecznością nieustannego dostosowywania parametrów obróbki, w celu zagwarantowania stałego poziomu jakości. Znacznie utrudnia to proces ekstruzji, czyli przeciskania stopionego plastiku przez specjalną matrycę, która tnie lub formuje go do pożądanych kształtów. W efekcie mamy do czynienia z dużymi stratami surowca.

Uczestnikom finansowanego przez UE projektu o nazwie "Oparta na czujnikach, ultradźwiękowa kontrola lepkości w kontekście formowania kształtu plastików poddawanych recyklingowi" ('Sensor-base ultrasonic viscosity control for the extrusion of recycled plastics' (Ultravisc) udało się "uwolnić od formy" w zakresie wytwarzania produktów z powtórnie przetwarzanych plastików. Celem tej dwuletniej inicjatywy było usprawnienie recyklingu odpadów plastikowych poprzez przeciwdziałanie pojawianiu się domieszek oraz fluktuacji właściwości fizycznych w powtórnie przetwarzanych surowcach.

Uczestnikom projektu Ultravisc udało się sprostać powyższemu wyzwaniu poprzez zastosowanie czujników sterujących przepływem i lepkością surowca podczas procesu ekstruzji. Rozwiązanie Ultravisc obejmuje system o obiegu zamkniętym, pozwalający monitorować warunki, w jakich polimery są powtórnie przetwarzane, stosując energię ultradźwiękową, gdy jest to konieczne.

"Technologia ultradźwiękowa pozwala sterować przepływem plastiku przez linię produkcyjną oraz badać właściwości surowca, dzięki czemu uzyskuje się bardziej stałą jakość finalnego produktu", tłumaczy dr Paul Beaney, kierownik techniczny w firmie Cherry Plastics Group, będącej koordynatorem projektu Ultravisc.

"Jak dotychczas technologii ultradźwiękowej nigdy nie wykorzystywano w kontekście recyklingu, dlatego dużym wyzwaniem było stworzenie modulatora ultradźwiękowego", dodaje Beaney. Jednak uczestnikom konsorcjum obejmującego ośmiu partnerów z sześciu krajów UE, reprezentujących głównie środowisko przemysłowe i akademickie, udało się sprostać powyższemu wyzwaniu i stworzyć automatyczny system, który nie wymaga ludzkiej interwencji.

Recykling dla wszystkich

Rozwiązanie Ultravisc to inteligentny i w pełni zautomatyzowany proces. "Ze względu na to, że cała inteligencja wbudowana jest bezpośrednio w system, nie ma potrzeby zatrudniania operatorów posiadających duże umiejętności i doświadczenie", zauważa Beaney. Dzięki powyższemu osiągnięciu recyklingiem plastiku może się potencjalnie zająć większa liczba podmiotów, a nie wyłącznie specjalistyczne przedsiębiorstwa.

Kolejną zaletą w pełni zautomatyzowanego systemu przetapiania plastiku jest to, że czas reakcji skrócono o połowę w porównaniu do tradycyjnych rozwiązań. Rozwiązanie Ultravisc umożliwia ponadto kontrolowanie przepływu i lepkości przy znacznie niższej temperaturze, co zwiększa całkowitą wydajność procesu recyklingu.

"System Ultravisc pozwala korzystać z produktów pochodzących z recyklingu w zastosowaniach, do których wcześniej się nie nadawały, a także ogranicza ilość odpadów powstających podczas powtórnego przetwarzania plastiku, co zwiększa pro-ekologiczność procesu recyklingu", dodaje dr Beaney.

Uczestnicy projektu badają obecnie możliwości optymalnej komercjalizacji powyższej technologii, rozważając zaangażowanie do tego celu partnerów zewnętrznych. W ramach projektu zbudowano prototyp działający w warunkach laboratoryjnych, który w pełni przetestowano, a obecnie uczestnicy inicjatywy Ultravisc tworzą pełnowymiarowy system, który zostanie wykorzystany w zakładzie recyklingu firmy Cherry Pipes, zlokalizowanym w Dunganno (Północna Irlandia). Oczekuje się, że gdy system zostanie w pełni ukończony, to, w zależności od sposobu jego komercjalizacji, jego wdrożenie w obrębie linii recyklingowej pozwoli ograniczyć ilość marnowanego materiału o około 2 %, czas przestoju o około 5 % oraz zużycie energii o 5 %. Może to oznaczać oszczędności rzędu milionów euro, jeśli technologia ta przyjmie się na rynku.

Szczegółowe informacje o projekcie:

- Pełna nazwa projektu: Sensor-base ultrasonic viscosity control for the extrusion of recycled plastics
- Akronim projektu: Ultravisc
- Strona internetowa projektu: http://www.2020-horizon.com/ULTRAVISC-Sensor-base-ultrasonic-viscosity-control-for-the-extrusion-of-recycled-plastics(ULTRAVISC)-s9718.html
- Numer referencyjny projektu: 232176
- Nazwa/kraj pochodzenia koordynatora projektu: Wielka Brytania
- Całkowity budżet projektu: 1 273 827 eur
- Wsparcie UE: 969 970 eur
- Data rozpoczęcia/zakończenia projektu: Od października 2009 do września 2011
- Pozostałe kraje partnerskie: Belgia, Dania, Estonia, Irlandia, Hiszpania

Słowa kluczowe

Plastik, recycling, ultravisc, ekstruzja, ultradźwięki
Numer rekordu: 90184 / Ostatnia aktualizacja: 2013-12-16
Źródło informacji: RTD story (pl)