Rewolucjonizowanie usuwania środków zmniejszających palność dla zrównoważonej przyszłości
Konwencjonalne halogenowe środki zmniejszające palność, niedawno uważane za kluczowe osiągnięcie pozwalające na zapewnienie bezpieczeństwa produktów, są obecnie uznawane za poważne zagrożenie dla środowiska i zdrowia ludzi. Obawy o ich bezpieczeństwo doprowadziły do wprowadzenia zakazów stosowania niektórych bromowanych środków zmniejszających palność, w tym heksabromocyklododekanu, określanego skrótem HBCD. Zespół projektu CREAToR podjął w związku z tym działania mające na celu opracowanie procesu usuwania tych substancji z odpadów wytwarzanych przez sektory budownictwa i urządzeń elektronicznych, który miał sprzyjać także recyklingowi i ponownemu użyciu materiałów. Badacze skupieni wokół tej inicjatywy skupili się na opracowaniu i zaprezentowaniu procesu usuwania bromowanych środków zmniejszających palność ze strumieni odpadów, który obejmuje innowacyjne technologie, w tym wykorzystanie nadkrytycznego dwutlenku węgla oraz naturalnych rozpuszczalników głęboko eutektycznych w wytłaczarkach dwuślimakowych pozwalających na ciągłą ekstrakcję materiału. Projekt CREAToR obejmował swoim zakresem cały łańcuch wartości, od zbiórki odpadów po ponowne wykorzystanie odzyskanych materiałów.
Skuteczne usuwanie bromowanych środków zmniejszających palność
„W ramach prac udało nam się osiągnąć piąty poziom gotowości technologicznej (TRL5) rozwiązania, które pozwala obecnie na przetwarzanie 20 kilogramów odpadów z tworzyw sztucznych na godzinę. W ciągu kilku minut jesteśmy w stanie usunąć aż połowę heksabromocyklododekanu z materiału. Gwoli porównania, konwencjonalny proces ekstrakcji wsadowej oparty na rozpuszczalnikach organicznych trwa aż kilka godzin”, wyjaśnia Irma Mikonsaari, koordynatorka projektu. W ramach prac powstała także pilotażowa linia pozwalająca na identyfikowanie oraz sortowanie materiałów zawierających substancje bromowane, która może sprawdzić się w warunkach przemysłowych do usuwania i oddzielania odpadów niebezpiecznych. Rozwiązanie, które nie doczekało się jeszcze komercjalizacji, opiera się na spektroskopii rozpadu indukowanej laserowo. Co więcej, może stanowić zarówno oddzielny proces, jak i jeden z etapów poprzedzających oczyszczenie materiałów.
Drugie życie odpadów
Zespół projektu CREAToR z powodzeniem ponownie wykorzystał oczyszczone materiały, takie jak polistyren czy terpolimer akrylonitrylo-butadieno-styrenowy (ABS) do wytwarzania produktów takich jak panele izolacyjne do wykorzystania w zewnętrznych systemach izolacji termicznej budynków oraz rozwiązań na potrzeby sektora motoryzacji. Oba polimery uzyskane ze zbiórki zużytego sprzętu elektrycznego i elektronicznego były łatwo dostępne dzięki infrastrukturze jednego z partnerów przemysłowych projektu. Problem stanowiło pozyskiwanie polistyrenu z odpadów budowlanych i rozbiórkowych. W sektorze tym nie funkcjonuje bowiem powszechna praktyka oddzielania tego polimeru jako cennego materiału, zatem często jest mieszany z innymi odpadami. „Pomimo prób obejmujących szereg metod sortowania odpadów, nie udało nam się osiągnąć wysokiej sprawności automatycznej separacji strumieni materiałów, co wymagało wykorzystania ręcznych metod”, dodaje Mikonsaari.
Nowe zastosowania poza spalaniem
Jednym z najważniejszych rezultatów projektu CREAToR jest zaoferowanie zrównoważonej i ekologicznej alternatywy dla spalania materiałów zawierających bromowane środki zmniejszające palność, co ograniczy ich negatywny wpływ na środowisko i gospodarkę. Co więcej, połączenie rozwiązań wypracowanych w ramach tej inicjatywy z wynikami innych projektów może dodatkowo zwiększyć korzyści dla środowiska. Fragmenty opracowań analizujące wpływ procesów opracowanych w ramach projektu CREAToR na środowisko i gospodarkę zostały opublikowane i są dostępne na stronie internetowej projektu. Pomimo zakończenia prac, zespół projektu CREAToR kontynuuje rozpowszechnianie wiedzy, prezentując swoje rozwiązania na targach takich jak Fakuma 2023, a także nadal dopracowuje proces, analizując nowe obszary zastosowań, w tym usuwanie przykrych zapachów podczas recyklingu polimerów w ramach projektu SURPASS realizowanego dzięki inicjatywie „Horyzont Europa”. „Chcielibyśmy kontynuować prace nad rozwojem naszych procesów w celu osiągnięcia wyższego poziomu gotowości technologicznej oraz opracowania nowych możliwości ponownego wykorzystania oczyszczonych polimerów”, podsumowuje Mikonsaari.
Słowa kluczowe
CREAToR, usuwanie środków zmniejszających palność, zrównoważony rozwój, ekologia, ponowne użycie i recykling, metody sortowania, zbiórka odpadów, materiały oczyszczone
