Никола Миладиновић, 257

РЕЦИКЛАЖА PET АМБАЛАЖE

- семинарски рад -

Ментор: проф. др Драгослав Јаношевић Сарадник: Данијел Марковић

Ниш 2011.

Универзитет у НишуМашински факултет

Катедра за транспортну технику и логистикуОсновне студије

Смер: Саобраћајно машинство, транспорт и логистикаПредмет: Урбани транспорт и логистика

Садржај:

1. Управљање отпадом и рециклажа.........................................................3 1.1 Управљање отпадом..........................................................................3 1.2 Управљање отпадом у Републици Србији......................................3 1.3 Рециклажа..........................................................................................52. Рециклажа PET амбалажe.......................................................................7 2.1 PET амбалажe.....................................................................................7 2.2 Производња PET амбалаже.............................................................7 2.3 Рециклажа и прерада PET-а..............................................................9 2.4 Постављање контејнера...................................................................13Литература...................................................................................................15

2

1. УПРАВЉАЊЕ ОТПАДОМ И РЕЦИКЛАЖА

1.1 Управљање отпадом

Управљање отпадом је спровођење прописаних мера поступања са отпадом у оквиру сакупљања, транспорта, поновног искоришћења и одлагања отпада, укључујући и надзор над тим активностима и бригу о одлагалиштима после затварања. Управљање отпадом се врши на начин којим се обезбеђује најмањи ризик по угрожавање здравља и живота људи и животне средине контролом и мерама смањења: загађења воде, ваздуха и земљишта; опасности по биљни и животињски свет; опасности од настајања удеса, пожара или експлозије; негативних утицаја на пределе и природна добра посебних вредности и нивоа буке и непријатних мириса.

Функције управљања отпадом (сл. 1а) су:

Сакупљање отпада Транспорт отпада Обрада (третман) отпада Одлагање отпада

1.2 Управљање отпадом у Републици Србији

Бројне анализе су показале да је један од највећих еколошких проблема у Србији неодговарајуће поступање са отпадом. Подаци о настајању, начину одлагања и количинама отпада у Републици су непотпуни. Процењује се да се на годишњем нивоу сакупља око 2.200.000 тона отпада који укључује отпад из домаћинстава, комерцијални отпад и неопасан индустријски отпад, али и отпад из здравствених установа, кланични и грађевински отпад.Комунални отпад се одлаже, углавном, на неуређене депоније, а постоји и огроман број дивљих депонија због несавесног поступања становништва, као и чињенице да око 2.500.000 домаћинстава није покривено организованим сакупљањем отпада [4].

3

Управљање отпадом је спровођење прописаних

мера поступања са отпадом у оквиру

сакупљања, транспорта, поновног искоришћења и

одлагања отпада, укључујући и надзор над

тим активностима и бригу о одлагалиштима после

затварања.

а)

б).

Сл. 1 а) Функције управљања отпадом, б) Удео појединих врста амбалажа

Према подацима пројекта „План управљања опасним и медицинским отпадом“ процењује се да се у Србији произведе између 230.000 t и 460.000 t годишње опасног индустријског и медицинског отпада, укључујући отпадна моторна уља, мешане органско-водене емулзије и остали опасан отпад. Не постоје постројења за третман и одлагање опасног отпада, нити одговарајући простор за складиштење. Опасан отпад се привремено складишти у углавном, неодговарајућим условима на месту настанка , али се често без икакве контрoлe одлаже на комуналне или дивље депоније. Процена удела PET амбалаже по степену обојеност за безбојне амбалаже је 60% [1], за мало обојене амбалаже је 30%, и за обојене амбалаже је 10% (сл. 1б).

4

1.3 Рециклажа

Рециклажом производимо PET регранулат односно PET регенерат највишег квалитета и најбоље цене. Рециклажа је скуп активности којима се обезбеђује поновно коришћење отпадних материјала. Процес рециклаже обухвата: сакупљање отпада, издвајање, прераду и израду новог производа (Сл. 2a). Веома је важно најпре одвојити отпад према врстама отпадака. Многе отпадне материје се могу поново искористити ако су одвојено сакупљене. У рециклирање спада све што може поново да се искористи, а да се не баци. Без увођења рециклаже у свакодневни живот немогуће је замислити било какав целовит систем управљања отпадом [5].

Рециклажа се примењује са три основна принципа (Сл. 2б):

Reduce - Смањење Reuse - Поновно коришћење Recycle - Рециклирање

Рециклажом се постижу следећи циљеви [1]:

Штедња сировинских ресурса (сви материјали потичу из природе и има их у ограниченим количинама)

Штедња енергије (нема трошења енергије у примарним процесима, као ни у транспорту који те процесе прати, а добија се додатна енергија сагоревањем материјала који се не рециклирају)

Заштита животне средине (отпадни материјали деградирају животни амбијент, па се рециклажом штити животна средина)

Отварање нових радних места (процеси у рециклажи материјала подразумевају улагање знања и рада, што ствара потребу за радним местима)

У погледу могућности поновног искоршћења, материјали за рециклажу могу бити:

Рециклабилни (могу се искористити поновним враћањем у процес производње, ту спадају пластика и деловиод од пластике, метал, каблови и др.)

Нерециклабилни (не могу се вратити у процес и користе се за добијање енергије спаљивањем или се на еколошки безбедан начин складиште)

Опасни – хазардни (материјали који су штетни за цовека и његово окружење)

Безопасни (материјали који нису штетни за човека и његово окружење).

5

Рециклажа је скуп активности којима се

обезбеђује поновно коришћење отпадних

материјала.

а)

б)

Сл. 2 а) Процес рециклаже, б) Три основна принципа рециклаже

6

2. РЕЦИКЛАЖА PET АМБАЛАЖА

2.1 PET амбалажa

Стаклена амбалажа више је од хиљаду година била одлично решење за чување течности. Међутим, модерно доба захтева јефтинију амбалажу, која се лако транспортује и веће је запремине. То је довело до развоја пластичне, посебно PET амбалаже. PET боце прилагођене су начину живота. Своју популарност темеље на изврсној прозирности, способности одржавања свежине (посебно газираних пића), малој тежини и неломљивости. Стога не чуди велика популарност употребе овог облика пластике у свету, па тако и у Србији. Замислите фудбалско игралиште и на њему зграду високу око 120 метара. То је запремина коју заузима PET амбалажа која се годишње употреби у Србији.

2.2 Производња PET амбалаже

Пластика је вештачки материјал који се не може наћи у природи. Ствара се хемијским процесом полимеризације. Полимеризација је (мономера) међусобно спајају тако да настане спој (полимер) истог процентуалног састава, али веће молекулске тежине. Пластика се данас углавном производи од сирове нафте и земног плина.Једна од основних производа од пластике је PET (Polyethylene terephthalate, C10H8O4) амбалажа, а њена основна примена је за боце за безалкохлоне напитке, пиво, течности за испрање уста, зачине и др. Полиетилен тетрафталат (PET) је јак али лаган полимер који се састоји од дугих ланаца понављајућих јединица које садрже угљеник, кисеоник и водоник. Повећањем мoлeкуларне масе, која се обично креће од 100-200, побољшавају се својства овог полимера. То је материјал који је неломљив, отпоран на механичка оштећења, изузетно лаган, што га чини врло погодним материјалом за дизајнирање. Управо својство јакости допринело је великом успеху PET амбалаже. Тако PET боца с газираним пићем може издржати релативно велики унутрашњи притисак који неће деформисати боцу или проузроковати експлозију [3].

7

PET боце прилагођене су начину живота, cвоју

популарност темеље на изврсној прозирности,

способности одржавања свежине (посебно

газираних пића), малој тежини и неломљивости

а)

б)

в)

Сл. 3 а) PET амбалаже, б) Животни циклус PET амбалаже, в) Идентификација PET амбалаже

8

PET боце израђују се поступком ињекцијског развлачног дувања. Сировина се добија ињекцијским пресовањем, разврстава се и поставља у пећ како би се термички припремила. Такав припремак убацује се у калуп за дување, а затим нагло растегне. За развлачење се најчешће користи шипка у комбинацији с високим притиском ваздуха. Двоструким развлачењем повећавају се својства производа; чврстоћа, прозирност, жилавост и др. Параметри који утичу на поступак развлачења су температура, степен и брзина развлачења те брзина хлађења. Уобичајене дувалице имају учинак од 200 до 850 Kд PET-а на сат, а у једном се циклусу може израдити и 96 боца.

За производњу амбалажних боца од PET-а употребљава се 84% укупне PET сировине, док мањи део отпада на индустријска влакна (10%), рециклиране производе (3%) те неке друге производе (3%). Током година, PET индустрија је значајно смањила количину сировине потребне за израду PET амбалаже. Тако данас 1.5L PET боца тежи само 50д. (20 000 боца чини тону). Највећа мана PET-амбалаже је у томе што заузима велики запремински удео у домаћинству, а одложена на депонијима заузима огроман користан простор. Уколико би се укинула PET амбалажа, запремина отпада порасла би за око 150%, док би потрошња енергије у индустрији порасла за 100%. То је заправо парадокс. Иако је PET амбалажи највећа мана велики запремински удео у отпаду, коришћењем било које друге врсте амбалаже, (Сл. 3в) од велике је важности у процесу сортирања и рециклирања. Због тога је Америчко удружење пластичне индустрије развило дизајн, који је до данас постао стандард три стрелице које лове јадна другу. Овај симбол, удружен с бројчаним саставом, који идентификује природу материјала, омогућује тачну идентификацију PET-а.

2.3 Рециклажа и прерада PET-а

Прерада PET флаша не подразумева само прераду PET-а као материјал, него и оталих пластичних маса који ће се сигурно јавити као NUS ефекат сакупљања PET флаша. Ни један прерађивач се неће одрећи прераде HDPE флаша или PS материјала уколико се процентуално учешће тог материјала у укупно сакупљеном диференцираном отпаду пређе границу економске исплативости прераде [1].

Фазе у преради PET-а иду овим путем:

Након откупа балираног отпада од сакупљача, бале се растурају и флаше се сепаришу и сортирају по боји и материјалу. Преко траке се воде на млин за млевење и прање чији капацитет мора бити већи од капацитета машине за прање за барем 30% као мера сигурности. Млевење је веома важна фаза јер већ у њој исечцима се одстрањује око 20% различитих нечистоћа. Након тога исечци се воде на фазу првог прања где се одстрањује папир и површинске нечистоће механички прикачене на исечке. У фази флотације, из PET исечака се издвајају полиoлeфини и нечистоће које су по специфичној тежини лакше од PET-а. Хемијским поступком се са исечака одстрањује лепак, масноћe

9

За производњу амбалажних боца од PET-

а употребљава се 84% укупне PET сировине, док

мањи део отпада на индустријска влакна

(10%), рециклиране производе (3%) те неке

друге производе (3%).

а)

б)

Сл. 4 а) Машина за рециклажу PET амбалаже, б) PET грануле

10

и све нечистоће које се хемијским путем могу растворити различитим детерџентима. Исечци се затим испирају, суше и сепаришу од PET етикета (којих нажалост има све више).

Као производ фазе прања добијају се чисти исечци чије карактеристике би морале бити [3]:

Количина резидуалног лепка до 100 ppm Количина резидуалних полиолефина до 100 ppm Количина резидуалних масноћа до 100 ppm Количина резидуалног метала мора бити 0 Количина резидуалног PVC-a мора бити 0 Излазна влажност исечка максимално 2%

Израз PPM значи peaces-per-milion односно комада контаминатора у милион комада жељеног материјала који се прерађује. У милион флаша PET-а може залутати само једна флаша који није PET.

Регенерација PET исечака је крајња фаза прераде PET флаша пре употребе PET регенерата. Термичком обрадом у екструдеру долази до поновног успостављања полимерних ланаца у материјалу, хомогенизација материјала (јер су флаше од различитих произвођача и различитог квалитета улазног материјала), униформности у квалитету PET регенерата и коначно добијању грануле као крајњег производа која има своју насипну тежину те се може дозирати како гравиметријски тако и волуметријски код корисника регенерата. Регенерација PET материјала је најсофистициранија тачка рециклаже где технолог прераде полимета мора показати све своје знање! У овој фази је круцијално управљање процесом прераде а не мерење финалних параметара PET регенерата и накнадно утврђивање квалитета. Препознавањем параметара квалитета материјала од изласка из екструдера до уласка у машину за сушење нити и сецкања на грануле, технолог може управљати технолошким параметрима прераде (температуре, притисци, додавање адитива и сл.) како би се добио производ чији је квалитет пожељан на тржишту.

Економски параметри говоре следеће: ако је улазна цена балираних флаша 0,11-0,24 EUR/Kд. а излазна цена регенерата 0,6 до 0,8 EUR/Kд. значи да процес прераде флаша не сме коштати више од 0,3 EUR/Kд да би прерађивач могао економски оправдати прераду PET флаша.

Овај број је веома важан приликом одабира произвођача машина за прераду ПЕТ-а јер у цену прераде улази: утрошак струје и осталих енергената, утрошак воде, утрошак детерџента, трошкови радне снаге, трошкови логистичке природе и остали трошкови. Поједини произвођачи нуде веома скупе машине са гаранцијом квалитета али се поставља питање да ли ће пробити ових чаробних 0,3 EUR/Kд. приликом прераде?

PET амбалажа може се у потпуности рециклирати, стога је неопходно њено одвојено сакупљање. Управо зато издвајање амбалажног отпада

11

У милион флаша PET-а може залутати само једна флаша који није

PET.

из комуналног представља велики допринос решавању актуелног проблема одлагања отпада. У процесу сортирања, идентификација PET амбалаже је од велике важности. Иако се данас системи сортирања све више ослањају на препознавање X-зрацима, ручно сортирање је основни начин сортирања у почетној фази. Сакупљене боце прво се сортирају према врсти материјала (PET, HDBE, PBC). Након сортирања, боце се пресују у бале, чиме им се редукује запремина од 30 до 50%, те се истовремено смањују трошкове транспорта. На крају се продају фабрици за рециклирање.

а)

б)

Сл. 5 Карактеристике чистих исечака које су производ фазе прања, б) бале од PET амбалажа

12

У механичком поступку рециклирања, PET боца се меље у шредеру на димензију 2-3mm. Након тога се поступком флокулације и таложења у води одвајају чепови, папир и лепак. Овај се поступак одвајања може провести и помоћу струјања ваздуха у циклону. Зависно о степену чистоће PET амбалаже спроводи се прање полимерних листића. Мале количине PVC-а могу проузроковати деградацију материјала током процеса рециклирања, те могу оштетити опрему. Прихватљиво је мање од 0,25% PVC-а у PET-у. Чистоћа је најважнија за добро и квалитетно рециклирање. Прљавштину од земље, папира, стакла и лепка лакше је уклонити него уље и друге масноће. Опрани полимерни листићи се регенеришу у грануле које служе као сировина за производњу других производа. Процесом хемијског рециклирања PET се разграђује у две компоненте, тетрафталну киселину и етиленгликол, који се поновно прочишћавају и реполимеризирају у нову PET смолу.

2.4 Постављање контејнера

Пошто је постављање различитих видова контејнера специфично за свако градско подручје (зависи од места постављања, простора за прилаз контејнерима, архитектура) мештани се морају упознати са врстама отпада који ће се диференцирати, врстама контејнера који ће бити постављени (мрежасти или пластични, комбиновани или појединачни и сл.) као и местима где ће се налазити јер у урбаним градским областима често нема места и за контејнере за недиференцирани отпад и за контејнере за диференцирани отпад.

Избор контејнера зависи од:

Димензија места где би се контејнери поставили Архитектуре града Приступачности возила за пражњење контејнера Термина пражњења контејнера Географског положаја места где се контејнер поставља

Уколико се ради о потреби постављања контејнера на местима периодичног окупљања великог броја људи (концерт, маратони, митинзи...) потребно је имати покретне контејнере који се након скупљања могу лако уклонити. Много важније од избора контејнера је место постављања контејнера! Неправилно постављени контејнери могу у великој мери одвратити становништво од диференцијације пре свега због неприступачности а затим и због удаљености од осталих контејнера. У урбаном насељу, где је као и у свим великим градовима велики проблем паркирање аутомобила, дешавају се и сутуације да се аутомобилима у потпуности затвори прилаз контејнеру. Проблем је у даљем периоду решен тако што су постављени мрежасти контејнери за пластичну и папирну амбалажу на уређену површину уз стазу од зграде до паркинга.Као закључак можемо рећи да је диференцијација отпада оно чега се сви савесни грађани могу придржавати и трудити, јер је то први корак ка рециклажи секундарних сировина [3].

13

Много важније од избора контејнера је место

постављања контејнера! Неправилно постављени

контејнери могу у великој мери одвратити

становништво од диференцијације пре свега због неприступачности а

затим и због удаљености од осталих контејнера.

а)

б)

Сл. 6 а) Мрежасти PET контејнери, б) PET контејнер са механизмомза пресовање

14

Литература

[1] http://www.denipet.com/[2] http://www.tecno-plastika.com/index.php[3] http://reciklazapet.blog.rs/blog/reciklazapet[4] Национална стратегија управљања отпадом, Влада Републике Србије, Београд, 2003. [5] Марковић Д. Eko City логистика, студија, Машински факултет у Нишу, Ниш, 2010

15