تکنولوژی جدید جایگزین فعالیت‌های قدیمی
هزینه مواد خام نقش بزرگی در تولید و بازاریابی الیاف سنتتیک بازی می‌کند. به همین دلیل تولیدکننده‌های الیاف به‌طور مستمر به دنبال روش‌های متفاوتی برای کاهش هزینه‌های تولید الیاف خود از طریق بازیافت می‌باشند. بازیافت در صنعت الیاف به شکل‌های مختلف صورت می‌پذیر، دو گروه اصلی عبارتند از:
۱) بازیافت پلاستیک به‌دست آمده از طریق مصرف‌کننده‌ها
۲) بازیافت پلاستیک به‌دست آمده از فعالیت صنعتی
طراحی‌ها، سیستم‌ها و مفاهیم مختلفی وجود دارند که در هر دو نوع بازیافت استفاده می‌شوند.
این مقاله به‌ دنبال تشریح سیستم‌های واقعی برای هر یک از دو روش بازیافت می‌باشد.


بازیافت پلاستیک به‌دست آمده از طریق مصرف‌کننده‌ها
بازیافت پلاستیک به‌دست‌آمده از طریق مصرف‌کننده اساساً توسط صنایع الیاف پلی‌استر (PET) برای تولید الیافی جهت استفاده به‌عنوان الیاف خاب در فروش، پارچه کرک‌دار یا الیاف پرکننده می‌باشد. ماده اولیه، بطری‌های نوشیدنی‌های غیرالکلی است که بدین‌منظور جمع‌آوری شده‌اند. ماده دریافت‌شده به‌صورت عدل بوده که به تکه‌های کریستالی و تمیز پلی‌استر تبدیل می‌شوند و مستقیماً تحت فرآیند برش قرار می‌گیرند. بازیافت بطری‌های پلی‌استر (PET) فرآیندی است که می‌تواند به سه مرحله تقسیم شود و هر مرحله، مسائل حساس مربوط به خود را دارا می‌باشد.


مرحله شستشوی اولیه - مرحله اولیه
شستشوی اولیه بطری‌های PET، مرحله مهمی در حفظ طولانی‌مدت تجهیزات، در واحد بازیافت PET می‌باشد. هدف اصلی از شستشوی اولیه پاک نمودن آلاینده‌هائی که در بطری‌ها وجود داشته و همچنین جداسازی آنها از جریان فرآیند می‌باشد. مواد به‌دست آمده به‌صورت عدل و با ابعاد تقریبی ۵٭۵/۳٭۲ (اینچ) و وزن تقریبی ۷۰۰ پوند می‌باشند. بسته به مبداء تهیه بطری‌ها، میزان و نوع آلاینده‌های موجود در آنها متفاوت می‌باشد. در ایالات متحده تمیزترین مواد از ”Bottle Bill“ تأمین می‌شوند که در واقع محلی است که بطری‌ها در آنجا ذخیره می‌شوند.  

مواد کثیف، از مواد جمع‌آوری شده در خیابان‌ها که به‌صورت دستی یا ماشینی توسط شهرداری‌ها از هم جدا می‌شوند، به‌دست می‌آیند. اولین مرحله در فرآیند شستشوی اولیه، باز نمودن عدل‌ها به‌منظور شستشوی جداگانه بطری‌ها می‌باشد. مواد سپس به یک سیلندر شستشو با آب داغ منتقل می‌شوند که در آنجا با استفاده از محلول‌های سوزآور، برچسب‌ها، هرگونه آلودگی، شیشه و شن‌هائی که ممکن است به بطری‌ها چسبیده باشند، جدا می‌شوند، مواد سپس به یک الک چرخنده هدایت می‌شوند تا عناصر جدا شده، از مسیر فرآیند خارج شوند. حاصل مراحل فوق بطری‌های بدون برچسب و آلودگی می‌باشد. آلودگی‌های بزرگی که از الک چرخنده عبور نموده‌اند، قبل از مرحله کاهش اندازه به‌صورت دستی از روی نوار نقاله طبقه‌بندی مواد برداشته می‌شوند.


مرحله کاهش اندازه - مرحله دوم
بطری‌های جدا شده میز طبقه‌بندی را ترک کرده و توسط نوار نقاله به قسمت ریزکننده مرطوب وارد می‌شوند. به‌منظور شستشوی داخل بطری‌ها و همچنین زدودن کاغذها برچسب همراه بطری‌ها، آب نیز به منطقه برش وارد می‌شود، عمل برش به‌دلیل اصطکاک زیاد ایجاد شده باعث تمیزی بطری‌ها شده و همچنین برچسب‌های کاغذی را به‌صورت خمیر درمی‌آورد.  
مواد سپس از طریق یک صافی (معمولاً ۸/۳ اینچ) به یک محفظه گریز از مرکز تخلیه می‌گردند که هدف از این مرحله، جدا نمودن خمیرهای کاغذ به‌وسیله آب می‌باشد. پرک‌های PET ر این مرحله به اندازه کافی تمیز می‌باشند اما به‌دلیل زمان قرار گرفتن در خرد کننده به‌جز توسط صافی قابل کنترل نمی‌باشد، لازم است فرآیند مرحله قبل تکرار گردد. این بدان معنا است که فرآیند طولانی شستشو و خشک نمودن پرک‌ها به پایان می‌رسد.

مرحله شستن، جداسازی و خشک نمودن - مرحله سوم
فرآیند شستشوی پرک‌ها فرآیندی غیرمداوم بوده که در آن مواد به داخل یک محفظه استوانه‌ای بزرگ هدایت شده و در آنجا با کمک آب گرم و محلول‌های سوزآور، برجسب‌های کاغذی باقیمانده و چسب‌های به‌کار رفته جدا می‌شوند. محفظه استوانه‌ای شامل پرده‌هائی است که روی یک شفت قرار داشته و باعث آشفتگی آب با سرعت زیاد می‌گردد. شستشوی تکه‌های خرد شده بیش از آنکه عمل تکه‌ها در مقابل پرده‌ها باشد، در اثر عمل پرک‌ها مقابل هم است. سپس مواد درون یک سانتریفوژ تخلیه می‌شوند که به‌منظور جداسازی چسب‌ها، کاغذها و آلودگی‌های آلی طراحی شده است.

تنها آلودگی باقیمانده درب بطری‌ها می‌باشد که اساساً از جنس پلی‌پروپیلن ساخته شده‌اند. مواد از زیر سطح آب به یک محفظه جداسازی داخل می‌شوند و تکه‌های خرد شده به‌صورتی پراکنده می‌شوند که هر تکه فرصت شناور شدن یا غوطه‌ور شدن را داشته باشد. مواد پلی‌پروپیلنی شناور شده و PET غوطه‌ور می‌گردد. آخرین جداسازی انجام شده و سپس مواد در مرض هوای داغ با کمک خشک‌کننده‌های گریز از مرکز (سانتریفوژ) یا خشک‌کننده‌هائی با بستر سیالی خشک می‌شوند. مواد به‌طور معمول داخل سیلوهائی که آماده برای کریستالیزه و تبیل به الیاف شدن می‌باشند، ریخته می‌شوند.


بازیافت پلاستیک‌های به‌دست آمده از فعالیت‌های صنعتی
در صنایع تولید الیاف، ضایعات از طریق راه‌اندازی خط تولید، پاره شدن نخ‌ها مشکلات عملیاتی حاصل می‌شوند. میزان ضایعات می‌تواند به سرعت افزایش‌یافته و به شکل‌های مختلفی از قبیل ضایعات سخت، ضایعات نخ‌های کشیده تا کشیده‌نشده و ضایعات Tow درآید. روش‌های متعددی برای بازیافت این ضایعات در صنایع وجود دارد که این امر سبب کاهش هزینه موادخام برای تولیدکنندگان می‌گردد.

کاهش اندازه
اغلب از خردکننده‌ها (برش‌دهنده‌ها)، ریزکننده‌ها و کاغذبرها (گیوتین‌ها) برای ضایعات سخت و به‌عنوان وسیله‌ای جهت احیاء ضایعات نخ و Two استفاده می‌شود.
ضایعات سخت که به‌دلیل تراکم زیاد آلوده نمی‌باشد، آسان‌تین ماده جهت احیاء بوده و اندازه آنها می‌تواند کاهش یافته و به‌طور مستقیم وارد فرآیند تولید شوند بسته به اندازه ضایعات، یک دستگاه خردکننده مستقل و یا دستگاه برش و خردکننده توأماً استفاده می‌شود.

 ضایعات بزرگ به‌ دستگاه ریزکننده تغذیه می‌گردد به‌طوری که مواد را به اندازه قابل کنترلی برای استفاده در خردکننده کاهش می‌دهد. تکنولوژی برش شامل برش‌دهنده‌های تک‌محوره، دومحوره و چهارمحوره می‌باشد. مواد قبل از ورود به تجهیزات مانند متراکم‌کننده‌ها، اکسترودرها، Condux و غیره احتیاج به کاهش اندازه دارند. بعضی از تجهیزات نیاز به برش طولی کوتاهتری از مواد نسبت به بقیه دارند. معمول‌ترین وسیله جهت اجراء این عمل گیوتین‌هائی با سرعت بالا می‌باشند که مخصوصاً برای الیاف طراحی شده‌اند. اخیراً تکنولوژی تک‌محوره جایگزین بعضی از گیوتین‌ها در برخی از کاربردهای احیاء شده‌اند اما هنوز کارآئی آنها برای شرایط طولی خیلی کوتاه ثابت نشده است.


ضایعات Tow کشیده و کشیده‌نشده
تکنولوژی‌های متعدد و متفاوتی برای احیاء این ضایعات وجود دارند. نظرات راجع به این تکنولوژی‌ها با توجه به مشکلات در حمل‌ونقل محصول، محتویات رطوبت و آلودگی از یک کارخانه به کارخانه دیگر متغیر می‌باشد. تکنولوژی‌های متفاوت شامل متراکم‌کننده‌های دستی، متراکم‌کننده‌های مداوم اتوماتیک، متراکم‌کننده‌های زباله‌های پلاستیکی، اکستروژن با تغذیه گرم و اکستروژن استاندارد مجهز به تغذیه پرکننده یا فروبرنده می‌باشند.

معمول‌ترین متراکم‌کننده‌ها، متراکم‌کننده با شستشوی دستی می‌باشند. این ماشین از تیغه‌های برش چرخنده در زیر یک استوانه برای برش مواد استفاده می‌نماید و آن را به‌وسیله اصطکاک گرم می‌نماید. گرما سبب می‌گردد که مواد تکمیل رسیدگی که برای مواد استفاده شده است تبخیر یا خشک شوند. زمانی‌که مواد به نقطه ذوب خود می‌رسند به‌وسیله وارد نمودن آب به آنها شوک داده یا منجمد (فریز) می‌گردند. محصول نهائی از نظر شکل دارای شکلی نامنظم می‌باشد و معمولاً شبیه ذرت بوداده می‌گردد. این فرآیند معمولاً برای الیاف PP و PET استفاده می‌شود ولی نایلون را تجزیه می‌نماید. توسعه‌های جدید در سیستم متراکم‌کننده‌های مداوم رخ داده که جایگزین این تکنولوژی قدیمی شده‌اند.


منبع:

دانشنامه مرجع مهندسی ایران

www.smsm.ir

نوع مطلب : مهندسی شيمی - پالایش
نوشته شده در یکشنبه ۱۲ دی ۱۳۸۹ توسط SMSM |           |