پت مخفف واژه پلی اتیلن ترفتالات است. این ماده یک پلی استر است که از دو منومر به نامهای اتیلن گلایکول و اسید ترفتالیک خالص ساخته میگردد. پت به عنوان یک ماده پلی استر از ۶۰ سال پیش شناخته شدهاست. ماده پت نخست به عنوان فیبرهای پلی استری در صنایع نساجی و صنایع بستهبندی مواد غذایی استفاده شد.
به علت مزایای اقتصادی بطریهای پت، تولید و استفاده از آنها روز به روز در حال افزایش است. مزایای استفاده از بطریهای پت شامل: شفافیت، انعطافپذیری، حفظ و نگهداری مناسب گاز و رطوبت موجود در نوشیدنیها، حمل و نقل آسان به دلیل سبک بودن، مقاومت در برابر ضربه، پایین بودن مصرف انرژی در تولید آن و قابل بازیافت بودن آن است.
اثرات منفی بطریهای پت برگشتناپذیر بودن این بطریها و افزایش زائدات دفعی و در نتیجه افزایش حجم زبالههای تولیدی میباشد.
چالشهای بازیافت پت
آلودگی پلی اتیلن ترفتالات پس از مصرف، عامل اصلی بدتر شدن خاصیت های فیزیکی و شیمیایی آن در حین بازیافت دوباره می باشد. به شکل کلی، به علت شکستگی فیبر و مشکلات زیبایی ظاهری، نمیتوان از آن جهت کاربردهای فیبر یا بطری استفاده نمود. به حداقل رساندن آلودگی منجر به کیفیت بهتر محصول بازیافتی میشود.
آلودگیهای رنگ آمیزی: رنگهای بطریهای رنگی سبب ایجاد رنگهای نامطلوب در هنگام بازیافت مجدد میشوند. برچسبهای جوهر چاپی هم میتوانند پوستههای پلی اتیلن ترفتالات را در پروسه شست و شو تغییر رنگ دهند. پیشرفت در تکنیکهای مرتبسازی و شستشو ممکن است این آلودگی رنگ را در بازیافت بطری کاهش دهد.
فعل و انفعالات فلزی: به شکل کلی، پلی اتیلن ترفتالات بازیافتی از مقادیری ناچیز از بقایای کاتالیزور فلزی مختلفی تشکیل شده که میتوانند جهت فرایند تولید استفاده گردند، این یونهای فلزی، که واکنشهای ترانس استری و پلی تراکم را ترویج میکنند، منجر به ناهمگنی شیمیایی پلی اتیلن ترفتالات بازیافتی میشود؛ در نتیجه بر خواص فیزیکی این ماده ازجمله ویسکوزیته تأثیر خواهد داشت.
ویسکوزیته یکی از مهمترین پارامترهای تأثیر گذار بر فرایند شکل دهی محصولات میباشد.
انواع روش های بازیافت پت:
پلاستیکها به شکل کلی موادی با مقاومت بالا میباشند که با اسید، باز و مواد شیمیایی معمول به سختی واکنش میدهند. این مواد کاملاً در برابر میکرو ارگانیزمها مقاوم است و در نتیجه زیست تخریب پذیر نمیباشند. درنتیجه دور ریز ضایعات پلاستیکی با فرایندهای عملیاتی مواد جامد و مایعات معمول امکانپذیر نیست.
اگر مواد پلاستیکی به شیوههای شایع سوزانده شوند، گازهای سمی تولید میکنند. پس جمعآوری و سیستم جداسازی مناسب ضایعات مواد پلاستیکی و فرآیندهای بازیافت در مورد آنها استفاده نمیشود.یکی از پرمصرفترین پلاستیکها (پلی اتیلن – ترفتالات) با نام کوتاه پت میباشد و به شکل کلی در صنعت نساجی با نام «پلی استر» شناخته میشود، ماده ای ضروری با کاربردهای گسترده به علت خواص فیزیکی و شیمیایی بسیار خوب میباشد.
پت در زمینههای مختلف مثل الیاف، غشاها، فیلمها، بطریهای نوشیدنی، فیلم جهت قالبگیری فشاری و صنایع بستهبندی فیلمهای رادیوگرافی و نوارهای ویدیویی مورداستفاده میباشد. یکی از فراوانترین انواع ضایعات پت بطریهای نوشیدنی است و بازیافت ضایعات بطری این پلیمر اهمیت زیادی پیدا کردهاست.
از طرف دیگر، به علت زیاد شدن مصرف و غیرقابل تجزیه بیولوژیکی، دفع پسماند پت نگرانیهای جدی زیستمحیطی و اقتصادی ایجاد کردهاست؛ در نتیجه، مدیریت پسماند پت به یک موضوع اساسی اجتماعی تبدیل شدهاست. با توجه به افزایش آگاهی زیستمحیطی در جامعه، بازیافت همچنان به عنوان گزینه مناسب جهت درمان پسماندهای پت باقی ماندهاست.
لازم است ذکر شود که بازیافت پت یکی از موفقترین نمونههای بازیافت پلیمرها بوده و انواع بازیافتهای مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی برای این پلیمر مورد استفاده قرار میگیرند.
بازيافت مكانیکی
در واقع این روش مرحلة آمادهسازی جهت بازیافتهای فیزیکی و شیمیایی است. بطریهای نوشیدنی پت دارای چندین نوع ماده میباشند. کاغذ، آلومینیوم، فیلم پلاستیکی و چسب که همگی قبل از بهکارگیری، پت میبایست جدا گردند از آنجا که آلایندهها بزرگترین عامل کاهش خواص فیزیکی و شیمیایی پت بازیافتی در حین فرایند میباشند. از انواع آلایندهها میتوان به موارد زیر اشاره نمود:
آلایندههای تولیدکننده اسید
آب
آلایندههای رنگی
استالدهید
فرآیندهای مکانیکی
دو روش در این مرحله از بازیافت پت توسعه یافتهاست. در روش اول، بطریها به قطعههای کوچک تبدیل شده و به واحد فرایند انتقال داده میشوند. برادهها در حجم و سرعت بالا به HDPE , PET آلومینیوم، کاغذ و باقیمانده به صورت چسب جدا میشوند.
در روش دوم، کل بطریها در فرم ابتدایی به واحد فرایند منتقل شده و در آنجا برچسب و کاپ پایه طی یک فرایند مکانیکی جدا و بخش PET از بطریها به صورت جداگانه شسته و خرد میشوند.خوبی روش اول این است که نیازمند هزینة کمتری جهت انتقال بطریهای خرد شدهاست و امکان تأسیس واحدهای فرایندی با حجم کاری بالا را مهیا میکند که سبب کاهش هزینهها میشود. در مقایسه، روش دوم دارای این حسن است که هر مرحله با دقت و نظارت بیشتری انجام میگیرد تا پت بازیافتی با خلوص بیشتری به دست آید.
جداسازی بعد از گرانول سازی
گرانولها علاوه بر پت امکان دارد حاوی HDPE از کاپ پایه، آلومینیوم از درپوش و حلقه بخش گردن بطری، برچسبهای کاغذ یا فیلمهای پلاستیکی (pp) چسب برای چسباندن برچسب و بعضی مواقع پوششی از PVC باشند. جداسازی تمامی این آلایندهها در گرانولها الزامی است.بهطور کلی یک فرایند چند مرحله ای انجام میشود که شامل شستشو با آب یا یک حلال مناسب، جداسازی استیل با آهنربا، جداسازی آلومینیوم از طریق دستگاه الکترواستاتیک و روش شناوری جهت جداسازی پلاستیکهایی که دانسیته متفاوتی از PET دارند میباشد.
جداسازی بطریهای PVC
فلسهای پت بازیافت شده میبایست عاری از PVC باشند زیرا در مرحلههای بعدی مشکل ساز خواهند بود. برای مثال، در فرایند بازیافت فیزیکی که نیازمند حرارت بالا میباشد، این حرارت منجر به تخریب و تجزیه PVC باقیمانده در مخلوط شده و در نتیجه باعث کاهش خواص و تیره شدن موضعی قطعات میشود.جداسازی PVC در اروپا اهمیت بالایی دارد چرا که بطریهای PVC به مقدار زیادی در محصولاتی که حاوی نوشیدنیهای کربناتی هستند به کار میروند.
شستشوی گرانولها
گرانولها جهت خارج سازی چسبها، گرد و خاک، شیره شیرین و دیگر بقایایی که قابلیت آلوده کردن برادهها را دارند، باید شسته شوند. محیط شستشو معمولاً آب داغ است تا اتیلن وینیل استات (EVA) یا دیگر چسبها مشابه حل شوند. این چسبها در دمای بالا قادرند ترکیباتی اسیدی تولید کنند که سبب گسست ملکولهای پت میشود، در نتیجه میبایست الزاماً شسته شوند.
افزودنیهایی مثل سود سوزآور، پاک کنندهها، امولسی فایرها یا مواد خاص دیگری به آب شستشو اضافه میشوند تا از رسوب مجدد EVA روی گرانولها جلوگیری به عمل آورند. آب شستشو بهطور معمول سیرکوله میشود تا محصولات ناشی از ضایعات آب و مواد شیمیایی افزودنی مورداستفاده به حداقل برسند.شستشو در تانک همزن دار یا خط انتقال صورت میگیرد. امروزه در یک روش مدرن از ازت مایع مورد استفاده قرار میگیرد تا آلایندههای سطحی و چسب زدوده شوند.
جداسازی HDPE
برادههای HDPE از PET به وسیله روش اختلاف دانسیته جداسازی میگردند. مخلوطی از گرانولها در آب ریخته شده و در یک تانک شناوری قرار میگیرند. گرانولهای سبک HDPE به صورت دائمی روی سطح مایع شناور میمانند و گرانولهای پت سنگین تر در انتهای تانک جمعآوری میشوند.
استفاده از حلالها برای خارج سازی آلایندهها
ضایعات پت ممکن است با بخشهایی از بطری که از مواد دیگر ساخته شدهاند یا موادی که از انواع بطریهای دیگری که به شکل اتفاقی در چرخه بازیافت وارد شدهاند آلوده گردند. همچنین بطریها ممکن است با مایعات و محتویات داخل آنها آلوده شده باشند، در نتیجه حلالهایی برای خالص سازی گرانولهای پت استفاده میشوند تا ناخالصیهای موجود را حل کرده و از بین ببرند.