طرح توجیهی بازیافت ظروف پلاستیکی و پت (سال 1401)

طرح توجیهی بازیافت ظروف پلاستیکی و پت
پلاستیک نیز یکی از مواد قابل بازیافت در زباله های شهری است که در چند دهه گذشته مصرف و کاربرد آن ازدیاد یافته است، استفاده از تجربیات شهرهای پرجمعیت دنیا که موفقیت های قابل توجهی در زمینه مدیریت شهری داشته اند، می تواند راهگشای برنامه ریزان و مدیران کلان شهرهای کشورهای در حال توسعه باشد.

نسبت پلاستیک های تولیدی در ایران بیش از 177 هزار تن تخمین زده می شود که این رقم معادل حدود 500 تن در روز است. پلاستیک ها به دسته های گوناگون تقسیم می شوند و می توانند به شکل فیلم یا فیبر باشند. معمولا به پلاستیکها برای بهبود کارآیی یا از لحاظ اقتصادی ترکیبات آلی یا پلیمر اضافه می شود.

پلاستیکها را براساس ساختار پلیمری، خصوصیات حرارتی، تراکم پذیری و تغییرات دمایی بلور تقسیم بندی می کنند. بررسی ها نشان می دهد پلی اتیلن ترفتالات یکی از ترکیبات پرکاربرد پلاستیک است و در بطری ها و ظروف نگهداری مواد به کار می رود و سهم زیادی از این ترکیب حاصل از بازیافت ظروف پلاستیکی در صنایع بسته بندی به کار می رود.

در سالهای اخیر استفاده از پلاستیک های خودتخریب حائز اهمیت شده که از سال 1998 وارد بازار مصرف شده است. بازیافت ظروف پلاستیکی نقش مهمی در کاهش انتشار گاز دی اکسید کربن دارد.

نتایج تحقیقات انجام گرفته بر روی چرخه زیست محیطی مواد مختلف نشان می دهد که مقدار دی اکسید کربن ناشی از بازیافت هر تن پلاستیک در مقایسه با سایر روش های دفع زباله ها از جمله دفن در محل های دفن یا بازیافت انرژی، 1/5 تا 2 تن کمتر است.

این موضوع با توجه به افزایش میزان مصرف لوازم مصرفی در منازل و میزان بازیافت ضایعات از 19 درصد به 50 درصد در سال 2020 حائز اهمیت فراوان است. بازیافت ظروف پلاستیکی مصرف شده به یک یا دو محصول محدود نمى شود. بلکه با توجه به کثرت فرآورده هاى پلاستیکى، بازیافت آنها نیز طیف گسترده اى را تشکیل می دهد،

به عنوان مثال :

1. ظروف نوشابه هاى گازدار از جنس پلى اتیلن تترافتالات (PET)
2. شیشه های شیرخورى کودکان از جنس پلى کربنات (PC) به دلیل گران بودن پلى کربنات ها این نوع پلیمرها کمتر در بسته بندى مواد غذایى استفاده شده و بیشتر در ساخت شیشه هاى شیر کودکان به کار مى روند.
3. ظروف بسته بندى لبنیات از جنس پلى اتیلن (PE)، پلى پروپیلن (PP)، و پلى استایرن (PS)
4. ظروف یک بار مصرف از جنس PP و PS
5. کیسه هاى پلاستیکى از جنس پلی اتیلن : این نوع کیسه ها به اشتباه تحت عنوان کیسه هاى نایلونى معروفند.

قابل ذکر است در بازیافت ظروف پلاستیکی ، این مواد پلاستیکى مى توانند حاوى رنگ باشند که در آن صورت از رنگدانه پلاستیک (مستربچ) استفاده مى شود. 

کدهای آیسیک بازیافت ظروف پلاستیکی 

موارد مصرف و کاربرد 

از این بازیافت می توان محصولات متنوعی تهیه نمود با توجه به اینکه تنوع این محصولات زیاد می باشد در اینجا ما به اختصار انواع محصولات تولیدی را عنوان می نماییم :

1. تولید فیلم های پلی اتیلن، پلی پروپیلن و پلی اتیلن ترفتالات :
که فیلم های حاصل از بازیافت ظروف پلاستیکی مورد مصرف در صنایع مختلف برای تولید انواع محصولات می باشند: مانند تولید انواع الیاف، تسمه، ظروف پلاستیکی، ظروف پلاستیکی با گرید صنایع غذایی، کیسه های پلاستیکی، قطعات پلاستیکی، تولید صفحات کامپوزیت، صفحات CMC و …

2. تولید گرانول اکستروژن و تولید انواع ظروف یکبار مصرف تجزیه پذیر :
پلیمرهای گیاهی ساخته شده با ترکیباتی مانند سیب زمینی، ذرت و گندم مورد تولید قرار گرفته شده است این پلیمرهای هیدروکربنی دارای خواص ضعیف پلیمری است که با تغییر و اصلاح آنها می توان به ویژگیهای پلیمرهای نفتی رسید.

در حال حاضر در آمریکا تمام رستورانهای زنجیره ای معروف از ظروف بسته بندی گیاهی استفاده می کنند. بخش عمده کشورهای اروپایی نیز ظروف یکبار مصرف گیاهی را جایگزین ظروف بسته بندی حاصل از مشتقات نفتی کرده اند. شکل و ظاهر این ظروف کاملا مشابه ظروف پلاستیکی است با این تفاوت که زیست تخریب پذیر است.

3. تولید چوب پلاستیک :
در حال حاضر امکان ساخت چوب پلاستیک از ضایعات خرده چوب و پلی اتیلن سنگین (بازیافت ظروف پلاستیکی) به وجود آمده است. مواد مرکب چوب پلاستیک که به اختصار wpc نامیده می شوند مخلوطی از مواد لیگنوسلولزی و پلاست یک هستند که ظاهری شبیه چوب دارند،

اما به وسیله فرآیندهای تولید پلاستیک شکل می گیرند و با تجهیزات صنایع چوب قابل برش، متر و سمباده زنی و … هستند. اگر درصد مواد لیگنوسلولزی از 50 درصد کمتر باشد خواص محصول بیشتر به پلاستیک نزدیک است اما اگر درصد مواد لیگنوسل ولزی از 50 درصد بیشتر باشد خواص محصول تولیدی به چوب نزدیک تر است.

4. تولید رزین پلی استر :
کاربرد این رزین در : پوشش سطح، صنایع الکتریکی و الکترونیک، صنایع هوا فضا، ساختمان سازی، صنایع کشتی سازی، صنایع نظامی (استفاده از این رزین ها به جای فولاد در کلاه خود های جنگی) می باشد.

بررسی کالاهای جایگزین 

ظروف یکبار مصرف پلاستیکی تخریب پذیر کالاهایی می باشند که جایگزین ظروف یکبار مصرف پلاستیکی پلی پروپلینی، پلی اتیلنی و پلی استایرنی می باشند. کار بر روی پلیمرهای گیاهی از سال 1970 و در زمان بحران نفت آغاز شد.

در آن زمان کشورهای پیشرفته از جمله آمریکا، به فکر تولید موادی جهت صنایع بسته بندی افتادند که وابسته به مواد نفتی و فسیلی نباشند. بنابراین پلیمرهای گیاهی با ترکیبانی چون سیب زمینی، ذرت و گندم را مورد آزمایش قرار دادند.

این پلیمرهای هیدروکربنی دارای خواص ضعیف پلیمری هستند که با تغییر و اصلاح آنها می توان به شرایط پلیمرهای نفتی رسید. با توجه به روند روزافزون استفاده مردم دنیا از ظروف یکبار مصرف پلاستیکی و کلا پلاستیکهای ساخته شده از مواد نفتی و عمر 300 ساله این مواد بعد از دفن در خاک،

آنها متوجه شدند بعد از مدت کوتاهی کره زمین را یک پوسته ی پلاستیکی احاطه خواهد کرد و تأثیرات کوتاه مدتی چون سرطان زایی و بلند مدتی چون تغییرات ژنی برای نسل های بعدی به همراه خواهد داشت.

بطور مثال مصرف مواد غذایی داغ در ظروف یکبار مصرف شیمیایی باعث مهاجرت باکتری ها از بدنه ظروف به داخل مواد غذایی و اثرات نامطلوب بر روی بدن انسان خواهد شد. مزایای این پلیمرها در دنیای کنونی می توان به موارد ذیل اشاره کرد :

1. مسأله زیست محیطی و بهداشتی است که نه تنها ایجاد آلودگی نمی کند بلکه باعث حاصلخیزی خاک هم می شود.
2. مسأله دیگر توسعه عمده در بخش کشاورزی است زیرا وقتی یک سیستم به شکل انبوه به سمت استفاده از پلیمرهای گیاهی برود پویایی بیشتر و اشتغال زایی بالاتری را به همراه خواهد داشت.
3. عدم وابستگی 100% به منابع نفتی و عدم تاثیر پذیری صد در صد از نوسانات قیمت.
4. استفاده از این مواد جهت خوراک دام
5. صرف انرژی کمتر برای ایجاد : برای تولید پلیمرهای معمول دمای مورد نیاز 190 درجه سیلسیوس می باشد در صورتی که برای تولید پلیمرهای تخریب پذیر دمای موردنیاز 130 درجه سیلسیوس می باشد. این اختلاف 60 درجه دما باعث صرفه جویی مالی زیادی در طول سال می شود.
6. این ظروف عاری از هر گونه اثرات مضر و عکس العمل های شیمیایی در تماس با مایعات و غذاهای داغ و مقاوم در برابر حرارت است.

امروزه دیگر محدودیتی برای نوع کالا وجود ندارد و با پلیمرهای گیاهی انواع قطعات ساخته می شوند. بطوری که در اروپا آنقدر در این زمینه تنوع ایجاد کردند که حتی قطعه ای که برای کاشت توپ گلف در زمین قرار می دهند، دیگر بیرون نمی آورند بلکه خودش در زمین می پوسد. مثال دیگر کیسه های پلاستیکی بیمارستانی است که دفن آنها آلودگی زاست.

می دانیم که در بیمارستان ها مهمترین منبع آلودگی کیسه های پلاستیکی است که جهت انتقال لباسهای بیماران و پزشکان به بخش لباسشویی بیمارستان استفاده می شود. در حال حاضر این نایلون ها را با استفاده از پلیمرهای گیاهی تولید می کنند و حلالیت آن را در آب افزایش می دهند.

با این روش کیسه ها را به همراه لباس داخل لباسشویی قرار داده این کیسه ها بعد از مدت 10 دقیقه در آب حل می شوند. مجموعاً دیگر محدودیتی برای استفاده از این مواد وجود ندارد مگر اینکه منظور، استفاده در قطعاتی باشد که اصلاً تجزیه شدن مدنظر نیست. به طور مثال قطعات خودرو که برای استفاده طولانی مدت تولید می شوند.

امروزه بحث این است که وقتی از دل زمین و با مشکلات بسیار زیاد نفت استخراج شده و روی آن فناوری می شود حیف است که در انتها تبدیل به یک ظرف یکبار مصرف شود که بعد از مصرف دور انداخته شده و خود تبدیل به یک عامل آلودگی محیط زیست می شود.

منابع ارزشمند نفتی باید در کالاهایی با طول عمر بیشتر استفاده شوند. اتحادیه اروپا زمان تجزیه شدن را تا سال 2004 بدین شکل اعلام کرده بود که پلیمرهایی را زیست تخریب پذیر می نامند که حداکثر ظرف مدت یکسال بپوسد. در حال حاضر اتحادیه اروپا این زمان به شش ماه رسانده است.

چنانگه می گویند باید ظرف مدت سه ماه 90 درصد آن زیر خاک قطعه قطعه شود و ظرف شش ماه بپوسد و چیزی از آن باقی نمی ماند. البته این استاندارد اروپا است و استاندارد آمریکا همان یکسال می باشد.

اهمیت استراتژیک کالا

با توجه به ذخایر نفتی موجود در طبیعت و برگشت ناپذیری مواد پلاستیکی دو علت اصلی و استراتژیک را می توان اینچنین بیان نمود :

* محدودیت ذخایر نفتی :

1. محدود بودن ذخایر در کشور
2. توجیه ناپذیر بودن صادرات نفت
3. پایین بودن ارزش افزوده صادرات نفتی
4. تولید کالا از محصولاتی که یکبار سوددهی لازم را داشتند
5. تولید از مواد اولیه با ارزش پائین و تبدیل به مواد پر ارزش

* موارد زیست محیطی :

1. کمک به طبیعت جهت جلوگیری از ورود موادی که برگشت شان بیش از صد سال به طول می انجامد.
2. جمع آوری و بهینه کردن زباله های غیر تجزیه
3. فرهنگ سازی در حفظ منابع طبیعی

بررسی تکنولوژی بازیافت ظروف پلاستیکی

بازیافت ظروف پلاستیکی به فرآیندهایی گفته می شود که در آنها از زباله های پلاستیکی به نحوی استفاده می شود. به طور کلی دو روش اصلی برای حل مشکل زباله های پلاستیکی وجود دارد :

1. بازیافت
2. تولید پلاستیک های زیست تخریب پذیر

روش های بازیافت ظروف پلاستیکی در سه دسته جای می گیرند :

1. بازیافت انرژی : در بازیافت انرژی زباله به عنوان یک سوخت سوزانده می شود. باید توجه کرد که بازده انرژی (انرژی حاصل از سوختن واحد وزن سوخت) پلاستیکها نسبت به سوخت های فسیلی مرسوم بیشتر است.
2. بازیافت مکانیکی : بازیافت مکانیکی، یعنی خرد کردن و استفاده یک محصول پلاستیکی در ساخت یک قطعه. در این روش باید نکات زیادی را در نظر گرفت. مثلا برای ساخت قطعات حساس تر سازمانهای مربوطه مقدار مجاز پلاستیک بازیافتی در قطعه را تعیین می کنند.
3. بازیافت شیمیایی : در بازیافت شیمیایی پلاستیک به وسیله روش های شیمیایی به مواد دیگری (اغلب مواد اولیه یا میانی) تبدیل می شود. این روش نسبت به دو روش دیگر جدیدتر است ولی هنوز از نظر اقتصادی به صرفه نیست. اما بسیار مورد توجه هست. به عنوان مثال می شود به تهیه رزین پلی استر از بطری های نوشابه (از جنس پلی اتیلن ترفتالات یا PET) اشاره کرد.

اما در کنار بازیافت ظروف پلاستیکی از چندین سال پیش تلاش هایی در جهت تولید پلاستیک های زیست تخریب پذیر شروع شده که الان به نتیجه هم رسیده است. این پلاستیکها قابلیت بازگشت به طبیعت را طی زمانی قابل قبول دارند. این پلاستیکها هم در دو دسته کلی قرار می گیرند :

1. پلاستیک های متداول حاوی مواد تخریب پذیر :

پلاستیک های متداول حاوی مواد تخریب پذیر آمیزه هایی هستند که در آنها یک ماده تخریب پذیر(مانند نشاسته) به یک پلاستیک متداول (مثل پلی اتیلن) اضافه می شود و تخریب این ماده به افزایش سرعت تخریب پلاستیک کمک می کند.

این مواد چند سالی هست که وارد بازار شده اند و با آنکه کمک زیادی به کاهش زباله های پلاستیکی کرده اند، اما به دلیل این که اولا در آنها از همان پلاستیکهای متداول تخریب ناپذیر استفاده شده و دوما استفاده از مقدار زیادی مواد تخریب پذیر در پلاستیک ویژگی ها را تضعیف می کند، موقعیت چندان محکمی ندارند.

2. پلاستیک های تخریب پذیر ذاتی :

پلاستیکهای تخریب پذیر ذاتی موادی هستند که به دلیل ساختمان شیمیایی خاصشان به وسیله باکتری ها، آب یا آنزیم ها در طبیعت تخریب می شوند. مهمترین پلاستیک از این نوع پلی (لاکتیک اسید) هست که از اسید لاکتیک تهیه می شود.

پیش بینی می شود این پلاستیک، که خواص بسیار خوبی هم داره، در آینده رقیبی بسیار جدی برای پلاستیکهای متداول امروزی به خصوص در صنعت بسته بندی باشد. مشکل بزرگ این مواد، گران بودنشان است که در حال حاضر تحقیقات برای توسعه یک روش ارزان برای تولیدشان ادامه دارد.

جالب این که منابع اصلی تولید این پلاستیک طبیعی هستند و از محصولات نفتی برای ساخت آنها استفاده نمی شود. تمامى پلیمرها از بکر تا آنهایى که بازیافتى بوده و همچنین ظروف پلاستیکى حتماً باید قبل از استفاده در صنعت غذایى تحت آزمون Food grade قرار بگیرند. (ای.سی.سی)

نحوه بازیافت ظروف پلاستیکی

پس از جمع آوری مواد پلاستیکی ضایعاتی تعدادى از کارگران به طور معمول پلاستیکها را از نظر جنس به دو نوع بادى و تزریقى و نیز از نظر رنگ بندى به انواع بى رنگ، سفید، قرمز، آبى و مشکى تقسیم مى کنند.

در بازیافت ظروف پلاستیکی از نظر رنگ بندى نیز ارزش ریالى پلاستیکها متفاوت است به هر میزان که از طرف مواد بى رنگ و یا با رنگ روشن به طرف رنگ هاى تیره تر مى رویم از ارزش ریالى پلاستیکها کاسته مى شود، به این معنى که پلاستیک هاى بى رنگ یا کریستال بالاترین قیمت و پلاستیک کدر و متمایل به رنگ مشکى پایین ترین قیمت را دارند.

در مرحله بعدى، پلاستیکهاى جدا شده را در یک آسیاب بزرگ مى ریزند و آن ها را به صورت تکه هاى بسیار ریز (چیپس) خرد مى کنند. پلاستیکهاى خرد شده (البته این مرحله در ایران به صورت کارگاهی انجام شده و این مواد خرد شده به کارخانجات بازیافت ظروف پلاستیکی فروخته می شود).

در کارخانه و در نخستین مرحله، پلاستیک هاى خرد و ریز در یک ظرف شست و شو قرار مى گیرند و پس از شست و شو در یک سبد خشک کن پخش مى شوند. در قسمت زیرین این سبد یک منبع حرارت زا با گرماى ملایم قرار دارد. در مرحله بعد پس از این که پلاستیکها خشک شدند، در دستگاه «اکسترودر»، قرار مى گیرند.

این دستگاه شبیه به چرخ گوشتى بزرگ است، با این تفاوت که ناحیه میانى آن مجهز به سیستم هاى حرارت زا (منظور از سیستم هاى حرارت زا، تعدادى المنت با مقاومت بالاست که توان تولید حرارت بسیار زیادى را دارند). حرارتى که این سیستم ایجاد مى کند به طور متوسط بین 150 تا 250 درجه سانتىگراد است.

به کمک حرارت تولید شده، پلاستیکهاى خرد و ریز قبلى به صورت خمیرى از دهانه «اسکترودر» خارج مى شوند (اصطلاح رایج براى این خمیر کلوچه است). از آن جا که وجود خرده هاى چوب و کاغذ و غیره در این مرحله باعث خراب شدن جنس تولیدى مى شود،

یک صافی استیل با چشمه هاى بسیار ریز در محل خروج خمیر پلاستیک از دستگاه قرار داده شده تا عمل جداسازی را انجام دهد. چون مواد به شکل مذاب خارج مى شوند، این مواد اضافى گرفته مى شود. خمیرها (کلوچه ها) را در یک ظرف آب قرار مى دهند تا سرد و سفت شوند و بعد آن ها را در داخل آسیا مى ریزند.

این دستگاه خمیر سفت شده را به گلوله ها و گویچه هاى پلاستیکى (گرانول) که نسبتاً ریز و خرد هستند تبدیل مى کند. این گویچه هاى پلاستیکى (گرانول ها) را مى توان ماده خام ثانوى تلقى کرد. در مرحله نهایى بازیافت ظروف پلاستیکی، یا این گرانول ها را در دستگاه هاى قالب گیرى مى ریزند،

و محصول موردنظر در قالبى که از قبل طراحى شده است تولید مى شود. محصولاتى را که در مرحله قالب گیرى به شکل نامطلوب و ناقص تولید مى شوند، دوباره آسیاب مى کنند و مورد استفاده قرار مى دهند. و یا به صورت فیلم های مختلف درآورده و در موارد مختلف مورد استفاده قرار می دهند.

نحوه ساخت کیسه های پلاستیکی

گرانول هاى پلى اتیلن را به شکل فیلم هاى نازک درآورده و پس از برش فیلم ها در ابعاد دلخواه به کیسه تبدیل مى کنند. و در صورت تولید کیسه هاى رنگى هنگام تبدیل گرانول پلى اتیلن به فیلم از رنگدانه پلاستیک یا مستربچ (به مقدار یک تا پنج درصد) استفاده مى کنند.

نحوه ساخت ظروف یکبار مصرف

ابتدا مواد پلیمر را به صورت فیلم هایى با ضخامت موردنظر تبدیل کرده و سپس با استفاده از قالب هایى خاص به اشکال مختلف تبدیل مى شوند.