Problemy w recyklingu biotworzyw

PLA jest jednym z pierwszych produkowanych komercyjnie biotworzyw. Polilaktyd [PLA] przypomina swoimi właściwościami mechanicznymi PS. Może być przetwarzany za pomocą znanych maszyn, urządzeń i technologii. PLA przetwarza się w temperaturze w zakresie od 180 do 200°C, jednak już w tych warunkach może on ulegać częściowej degradacji zarówno hydrolitycznej, jak i oksydacyjnej bądź depolimeryzacji. Ponieważ PLA jest tworzywem higroskopijnym, w większości przypadków granulat wymaga suszenia przed rozpoczęciem procesu przetwarzania. Ze względu na wrażliwość polimerów biodegradowalnych na ciepło, wilgotność i naprężenia ścinające są one trudniejsze w procesie przetwórczym niż ich niebiodegradowalne odpowiedniki. Z tych względów mogą one ulegać częściowej degradacji już na etapie procesu przetwórczego.

W określonych warunkach PLA ulega biodegradacji. Produkty wytwarzane z PLA są podatne na kompostowanie w instalacjach przemysłowych, gdzie można kontrolować temperaturę (powyżej 70°C) i wilgotność (min. 70 % RH). W teorii wszystko wygląda dobrze. Jednak problem jest taki, że PLA najczęściej do kompostowni nie trafia (chyba, że jest wydzielone np. w zakładach przemysłowych jako osobna, niezanieczyszczona frakcja odpadów). W domowych warunkach kompostowanie tego materiału jest utrudnione lub prawie niemożliwe (dużo dłuższy proces rozkładu niż innych kuchennych odpadków). Obecnie nasz rynek nie jest jeszcze gotowy na PLA i nie ma zakładów przetwarzania, które chciałaby go przyjąć. Nie przyjmują go także kompostownie.

PLA jest szczególnie podatny na degradację termiczną przy użyciu tradycyjnych mechanicznych metod recyklingu. To ograniczenie znacznie ogranicza odzyskiwanie i ponowne używanie PLA. Jako alternatywa dla mechanicznego recyklingu, recykling chemiczny PLA odzyskuje bloki konstrukcyjne polimeru oraz monomery. Ten proces generuje jednak duże ilości odpadów rozpuszczalnikowych, używanych do wymywania frakcji monomerów.

Poważnym problemem jest również segregacja odpadów tworzywowych. Opakowania termoformowalne z PLA ze względu na podobny wygląd fizyczny i przejrzystość podobną do PET i PS, trafiają do jednego kontenera. Problemem jest rozróżnienie kolorowych wyrobów z PLA od innych wyrobów poliestrowych i najczęściej trafiają do zmieszanych tworzywach sztucznych, gdyż zwykle termoformowalny PET jest przezroczysty.

W przypadku, gdy zakład przetwórstwa tworzyw polimerowych wykorzystuje sortujące urządzenia optyczne, PLA można łatwo odróżnić od PS lub PET. Natomiast gdy stosuje się  sortowanie ręczne, PLA zostanie on pozostawiony w strumieniu PET. Rozdzielanie różnych tworzyw sztucznych można wykonać na wiele różnych sposobów, w tym separację elektrostatyczną, techniki podczerwieni, a także flotację. Ta ostatnia metoda jest łatwo przeprowadzana w celu oddzielenia poliolefin (o ciężarze właściwym poniżej 1) od nylonów i poliestrów. Zasadniczą częścią procesu jest oddzielenie biodegradowalnych tworzyw sztucznych, takich jak PLA, od przetwarzalnych tworzyw sztucznych, np. PET. W mieszanym strumieniu poliestrów, rozdzielanie można prowadzić przez kontaktowanie strumienia z rozpuszczalnikiem, takim jak chloroform, w celu rozpuszczenia składnika PLA. Nierozpuszczony PET można następnie wysuszyć i wysłać do dalszego przetwarzania.

Problemem w temacie zbierania i segregacji odpadów oraz recyklingu jest też fakt, że nie wszystkie tworzywa biodegradowalne mogą być poddawane recyklingowi materiałowemu lub energetycznemu, ponadto użycie mieszanek polimerów syntetycznych i naturalnych może zakłócić istniejący już system recyklingu.

Gdy wyczerpiemy już wszystkie możliwości powtórnego wykorzystania czy recyklingu materiałów, procesy te okażą się być na danym terenie nieopłacalne lub też dysponujemy odpadami zmieszanymi w stopniu uniemożliwiającym rozdzielenie to wtedy, w procesie odzysku energetycznego, możemy odzyskać przynajmniej część energii włożonej w wyprodukowanie towarów, które stały się odpadami. Spalaniu można poddać jednak jedynie te z odpadów, których wartość opałowa przewyższa ilość energii włożoną w sam proces ich spalenia. Proces ten ma sens przy spalaniu tworzyw sztucznych, gdyż ich wartość opałowa, kształtująca się w granicach 30–45 GJ/t przewyższa węgiel i dorównuje ilości energii pozyskanej ze spalania gazu ziemnego lub oleju opałowego.  Ostatnim i najmniej pożądanym kierunkiem zagospodarowania odpadów jest ich składowanie na wysypiskach śmieci. Powinny tu trafiać odpady, których nie udało się wydzielić z recyklingu, dla których recykling energetyczny jest nieopłacalny oraz wszelkie tworzywa oznakowane jako degradowalne, z wyłączeniem tworzyw kompostowalnych.

Jeżeli uda się w Polsce osiągnąć zakładane przez Dyrektywę unijną wskaźniki, to do 2020 roku mamy składować nadal do 35% odpadów. Warto zadbać o to, żeby tak zutylizowane materiały zajmowały jak najmniej miejsca na wysypiskach. Rozwiązaniem kompromisowym pomiędzy recyklingiem a składowaniem są więc np. tworzywa degradowalne. Materiały takie, powinny w krótkim czasie ulec tzw. oksofragmentacji lub biodegradacji pozwalając na zmniejszenie objętości odpadów na składowiskach. 

Edyta Gibas




Piotr gość
Piotr gość

Wysłany: 2019-02-06 15:34:07

Bardzo ciekawy artykuł.

Magdalena
Magdalena
*.66.183.131

Wysłany: 2019-04-23 15:29:42

Zastanawiam się dlaczego autor artykułu nie uwzględnił octanu celulozy, która przecież jest zarówno biotworzywem biodegradowalnym jak i kompostowalnym w warunkach domowych i przemysłowych?