Drukuj

RFID w segregacji tworzyw sztucznych przeznaczonych do recyklingu

RFID w segregacji tworzyw sztucznych przeznaczonych do recyklingu
Prezentujemy przysłany nam artykuł prof. Zenona Foltynowicza, dziekana Wydziału Towaroznawstwa Uniwersytetu Ekonomicznego w Poznaniu.

Ważnym aspektem gospodarki odpadami jest ich właściwe zagospodarowanie. Jednym z problemów związanych z zagospodarowaniem odpadów jest ich segregacja na poszczególne frakcje. Może ona odbywać się poprzez selektywną zbiórkę odpadów lub rozdział w zakładach unieszkodliwiania odpadów. Jednakże selektywnie zebrane odpady, np. opakowaniowe, wymagają dodatkowej segregacji pod względem materiału z którego zostały wykonane.

O ile w przypadku opakowań szklanych nie stanowi to większego problemu, gdyż ich rozdział odbywa się zasadniczo na stłuczkę bezbarwną i kolorową na podstawie ich barwy, to w przypadku tworzyw sztucznych wymaga to większego wysiłku.

Segregacja odpadów tworzyw sztucznych pod kątem materiałowym uzależniona jest od ich dalszego przeznaczenia, czy to do recyklingu materiałowego (MRF) czy do produkcji paliw alternatywnych (RDF). Znanych jest szereg mniej lub bardziej zaawansowanych metod segregacji, od sortowania ręcznego poprzez mechaniczne do bardziej zaawansowanych metod z wykorzystaniem różnic we właściwościach fizykochemicznych materiałów, takich jak gęstość (segregacja w cyklonach, metoda flotacyjna), podatność magnetyczna, przewodnictwo elektryczne, itp.

RFID w segregacji tworzyw sztucznych przeznaczonych do recyklingu


Rozdział odpadów tworzyw sztucznych utrudniony jest ze względu na różnorodność materiałów stosowanych np. do produkcji opakowań. Pomocne okazują się różnego rodzaju detektory służące do identyfikacji danego tworzywa. Stosowane są detektory oparte na świetle widzialnym, ultrafioletowym, podczerwieni oraz promieniowaniu rentgenowskim.

Kolorowe tworzywa można identyfikować przy pomocy spektrofotometrów w świetle widzialnym, podczas gdy tworzywa bezbarwne (niebarwione polimery, czysty PET, przejrzysty HDPE) z wykorzystaniem sensorów na podczerwień.

Identyfikacja tworzyw nieprzezroczystych wymaga zastosowania sensorów promieniowania rentgenowskiego X-ray, które są znacznie droższe od pozostałych. Jednakże odpowiednia konfiguracja tych detektorów pozwala dość efektywnie rozdzielać większość strumieni odpadów tworzyw sztucznych.

Najnowsze techniki rozdziału wykorzystują do identyfikacji tworzyw sztucznych tzw. metodę bliskiej podczerwieni NIR. Jest to bardzo szybka metoda pozwalająca identyfikować 20 butelek na sekundę. Jednakże ze względu na absorpcję promieniowania podczerwonego metoda ta nie może być stosowana do identyfikacji czarnych tworzyw. Wprawdzie nie jest to problem w przypadku odpadów opakowaniowych, ale już znaczący w przypadku tworzyw stosowanych w przemyśle samochodowym.

Metodą, która prawdopodobnie zrewolucjonizuje identyfikację tworzyw sztucznych nie tylko na liniach segregacyjnych lecz również w całym łańcuchu logistycznym, będzie technika RFID. Różni się ona zasadniczo od dotychczasowych oznaczeń, np. za pomocą kodów kreskowych czy oznaczeń cyfrowych (1-7 w przypadku tworzyw sztucznych).

Technologia RFID polega na radiowej, bezprzewodowej komunikacji między chipami (inaczej tag lub transponder) a odbiornikiem (czytnikiem), pozwalając na odczytywanie z odległości danych zapisanych w chipie.

Wykorzystanie techniki RFID w selektywnej zbiórce to m.in. łatwa identyfikacja materiałów opakowaniowych, oznakowanie części aut wykonanych z tworzyw sztucznych, oznakowanie pojemników z wysegregowanymi materiałami.

Jednakże zastosowanie chipów RFID może potencjalnie stwarzać problemy w recyklingu tworzyw sztucznych np. metale mogą zanieczyszczać PET i HDPE wpływając na jakość recyklatu.

Możliwe rozwiązanie problemu to metki RFID oparte na nanomateriałach, zwłaszcza na nanorurkach węglowych.

Nowe bezchipowe transpondery RFID wykonane z nanorezonansowych włókien, mają rozmiary 5 mikronów na 1 mm. Mogą być praktycznie w niewidoczny sposób stosowane do zabezpieczeń opakowanych produktów oraz do identyfikacji opakowaniowych i innych tworzyw sztucznych podczas procesów segregacji poprzedzających recykling.

Układ identyfikacji radiowej (RFID) w domyśle zastąpi kody kreskowe i otworzy zupełnie nowy rozdział w dziedzinach handlu, spedycji i logistyki. Dzięki niemu możliwym stanie się nadzorowanie cyklu życia produktu, na całej długości łańcucha dostaw - począwszy od producenta, przez dostawcę a skończywszy na sprzedawcy – a w przyszłości także od zejścia produktu z taśmy produkcyjnej aż po jego utylizację. Zastosowanie jej do identyfikacji tworzyw sztucznych na liniach sortowniczych znacznie przyspieszy proces segregacji, podniesie jakość recyklatu oraz pozwoli obniżyć koszty procesu.
Prof. Zenon Foltynowicz Prof. Zenon Foltynowicz jest chemikiem, kierownikiem Katedry Ekologii Produktów oraz dziekanem Wydziału Towaroznawstwa Uniwersytetu Ekonomicznego w Poznaniu. Jest też członkiem Polskiego Towarzystwa Chemicznego PTChem i Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Przemysłu Chemicznego SITPChem. Jego zainteresowania naukowe to ekologia produktów i przemysłowa, nanomateriały zwłaszcza dla opakowalnictwa, zagospodarowanie odpadów tworzyw sztucznych. Prof. Foltynowicz wykładał na wielu uczelniach zagranicznych. Został odznaczony Srebrnym Krzyżem Zasługi i Medalem Komisji Edukacji Narodowej. Ma 60 lat.