Wetenschap
Een nieuw recyclingproces voor polystyreen zou de eerste ter wereld kunnen zijn die zowel economisch als energiezuinig is
Ingenieurs hebben een nieuwe manier gemodelleerd om polystyreen te recyclen, wat de eerste haalbare manier zou kunnen worden om het materiaal herbruikbaar te maken. De chemische methode die is geïdentificeerd om moeilijk te recyclen verpakkingsmateriaal aan te pakken en het stortafval terug te dringen
Het team van chemische ingenieurs, gevestigd aan de Universiteit van Bath in Groot-Brittannië en het Worcester Polytechnic Institute in Massachusetts, VS, zegt dat hun techniek de eerste zou kunnen zijn die het recyclen van polystyreen zowel economisch haalbaar als energiezuinig maakt.
Uitgelegd in een nieuw onderzoeksartikel gepubliceerd in het Chemical Engineering Journal , maakt de techniek gebruik van een chemisch proces dat pyrolyse wordt genoemd, waarbij polystyreen wordt afgebroken tot delen die kunnen worden omgevormd tot nieuwe stukken materiaal.
Dr. Bernardo Castro-Dominguez, hoofddocent chemische technologie aan de Universiteit van Bath en mededirecteur van het Center for Digital, Manufacturing &Design (dMaDe), zegt:"Chemische recyclingtechnieken zijn een belangrijk aandachtspunt binnen de chemische technologie. Er is dringend behoefte aan kosten- en energie-efficiënte manieren om kunststoffen af te breken tot hun primaire bouwstenen, zoals polystyreen.
"Minder dan 5% van het polystyreen wordt momenteel gerecycled. Uit ons onderzoek blijkt dat maar liefst 60% van al het polystyreen dat tegenwoordig wordt gebruikt vervangen kan worden door chemisch gerecycled styreen."
Michael Timko, Ph.D., hoogleraar chemische technologie aan het Worcester Polytechnic Institute, voegt hieraan toe:“Uit onze analyse blijkt dat polystyreen een ideale kandidaat is voor een chemisch recyclingproces. Verrassend genoeg is het proces energetisch efficiënt en potentieel economisch concurrerend. emissies, kan investeren in dit proces gelijkwaardig zijn aan eenvoudige maatregelen zoals energiebesparing in termen van de hoeveelheid emissiereductie die kan worden bereikt met een bepaalde investering."
Polystyreen kan chemisch worden gerecycled met behulp van warmte, maar herhaalde behandelingen tasten het materiaal aan, waardoor het aan sterkte en flexibiliteit verliest. Omdat dit proces gespecialiseerde faciliteiten vereist, accepteren de meeste recyclingcentra geen polystyreen – en vanwege de omvang ervan zorgen de hoge transportkosten ervoor dat het zelden naar deze faciliteiten wordt verplaatst. Bijgevolg wordt momenteel zeer weinig polystyreen gerecycled.
Bij pyrolyse wordt een materiaal blootgesteld aan zeer hoge temperaturen (van meer dan 450°C) in een zuurstofvrije kamer, waardoor het niet kan ontbranden. In plaats daarvan valt het polystyreen uiteen in delen die bekend staan als monomeren, die vervolgens kunnen worden gezuiverd en vervolgens opnieuw kunnen worden samengesteld tot nieuw polystyreen. Voor het maken van één kilogram van het nieuwe materiaal is minder dan 10 megajoule energie nodig, grofweg genoeg om een typische magnetron ongeveer 30 minuten van stroom te voorzien.
Het geïdentificeerde proces omvat een pyrolysereactor, warmtewisselaar en een paar destillatiekolommen, die de delen van polystyreen scheiden in styreen van 'monomeerkwaliteit' - het deel dat kan worden hervormd tot polystyreen - en 'lichte' en 'zware' aardolie. zoals bijproducten, die op andere manieren kunnen worden hergebruikt.
Het proces heeft een rendement van 60%. Dit betekent dat als er 1 kg gebruikt polystyreen zou worden gebruikt, er 600 gram 99% zuiver styreen van monomeerkwaliteit beschikbaar zou blijven om nieuw polystyreen te genereren, waardoor het gebruik van fossiele brandstoffen zou worden verminderd. Dit werk benadrukt ook de voordelen voor het milieu, waarbij wordt opgemerkt dat de kosten om de hoeveelheid koolstofemissies door de implementatie van dit proces te verminderen ongeveer $ 1,5 per ton CO2 bedragen. , aanzienlijk lager dan veel andere recyclingprocessen.
De onderzoekers zeggen dat beleid om consumenten te stimuleren polystyreen te recyclen, of het van de stortplaats te halen, het proces economisch nog aantrekkelijker zou maken.