PL230236B1 - Sposób mechanicznego oczyszczania recyklatu, zwłaszcza z poużytkowych butelek typu PET - Google Patents
Sposób mechanicznego oczyszczania recyklatu, zwłaszcza z poużytkowych butelek typu PETInfo
- Publication number
- PL230236B1 PL230236B1 PL414567A PL41456715A PL230236B1 PL 230236 B1 PL230236 B1 PL 230236B1 PL 414567 A PL414567 A PL 414567A PL 41456715 A PL41456715 A PL 41456715A PL 230236 B1 PL230236 B1 PL 230236B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- recyclate
- pet
- flakes
- impurities
- bottles
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
Landscapes
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
- Detergent Compositions (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób mechanicznego oczyszczania recyklatu, zwłaszcza z poużytkowych butelek typu PET, w którym po rozdrobnieniu oczyszczony wstępnie materiał poddaje się kąpieli wodnej.
Podstawowym problemem otrzymywania z odpadowych opakowań recyklatów poli(tereftalanu etylenu) (PET) w formie płatków, jest uzyskanie końcowego produktu o jak najwyższej czystości, praktycznie takiej samej jak w materiałach pierwotnych. Już niewielkie zanieczyszczenia na przykład zanieczyszczenia mechaniczne takie jak drobny pył (piasek), resztki etykiet oraz kleju do etykiet czy zanieczyszczenia mikrobiologiczne powodują widoczne zmiany w produkcie otrzymanym z recyklatu, co eliminuje możliwość wykorzystania do wyrobów wymagających wysokiej czystości, na przykład do produkcji folii czy też wyrobów mających kontakt z żywnością. Przyjmuje się, że w takich zastosowaniach całkowity poziom zanieczyszczeń musi być znacznie poniżej 100 ppm.
Znane sposoby umożliwiają otrzymanie płatków PET o czystości wystarczającej do wielu zastosowań, na przykład syntezy nienasyconych żywic poliestrowych, syntezy poliestroli - składnika do produkcji poliuretanów czy też do produkcji tereftalanu bis(2-etyloheksylu)plastyfikatora poli(chlorku winylu), jednakże niewystarczającej do innych aplikacji, gdzie wymagana jest wysoka czystość na przykład produkcja wysokiej jakości folii czy wytwarzania produktów do bezpośredniego kontaktu z żywnością, gdzie już niewielkie ilości zanieczyszczeń, na przykład resztki kleju do etykiet, uniemożliwiają wykorzystanie do produkcji tego typu wyrobów.
Dotychczas stosowane metody zasadniczo polegają na rozdzielaniu sprasowanych butelek, odsiewaniu wolnych zanieczyszczeń, kilkakrotnym myciu butelek i oddzielaniu zanieczyszczeń powierzchniowych z butelek, oddzielaniu ręcznym widocznych zanieczyszczeń stałych oraz butelek z innych tworzyw sztucznych, automatycznym oddzielaniu zanieczyszczeń metalowych. Następnie butelki są rozdrabniane na krajankę mającą postać płatków, które kolejno podlegają oczyszczaniu, myciu i suszeniu oraz pakowaniu.
Z opisu patentowego PL197745 znany jest sposób wytwarzania recyklatu, zwłaszcza z poużytkowych butelek typu PET polegający na tym, że nieoczyszczone, kompletne butelki PET rozdrabnia się na sucho, a następnie rozdrobniony, suchy produkt podaje się do kąpieli wodnej, gdzie następuje segregacja tworzyw na poszczególne frakcje, zaś posegregowane frakcje tworzyw poddaje się odwodnieniu i suszeniu. Opisany sposób charakteryzuje się tym, że przed kąpielą wodną, rozdrobniony na sucho produkt płucze się wstępnie i odwadnia w urządzeniu wirowym, a frakcje tworzyw przed końcowym odwodnieniem jeszcze co najmniej raz podaje się do kąpieli wodnej i powtarza proces segregacji tworzyw, a następnie płukania i odwadniania, przy czym korzystnie przed każdą kąpielą myjącą stosuje się proces oczyszczania recyklatu w wirowym urządzeniu płucząco-odwadniającym. Otrzymane płatki recyklatu są wystarczająco oczyszczone do większości zastosowań, jednakże nie nadają się do wyrobów mających bezpośredni kontakt z żywnością.
Większość sposobów koncentruje się na usuwaniu zanieczyszczeń innymi tworzywami, metalami czy piaskiem.
Z opisu patentowego PL 206 893 znany jest sposób i urządzenie do przetwarzania poużytkowych butelek z tworzyw sztucznych dla otrzymania krajanki PET, polegający na rozdzielaniu, kilkakrotnym myciu, usuwaniu powierzchniowych zanieczyszczeń butelek, ręcznym selekcjonowaniu butelek i oddzieleniu ręcznym widocznych zanieczyszczeń stałych, automatycznym oddzieleniu zanieczyszczeń metalowych, rozdrabnianiu butelek na krajankę w postaci płatków oraz oczyszczaniu, myciu i suszeniu płatków, według wynalazku charakteryzuje się tym, że po ręcznej selekcji butelek i ręcznym usunięciu zanieczyszczeń stałych, następnie automatycznie oddziela się butelki z polichlorku winylu (PVC) od butelek z politereftalanu etylenu (PET).
Z opisu patentowego PL 210 776 znany jest sposób i urządzenie do oddzielania wstępnie rozdrobnionego materiału w procesie wytwarzania recyklatu, zwłaszcza z rozdrobnionych butelek typu PET polegający na tym, że wstępnie rozdrobniony materiał wprowadza się, do wnętrza umieszczonego w napełnionej wodą wannie flotacyjnej, perforowanego bębna, wewnątrz którego rozdrobniony materiał, poprzez wytworzony przez śmigło wir wodny, poddaje się wstępnemu oddzielaniu poprzez zderzenia z ekranami wstępnego rozdrabniania. Następnie materiał przesuwa się do komory rozdrabniającej, po czym następuje, znanymi sposobami, segregacja czystego recyklatu od zanieczyszczeń na zasadzie różnicy ciężarów właściwych oddzielonych frakcji. Dzięki zastosowaniu oddzielania za pomocą wiru
PL 230 236 Β1 wodnego stosowanego w urządzeniu, cząstki papierowe oddzielone od kawałków tworzywa są miksowane i rozwłókniane umożliwiając tym samym łatwe ich oddzielenie w dalszym procesie oczyszczania. Otrzymuje się w ten sposób bardzo dobrze oczyszczony recyklat.
Z opisu patentowego WO 01/21373 A1 znany jest sposób wytwarzania recyklatu, zwłaszcza z poużytkowych butelek typu PET polegający na tym, że nieoczyszczone, kompletne butelki PET rozdrabnia się, a następnie rozdrobniony produkt podaje się do kąpieli wodnej w temperaturze 95 do 100°C w czasie od 3 do 15 minut, korzystnie 5 minut. Do wody wprowadza się w sposób ciągły sodę kalcynowaną (Na2CO3) w ilości pozwalającej na utrzymanie stężenia od 0,1 do 3% oraz niepieniące detergenty utrzymując ich stężenie w przedziale od 0,1 do 0,5%. Preferowane jest stosowanie detergentów niejonowych. Otrzymany w ten sposób materiał jest bardzo dobrze oczyszczony z klejów i innych zanieczyszczeń. Wadą jest możliwość występowania degradacji polimeru w wyniku zasadowej hydrolizy poli(tereftalanu etylenu) w wysokiej temperaturze.
Istota wynalazku, polega na tym, że recyklat po wstępnym oczyszczeniu poddaje się jednocześnie działaniu ultradźwięków o natężeniu 30 do 50 kHz oraz intensywnemu mieszaniu, korzystnie 150 do 250/min obrotów mieszadła, w wodzie demineralizowanej o temperaturze 70 do 90°C, ewentualnie z dodatkiem środka alkalicznego o stężeniu 0,1 do 1,0%, korzystnie sody kalcynowanej lub kaustycznej.
Dzięki zastosowaniu, zgodnie z wynalazkiem, ultradźwięków następuje szybsze oddzielenie etykiet oraz resztek kleju od wstępnie rozdrobnionych i oczyszczonych płatków PET.
Najwygodniej do wytwarzania ultradźwięków jest zastosować płuczkę (myjkę) ultradźwiękową. Jej zasada działania jest znana i polega na wytworzeniu wysokiej częstotliwości fal ciśnieniowych, które powodują powstanie zjawiska kawitacji. Dzięki niej woda przechodzi ze stanu ciekłego w stan gazowy, a w konsekwencji pojawiają się miliony małych pęcherzyków implodujących na powierzchni oczyszczanego przedmiotu. Za pomocą myjek ultradźwiękowych można usuwać zanieczyszczenia, które nie poddają się zwyczajnemu myciu czy szorowaniu, a których rozmiary są często mikroskopowe.
Skuteczność mycia ultradźwiękowego zależy od natężenia oraz częstotliwości fal. Do usuwania mikroskopowych zanieczyszczeń zwykle stosuje się częstotliwości w zakresie 20-50 kHz. Istotną sprawą dla uzyskania dobrych warunków mycia ultradźwiękami jest równomierny rozkład pola ultradźwiękowego (gęstości energii) w całej objętości myjki. W wielu przypadkach wytwarzają się wewnątrz cieczy fale stojące i wtedy obserwuje się wyraźne obszary o większej energii w strzałkach i mniejszej energii w węzłach ciśnienia akustycznego. W takich przypadkach skuteczność mycia jest też zależna od miejsca, w którym znajduje się obiekt czyszczony. Z tego powodu myjek ultradźwiękowych zasadniczo nie używa się do oczyszczania materiałów „sypkich”, takich jak na przykład rozdrobnione płatki PET.
Okazało się, że połączenie działania ultradźwięków z intensywnym mieszaniem umożliwia znaczne poprawienie efektywności oczyszczania płatków PET. Szczególnie istotną korzyścią okazało się prowadzenie mycia płatków PET w temperaturach niższych niż powszechnie stosowane w myciu na gorąco (o 5-30°C) oraz możliwość rezygnacji ze stosowania sody lub stosowania jej w znacznie mniejszych ilościach (od 10-50%). Uzyskuje się w ten sposób płatki PET o wyższej czystości oraz jakości powierzchni płatka. Lepsza, gładka powierzchnia płatka PET bez zmatowieć świadczy o mniejszej degradacji tworzywa. Degradacja taka zachodzi w wyniku zasadowej hydrolizy po li (tereftalanu etylenu) (reakcja saponifikacji) zachodzącej podczas mycia płatka na gorąco z węglanem sodu czy też innymi substancjami zawierającymi alkalia jak wodorotlenek sodu lub wodorotlenek potasu. Degradacja wpływa na zmniejszenie masy cząsteczkowej tworzywa co wpływa na pogorszenie jego właściwości fizykochemicznych uniemożliwiających jego przetwórstwo w niektórych aplikacjach na przykład w produkcji folii.
Wynalazek pozwala na zastosowanie oczyszczonego recyklatu do wyrobu produktów wymagających wysokiej czystości substratu, poniżej 30 ppm oraz jak najmniejszego stopnia zmatowienia świadczącego o degradacji chemicznej polimeru.
Do wykonania przykładów ilustrujących sposób według wynalazku użyto recyklatu PET otrzymanego sposobem znanym z opisu patentowego PL197745 bez dodatku środków wspomagających mycie, takich jak soda czy środki powierzchniowo czynne. Płatki PET otrzymane metodą opisaną w przykładzie I dodatkowo oczyszczano w łaźni mikrofalowej w kąpielach o różnej temperaturze z użyciem sody oraz bez. Zadowalający efekt uzyskuje się nawet bez dodatku środków wspomagających mycie, takich jak soda czy środki powierzchniowo czynne.
PL 230 236 Β1
Przykład I (porównawczy według PL 197745)
Bezbarwne butelki PET przemielone na sucho w młynie na płatki o wielkości od 6 do 20 mm kieruje się na wirowe urządzenie płucząco-odwadniające, gdzie następuje płukanie płatków silnym strumieniem wody i zgrubne oddzielenie ich od zanieczyszczeń, poprzez odwirowanie.
Oczyszczone wstępnie płatki kierowane są do kąpieli wodnej w wannie płuczącej, gdzie następuje dalsze ich oczyszczanie, głównie z nalepek i kleju. W wannie płuczącej następuje również segregacja płatków (usunięcie poliolefin) na zasadzie grawitacji. Następnie wydzielone płatki PET są kierowane na drugie wirowe urządzenie płucząco-odwadniające, a następnie do suszarki, skąd jako oczyszczony recyklat z tworzywa typu PET kierowane są do pojemników. Otrzymano lekko szare płatki z widocznym pod mikroskopem nalotem drobnych cząstek nieorganicznych oraz wyraźnymi śladami kleju. Płatki poddano testowi wygrzewania w suszarce w temperaturze 220°C w ciągu 2 godzin. Po wygrzaniu oceniano ilość zażółceń na płatkach pochodzącą głównie z rozkładu termicznego klejów do etykiet. Nie zaobserwowano zmatowienia płatka.
Na podstawie porównawczej analizy mikroskopowej oceniono zawartość zanieczyszczeń pozostałych na płatkach PET na poziomie 300 ppm.
Przykład II
Do płuczki ultradźwiękowej typ IS - 5,5 produkcji firmy Intersonic, wyposażonej w termostat, wannę wykonaną z blachy kwasoodpornej z przytwierdzonymi przetwornikami ultradźwięków i mieszadło wprowadzono 2 dm3 wody destylowanej o temperaturze 85°C i 300 g płatków bezbarwnego PET z przykładu I. Włączono ultradźwięki o częstotliwości 50 kHz i włączono mieszadło ustawiając obroty 150/min. Temperaturę utrzymywano na poziomie 78-80°C. Proces kontynuowano przez 15 minut. Po myciu płatek PET oddzielono od wody za pomocą sita, wypłukano kilkukrotnie wodą destylowaną i wysuszono w temperaturze 40°C. Otrzymano praktycznie bezbarwny płatek, bez widocznych gołym okiem zanieczyszczeń. Na obrazie mikroskopowym obserwowano nieznaczne ilości drobnych zanieczyszczeń. Na podstawie porównawczej analizy mikroskopowej oceniono zawartość zanieczyszczeń na 30 ppm. Płatki poddano testowi wygrzewania w suszarce w temperaturze 220°C w ciągu 2 godzin. Po wygrzaniu oceniano ilość zażółcenia na płatkach pochodzącą głównie od klejów do etykiet. Ilość kleju oceniono na poziomie 15 ppm. Nie stwierdzono śladów degradacji chemicznej powierzchni płatka PET.
Przykład III (przykład ma charakter porównawczy, żeby pokazać że wysoka temperatura i alkalia powodują degradację oczyszczanego produktu)
Do płuczki ultradźwiękowej z przykładu II, wprowadzono 2 dm3 wody destylowanej o temperaturze 98°C. Następnie wprowadzono do wody 100 g 20% wodnego roztworu sody kalcynowanej (Na2CO3) uzyskując stężenie sody w roztworze około 1%. Następnie dodano 250 g płatków PET otrzymanych według przykładu I. Włączono ultradźwięki o częstotliwości 35 kHz i włączono mieszadło ustawiając obroty 250/min. Temperaturę utrzymywano na poziomie 97-98°C. Proces kontynuowano przez 8 minut. Następnie płatek PET oddzielono od wody za pomocą sita, wypłukano kilkukrotnie wodą destylowaną i wysuszono w temperaturze 40°C. Otrzymano praktycznie bezbarwne płatki, bez widocznych gołym okiem zanieczyszczeń. Płatki poddano testowi wygrzewania w suszarce w temperaturze 220°C w ciągu 2 godzin. Po wygrzaniu oceniano ilość zażółcenia na płatkach pochodzącą głównie od klejów do etykiet. Ilość kleju oceniono na poziomie 8 ppm. Na podstawie analizy mikroskopowej oceniono zawartość wszystkich zanieczyszczeń (razem z klejem) oraz oceniano jakość powierzchni. Zanieczyszczenie oceniono na poziomie 10 ppm. Powierzchnia płatka posiadała charakterystyczne ślady zmatowienia, powstałe w wyniku degradacji powierzchni płatka w związku z reakcją zasadowej hydrolizy poli(tereftalanu etylenu) (reakcja saponifikacji). Powierzchnia zmatowienia stanowiła około 90%.
Przykład IV
Oczyszczanie wykonano jak w przykładzie III, z tym że użyto sody kaustycznej (NaOH) oraz utrzymywano temperaturę 90°C. Otrzymano bezbarwne płatki, bez widocznych gołym okiem zanieczyszczeń. Płatki poddano testowi wygrzewania. Ilość kleju oceniono na poziomie 7 ppm. Według analizy mikroskopowej całkowitą ilość zanieczyszczeń oceniono na poziomie 12 ppm. Powierzchnia zmatowienia stanowiła około 60%.
Przykład V
Oczyszczanie wykonano jak w przykładzie IV, z tym, że użyto zmniejszoną o połowę ilość 20% roztworu sody (Na2CO3) uzyskując stężenie sody w roztworze około 0,5%. Otrzymano bezbarwne płatki, bez widocznych gołym okiem zanieczyszczeń. Ilość kleju wg metody wygrzewania oceniono na poziomie 7 ppm. Według analizy mikroskopowej całkowitą ilość zanieczyszczeń oceniono na poziomie 14 ppm. Powierzchnia zmatowienia stanowiła około 5%.
PL 230 236 Β1
Przykład VI
Oczyszczanie wykonano jak w przykładzie V, z tym, że utrzymywano temperaturę 80°C. Otrzymano bezbarwne płatki, bez widocznych gołym okiem zanieczyszczeń. Ilość kleju według metody wygrzewania oceniono na poziomie 10 ppm. Wg analizy mikroskopowej całkowitą ilość zanieczyszczeń oceniono na poziomie 15 ppm. Nie stwierdzono zmatowienia powierzchni.
Przykład VII
Oczyszczanie wykonano jak w przykładzie IV, z tym że użyto sody kaustycznej (NaOH) oraz utrzymywano temperaturę 70°C. Otrzymano bezbarwne płatki, bez widocznych gołym okiem zanieczyszczeń. Ilość kleju według metody wygrzewania oceniono na poziomie 14 ppm. Według analizy mikroskopowej całkowitą ilość zanieczyszczeń oceniono na poziomie 17 ppm. Nie stwierdzono zmatowienia powierzchni.
Claims (1)
- Zastrzeżenie patentowe1. Sposób mechanicznego oczyszczania recyklatu, zwłaszcza z poużytkowych butelek typu PET, w którym po rozdrobnieniu wstępnym oczyszczony materiał poddaje się mieszaniu w kąpieli wodnej, znamienny tym, że recyklat poddaje się jednocześnie działaniu ultradźwięków o natężeniu 30 do 50 kHz oraz intensywnemu mieszaniu, korzystnie 150 do 250/min obrotów mieszadła, w wodzie demineralizowanej o temperaturze 70 do 90°C, ewentualnie z dodatkiem środka alkalicznego o stężeniu 0,1 do 1,0%, korzystnie sody kalcynowanej lub kaustycznej.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL414567A PL230236B1 (pl) | 2015-10-27 | 2015-10-27 | Sposób mechanicznego oczyszczania recyklatu, zwłaszcza z poużytkowych butelek typu PET |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL414567A PL230236B1 (pl) | 2015-10-27 | 2015-10-27 | Sposób mechanicznego oczyszczania recyklatu, zwłaszcza z poużytkowych butelek typu PET |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL414567A1 PL414567A1 (pl) | 2017-05-08 |
PL230236B1 true PL230236B1 (pl) | 2018-10-31 |
Family
ID=58643730
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL414567A PL230236B1 (pl) | 2015-10-27 | 2015-10-27 | Sposób mechanicznego oczyszczania recyklatu, zwłaszcza z poużytkowych butelek typu PET |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
PL (1) | PL230236B1 (pl) |
-
2015
- 2015-10-27 PL PL414567A patent/PL230236B1/pl unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL414567A1 (pl) | 2017-05-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6460788B1 (en) | Method and installation for separating all categories of polymer materials | |
KR102023744B1 (ko) | 플라스틱 필름에 프린팅된 잉크의 제거 방법 | |
AU777435C (en) | Process for preparing food contact grade polyethylene terephthalate resin from waste pet containers | |
KR101508115B1 (ko) | 카펫 백킹으로부터 소비 후의 카펫 페이스 얀의 분리 및 세탁방법 및 이로부터 제조된 얀 생성물 | |
US9469049B2 (en) | Method and installation for separating individual valuable materials from mixed, in particular milled, plastic waste | |
EP4144786A1 (en) | Method and apparatus for recycling packaging material | |
JPH06173182A (ja) | 熱可塑性樹脂塗工包装材料の再処理方法及び二次処理に対する熱可塑性樹脂材料 | |
WO1997034702A1 (en) | Method for the separation of high impact polystyrene (hips) and acrylonitrile butadiene styrene (abs) plastics | |
EP1711323A1 (en) | A hydrogravity system and process for reclaiming and purifying a solid, multiple domain feedstock | |
US7172143B2 (en) | Method and plant for separating polymeric materials | |
KR102251682B1 (ko) | 폐플라스틱 페트류 및 페트 플레이크의 세정 및 살균 방법 | |
US7014132B2 (en) | Method and plant for separating polymeric materials | |
FR2751262A1 (fr) | Procede et installation pour separer des materiaux polymeres, polystyrene et abs obtenus | |
PL230236B1 (pl) | Sposób mechanicznego oczyszczania recyklatu, zwłaszcza z poużytkowych butelek typu PET | |
KR102300563B1 (ko) | 폐플라스틱 페트류 및 페트 플레이크의 세척방법 | |
JP6985672B1 (ja) | リサイクル材料の製造装置、廃棄物の比重選別処理装置 | |
PL230237B1 (pl) | Sposób chemicznego oczyszczania recyklatu, zwłaszcza z poużytkowych butelek typu PET | |
CN110948745B (zh) | 一种金刚线切割后的塑料垫板回收清洗工艺 | |
JP2008088285A (ja) | 廃プラスチックの再生処理方法 | |
JP2021109309A (ja) | 廃プラスチックの比重選別処理方法及びその処理装置 | |
PL230235B1 (pl) | Sposób oczyszczania recyklatu, zwłaszcza z poużytkowych butelek PET | |
KR101824713B1 (ko) | 다층 폐필름의 재활용방법 | |
PL230238B1 (pl) | Sposób zabezpieczania oczyszczonego recyklatu, zwłaszcza z poużytkowych butelek typu PET, przed zanieczyszczeniem mikrobiologicznym | |
KR20170108396A (ko) | 폐유리 재활용을 위한 필름-유리 회수 플랜트의 회수물 세척-건조기 | |
JP5675806B2 (ja) | Plaで汚染された通常のポリマー流の精製 |