بازیافت بطریهای پلی اتیلن سنگین
تا به امروز، حدود 3 میلیارد نفر به سیستم جمع آوری زبالههای جامد شهری دسترسی ندارند؛ به ویژه کشورهای کم درآمد که با سوءمدیریت ضایعات پلاستیکی دست و پنجه نرم می کنند. مواد پلاستیکی اگر در محیط رها شوند، سلامت انسان، حیوانات و محیط زیست را به طور جدی تهدید می کنند. این مطالعه به بررسی بازیافت بطریهای پلی اتیلن سنگین (HDPE) باهدف کاهش ضایعات پلاستیکی رهاشده در طبیعت می پردازد. فرایند توسعه منجر به مستندسازی کامل از کاربران نهایی و محیط محصول می شود که به عنوان پایگاه اطلاعاتی برای بهبود فرایند تصمیم گیری با همکاری نسبی با کاربران عمل میکند. در این تحقیق نگرشهای مختلفی از عملکرد سیستم به دست آمد؛ به این صورت که تنظیمات سیستم بازیافت طراحی شده در اینجا به برق وابسته نیست و میتواند حتی برای شست وشوی ضایعات بدون فشار آب کار کند. این سیستم از 0.2 دسی لیتر آب برای حذف آلودگیهای بطری که از قبل خیس شده است استفاده می کند. پیش بینی می شود زمان شست وشوی یک بطری که از قبل خیس شده است، 24 ثانیه باشد. علاوه براین، در اینجا روش های بهینهسازیهای مختلف مورد بحث قرار گرفته و برنامه آزمایشی بازیافت HDPE آغاز شده است.
هدف از این مطالعه طراحی، پیاده سازی و ارزیابی طرح بازیافت حلقه بسته بطریهای پلاستیکی در کشورهای کم درآمد به منظور مدیریت کارآمد و موثر بطریهای زباله از مصرف کنندگان تا تولید بطریهای نوشیدنی جدید است.
ضایعات پلاستیکی جهانی
تولید زبالههای پلاستیکی یک فرایند روبه افزایش در سراسر جهان است. درمقایسه با دو دهه پیش، تولید دو برابر زبالههای پلاستیکی به چالش بزرگ غلبه بر سوءمدیریت ضایعات پلاستیکی منجر شده است. تقریبا نیمی از زبالههای پلاستیکی جهان در کشورهای OECD (سازمان توسعه و همکاری اقتصادی) تولید می شود که موجب اختلافات منطقهای است. جمع آوری و دفع نامناسب ماکروپلاستیکها و همچنین نشت میکروپلاستیکها یک نگرانی جدی برای سیاره ما به شمار میروند. به طور کلی، در سال 2015 از پلاستیکهایی که به کانالهای مختلفی ریخته شده بودند، 9 درصد بازیافت شدند؛ 12 درصد سوزانده شدند و 79 درصد در زمین یا در محیط طبیعی دفع شدند. حتی امروزه نیز پلاستیکها یک رویکرد خطی (ساخت، استفاده، دفع) را بهجای اقتصاد چرخشی (طراحی برای استفاده، بازیابی، طراحی مجدد) دنبال می کنند. مواد پلاستیکی که به راحتی دور ریخته می شوند ممکن است عواقب شدیدی بر سلامت محیط زیست، حیوانات و انسان داشته باشند. پلاستیک می تواند فاضلاب را مسدود کرده و فضایی را برای تکثیر انگل فراهم کند؛ حیوانات را گرفتار یا خفه کرده و وارد زنجیره غذایی انسان شود. دفع ضایعات پلاستیکی رهاشده در محلهای دفن زباله ممکن است مسافتهای دوری را توسط باد طی کرده و یا توسط باران شدید شسته شوند. اثرات این نوع ضایعات برای موجودات زنده بسیار زیاد است. زباله های موجود در محل های دفن زباله به تولید گاز متان کمک می کنند که یک گاز گلخانه ای است و موجب تغییرات آب و هوایی جهانی می شود.
در سطح جهان، صنعت بسته بندی حدود 50 درصد از وزن کل ضایعات پلاستیکی را تشکیل می دهد. مواد پلاستیکی به دلیل خواص منحصر به فرد، عملکرد بالا و هزینه پایین کاربرد گستردهای دارند. پلاستیک امکان استفاده حداقلی از مواد را برای کمتر از 3 درصد وزن محصول فراهم میکند. ازمیان مواد بسته بندی مواد غذایی، ترموپلاستیکها ازجمله پلی پروپیلن (PP)، پلی استایرن (PS)، پلی وینیل کلراید (PVC)، پلی اتیلن سبک و سنگین (LDPE/HDPE) و پلی اتیلن ترفتالات (PET) پرکاربرد هستند. بسیاری از این مواد در محلهایی دفن می شوند که به قرنها برای تخریب نیاز دارند. صنعت بسته بندی تلاش خود را برای کاهش زبالههای دفع شده در محیط زیست ازجمله پلاستیک قابل بازیافت در طرحهای خود آغاز کرده است. با این حال، بازیافت از لحاظ زمان و بودجه با مشکلاتی مواجه است زیرا زبالههای جمع آوری شده اغلب از پلاستیکهای مختلف تشکیل شده است که ابتدا بایستی مرتب شده و جدا شوند.
بازیافت پلاستیک
لاداکس و لاکووید بازیافت پلاستیک را به عنوان فرایند بازیابی و پردازش مجدد ضایعات پلاستیک و تبدیل آنها به مواد ثانویه توصیف کردند که می تواند برای تولید ترکیبات جدید استفاده شود. چهار نوع بازیافت زباله پلاستیکی تاکنون شناسایی شده است:
1. بازیافت اولیه (اکستروژن مجدد)
2. بازیافت ثانویه (بازیافت مکانیکی)
3. بازیافت سوم (بازیافت شیمیایی یا مواد اولیه)
4. بازیافت چهارم (بازیابی انرژی)
بازیافت اولیه بیشتر برای زبالههای پلاستیکی قبل از مصرف استفاده میشود؛ بازیافت ثانویه یا مکانیکی به خوبی تثبیت شده و شناخته شده است. در بازیافت مکانیکی حلقه بسته (آپ سایکلینگ) کیفیت مواد بازیافتی برابر یا قابل مقایسه با کیفیت محصول اصلی است. اگر کیفیت پایین تر باشد (به عنوان مثال ازطریق فرسایش خواص پلاستیک)، این ماده می تواند در کاربردهای دیگر (دان سایکلینگ) استفاده شود. فرایند دوم به طور متوالی طول عمر محصول را چندین بار افزایش میدهد به طوری که قبلا استفاده از این مواد تا این حد امکان پذیر نبود. اکثر ضایعات پلاستیکی پس از مصرف وارد یک سیستم بازیافت آبشاری میشوند درحالی که تنها بخش کوچکی در سیستم حلقه بسته بازیافت میشود. از آنجایی که بازیافت مکانیکی به خلوص پلیمری نسبتا دقیق نیاز دارد، بایستی ابتدا سورتینگ انجام شود. سورتینگ را میتوان با کمک ماشین آلات خودکار و همچنین به صورت دستی جهت اطمینان از خلوص مواد بازیافتی انجام داد.
هدف از این مطالعه طراحی سیستم پیش شستوشوی بطریهای پلی اتیلن سنگین (HDPE) در کشورهای کم درآمد بود. این طرح ازطریق فرایند توسعه محصول فرایندی انجام می شود. این رویکرد ساختاریافته همچنین تحلیل جامع کاربر هدف و محیط محصول را تسهیل میکند. مرحله نمونهسازی در دو مرحله مجزا انجام شد که هرکدام کیفیت خاص خود را داشتند. مجموعه اولیه نمونه های اولیه بر ارزیابی عملکرد کلی طراحی متمرکز بود و ماژول هایی که برای عملکردهای مورد نظرشان مناسب بودند. در مرحله بعدی نمونه اولیه، که در بلانتایر انجام شد، به برخی مسائل پی برده شد. اول، مخزن تحت فشار از یک بطری توزیع کننده آب 20 لیتری ساخته شده بود که نشان دهنده تغییر شکل پلاستیکی است. این موضوع در هر سیستم تحت فشار نگران کننده است زیرا چرخههای مکرر تغییرشکل می توانند موجب تضعیف بیشتر و درنتیجه، فروپاشی سیستم شود. با این حال برای حفظ ایمنی کارگران، بایستی از یک مخزن فشار قوی تر استفاده کرد. باتوجه به یافتههای محققان، یک راه حل بالقوه برای این کار استفاده از بطریهای پلاستیکی است که به طور خاص برای مقاومت در برابر شرایط تحت فشار طراحی شده اند.
کلام آخر
در این مطالعه به بررسی فرایند بازیافت بطریهای پلی اتیلن سنگین (HDPE) ازجمله جمع آوری و شست و شوی پرداخته ایم. هدف از این مطالعه طراحی و نمونه سازی یک راه حل مناسب باهدف شست و شوی بطریهای استفاده شده پس از مصرف در بازیافت مکانیکی است. در اینجا یک رویکرد توسعه فرایندی برای راه اندازی سیستم موردنظر انتخاب شده و طراحی متمرکز را تضمین میکند. این رویکرد اسناد جامع را در تمام مراحل تسهیل کرده و همچنین در فرایند تصمیم گیری تیم طراحی کمک کننده خواهد بود. طراحی این سیستم شامل پنج ماژول مختلف است که هرکدام به طور مستقل توسعه یافته اند. ماژول شکل دهی بطریهای خرد شده را دوباره شکل میدهد؛ ماژول آب آب مورد استفاده در مرحله شست و شو را به صورت دستی به دستگاه وارد میکند؛ ماژول شست و شو شامل یک برس ثابت با قابلیت شستن داخل و خارج بطری به طور همزمان، یک آبکش که جت های آب را به داخل بطری می برد و یک مخزن می شود. بطریهای تمیز شده برای حمل راحت در کامیون برش داده می شوند. در آخر، نمونه سازی در دو مرحله انجام شد. نمونه اولیه اثبات مفهوم در سوئیس ساخته شد که براساس آن، تمام ماژولها در سیستم توسعهیافته کاربردی هستند. تحقیقات بیشتر نیز بر روی نمونه اولیه باهدف بررسی بیشتر تعاملات بین ماژول ها انجام شد.
