Eureka! DGP: Jak odzyskać surowce z kartonów po sokach?

Święty Graal ekologów: ze wszystkiego odzyskać 100 proc. Teraz także z kartonów po mleku i sokach

Klucząc między sklepowymi półkami z napojami, nie zastanawiamy się, ilu przełomów w technice trzeba było, byśmy mogli cieszyć się smakiem świeżego soku. Jednym z nich były opakowania zwane wielomateriałowymi: połączenie kartonu, folii aluminiowej i tworzywa sztucznego. Lekkie i tanie w produkcji, pozwoliły wprowadzić na rynek napoje, soki czy mleko, które mają długie terminy przydatności do spożycia.

– Każdy ze składników takiego opakowania ma inną funkcję. Karton nadaje wytrzymałość, aluminium chroni przed parą wodną, światłem i bakteriami, dzięki polietylenowi opakowanie można zamknąć na zgrzew. Razem stanowią więcej niż sumę poszczególnych składników. Niestety, czyni to z nich także koszmar dla kogoś, kto chciałby odzyskać surowce – mówi mgr inż. Szymon Wojciechowski z Politechniki Śląskiej (PŚ). Dlatego zespół, którego jest on członkiem, postanowił zmierzyć się z tym koszmarem. I rozłączyć to, co człowiek złączył.

Felga z niezłym motorkiem [EUREKA! DGP]

Zobacz również

Zabierając się do pracy, naukowcy pamiętali o tym, że technologia odzysku musi być ekonomiczna. Nie chodzi więc po prostu o to, żeby wyłuskać z kartonu po soku aluminium i tworzywo, ale żeby zrobić to po konkurencyjnej cenie. Nikt w końcu nie będzie chciał kupić wtórnego surowca, który jest droższy od nowego. – To się udaje np. w przypadku odpadów poprodukcyjnych, takich jak resztki folii aluminiowej, z której wycięto wieczka do jogurtów. Taki surowiec jest czysty, biznes wie, że każdego miesiąca dostanie tyle, a tyle ton – tłumaczy dr hab. Beata Orlińska z PŚ. – W przypadku kartonów może nie powstaje aż tak czysty odpad poprodukcyjny, choć jest to materiał bardzo powtarzalny, ze znaną ilością zanieczyszczeń. I co ważne, jest go odpowiednio dużo, co przekłada się na skalę produkcji – dodaje dr inż. Tomasz Piotrowski z PŚ.

Reklama

Jak mówią naukowcy ze Śląska, próby odzyskania surowców z opakowań wielomateriałowych trwają od dekad. Mniej więcej od 30 lat udaje się to w przypadku kartonu. – To najprostsza część procesu, która przypomina recykling zwykłego papieru. Opakowania wrzuca się do letniej wody w urządzeniu, które przypomina wielki blender. Po kilku godzinach szarpania i mieszania z kartonami dzieje się coś podobnego, co z chusteczką higieniczną po zanurzeniu w wodzie – mówi dr inż. Adam Marek z PŚ.

Uzyskana w ten sposób pulpa papiernicza może z powodzeniem trafić na linię technologiczną. To proces wykorzystywany też w Polsce, np. przez Fabrykę Papieru i Tektury Beskidy w Wadowicach. – Problemem są jednak pozostałe składniki opakowania, czyli polietylen i aluminium w postaci laminatu, znanego pod nazwą polialu. Unosi się on w pulpie papierniczej w kawałkach o wielkości zbliżonej do pocztówek – tłumaczy mgr Mateusz Data z wadowickiej fabryki.

Teraz wchodzi innowacja opracowana przez śląskich naukowców. Polialu jest mielone na jeszcze drobniejsze kawałki, a następnie mieszane z gorącym rozpuszczalnikiem. – Aluminium nie reaguje z tym związkiem, więc możemy je później odwirować. Co prawda pozostają na aluminium jeszcze zanieczyszczenia, ale jest to już produkt, którym zainteresuje się hutnictwo – tłumaczy technik Iwona Szmidt z PŚ. Zaś roztwór rozpuszczalnika z polietylenem wystarczy później ochłodzić; w wyniku procesu polimer wytrąci się pod postacią granulek, które nadają się do ponownego użycia w pełnej gamie produktów: od worków na śmieci po meble ogrodowe.

Jak naukowcy wpadli na to, po który rozpuszczalnik sięgnąć? – Wcześniej pracowaliśmy nad sposobem odzysku aluminium z folii metalizowanych. Z nich robi się np. opakowania na czipsy. Warstwa metalu, zwana metalizatem, ma grubość od 10 do 100 atomów i jest napylana na tworzywo sztuczne – mówi prof. Jan Zawadiak, kierownik zespołu. Rozpuszczalnik, który wykorzystali naukowcy do odzysku aluminium z opakowań wielomateriałowych, jest tym, którym wcześniej starali się podziałać (niestety, bez powodzenia) na paczki od czipsów.

To był strzał w dziesiątkę. – Cały proces jest zgodny z zasadą umiaru technologicznego, nie stosujemy zbyt skomplikowanej aparatury. W efekcie Politechnika już sprzedała prawa do patentu na nasz wynalazek – cieszy się Wojciechowski.

Eureka! DGP

Trwa szósta edycję konkursu „Eureka! DGP – odkrywamy polskie wynalazki”, do którego zaprosiliśmy polskie uczelnie, instytuty badawcze i jednostki naukowe PAN. Do 17 maja w Magazynie DGP będziemy opisywać wynalazki nominowane przez naszą redakcję do nagrody głównej, wybrane spośród 54 prac nadesłanych przez uczelnie oraz instytuty.

Rozstrzygnięcie konkursu nastąpi 22 maja podczas kongresu Impact’19 w Krakowie. Nagrodą jest 30 tys. zł dla zespołu, który pracował nad zwycięskim wynalazkiem, ufundowane przez Mecenasa Polskiej Nauki – firmę Polpharma, oraz kampania promocyjna dla uczelni lub instytutu o wartości 50 tys. zł w mediach INFOR Biznes (wydawcy Dziennika Gazety Prawnej), ufundowana przez organizatora.