We staan voor onze grootste milieu-uitdaging: plasticvervuiling. Het meest gebruikte PET-plastic is overal en slechts 30% daarvan kan mechanisch worden gerecycled. Om dit percentage te verhogen, zoeken onderzoekers naar chemische processen die veelgebruikt plastic afval kunnen recyclen.
De Virginia Tech onderzoeksteam onder leiding van promovendus Adam McNeeley en Alumni Distinguished Professor YA Liu ontdekte een chemisch proces om veelgebruikt plastic afval nauwkeurig te recyclen, zoals polyethyleentereftalaat (PET). Hun werk biedt een uitgebreide beoordeling van de thermodynamica, chemie, zuivering, afvalbeheer en het duurzame ontwerp van PET-depolymerisatieprocessen.
De onderzoekers creëerden een simulatiemodel dat de massa- en energiebalansen, de energievraag en de koolstofdioxide-uitstoot voor vier depolymerisatieprocessen kwantificeert. Daarmee bieden ze industriële professionals een kwantitatieve basis.
“Er zijn veel verschillende manieren waarop PET kan worden gedepolymeriseerd en er zijn er drie die actief worden ontwikkeld voor commercieel gebruik. We laten zien hoe deze verschillende methoden zich verhouden vanuit een chemisch verwerkingsperspectief.” zegt McNeeley.
Belangrijkste hoogtepunten: Chemisch proces helpt plastic afval te recyclen
- Analyse van 3 belangrijke chemische recyclingprocessen, glycolyse, methanolyse en hydrolyse.
- Glycolyse was het proces dat het minst energie kostte, mogelijk vanwege de eenvoudigere zuivering.
- Methanolyse is nauwkeurig als het zuiveringsproces complex is.
- Hydrolyse blijkt het meest complexe en energie-intensieve proces te zijn.
- Geanalyseerde depolymerisatiepaden met behulp van ethyleenglycol, methanol of water om monomeren te produceren die gezuiverd en omgezet kunnen worden in gerecycled PET-polymeer.
“Het belang van dit onderzoek is het identificeren en ontwikkelen van de goedkoopste en meest efficiënte manieren om PET te recyclen. Er is een duidelijke publieke wens om producten te gebruiken die gemaakt zijn van gerecyclede materialen, maar als het gerecyclede materiaal veel meer kost dan het nieuwe materiaal, is de kans kleiner dat mensen het gerecyclede materiaal kopen.” zegt McNeeley.
Kansen van de studie
- Chemische depolymerisatie opent diverse zuiveringsmogelijkheden, waardoor PET-afval van in theorie elke kwaliteit gerecycled kan worden, inclusief verpakkingen en textiel, die het grootste deel van het eindgebruik van PET vormen.
- Bedrijven als Eastman Chemical Co. zijn actief bezig met de ontwikkeling van chemische recyclingtechnologieën voor PET. De eerste grootschalige depolymerisatie-eenheid in de Verenigde Staten die methanolyse toepast, is al gebouwd in Kingsport, Tennessee.
Heb je daar al over gehoord? man recycleert droog afval en biedt beloningen in ruil daarvoor?
Beperkingen van de Proces
- Mechanische recycling kan bepaalde kleurstoffen niet verwijderen en onzuiverheden uit PET-afval.
- Sommige processen hebben evenwichtsbeperkingen waardoor de productopbrengst afneemt.
- Hoge temperaturen kan afbraak en vorming van ongewenste bijproducten veroorzaken.
- Het scheiden van oplosmiddelen zoals methanol en ethyleenglycol uit producten is energie intensief.
Onderzoekers concluderen dat chemische processen mogelijk veelgebruikt plastic afval kunnen recyclen. Er is echter nog werk aan de winkel om de uitdagingen die dit proces met zich meebrengt te overwinnen.
