إعادة تدوير زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات

📅 آخر تحديث: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 21 صور
الموسوعة الحرة
إعادة تدوير زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات
باتجاه عقارب الساعة من أعلى اليسار:
  • الفرز في منشأة استعادة المواد
  • بالات من زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) المصنفة حسب اللون
  • منشأة لإعادة التدوير حيث يتم تحويل الزجاجات المستعملة إلى رقائق أو حبيبات نظيفة مناسبة لإعادة تشكيلها إلى منتجات جديدة
  • رقائق البولي إيثيلين تيريفثالات المعاد تدويرها
  • زجاجة مياه مصنوعة من مادة البولي إيثيلين تيريفثالات المعاد تدويرها (إعادة تدوير الزجاجات)
  • حقيبة مصنوعة من البوليستر المعاد تدويره من مادة البولي إيثيلين تيريفثالات (PET).
  • صينية طعام مصنوعة من مادة البولي إيثيلين تيريفثالات المعاد تدويرها، تحمل رمز rPET

يُعدّ بولي إيثيلين تيريفثالات ( PET ) أحد أكثر البوليمرات شيوعًا في عائلة البوليستر. وقُدّر حجم سوقه العالمي بنحو 37.25 مليار دولار أمريكي في عام 2021. [ 1 ] يُستخدم بولي إيثيلين تيريفثالات في العديد من التطبيقات، مثل الألياف النسيجية، والزجاجات، والتغليف الصلب والمرن، والإلكترونيات. ومع ذلك، يُشكّل 12% من النفايات الصلبة العالمية. [ 2 ] لهذا السبب، يُشجَّع بشدة على إعادة تدوير الزجاجات، وقد بلغ أعلى مستوى له منذ عقود (33% في عام 2023). في عام 2023، جمعت الولايات المتحدة 1962 مليون رطل من الزجاجات لإعادة تدويرها. [ 3 ] بالمقارنة مع الزجاجات الزجاجية، تتميز زجاجة PET بخفة وزنها وانخفاض بصمتها الكربونية في الإنتاج والنقل. كما تُسهم إعادة التدوير في خفض الانبعاثات. ويمكن إعادة استخدام المواد المُعاد تدويرها في صناعة الزجاجات، والألياف، والأغشية، والتغليف الحراري، وأشرطة التغليف. [ 4 ]

بعد جمع الزجاجات من مكبات النفايات، يتم فرزها وتنظيفها وطحنها. تُعرف هذه المادة المطحونة باسم "رقائق الزجاجات"، والتي تُعالج بعد ذلك إما عن طريق:

  • إعادة التدوير "الأساسية" أو "الفيزيائية". يتم صهر رقائق الزجاجات لتشكيلها بشكلها الجديد مباشرة مع تغييرات أساسية في خصائصها الفيزيائية. [ 5 ]
  • إعادة التدوير "الكيميائية" أو "المتقدمة". يتم تفكيك رقائق الزجاجات جزئيًا أو كليًا، مما يتيح تنقيتها. ثم تُعاد بلمرة الأولغومرات أو المونومرات الناتجة إلى بوليمر PET، والذي يُعالج بعد ذلك بنفس طريقة معالجة البوليمر الخام.

في كلتا الحالتين، تُعرف المادة الخام الناتجة باسم "r-PET" أو "rPET" ("PET المعاد تدويره"). [ 5 ] يُعدّ البصمة الكربونية لهذا البولي إيثيلين تيريفثالات المعاد تدويره أقل بنسبة 79% من البولي إيثيلين تيريفثالات الخام، أي 0.45  كجم من ثاني أكسيد الكربون لكل كيلوغرام بدلاً من 2.5  كجم من ثاني أكسيد الكربون لكل كيلوغرام. [ 6 ]

صناعة الزجاجات

يُستخدم كل من البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) والبولي إيثيلين تيريفثالات المعاد تدويره (rPET) في صناعة المياه المعبأة (العادية والغازية). وقد بدأت شركات المياه المعبأة باستخدام rPET طواعيةً في الإنتاج، وتُنتج العديد من الشركات زجاجات مصنوعة من rPET بنسبة 100% في الوقت الحاضر. ومن هذه الشركات داساني ، وفيجي ، ونستله بيور لايف . تشمل المنتجات الأخرى المعبأة في عبوات PET الزيت والخل والحليب والشامبو. تُغلق هذه الزجاجات بغطاء لولبي من البولي أوليفين مزود بحلقة مانعة للعبث، وتحتوي على ملصق قد يكون مطبوعًا على ورق أو بلاستيك، ويمكن لصقه. قد يكون الراتنج عديم اللون أو ملونًا بالأزرق أو الأخضر أو ​​البني، أو أبيض اللون. [ 7 ] [ 8 ]

زجاجة مياه ذكية
زجاجة مياه داساني

عند تصنيع زجاجات المياه هذه، تختلف الطاقة المستخدمة لتشكيل الراتنج حسب شكل الزجاجة وسماكتها. فبعض الزجاجات ذات أشكال معقدة مثل زجاجات داساني، بينما تتميز زجاجات أخرى بتصميم بسيط للغاية مثل زجاجات سمارت ووتر . لذا، تتراوح الطاقة المستخدمة في تصنيع هذه الزجاجات بين 8.33 و20 ميغا جول/كغ، حيث تمثل وحدة "ميغا جول" وحدة قياس الطاقة . [ 9 ] [ 10 ] وتتراوح الانبعاثات المصاحبة للإنتاج بين 0.034 و0.046  كغ من مكافئ ثاني أكسيد الكربون لكل 500 مل. [ 9 ]

التجميع والفرز

رمز التعريف لإعادة التدوير [ 11 ]

يتخلص المستهلك من عبوات البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) الفارغة بعد استخدامها، فتصبح نفايات PET . في صناعة إعادة التدوير، يُشار إلى هذه النفايات باسم "PET ما بعد الاستهلاك". عادةً ما تحمل جميع أنواع عبوات PET، بما في ذلك الزجاجات، رمز إعادة التدوير رقم 1. تُرسل الزجاجات إلى مراكز فرز النفايات ( مرافق استعادة المواد ) حيث تُفرز عن المواد الأخرى القابلة للتصرف. في بعض الأحيان، تُنقل المواد القابلة لإعادة التدوير أولاً إلى محطة تجميع. في هذه المحطة، تُخزن المواد وتُفرز وتُضغط قبل نقلها إلى منشأة إعادة تدوير متخصصة حيث تُعالج بشكل إضافي. تُعد هذه الخطوة شائعة بشكل خاص في المناطق التي تقع فيها مرافق استعادة المواد بعيدًا عن نقاط التجميع. هنا، تُفرز زجاجات PET وتُفصل عن الأشياء الأخرى والزجاجات المصنوعة من مواد أخرى.

عملية التجميع والفرز في سويسرا

المصدر: [ 5 ]

  • يتم جمع المواد القابلة لإعادة التدوير من الحاويات وإرسالها إلى المنشأة.
  • مجموعة معدنية
  • الفرز الباليستي (يتم هنا إزالة العناصر التي تسقط بشكل أبطأ أو أسرع في الهواء مثل الغبار والأغشية والزجاجات والحجارة)
  • انفصال المعدن مرة أخرى
  • الفرز الطيفي: تقوم المستشعرات بالكشف عن نوع البوليمر ولونه
  • الفرز على سير ناقل (يدوياً)
  • التعبئة: تُضغط الزجاجات المسطحة في بالات لشحنها إلى مركز المعالجة.

أنواع الفرز في مرافق استعادة المواد

  • المصنفات الهوائية: تيار من الهواء موجه نحو حزام ناقل يقوم برفع المواد الأخف وزناً (الورق والبلاستيك الخفيف)
  • الفواصل المغناطيسية/التيارات الدوامية: تستخدم المغناطيس لفصل المعادن الممغنطة عن المعادن غير الممغنطة
  • الفصل اليدوي: عمال متمركزون على طول سير ناقل يقومون بفرز العناصر والملوثات (عادةً ما يساعدون الآلات ويلتقطون ما فاتهم).
  • أجهزة الفرز البصرية: تقوم كاميرا أو ليزر بفرز العناصر بناءً على اللون والشكل وخصائص أخرى (وهي تقنية جديدة حتى الآن).
  • الغرابيل: غرابيل دوارة تفصل المواد بناءً على الحجم (مثل المصفاة).
بالات من زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات المسحوقة مصنفة حسب اللون: الأزرق، والشفاف، والأخضر.
بالات من زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) المسحوقة.

تُفرَز زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) المُستخدَمة بعد الاستهلاك، وتُسطَّح، وتُكبس في بالات، ثم تُعرض للبيع لشركات إعادة التدوير. وتحظى زجاجات PET عديمة اللون/الزرقاء الفاتحة بأسعار بيع أعلى من الزجاجات ذات اللون الأزرق الداكن والأخضر. أما الزجاجات ذات الألوان المختلطة فهي الأقل قيمة، وذلك ببساطة لأنه، على عكس الألومنيوم، لا توجد معايير موحدة لتلوين PET. وعلى عكس الأنواع الشفافة، فإن زجاجات PET ذات الألوان المميزة لا تُفيد إلا الشركة المُصنِّعة التي تستخدم ذلك اللون. [ 12 ] ولذلك، تُشكِّل زجاجات PET الملونة مصدر قلق لمرافق استعادة المواد ، إذ يُمكن أن تُؤثِّر على الجدوى الاقتصادية لإعادة تدوير هذه المواد. وقد حذَّرت جمعية مُعاد تدوير البلاستيك في أوروبا (PRE، بروكسل، بلجيكا) من أنَّ زيادة تنوُّع ألوان PET ستُشكِّل مشكلة، لعدم وجود سوق لها في ظلِّ مناخ إعادة التدوير الحالي. [ 13 ] ومن هنا، يوجد نوعان من إعادة التدوير: الكيميائية والميكانيكية.

أنواع المجموعات

  • الوديعة: سنّت بعض الدول قوانين تفرض وديعة على مواد التغليف، بما في ذلك زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات (PET). وفي الاتحاد الأوروبي، يبلغ متوسط ​​معدل استرداد الودائع 86%. [ 14 ]
  • جمع: يقوم جامعو النفايات بجمع زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات المختلطة مع تيارات أخرى (54% استرداد في الاتحاد الأوروبي).
  • إحضار: يقوم المستهلكون بأخذ زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات ووضعها في حاوية (43% استرداد في الاتحاد الأوروبي).

اختارت دول مختلفة أنظمة مختلفة.

  • فرنسا: يقوم الجمهور طواعيةً بوضع زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) في حاويات مخصصة للزجاجات البلاستيكية والعبوات المعدنية. ويشمل مسار جمع زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات العبوات المعدنية والزجاجات البلاستيكية والملوثات غير المرغوب فيها.
  • ألمانيا: تُفرض رسوم على زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات (PET)، [ 15 ] لذا يقوم تجار التجزئة بجمعها. ويتكون التدفق المجمع بالكامل تقريبًا من زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات.
  • سنغافورة: تُجمع الزجاجات البلاستيكية مع الزجاجات الزجاجية. ويشمل تيار جمع زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات، وزجاجات بلاستيكية أخرى، وزجاجات زجاجية، بالإضافة إلى الملوثات.
  • سويسرا: يدفع تجار التجزئة رسومًا لمشغل وطني (PRS) يتولى إدارة حاويات التجميع وفرز وإنتاج رقائق البولي إيثيلين تيريفثالات المعاد تدويره (rPET). يُفترض أن يكون تيار جمع زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات مخصصًا لزجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات فقط، ولكنه يحتوي على عبوات أخرى من البولي إيثيلين تيريفثالات وملوثات أخرى. [ 5 ]
  • المملكة المتحدة: يدفع منتجو البلاستيك رسومًا، وتُعهد مهمة جمع النفايات إلى البلديات. [ 16 ] يختلف مسار جمع زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) من بلدية إلى أخرى، ولكنها تتطلب دائمًا فرزًا إضافيًا.
  • الولايات المتحدة: إعادة التدوير من المنازل متاحة لمعظم المستهلكين. يقوم جامعو النفايات بنقل المواد المعاد تدويرها إلى مرافق استعادة المواد (MRFs) حيث يتم فرزها بشكل إضافي. ثم يتم كبس البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) وإرساله إلى مصنع إعادة تدويره. يقوم المصنع بمعالجة البالة، وطحن البولي إيثيلين تيريفثالات إلى رقائق. وتجري بعض المصانع عمليات معالجة إضافية لتجهيزها لتغليف المواد الغذائية.

إعادة التدوير الكيميائي

لم تعد هذه الطريقة لإعادة التدوير شائعةً كما كانت، نظرًا لكونها عمليةً أكثر كثافةً وتكلفةً. تتضمن إعادة التدوير الكيميائية تفكيك البلاستيك إلى مونومراته التي يمكن استخدامها كعناصر بناء لمواد جديدة. ونظرًا لاستهلاكها طاقةً أكبر لإتمام التفاعلات الكيميائية، تُنتج إعادة التدوير الكيميائية انبعاثاتٍ أكثر من إعادة التدوير الميكانيكية. [ 17 ] تُعرف هذه العملية أيضًا باسم إعادة التدوير "الثلاثية" أو "المتقدمة". يمكن إزالة بلمرة بولي إيثيلين تيريفثالات جزئيًا أو كليًا لإنتاج الأوليغومرات المكونة له أو المونومرات، مثل أحادي إيثيلين جليكول (MEG) وحمض بارا-ترياسيتيك (PTA) أو ثنائي ميثيل تيريفثالات (DMT). تشمل العمليات الرئيسية التحلل الجليكولي، والتحلل الميثانولي، والتحلل المائي. [ 18 ] [ 19 ] بعد التنقية، يمكن استخدام الأوليغومرات أو المونومرات لتحضير بولي إيثيلين تيريفثالات مُعاد تدويره (r-PET). يمكن كسر روابط الإستر في بولي إيثيلين تيريفثالات عن طريق التحلل المائي أو عن طريق التبادل الإستري. إن التفاعلات هي ببساطة عكس تلك المستخدمة في الإنتاج . [ 20 ]

التحلل الجزئي للجلوكوز

تُحوّل عملية التحلل الجزئي للجليكولي (تبادل الأسترة مع الإيثيلين جليكول) البوليمر الصلب إلى قليل الوحدات قصيرة السلسلة، والتي يمكن ترشيحها بالصهر عند درجة حرارة منخفضة. وبمجرد التخلص من الشوائب، يمكن إعادة إدخال قليل الوحدات إلى عملية الإنتاج للبلمرة.

تتمثل المهمة في تغذية خط الإنتاج بنسبة تتراوح بين 10 و25% من رقائق الزجاجات مع الحفاظ على جودة حبيبات الزجاجات المصنعة على الخط. ويتحقق هذا الهدف من خلال خفض لزوجة رقائق زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) - أثناء عملية التلدين الأولية، والتي يمكن إجراؤها في جهاز بثق أحادي أو متعدد اللوالب - إلى لزوجة جوهرية تبلغ حوالي 0.30 ديسيلتر/غرام، وذلك بإضافة كميات صغيرة من الإيثيلين جليكول، وتعريض تيار المصهور منخفض اللزوجة لترشيح فعال مباشرة بعد التلدين. علاوة على ذلك، يتم خفض درجة الحرارة إلى أدنى حد ممكن. بالإضافة إلى ذلك، تتيح هذه الطريقة إمكانية التحلل الكيميائي للهيدرو بيروكسيدات بإضافة مُثبِّت فوسفوري مناسب مباشرة أثناء التلدين. أما في العمليات الأخرى، فيتم تدمير مجموعات الهيدرو بيروكسيد خلال الخطوة الأخيرة من معالجة الرقائق، على سبيل المثال بإضافة حمض الفوسفوريك ( H₃PO₃ ) . [ 21 ] يتم تغذية المواد المعاد تدويرها والمحللة جزئيًا والمفلترة بدقة بشكل مستمر إلى مفاعل الأسترة أو التكثيف المسبق، ويتم تعديل كميات الجرعات من المواد الخام وفقًا لذلك.

التحلل السكري الكلي

تتم معالجة نفايات البوليستر من خلال عملية التحلل الجليكولي الكامل لتحويل البوليستر بالكامل إلى ثنائي ( 2-هيدروكسي إيثيل) تيريفثالات ( C6H4(CO2CH2CH2OH ) 2 ) . يُنقى هذا المركب بالتقطير الفراغي ، وهو أحد المواد الوسيطة المستخدمة في صناعة البوليستر (انظر قسم الإنتاج ). التفاعل المعني هو كما يلي: [ 19 ]

[(CO)C 6 H 4 (CO 2 CH 2 CH 2 O)] n + n HOCH 2 CH 2 OH → n C 6 H 4 (CO 2 CH 2 CH 2 OH) 2

تم تنفيذ مسار إعادة التدوير هذا على نطاق صناعي في اليابان كإنتاج تجريبي.

تحلل الميثانول

يحول البوليستر إلى ثنائي ميثيل تيريفثالات (DMT)، والذي يمكن ترشيحه وتقطيره بالتفريغ: [ 19 ]

[(CO)C 6 H 4 (CO 2 CH 2 CH 2 O)] n + 2n CH 3 OH → n C 6 H 4 (CO 2 CH 3 ) 2

على الرغم من أن إنتاج البوليستر القائم على ثنائي ميثيل تيريفثالات (DMT) يقتصر على المصانع القديمة، [ 22 ] فقد أُعلن عن استثمارات في عامي 2021 و2022 في مصانع الميثانول. [ 23 ] [ 24 ]

التحلل المائي

يمكن إجراء عملية التحلل المائي في بيئة متعادلة أو قلوية أو حمضية. [ 19 ] [ 25 ]

التحلل المائي المحايد

يمكن تحلل بولي إيثيلين تيريفثالات إلى حمض التيريفثاليك وإيثيلين جليكول تحت درجة حرارة عالية (200-300  درجة مئوية) وضغط عالٍ. ويمكن تنقية حمض التيريفثاليك الخام الناتج عن طريق إعادة التبلور للحصول على مادة مناسبة لإعادة البلمرة.

[(CO)C 6 H 4 (CO 2 CH 2 CH 2 O)] n + 2 n H 2 O → n C 6 H 4 (CO 2 H) 2 + n HOCH 2 CH 2 OH

إن تجنب خطوة التعادل يستهلك موارد أقل من التحلل المائي القلوي أو الحمضي، ولكن لا توجد فرصة لترشيح المحلول، لذا تبقى الشوائب الميكانيكية مع حمض التيريفثاليك. [ 19 ] ويبدو أن هذه الطريقة لم تُسوَّق تجاريًا حتى عام 2022.

التحلل المائي القلوي

تُجرى عملية التحلل المائي القلوي في محلول مائي من هيدروكسيد البوتاسيوم أو هيدروكسيد الصوديوم . ينتج عن التفاعل الإيثيلين جليكول وملح التيريفالات في محلول مائي. بعد الفصل والترشيح، في خطوة ثانية، يُعادَل الملح بحمض معدني قوي لترسيب حمض التيريفثاليك.

[(CO)C 6 H 4 (CO 2 CH 2 CH 2 O)] n + 2 n MOH → n C 6 H 4 (CO 2 M) 2 + n HOCH 2 CH 2 OH
C₆H₄ ( CO₂M ) ₂ + 2HCl → C₆H₄ ( CO₂H ) ₂ + 2MCl​​

تتميز هذه الطريقة بتحملها العالي للتلوث. [ 19 ] يُفضل استخدام هيدروكسيد الصوديوم كقاعدة، كما أن إضافة الإيثانول إلى الوسط تُسرّع العملية. وقد تم تقييم العديد من المحفزات في الدراسات الأكاديمية. [ 18 ]

التحلل المائي الحمضي

The usual acid employed in this process is sulphuric. Sulphuric acid is corrosive, requiring expensive corrosion resistant alloys to be used in the reaction vessels. Also the recovery of ethylene glycol and the recovery and reuse of the sulphuric acid itself are expensive.[19] These are the likely reasons why acid hydrolysis is not employed commercially in 2022.

Enzymatic hydrolysis

Most petroleum‐based plastics are resistant to microbial degradation, however the ester groups in PET can be targeted. A number of enzymes capable of hydrolysing PET (PETases) have been reported. The appeal of enzymatic hydrolysis is that it can operate at much milder conditions, reducing energy costs. Enzymes are also very precise in their action, reducing the formation of by-products. In April 2020, a French university in collaboration with Carbios announced the discovery of a highly efficient, optimized enzyme claimed to outperform all PET hydrolases reported so far.[20] Enzymatic recycle may require size reduction and amorphisation prior to the depolymerization reaction.[26]

Chemical recycle to molecules other than PET monomers

The chemical recycling where transesterification takes place and other glycols/polyols or glycerol are added to make a polyol which may be used in other ways such as polyurethane production or PU foam production[27][28]

Waste PET bottles that are used for an Eco-slab plastic sit out
Sanitation and PET waste bottles gathering
Reverse vending machine for empty beverage cans and PET bottles in an Aldi supermarket in Germany.
Recycling bins usually include one for glass and/or plastic bottles, such as Urban Environmental Management and Technology in Singapore.

Mechanical recycling

The bales consisting mostly of PET mostly of a single colour are delivered to plants where the bottles may be treated by a variety of processes to convert them into usable feedstocks.[29]

The preferred method for recycling this stream is mechanical recycle, a process in which the resin is remelted, filtered and extruded or molded into new PET articles, such as bottles,[5] films[11] strapping or fibers.[30] (Bottles or flakes may be exported from one country to another.)[31]

إذا لم تكن مادة البولي إيثيلين تيريفثالات الخام نقية بما يكفي لإعادة التدوير الميكانيكي، فيُستخدم التدوير الكيميائي لإنتاج المونومرات أو الأوليغومرات. يُعد حمض التيريفثاليك (PTA) أو ثنائي ميثيل تيريفثالات (DMT) والإيثيلين جليكول (EG)، أو ثنائي (2-هيدروكسي إيثيل) تيريفثالات (BHET) من نواتج التفاعل الشائعة. مع ذلك، يُجرى التدوير الكيميائي لإنتاج منتجات أخرى أيضًا. [ 32 ] [ 33 ]

إعادة التدوير المادي

لإعادة التدوير المادي، وخاصة لإعادة التدوير لتطبيقات ملامسة الطعام، يلزم الفرز والتنظيف الدقيقان.

في سويسرا، على سبيل المثال، الخطوات التي تتبعها الزجاجات هي التالية [ 5 ] (يتم استخدام عمليات مماثلة في أماكن أخرى): [ 34 ]

  • فصل المعادن (لحماية المحبب)
  • التحبيب إلى "التفتت"
  • الغسل بالماء الساخن
  • التعويم (الذي يفصل المواد ذات الكثافة الأقل من 1، ولا سيما أغطية البولي إيثيلين وحلقات منع العبث) والترسيب
  • تجفيف
  • فرز التيارات الهوائية
  • الغسل بالصودا الكاوية

هذه الرقائق مناسبة لعملية بثق الألياف. ولإعادة تدويرها من زجاجة إلى أخرى، يلزم اتخاذ الخطوات الإضافية التالية لتصحيح الوزن الجزيئي والامتثال للوائح ملامسة الأغذية :

  • الغسيل والتجفيف تحت الفراغ
  • بعد الغسيل والتجفيف
  • فرز الرقائق
  • الترشيح بالصهر وإعادة التحبيب
  • بلمرة الطور الصلب
  • التشكيل إلى أشكال أولية

تُستخدم عملية ترشيح المصهور عادةً لإزالة الملوثات من مصهور البوليمر أثناء عملية البثق. [ 35 ] يتم فصل الملوثات ميكانيكيًا داخل آلة تُسمى "مُبدِّل الشاشات". يتكون النظام النموذجي من غلاف فولاذي يحتوي على وسيط الترشيح داخل مكابس متحركة أو ألواح انزلاقية، مما يُمكّن المُعالِج من إزالة الشاشات من تدفق جهاز البثق دون إيقاف الإنتاج. تُجمع الملوثات عادةً على شاشات سلكية منسوجة مدعومة على صفيحة من الفولاذ المقاوم للصدأ تُسمى "صفيحة الكسر" - وهي قطعة فولاذية دائرية قوية مثقوبة بفتحات كبيرة للسماح بتدفق مصهور البوليمر. لإعادة تدوير البوليستر، من الشائع دمج مُبدِّل الشاشات في خط البثق. يمكن أن يكون ذلك في خط بثق الحبيبات، أو بثق الصفائح، أو بثق أشرطة التغليف.

التنقية والتطهير

يكمن نجاح أي مفهوم لإعادة التدوير في كفاءة التنقية وإزالة التلوث في المكان المناسب أثناء المعالجة وبالقدر اللازم أو المطلوب.

بشكل عام، ينطبق ما يلي: كلما تمت إزالة المواد الغريبة في وقت مبكر من العملية، وكلما تم ذلك بشكل أكثر شمولاً، كانت العملية أكثر كفاءة.

تُعزى درجة حرارة التلدين العالية لمادة البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) التي تصل إلى 280 درجة مئوية (536 درجة فهرنهايت) إلى تحوّل معظم الشوائب العضوية الشائعة، مثل البولي فينيل كلوريد (PVC ) [ 36 ] ، وحمض البولي لاكتيك (PLA) ، والبولي أوليفينات ، وألياف لب الخشب والورق الكيميائية، وبولي فينيل أسيتات ، والمواد اللاصقة المنصهرة، وعوامل التلوين، والسكريات، وبقايا البروتينات ، إلى نواتج تحلل ملونة، والتي بدورها قد تُطلق نواتج تحلل تفاعلية إضافية. ونتيجةً لذلك، يزداد عدد العيوب في سلسلة البوليمر بشكل ملحوظ. يتسم توزيع حجم جسيمات الشوائب باتساعه، حيث تُعدّ الجسيمات الكبيرة التي يتراوح حجمها بين 60 و1000 ميكرومتر - والتي يمكن رؤيتها بالعين المجردة ويسهل ترشيحها - أقل ضررًا، نظرًا لصغر مساحة سطحها الكلية نسبيًا، وبالتالي انخفاض سرعة تحللها. أما تأثير الجسيمات المجهرية، التي تُزيد من تواتر العيوب في البوليمر نظرًا لكثرتها، فهو أكبر نسبيًا.   

إلى جانب الفرز الفعال، تلعب إزالة جزيئات الشوائب المرئية عن طريق عمليات الترشيح بالصهر دورًا خاصًا في هذه الحالة.

يقوم العمال بفرز تدفق وارد من أنواع مختلفة من البلاستيك، مختلطة ببعض قطع القمامة غير القابلة لإعادة التدوير.
بالات من زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات الزرقاء المسحوقة.
بالات من زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات المسحوقة مصنفة حسب اللون: الأخضر والشفاف والأزرق.

بشكل عام، يمكن القول إن عمليات تصنيع رقائق البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) من الزجاجات المُجمّعة تتسم بتعدد استخداماتها، نظرًا لاختلاف أنواع النفايات في تركيبها وجودتها. ولا توجد طريقة واحدة مُحددة من الناحية التقنية. في الوقت نفسه، تُقدم العديد من الشركات الهندسية مصانع ومكونات لإنتاج الرقائق، مما يجعل اختيار تصميم المصنع الأمثل أمرًا صعبًا. ومع ذلك، توجد عمليات تشترك في معظم هذه المبادئ. وبناءً على تركيب ومستوى شوائب المواد الخام، تُطبق خطوات العملية العامة التالية. [ 34 ]

  1. فتح بالات الفحم، فتح قوالب الفحم
  2. فرز واختيار الألوان المختلفة، والبوليمرات الغريبة وخاصة البولي فينيل كلوريد (PVC)، والمواد الغريبة، وإزالة الأغشية والورق والزجاج والرمل والتربة والأحجار والمعادن
  3. غسل مسبق بدون قص
  4. قص خشن جاف أو مع الغسيل المسبق
  5. إزالة الأحجار والزجاج والمعادن
  6. يتم استخدام تقنية التصفية الهوائية لإزالة الأغشية والورق والملصقات.
  7. الطحن، جاف و/أو رطب
  8. إزالة البوليمرات منخفضة الكثافة (أغطية الزجاجات) عن طريق اختلافات الكثافة
  9. غسيل ساخن
  10. الغسل بمحلول قلوي، والحفر السطحي، مع الحفاظ على اللزوجة الجوهرية وإزالة التلوث.
  11. الشطف
  12. شطف بالماء النظيف
  13. تجفيف
  14. غربلة الرقائق بالهواء
  15. فرز الرقائق آلياً
  16. تقنية دوائر المياه ومعالجة المياه
  17. مراقبة جودة الرقائق

الشوائب وعيوب المواد

يتزايد عدد الشوائب والعيوب المادية المحتملة التي تتراكم في المواد البوليمرية باستمرار، سواءً أثناء التصنيع أو الاستخدام، وذلك نتيجةً لزيادة عمر الخدمة، وتزايد التطبيقات النهائية، وإعادة التدوير المتكررة. وفيما يخص زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات المعاد تدويرها، يمكن تصنيف العيوب المذكورة إلى المجموعات التالية:

  1. تتحول المجموعات الطرفية النشطة في البوليستر، مثل مجموعات OH- أو COOH-، إلى مجموعات طرفية غير نشطة، وذلك من خلال تكوين مجموعات طرفية من إستر الفينيل عبر نزع الماء أو الكربوكسيل من حمض التيريفثاليك، أو تفاعل مجموعات OH- أو COOH- مع نواتج التحلل أحادية الوظيفة كالأحماض أحادية الكربونيك أو الكحولات. ينتج عن ذلك انخفاض في النشاط أثناء إعادة البلمرة بالتكثيف أو إعادة البلمرة في الحالة الصلبة، وتوسع في توزيع الوزن الجزيئي.
  2. تتغير نسبة المجموعات الطرفية باتجاه مجموعات الكربوكسيل (COOH) الناتجة عن التحلل الحراري والتأكسدي. ويؤدي ذلك إلى انخفاض في التفاعل، وزيادة في التحلل الذاتي الحمضي أثناء المعالجة الحرارية في وجود الرطوبة.
  3. يزداد عدد الجزيئات الكبيرة متعددة الوظائف. تراكم المواد الهلامية وعيوب التفرع في السلاسل الطويلة.
  4. يتزايد عدد وتركيز وتنوع المواد العضوية وغير العضوية الغريبة غير المتطابقة مع البوليمرات. ومع كل إجهاد حراري جديد، تتفاعل هذه المواد العضوية الغريبة بالتحلل، مما يؤدي إلى إطلاق المزيد من المواد المساعدة على التحلل والمواد الملونة.
  5. تتراكم مجموعات الهيدروكسيد والبيروكسيد على سطح المنتجات المصنوعة من البوليستر في وجود الهواء (الأكسجين) والرطوبة. وتتسارع هذه العملية بفعل الأشعة فوق البنفسجية. خلال عمليات المعالجة اللاحقة، تُعدّ البيروكسيدات المائية مصدرًا للجذور الحرة للأكسجين، والتي بدورها تُسبب التحلل التأكسدي. يجب أن يتم تدمير البيروكسيدات المائية قبل المعالجة الحرارية الأولى أو أثناء عملية التلدين، ويمكن دعم ذلك باستخدام إضافات مناسبة مثل مضادات الأكسدة.

مع الأخذ في الاعتبار العيوب والشوائب الكيميائية المذكورة أعلاه، هناك تعديل مستمر لخصائص البوليمر التالية خلال كل دورة إعادة تدوير، والتي يمكن اكتشافها عن طريق التحليل الكيميائي والفيزيائي المختبري.

بخاصة:

  • زيادة المجموعات الطرفية COOH
  • زيادة رقم اللون ب
  • زيادة الضبابية (المنتجات الشفافة)
  • زيادة محتوى الأوليغومر
  • انخفاض في قابلية الترشيح
  • زيادة محتوى المنتجات الثانوية مثل الأسيتالدهيد والفورمالديهايد
  • زيادة الملوثات الأجنبية القابلة للاستخلاص
  • انخفاض في اللون L
  • انخفاض اللزوجة الذاتية أو اللزوجة الديناميكية
  • انخفاض درجة حرارة التبلور وزيادة سرعة التبلور
  • انخفاض الخواص الميكانيكية مثل قوة الشد، والاستطالة عند الكسر، أو معامل المرونة
  • اتساع نطاق توزيع الوزن الجزيئي

تُعد إعادة تدوير زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) عملية قياسية صناعية تقدمها مجموعة واسعة من الشركات الهندسية. [ 37 ]

مسارات المعالجة

تتنوع عمليات إعادة تدوير البوليستر تنوعًا كبيرًا، تمامًا كتنوع عمليات تصنيعه القائمة على حبيبات البوليستر الخام أو المصهور. وبحسب نقاء المواد المعاد تدويرها، يُمكن استخدام البوليستر اليوم في معظم عمليات تصنيعه، إما ممزوجًا بالبوليمر الخام أو بشكل متزايد كبوليمر معاد تدويره بنسبة 100%. وتُستثنى من ذلك بعض التطبيقات، مثل أغشية BOPET الرقيقة، والتطبيقات الخاصة كالأغشية البصرية، والخيوط المصنعة بتقنية الغزل FDY بسرعة تزيد عن 6000 متر/دقيقة، والخيوط الدقيقة، والألياف الدقيقة، والتي تُصنع جميعها من البوليستر الخام فقط.

إعادة تحبيب رقائق الزجاجات ببساطة
حبيبات من مادة البولي إيثيلين تيريفثالات المعاد تدويرها والمخصصة للاستخدام الغذائي

تتضمن هذه العملية تحويل نفايات الزجاجات إلى رقائق، وذلك بتجفيفها وبلورتها، ثم تلدينها وترشيحها، بالإضافة إلى تكويرها. والمنتج عبارة عن حبيبات غير متبلورة ذات لزوجة ذاتية تتراوح بين 0.55 و0.7، وذلك تبعاً لمدى اكتمال عملية التجفيف المسبق لرقائق البولي إيثيلين تيريفثالات (PET).

ومن السمات الخاصة: وجود الأسيتالدهيد والبوليمرات قليلة الوحدات في الحبيبات بمستوى منخفض؛ وانخفاض اللزوجة إلى حد ما، والحبيبات غير متبلورة ويجب بلورتها وتجفيفها قبل إجراء المزيد من المعالجة.

جارٍ المعالجة إلى:

إن اختيار طريقة إعادة التكوير يعني وجود عملية تحويل إضافية، وهي من جهة تستهلك طاقة كبيرة وتكلف الكثير، وتسبب تلفًا حراريًا. ومن جهة أخرى، توفر خطوة التكوير المزايا التالية:

  • ترشيح مكثف بالذوبان
  • مراقبة الجودة المتوسطة
  • التعديل بواسطة الإضافات
  • اختيار المنتجات وفصلها حسب الجودة
  • زيادة مرونة المعالجة
  • توحيد الجودة.
تصنيع حبيبات أو رقائق البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) للزجاجات (من زجاجة إلى أخرى) والبولي إيثيلين تيريفثالات من النوع A

تُشابه هذه العملية، من حيث المبدأ، العملية الموصوفة أعلاه؛ إلا أن الحبيبات المُنتجة تُبلور مباشرةً (بشكل مستمر أو متقطع) ثم تُخضع لعملية بلمرة التكثيف في الحالة الصلبة (SSP) في مجفف دوار أو مفاعل أنبوبي رأسي. خلال هذه المرحلة من المعالجة، تُعاد اللزوجة الذاتية المقابلة التي تتراوح بين 0.80 و0.085 ديسيلتر/غرام، وفي الوقت نفسه، ينخفض ​​محتوى الأسيتالدهيد إلى أقل من جزء واحد في المليون.

إن سعي بعض مصنعي الآلات وخطوط الإنتاج في أوروبا والولايات المتحدة إلى توفير عمليات إعادة تدوير مستقلة، مثل عملية إعادة تدوير الزجاجات (B2B) التي تقدمها شركات مثل Next Generation Recycling (NGR) وBePET وStarlinger وURRC وBÜHLER، يهدف عمومًا إلى إثبات وجود مخلفات الاستخلاص المطلوبة وإزالة الملوثات النموذجية وفقًا لاختبار التحدي الذي تجريه إدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA)، وهو اختبار ضروري لاستخدام البوليستر المعالج في قطاع الأغذية. إلى جانب هذه الموافقة على العملية، يجب على أي مستخدم لهذه العمليات التحقق باستمرار من حدود إدارة الغذاء والدواء الأمريكية للمواد الخام التي ينتجها بنفسه.

التحويل المباشر لرقائق الزجاجات

بهدف خفض التكاليف، يتجه عدد متزايد من منتجي المواد الوسيطة للبوليستر، مثل مصانع الغزل والتغليف والأفلام المصبوبة، إلى الاستخدام المباشر لرقائق البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) المُستخلصة من معالجة الزجاجات المُستعملة، وذلك لإنتاج كميات أكبر من المواد الوسيطة للبوليستر. ولضبط اللزوجة المطلوبة، إلى جانب التجفيف الفعال للرقائق، قد يكون من الضروري أيضًا إعادة تشكيل اللزوجة من خلال التكثيف البوليمري في الحالة المنصهرة أو التكثيف البوليمري في الحالة الصلبة للرقائق. وتستخدم أحدث عمليات تحويل رقائق البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) طاردات لولبية مزدوجة، أو طاردات لولبية متعددة، أو أنظمة متعددة الدوران، بالإضافة إلى إزالة الغازات بالتفريغ الهوائي لإزالة الرطوبة وتجنب التجفيف المسبق للرقائق. وتتيح هذه العمليات تحويل رقائق البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) غير المجففة دون انخفاض كبير في اللزوجة ناتج عن التحلل المائي.

فيما يتعلق باستهلاك رقائق زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات (PET)، يُحوّل الجزء الأكبر منها، حوالي 70%، إلى ألياف وخيوط. عند استخدام مواد ثانوية مباشرة، مثل رقائق الزجاجات، في عمليات الغزل، توجد بعض مبادئ المعالجة التي يجب مراعاتها.

تتطلب عمليات الغزل عالية السرعة لتصنيع الخيوط الموجهة جزئيًا (POY) عادةً لزوجة تتراوح بين 0.62 و0.64. بدءًا من رقائق البوليستر، يمكن ضبط اللزوجة من خلال درجة التجفيف. ويُعدّ استخدام ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO₂ ) ضروريًا للخيوط الباهتة تمامًا أو شبه الباهتة. ولحماية المغازل، لا بد من ترشيح المصهور بكفاءة. في الوقت الحالي، تُعدّ كمية خيوط POY المصنوعة من البوليستر المعاد تدويره بنسبة 100% منخفضة نسبيًا، لأن هذه العملية تتطلب نقاءً عاليًا لمصهور الغزل. وفي أغلب الأحيان، يُستخدم مزيج من حبيبات البوليستر البكر والمعاد تدويرها.

تُغزل الألياف الأساسية ضمن نطاق لزوجة ذاتية منخفض نسبيًا، يتراوح بين 0.58 و0.62 ديسيلتر/غرام. وفي هذه الحالة أيضًا، يمكن ضبط اللزوجة المطلوبة عن طريق التجفيف أو الضبط الفراغي في حالة البثق الفراغي. كما يمكن إضافة مُعدِّل لطول السلسلة، مثل الإيثيلين جليكول أو ثنائي إيثيلين جليكول، لضبط اللزوجة.

يمكن تصنيع الأقمشة غير المنسوجة بالغزل - سواءً كانت ناعمة جدًا لتطبيقات النسيج أو ثقيلة جدًا كمواد أساسية، مثل أغطية الأسقف أو في بناء الطرق - عن طريق غزل رقائق الزجاجات. وتتراوح لزوجة الغزل بين 0.58 و0.65 ديسيلتر/غرام.

يُعدّ تصنيع شرائط التغليف عالية المتانة والخيوط الأحادية أحد المجالات التي تشهد اهتمامًا متزايدًا باستخدام المواد المُعاد تدويرها. في كلتا الحالتين، تكون المادة الخام الأولية في الغالب مادة مُعاد تدويرها ذات لزوجة جوهرية عالية. ثم تُصنّع شرائط التغليف عالية المتانة والخيوط الأحادية باستخدام عملية الغزل بالصهر.

تجفيف

يُعدّ بوليمر البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) شديد الحساسية للتحلل المائي، مما يؤدي إلى انخفاض حاد في وزنه الجزيئي، وبالتالي يؤثر سلبًا على قابليته للمعالجة بالصهر لاحقًا. لذلك، من الضروري تجفيف رقائق أو حبيبات البولي إيثيلين تيريفثالات إلى مستوى رطوبة منخفض جدًا قبل عملية البثق بالصهر.

يجب تجفيف مادة البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) إلى أقل من 100 جزء في المليون من الرطوبة (ppm) والحفاظ عليها عند هذا المستوى من الرطوبة لتقليل التحلل المائي أثناء عملية الصهر. [ 38 ]

التجفيف بإزالة الرطوبة - تقوم هذه الأنواع من المجففات بتدوير هواء ساخن وجاف على الراتنج، ثم تسحب الهواء مرة أخرى لتجفيفه، ثم تضخه مجدداً في عملية مغلقة. تقلل هذه العملية مستوى الرطوبة في مادة البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) إلى 50 جزءاً في المليون أو أقل. تعتمد كفاءة إزالة الرطوبة على نقطة ندى الهواء. إذا لم تكن نقطة ندى الهواء مناسبة، فستبقى بعض الرطوبة في الرقائق، مما يتسبب في فقدان اللزوجة أثناء المعالجة.

أسطوانة تجفيف IRD تُستخدم لتجفيف حبيبات البوليستر ورقائق زجاجات البوليستر

تجفيف حبيبات ورقائق البوليستر بالأشعة تحت الحمراء - ظهر نوع جديد من المجففات في السنوات الأخيرة، يستخدم تقنية التجفيف بالأشعة تحت الحمراء. بفضل معدل نقل الطاقة العالي الناتج عن التسخين بالأشعة تحت الحمراء، بالإضافة إلى الطول الموجي المحدد المستخدم، يمكن خفض تكاليف الطاقة المرتبطة بهذه الأنظمة بشكل كبير، إلى جانب تقليص حجمها. يمكن تجفيف البوليستر وتحويل الرقائق غير المتبلورة إلى رقائق متبلورة وتجفيفها في غضون 15 دقيقة فقط، وصولاً إلى مستوى رطوبة يبلغ حوالي 300 جزء في المليون في خطوة واحدة، وإلى أقل من 50 جزء في المليون باستخدام قادوس عازل لإتمام عملية التجفيف في أقل من ساعة عادةً.

إحصاءات عالمية

معطف واقٍ من المطر للكلاب مصنوع من قماش البولي إيثيلين تيريفثالات المعاد تدويره .

في عام 2011، جُمع ما يقارب 7.5 مليون طن من البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) على مستوى العالم، منها 5.9 مليون طن على شكل رقائق. وفي عام 2009، استُخدم 3.4 مليون طن منها في إنتاج الألياف، و500 ألف طن في إنتاج الزجاجات، و500 ألف طن في إنتاج صفائح البولي إيثيلين تيريفثالات المُعالج حراريًا (APET)، و200 ألف طن في إنتاج أشرطة التغليف، و100 ألف طن في استخدامات متنوعة. [ 39 ] وبذلك، لم يُعاد تدوير سوى 15% تقريبًا من زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات المُجمّعة إلى زجاجات جديدة، بينما استُخدم الباقي في منتجات غير قابلة لإعادة التدوير عمومًا.

أفادت منظمة Petcore ، وهي الرابطة التجارية الأوروبية التي تُعنى بتعزيز جمع وإعادة تدوير البولي إيثيلين تيريفثالات (PET)، أنه في دول الاتحاد الأوروبي الـ 28+2، [ 14 ] من أصل 3.4 مليون طن من الزجاجات المباعة، جُمع 2.1 مليون طن من زجاجات PET في عام 2018 (أي ما يقارب ثلثي الكمية). كما تم إنتاج 1.35 مليون طن من البولي إيثيلين تيريفثالات المعاد تدويره (r-PET)، والتي استُخدمت في الاستخدامات التالية:

  • 30% من الألواح والأغشية (نصفها مخصص للتلامس مع الطعام). (2010: 22% [ 40 ] )
  • 28% من الزجاجات (نصفها مخصص للتلامس مع الطعام). (2010: 25%)
  • 24% ألياف (2010: 38%)
  • 10% من الأشرطة (2010: 10%)
  • 8% أخرى

أفادت شركة NAPCOR أن ذلك بالنسبة للولايات المتحدة وكندا في عام 2018: [ 41 ]

من أصل 3 ملايين زجاجة مباعة، جُمع 900 ألف طن من زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) في عام 2018 (مقارنةً بـ 600 ألف طن في عام 2008 [ 42 ] )، أي ما يقارب الثلث. أُنتج 700 ألف طن من البولي إيثيلين تيريفثالات المعاد تدويره (r-PET)، وكانت استخداماته النهائية كالتالي:

  • 15% صفائح وأغشية
  • 35% من الزجاجات (1/5 للتلامس مع الطعام).
  • 40% ألياف
  • 8% من الأشرطة
  • 1% أخرى

في عام 2019، تمت إعادة تدوير 81٪ من زجاجات PET المباعة في سويسرا ، [ 43 ] كما هو الحال في عام 2012. [ 44 ]

في عام ٢٠١٨، أُعيد تدوير ٩٠٪ من زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) المباعة في فنلندا . ويعود ارتفاع معدل إعادة التدوير في معظمه إلى نظام الإيداع المُطبق. ينص القانون على فرض ضريبة قدرها ٠٫٥١ يورو/لتر على الزجاجات والعلب غير المشمولة بنظام الاسترداد. وبناءً على ذلك، يشجع القانون على فرض وديعة تتراوح بين ١٠ و٤٠ سنتًا تُدفع لجهة إعادة تدوير الزجاجة أو العلبة. [ ٤٥ ]

الاستخدام النهائي لمادة البولي إيثيلين تيريفثالات المعاد تدويرها في عام 2020 (إجمالي 1805 مليون رطل)

  • 38% ألياف
  • زجاجات المشروبات بنسبة 34%
  • 14% صفائح وأغشية
  • 7% زجاجات غير غذائية
  • 5% من الأشرطة
  • 2% أخرى

معدل إعادة تدوير زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات عالميًا [ 46 ] [ 47 ]

اليابانالولايات المتحدةأوروباالهند
72%33% [ 41 ]66% [ 14 ]90% [ 48 ]

الاستخدامات

إعادة استخدام زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات

في عام 2019، أُعيد تعبئة ملياري زجاجة من البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) بالمياه المعدنية في ألمانيا. وهناك خطة لتصنيع هذه الزجاجات القابلة لإعادة التعبئة من البولي إيثيلين تيريفثالات المعاد تدويره (rPET). [ 49 ]

تُعاد استخدام زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) لأغراض متنوعة، منها المشاريع المدرسية، وتطهير المياه بالطاقة الشمسية في الدول النامية ، حيث تُملأ زجاجات PET الفارغة بالماء وتُترك في الشمس لتطهيرها بالأشعة فوق البنفسجية . يُعدّ البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) مناسبًا لهذا الغرض لأن العديد من المواد الأخرى (بما في ذلك زجاج النوافذ) الشفافة للضوء المرئي معتمة للأشعة فوق البنفسجية. [ 50 ]

ومن الاستخدامات الجديدة له استخدامه كمادة بناء في دول العالم الثالث. [ 51 ]

الألياف

يمكن غزل البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) إلى ألياف البوليستر ، والتي تستخدم في منتجات مثل الملابس والسجاد والوسائد وأغطية المراتب . [ 52 ] [ 53 ]

استعادة الطاقة

إذا تعذر إعادة تدوير زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) لأي سبب كان، فإن البولي إيثيلين تيريفثالات يُعدّ وقودًا فعالًا في محطات تحويل النفايات إلى طاقة ، فهو يتكون من الكربون والهيدروجين والأكسجين، مع كميات ضئيلة فقط من العناصر المحفزة (ولكن بدون كبريت). ويُعادل محتوى الطاقة في البولي إيثيلين تيريفثالات محتوى الطاقة في الفحم الحجري .

تحليل دورة الحياة

أظهرت الدراسات أن إعادة التدوير الميكانيكية لها تأثير بيئي أقل من الحرق، وذلك بسبب تجنب إنتاج مواد خام جديدة. [ 54 ]

خلصت دراسة أجريت في الولايات المتحدة الأمريكية عام 2018 [ 55 ] إلى أن إعادة تدوير البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) مقارنةً بالبولي إيثيلين تيريفثالات الخام يقلل من الأثر البيئي (تشمل الدراسة جميع أنواع البولي إيثيلين تيريفثالات، لكن الزجاجات تشكل النسبة الأكبر من النفايات البلاستيكية). بافتراض أن البولي إيثيلين تيريفثالات الخام سيُستخدم بغض النظر عن وجود نظام إعادة التدوير:

  • الطاقة 70 → 15 ميجا جول/كجم
  • الماء 9.9 → 10.3 لتر/كجم (هذه الزيادة ناتجة عن الغسيل المكثف المطلوب لإعادة التدوير الميكانيكي)
  • انبعاثات غازات الاحتباس الحراري 2.8 → 0.9 كجم ثاني أكسيد الكربون / كجم

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "سوق بولي إيثيلين تيريفثالات (PET)" . fnfresearch . يناير 2023. تم الاطلاع عليه في 12 فبراير 2025 .
  2. ↑ بنياتيار، باتنارين (2022). "إعادة تدوير زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) لصناعة المشروبات: مراجعة" . مراجعة. بوليمرات . 14 (12): 2366. doi : 10.3390/polym14122366 . PMC 9231234. PMID 35745942 .  
  3. ↑ «معدل إعادة تدوير زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات في الولايات المتحدة يصل إلى أعلى مستوى له منذ عقود في عام 2023؛ ومحتوى البولي إيثيلين تيريفثالات المعاد تدويره في الزجاجات الأمريكية يصل إلى أعلى مستوى له على الإطلاق» . نابكور . 12 ديسمبر 2024. تم الاطلاع عليه في 12 فبراير 2025 .
  4. ↑ "دراسة: عملية إعادة تدوير البولي إيثيلين تيريفثالات - الزجاجات صديقة للبيئة بشكل متزايد" . Newsroom.Kunststoffverpackungen . 19 نوفمبر 2020. تم الاطلاع عليه في 6 مارس 2022 .
  5. 1 2 3 4 5 6 "R-PET: شفايتزر كريسلاوف - إعادة تدوير PET" . www.petrecycling.ch (باللغة الفرنسية) . تم الاسترجاع في 6 مارس 2022 .
  6. ↑ وولرسدورف، هارد (9 أغسطس 2017). "دراسة تؤكد البصمة الكربونية الممتازة لمادة البولي إيثيلين تيريفثالات المعاد تدويرها" . ALPLA . تم الاطلاع عليه في 12 فبراير 2025 .
  7. ↑ كلارك هوارد، برايان. "رموز إعادة التدوير على البلاستيك - ماذا تعني رموز إعادة التدوير على البلاستيك؟" . ذا ديلي جرين . ذا ديلي جرين (جود هاوسكيبينج). مؤرشف من الأصل في 24 أغسطس 2013. تم الاطلاع عليه في 7 مايو 2012 .
  8. ↑ تشاكون، ف. أ. (يناير 2020)، "تأثير المحتوى المعاد تدويره وجودة البولي إيثيلين تيريفثالات المعاد تدويره على خصائص زجاجات البولي إيثيلين تيريفثالات، الجزء الأول: الخصائص البصرية والميكانيكية"، تكنولوجيا وعلوم التغليف ، 33 (9): 347-357 ، doi : 10.1002/pts.2490
  9. 1 2 "الأثر البيئي لدورة حياة زجاجات المياه المصنوعة من البولي إيثيلين تيريفثالات" (ملف PDF) . المعاهد الوطنية للصحة . 2021. تم الاطلاع عليه في 12 فبراير 2025 .
  10. ↑ "موازنة الطاقة في إعادة تدوير زجاجة PET واحدة" (ملف PDF) . مشروع ImpEE . فبراير 2025. تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 فبراير 2025 .
  11. 1 2 "راتنجات التغليف البلاستيكية" (ملف PDF) . المجلس الأمريكي للكيمياء. مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 21-07-2011.
  12. ↑ ساكي، توم (22 أبريل 2015). "التحديات العديدة لإعادة تدوير البلاستيك" . العلامات التجارية المستدامة .
  13. ↑ "البولي إيثيلين تيريفثالات الملون: جميل المظهر؛ صداع لشركات إعادة التدوير" . www.ptonline.com . 28 مايو 2015.
  14. 1 2 3 "سوق البولي إيثيلين تيريفثالات في أوروبا: الوضع الراهن" . بيتكور . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 مارس 2022 .
  15. ↑ بانوس رويز، إيرين؛ كوينك، جانيت (17 نوفمبر 2021). "كيف يعمل نظام استرداد قيمة الزجاجات في ألمانيا؟" . DW.COM . دويتشه فيله . تاريخ الاسترجاع: 6 مارس 2022 .
  16. ↑ "إعادة تدوير البلاستيك" . الاتحاد البريطاني للبلاستيك . تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 مارس 2022 .
  17. ↑ موك، ألكسندرا؛ كلينج، يوهانس (13 أكتوبر 2022). "إعادة التدوير الميكانيكية أكثر ملاءمةً للمناخ من إعادة التدوير الكيميائية" . معهد أويكو . تم الاطلاع عليه في 12 فبراير 2025 .
  18. 1 2 بارنارد، إيلين؛ روبيو أرياس، خوسيه جوناثان؛ ثيلمانز، ويم (2021). "التحلل الكيميائي لبولي إيثيلين تيريفثالات: مراجعة" . الكيمياء الخضراء . 23 (11): 3765-3789 . doi : 10.1039/D1GC00887K . S2CID 236225958 . 
  19. 1 2 3 4 5 6 7 جي بي كارايانيديس، جورج بي؛ دي إس أخيلياس، ديميتريس س. (2007). “إعادة التدوير الكيميائي للبولي (إيثيلين تيريفثاليت)”. ماكرومول. ماتر. م . 292 (2): 128– 146. دوى : 10.1002/mame.200600341 .
  20. تورنييه ، ف .؛ توبهام، س.م.؛ جيل، أ.؛ ديفيد، ب.؛ فولغواس، س.؛ مويا-ليكلير، إ.؛ كاميونكا، إ.؛ ديروسو، م.-ل.؛ تيكسييه، هـ.؛ غافالدا، س.؛ كوت، م.؛ غيمارد، إ.؛ داليبي، م.؛ نوم، ج.؛ سيوتشي، ج.؛ باربي، س.؛ شاتو، م.؛ أندريه، إ.؛ دوكين، س.؛ مارتي، أ. (9 أبريل 2020). "إنزيم مُهندس لإزالة بلمرة البولي إيثيلين تيريفثالات لتحليل وإعادة تدوير الزجاجات البلاستيكية" . مجلة نيتشر . 580 (7802): 216-219 . Bibcode : 2020Natur.580..216T . doi : 10.1038/ s41586-020-2149-4 . PMID 32269349. S2CID 215411815 .  
  21. ↑ بوس، فرانك وثيل، أولريش "إعادة معالجة نفايات البوليستر المسحوقة دون اصفرار"، براءة اختراع ألمانية DE19503055 ، تاريخ النشر: 8 أغسطس 1996
  22. ^ فاكيروف ، ستويكو (محرر) (2002) كتيب البوليستر الحراري ، Wiley-VCH، Weinheim، pp. 1223 ff، ISBN 3-527-30113-5
  23. ↑ ليرد، كارين (18 يناير 2022). "شركة لوب وسويس تختاران موقعًا في فرنسا لأول منشأة أوروبية للحلقة اللانهائية" . أخبار البلاستيك . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 مارس 2022 .
  24. ↑ توتو، ديان (1 فبراير 2021). "إيستمان تستثمر في مصنع لإنتاج الميثانول في كينغسبورت، تينيسي" . إعادة التدوير اليوم . تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 مارس 2022 .
  25. ↑ أمداجاس، لقمان؛ أوروزكو، رافائيل؛ هيلي، كيران؛ ثوم، ويليام؛ الدوري، بشرى (أبريل 2025). "التطورات في إعادة التدوير الكيميائي لمتعدد إيثيلين تيريفثالات (PET) عبر التحلل المائي: مراجعة شاملة" . تحلل البوليمر واستقراره . 234 111246. doi : 10.1016/j.polymdegradstab.2025.111246 .
  26. ↑ سينغ، أفانتيكا؛ رورر، نيكولاس أ.؛ نيكلسون، سكوت ر.؛ إريكسون، إريكا؛ ديسفو، جيسون س.؛ أفيلينو، أندريه ف. ت.؛ لامرز، باتريك؛ بهات، أربيت؛ تشانغ، ييمين؛ أفيري، غريغ؛ تاو، لينغ؛ بيكفورد، أندرو ر.؛ كاربنتر، ألبرتا س.؛ ماكجيهان، جون إ.؛ بيكهام، غريغ ت. (15 سبتمبر 2021). "تحليل الأثر التقني والاقتصادي، ودورة الحياة، والاجتماعي والاقتصادي لإعادة التدوير الأنزيمي لمتعدد (إيثيلين تيريفثالات)" . مجلة جول . 5 (9): 2479-2503 . Bibcode : 2021Joule...5.2479S . doi : 10.1016/j.joule.2021.06.015 . ISSN 2542-4785 . S2CID 237841226 .  
  27. ↑ ماكوسكا، ريكارداس (2008). "تحلل نفايات بولي (إيثيلين تيريفثالات) الصناعية بالجليكول لإنتاج ثنائي (هيدروكسي إيثيلين) تيريفثالات وبوليولات البوليستر العطرية" (ملف PDF) . مجلة الكيمياء . 19 (2): 29-34 .
  28. ↑ "أروبول | مواد أروبول الكيميائية" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2019-01-02 .
  29. ↑ "المعالجة" . www.petcore-europe.org . بيتكور أوروبا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 مارس 2022 .
  30. ↑ "المنتجات المعاد تدويرها" . www.petcore-europe.org . بيتكور أوروبا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 مارس 2022 .
  31. ↑ ك. هاناكي: إدارة وتكنولوجيا البيئة الحضرية، رقم ISBN 9784431783978، ص 104
  32. ↑ شيرازي مقدم، شادي؛ أمين، إحسان؛ فاريا ألبانيز، جيمي أ؛ شيجو ، ن. رافيندران (2023/01/03). "إعادة التدوير الكيميائي للـ PET المستخدم عن طريق تحلل السكر باستخدام المحفزات القائمة على النيوبيا" . ACS الهندسة الاتحاد الأفريقي . 3 (1): 37– 44. بيب كود : 2023AEngA...3...37S . دوى : 10.1021/acsengineeringau.2c00029 . ردمك 2694-2488 . بمك 9936547 . بميد 36820227 . S2CID 255634660 .    
  33. ↑ جيهانو، كورالي؛ بيريز-مادريغال، ماريا م.؛ ديمارتو، جيريمي؛ ساردون، هاريتز؛ دوف، أندرو ب. (21-12-2018). "التحفيز العضوي لإزالة البلمرة" . كيمياء البوليمرات . 10 (2): 172-186 . doi : 10.1039/C8PY01284A . hdl : 2117/365711 . ISSN 1759-9962 . S2CID 106033120 .  
  34. 1 2 منتدى إعادة تدوير البولي إيثيلين تيريفثالات؛ "الاتجاهات التكنولوجية الحالية في إعادة تدوير البوليستر"؛ المنتدى الدولي التاسع لإعادة تدوير البوليستر، واشنطن، 2006؛ ساو باولو؛ ISBN 3-00-019765-6
  35. ↑ خيارات وبدائل ترشيح الذوبان ( مؤرشفة بتاريخ 28-09-2011 في أرشيف الإنترنت)
  36. ↑ باتشي، م؛ لا مانتيا، ف.ب. (يناير 1999). "تأثير كميات صغيرة من كلوريد البولي فينيل على إعادة تدوير بولي إيثيلين تيريفثالات". تحلل البوليمر واستقراره . 63 (1): 11-14 . doi : 10.1016/S0141-3910(98)00053-6 .
  37. ↑ ثيل، أولريش ك. (2007) إنتاج راتنجات زجاجات البوليستر ومعالجتها وخصائصها وإعادة تدويرها ، دار نشر PETplanet GmbH، هايدلبرغ، ألمانيا، ص 259 وما بعدها، ISBN 978-3-9807497-4-9
  38. ↑ http://infohouse.p2ric.org/ref/14/13543.pdf مؤرشف بتاريخ 1 أكتوبر 2020 في أرشيف الإنترنت (Wayback Machine) أفضل الممارسات لتجفيف البولي إيثيلين تيريفثالات (PET)
  39. ↑ "- PCI Wood Mackenzie" . PCI Wood Mackenzie . مؤرشف من الأصل في 25 مايو 2002. تم الاسترجاع في 1 يوليو 2017 .
  40. ↑ "إعادة تدوير البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) بعد الاستهلاك في أوروبا 2010" . PCI . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 مارس 2022 .
  41. 1 2 "نشاط إعادة تدوير البولي إيثيلين تيريفثالات بعد الاستهلاك في عام 2018" (ملف PDF) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 22 مارس 2022 .
  42. ↑ نيكولاس ديج: تكنولوجيا المياه المعبأة، ص 431، جون وايلي وأولاده، 2011، رقم ISBN 9781444393323
  43. ↑ "Chiffres signalurs et taux" . إعادة التدوير السويسرية (باللغة الفرنسية السويسرية) . تم الاسترجاع في 13 مارس 2022 .
  44. ↑ http://www.bafu.admin.ch/dokumentation/medieninformation/00962/index.html?lang=fr&msg-id=50084 (تمت زيارة الصفحة في 4 نوفمبر 2013).
  45. ↑ "نظام استرداد الودائع " . www.palpa.fi
  46. ↑ اليابان تتقدم بخطى واسعة في سباق إعادة تدوير البلاستيك العالمي. المصدر الرئيسي: «معهد إدارة النفايات البلاستيكية، طوكيو http://www.pwmi.or.jp/ei/index.htm»
  47. ↑ "سوق إعادة تدوير الزجاجات البلاستيكية العالمي - تحليل الصناعة وتوقعاتها (2020-2027)" . توزيع مجاني للبيانات الصحفية في المملكة المتحدة . تاريخ الاطلاع: 21 ديسمبر 2020 .
  48. ↑ تشاتيرجي، بادري (19 فبراير 2017). "الهند تعيد تدوير 90% من نفايات البولي إيثيلين تيريفثالات، متفوقةً على اليابان وأوروبا والولايات المتحدة: دراسة" . هندوستان تايمز . تاريخ الاسترجاع: 24 يوليو 2026 .
  49. ↑ "شركة بيتاينر تدعم استخدام البولي إيثيلين تيريفثالات في السوق الألمانية" . بيتاينر . 21 أبريل 2021. مؤرشف من الأصل في 21 مايو 2022. تم الاطلاع عليه في 27 مارس 2022 .
  50. ↑ سبولر، دوروثي؛ مايرهوفر، ريغولا. "SODIS" . الصرف الصحي المستدام وإدارة المياه . سيكن . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 يوليو 2017 .
  51. ↑ "أبراج الكثبان الرملية: بناء منزل من زجاجات بلاستيكية في سريلانكا" . أبراج الكثبان الرملية . 21 أبريل 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 يونيو 2023 .
  52. ↑ تورك، روز ماري (26 نوفمبر 1993). "خيوط مُعاد تدويرها تُضفي لمسة جديدة على إعادة التدوير" . صحيفة لوس أنجلوس تايمز . تاريخ الاسترجاع: 25 يونيو 2026 .
  53. ↑ وينترز، جوزيف (2 يونيو 2026). "أزياء كأس العالم المعاد تدويرها من نايكي تبدو رائعة، لكن الواقع معقد" . مجلة ماذر جونز . تاريخ الاسترجاع: 25 يونيو 2026 .
  54. ↑ تشيلتون، توم؛ بيرنلي، ستيفن؛ نيساراتنام، سوريش (أكتوبر 2010). "تقييم دورة حياة إعادة التدوير المغلقة والاستعادة الحرارية لمادة البولي إيثيلين تيريفثالات (PET) المستهلكة". الموارد، الحفظ وإعادة التدوير . 54 (12): 1241-1249 . Bibcode : 2010RCR....54.1241C . doi : 10.1016/j.resconrec.2010.04.002 .
  55. ↑ "تأثيرات دورة حياة الراتنجات المعاد تدويرها بعد الاستهلاك: البولي إيثيلين تيريفثالات، والبولي إيثيلين عالي الكثافة، والبولي بروبيلين" (ملف PDF) . فرانكلين أسوشيتس . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 مارس 2022 .