Микроволновый пиролиз 20.02.2015

Материал прочитан 709 раз и оценен

5

Вы можете не знать, как они называются, но вы однозначно пили или ели что-либо из упаковки такого типа. Мы имеем в виду пластик-алюминий-ламинатную (plastic-aluminumlaminate – PAL) упаковку, которая долгое время использовалась для тюбиков с зубной пастой, однако в последние годы начала набирать популярность в качестве гибкой упаковки для еды, напитков и корма для животных.

И хотя такая упаковка догоняет по популярности алюминиевые банки и пластиковые бутылки, ей явно не хватает известного логотипа, присутствующего на упомянутых упаковках и свидетельствующего о том, что она подлежит вторичной переработке.

Несмотря на то что на данный момент PAL-упаковка повторно не перерабатывается, в отличие от многих других типов упаковки, таких как стекло и алюминиевые банки, она считается более дружественной окружающей среде, если брать во внимание весь жизненный цикл этих материалов. И все благодаря крайне малому количеству энергии, необходимому для производства PAL-упаковки, и ее очень малому весу, который позволяет значительно снизить транспортные расходы. Эти свойства, в сочетании с защитой от света и внешней атмосферы, делают ее привлекательной для производителей.

«Нет никакой причины, чтобы отказаться от такой упаковки, и ее использование растет ежегодно на 10–15%», – говорит доктор Карлос Людлов-Палафокс (CarlosLudlow-Palafox), инженер-химик из Кембриджа. «В Объединенном Королевстве используется приблизительно 176 тыс. т ламината в год для производства упаковки, что также подразумевает, что 17 тыс. т алюминия уходит в землю. Просто представьте, если бы их можно было перерабатывать».
Идея зародилась еще в 1997 г., когда Карлос начинал работу над докторской диссертацией под руководством профессора Говарда Чейза (HowardChase). Кто-то рассказал ему историю о том, как ролл с беконом передержали в микроволновой печи, в результате чего еда превратилась в горку угля, светящегося красным цветом от высокой температуры. Ролл был подвергнут процессу пиролиза, спровоцированного микроволновым излучением: органический материал подвергся термохимическому разложению под воздействием высокой температуры. Такой процесс высвобождает металл, заключенный в материале.
Исследователи начали работу с того, что поместили гранулы угля и немного нарезанной упаковки из ламината внутрь стандартной СВЧ-печи мощностью 1,2 кВт. Затем они заменили воздух внутри чистым азотом и включили печь на полную мощность, пока температура не достигла 600 °C. Через 2 мин ламинат разделился на чистые алюминиевые хлопья, газообразные углеводороды и масла.

Сегодня, спустя 15 лет, процесс запускается в тестовом режиме на заводе коммерческого масштаба в Лютоне, Великобритания. Завод разработан, построен и управляется компанией EnvalLimited. Компания выделилась из Университета Кембриджа, чтобы продемонстрировать возможности и дать экономическое обоснование технологии для будущих инвесторов и компаний, занимающихся переработкой отходов. Технология использует принцип, аналогичный обычной кухонной микроволновой печи, только мощность печей для коммерческих нужд составляет 150 кВт. Процесс преобразования упаковки в алюминий для переплавки и углеводороды для получения топлива занимает 3 мин и не производит токсичных выбросов.

Завод, частично спонсированный пищевыми гигантами Nestlé и KraftFoods/MondelezInternational, готов к производству и может переработать до 2 204 т упаковки в год, полностью обеспечивая себя энергией. По прикидкам Чейза, такой завод при расчетной загрузке окупит себя за три года. Enval уже заключила контракт с производителями PAL-упаковки на переработку производственных отходов по цене ниже, чем отправка этих отходов на свалку.

«Это была ситуация как с курицей и яйцом, – говорит Людлов-Палафокс. – Никто не купит эту технологию до тех пор, пока данный вид отходов не будет отделен для переработки, но никто не стал бы отделять отходы, поскольку не существовало процесса. Нам необходимо было разорвать этот порочный круг. Теперь у нас есть полноразмерный завод, мы можем демонстрировать преимущества процесса и воодушевлять местные власти поддерживать разделение отходов».

Однако исследователи не останавливаются на PAL-упаковке. Группа Чейза в Кембриджском университете, на факультете химической инженерии и биотехнологии, проводит тесты по переработке различных материалов при помощи микроволнового пиролиза.