Mae plastigau wedi'u hailgylchu bellach yn bwnc cyffredin mewn pecynnu. Mae pobl eisiau lleihau gwastraff. Mae'r gyfraith yn ei gwneud yn ofynnol i gwmnïau gymryd hen ddeunydd pacio yn ôl. Mae'r brand yn addo defnyddio mwy o ddeunyddiau wedi'u hailgylchu. Felly mae gweithgynhyrchwyr yn profi faint o blastig ailgylchadwy y gallant ei roi mewn peiriannau. Mae hyn yn cynnwys peiriannau bagiau plastig. Mae'r ateb yn syml: fwy na degawd yn ôl. Ond mae hynny'n dal yn llawer is na llawer o'r goliau.
Mae'r bwlch rhwng addewid mawr a'r hyn y gall peiriannau ei wneud yn haeddu astudiaeth ofalus. Mae plastigau wedi'u hailgylchu yn achosi llawer o broblemau. Maen nhw'n gwisgo'r peiriant i lawr yn gyflymach. Maent yn lleihau ansawdd allbwn. Maent yn newid sefydlogrwydd y broses. Maent yn tanseilio cysondeb cynnyrch. Nid yw deall y cyfyngiadau hyn yn golygu na ddylem ddefnyddio deunyddiau wedi'u hailgylchu. Mae hynny'n golygu bod angen inni eu defnyddio mewn ffordd glyfar.
1. Y Broblem Halogiad i fyny'r afon o'r Peiriant
Mae unrhyw bolymerau'n cael eu casglu, eu didoli, eu glanhau a'u gronynnau cyn mynd i mewn i beiriannau bagiau siopa plastig. Mae pob cam yn ychwanegu gwahaniaeth nas canfyddir mewn resin newydd.
Mae polyethylen post wedi'i ailgylchu gan ddefnyddwyr (PCR-PE) yn gynhwysyn allweddol mewn bagiau siopa wedi'u hailgylchu. Ond anaml y mae'n fath glân. Mae'n cymysgu ffilm LDPE, poteli polyethylen dwysedd uchel (HDPE), capiau polypropylen, labeli papur, glud a lympiau bwyd bach. Hyd yn oed ar ôl glanhau a didoli, nid yw ailgylchu mecanyddol yn ei wneud mor bur â deunyddiau newydd.
Felly, yn ymarferol, mae gan ronynnau wedi'u hadfywio raddau amrywiol o:
- Lleithder: Os na fydd y gronynnau a adferwyd yn sychu'n dda, gall swigod, llinellau a diffygion arwyneb ffurfio ar y ffilm wedi'i chwythu. Pan fydd LDPE Newydd yn mynd i mewn i'r allwthiwr, fel arfer mae'n cynnwys llai na 200 ppm o ddŵr. Fodd bynnag, bydd mwy o PPE yn cael ei ailgylchu ar ôl ei fwyta os na chaiff ei sychu'n iawn.
- Eitemau nad ydynt yn AG: Gall polypropylen a pholymerau gwahanol eraill greu man gwan yn y ffilm. Hyd yn oed os ydynt yn llai nag 1% o'r cyfanswm pwysau, gallant arwain at wendidau lleol. Mae'r smotiau hyn yn lleihau effaith y gostyngiad dartiau.
- Gweddillion Lliw ac Inc: Mae gweddillion paent ac inc o hen ddeunydd pacio yn gwneud y ffilm derfynol yn llai unffurf o ran lliw. Mae bagiau lliw naturiol neu olau yn arbennig o anodd i'w glanhau wrth ddefnyddio llawer iawn o ddeunyddiau wedi'u hailgylchu.
2. Amrywioldeb Rheolegol a Beth Mae'n Ei Wneud i Sefydlogrwydd Allwthio
Mae angen llif cyson o doddi o'r polymer i'r allwthiwr ar gyfer pob peiriant bag siopa plastig sy'n defnyddio ffilm wedi'i chwythu. Mae Mynegai Llif Toddwch (MFI) yn fesur o ba mor hawdd y mae polymerau'n llifo o dan bwysau penodol. Dyma'r gosodiad pwysicaf i gadw swigod yn sefydlog a gwisg trwch ffilm.
Mae LDPE newydd fel arfer yn cael ei gynhyrchu mewn ystod MFI gyfyng, fel arfer 0.3-2.0 g/10 munud yn dibynnu ar y defnydd. Fodd bynnag, mae'r newidiadau MFI o polyethylen wedi'i ailgylchu ôl-ddefnyddwyr fel arfer yn ± 30 - 50% hyd yn oed ar ôl defnydd sengl. Mae hyn oherwydd bod y deunydd wedi'i ailgylchu yn cael ei wneud o gymysgedd o resin gan wneuthurwyr gwahanol â graddau gwahanol.
Pan fydd MFI yn newid yn ystod y llawdriniaeth, mae angen cynnal yr un newid cyfradd allbwn â chyflymder y sgriw. Mae'r pwysau yn y bwlch marw yn newid. newidiadau uchder llinell rhew. Mae'r holl newidiadau hyn yn effeithio ar drwch ffilm. Gall y lled aros yn ± 3 - 5% ar linell resin amrwd sefydlog. Mae cynnwys dŵr deunyddiau ailgylchadwy yn ± ± 10 - 15% gyda chysondeb deunydd gwael. Mae hyn yn effeithio'n uniongyrchol ar gryfder ac ansawdd sêl y bag brethyn.
Mae gweithredwyr yn ceisio datrys y broblem hon trwy gynyddu pwysau cefn sgriw neu newid tymheredd llwydni. Fodd bynnag, mae cyfyngiad ar faint y gallant ei addasu pan fydd y porthiant yn newid yn sylweddol o un swp i'r llall.
3. Diraddio Thermol a Gostyngiad Pwysau Moleciwlaidd
Mae polyethylen yn dadelfennu o wres ac ocsigen bob tro y caiff ei brosesu. Yn ystod y ffurfiad bilen cyntaf, caiff y polymer ei gynhesu unwaith. Yn ystod adferiad mecanyddol, cânt eu hailgynhesu yn ystod gronynnu. Mae'r gronynnau wedi'u hailgylchu yn cael eu gwresogi dair gwaith wrth iddynt fynd i mewn i'r peiriant bagiau plastig.
Mae pob cam o wresogi yn achosi cadwyn i dorri. Mae hyn yn golygu y gall cadwyni polymer hir dorri'n ddarnau byrrach. Mae hyn yn lleihau pwysau moleciwlaidd. Bydd hyn yn lleihau cryfder tynnol ac elongation yn ystod toriad. Roedd pob diferyn yn wahanol. Mae llawer yn dibynnu ar y sefydlogwyr yn y resin gwreiddiol. Ond mae'r effaith gyffredinol yn fesuradwy.
Mae astudiaethau o LDPE wedi'i ailgylchu'n fecanyddol yn dangos bod cryfder tynnol yn gostwng 15-30% o'i gymharu â deunyddiau newydd ar ôl dau neu dri chylch ailbrosesu. Mewn llawer o achosion, mae elongation torri asgwrn yn gostwng yn gyflymach na chryfder tynnol.
Gall ychwanegu sefydlogwyr gwrthocsidiol i'r cyfansawdd helpu i leihau'r dadansoddiad hwn. Ond maen nhw'n gwario mwy. Mae angen symiau cywir arnynt. Yn y broses, ychwanegwyd peth arall i'w reoli.
4. Peiriant Gwisgo a Chynnal a Chadw Amlder
Mae deunyddiau wedi'u hailgylchu halogedig yn gwisgo rhannau allwthiwr yn gyflymach na deunyddiau newydd. Adlewyrchir hyn yn y canlynol:
Gwisgo sgraffiniol ar sgriwdreifers a chasgenni gwn: mae calsiwm carbonad ar dywod, darnau gwydr a labeli papur fel papur tywod ar sgriwdreifers a chasgenni gwn. Ar linell resin newydd, gall y stydiau weithio'n barhaus am sawl blwyddyn. Gyda deunyddiau ailgylchadwy budr, bydd yr amser yn fyrrach. Mae'n dibynnu ar faint o faw a pha mor galed yw'r sgriwiau a'r casgenni.
Gwisgo cyrydu halogion halogenaidd: Os bydd PVC yn mynd i mewn (pan fo'r gwahaniad yn anghyflawn), mae'n rhyddhau asid hydroclorig ar dymheredd prosesu. Mae hydrogen clorid yn ymosod ar ddur casgen ac arwynebau llwydni. Hyd yn oed dim ond 0.1-0.5% PVC.
cronni gwefusau (Slobber Gwefusau'r Wyddgrug): Molecylau wedi torri bach a gweddillion mewn deunydd ailgylchadwy sy'n cronni ar Wefus yr Wyddgrug. Mae hynny'n golygu mwy o arosfannau glanhau. Ar linell resin newydd, mae bagiau safonol yn cael eu cynhyrchu a'u glanhau bob sifft. Ar linellau gyda llawer o ddeunyddiau wedi'u hailgylchu a sefydlogwyr gwael, mae angen eu glanhau bob awr neu fwy. Mae hyn yn lleihau amser rhedeg y peiriant yn uniongyrchol.
Mae'r problemau cynnal a chadw hyn yn cynyddu'r gost fesul cilogram o allbwn. Wrth ystyried cyfanswm cost defnyddio cynnwys wedi'i ailgylchu, mae'r gost hon yn aml yn annigonol.
5. Trothwyon Ansawdd Optegol a Mecanyddol Ffilm
Gellir gwneud peiriannau bagiau plastig o gymysgedd o ddeunyddiau newydd ac wedi'u hailgylchu. Ond wrth i faint o ddeunydd ailgylchu gynyddu, mae'r ansawdd yn mynd yn is ac yn is. O brofiad diwydiant, terfyn ymarferol bag manwerthu safonol yw 30-50% PCR. Yn ogystal, dechreuodd ansawdd ddirywio'n sylweddol, cyn belled â bod y deunyddiau wedi'u hailgylchu yn lân a bod ganddynt MFI cyson.
Y tu hwnt i hynny, mae sawl dangosydd ansawdd yn gwaethygu:
- Cryfder Effaith Gollwng Dart (ASTM D1709): Mae hwn yn gryfder bag prawf diogelwch allweddol. Oherwydd y gel a phwysau moleciwlaidd is, mae'n gostwng gyda mwy o PCR. Gall bagiau dorri os cânt eu defnyddio o dan y terfyn. Gall hyn arwain at gwynion cwsmeriaid a phroblemau cyfreithiol posibl.
- Niwl ac eglurder: Mae addysg gorfforol wedi'i hailgylchu bron bob amser yn fwy mwdlyd na newydd. Ar gyfer bagiau y mae angen eu tynnu-fel bagiau cynnyrch, bagiau dilledyn neu fagiau siop symud-nid yw PCR uchel yn bodloni'r galw am gynnyrch.
- Cysondeb cryfder selio: Bydd gwythiennau'n deneuach oherwydd baw yn ardal y sêl. Gyda chynnydd PCR, mae ystod tymheredd y sêl thermol yn mynd yn fwy a mwy cul. Mae hyn yn golygu bod angen rheolaeth tymheredd llymach. Mae llawer o hen wneuthurwyr bagiau yn methu â gwneud hynny.
6. Cyfyngiadau Rheoleiddio a Labelu
Yn ogystal â chyfyngiadau ffisegol, bydd yn rhaid i weithgynhyrchwyr sy'n defnyddio peiriannau bagiau siopa plastig i ailgylchu deunyddiau ddelio â rheolau newidiol. Mae'r rheolau hyn yn dylanwadu ar sut maen nhw'n meddwl am y cynnyrch terfynol.
Yn yr Unol Daleithiau, mae Canllawiau Gwyrdd y FTC (16 CFR Rhan 260) yn nodi rheolau ar gyfer hawliadau amgylcheddol, gan gynnwys labeli "cynnwys ailgylchu". Rhaid i geisiadau gael eu cefnogi gan dystiolaeth ddogfennol o'r gwir ganran PCR. Ni allant ychwaith ddadlau dros fwy o fanteision amgylcheddol nag y gellir ei brofi.
Yn yr Undeb Ewropeaidd, disgwylir i'r Gyfarwyddeb Hawliadau Gwyrdd Ewropeaidd (a gyflwynwyd yn 2023 ac sy'n dal i gael ei datblygu) gyflwyno rheolau ardystio llymach ar gyfer hawliadau cynnwys ailgylchu. Mae hyn yn cynnwys-arolygiadau trydydd parti. Bydd angen i weithgynhyrchwyr deunyddiau wedi'u hailgylchu hybrid ddogfennu ac olrhain y broses gyfan i'r gwaith ailgylchu.
Mae hyn yn ychwanegu gwaith swyddfa ychwanegol. Mae'n bosibl y bydd gwneuthurwyr bagiau llai-sy'n cyfrif am gyfran fawr o wneuthurwyr bagiau'r byd-yn gweld bod y baich yn ormod o gymharu â'r swm bach o gynnwys wedi'i ailgylchu sydd ar gael iddynt mewn gwirionedd.
7. Pa Gynnydd Ystyrlon Mewn Gwirioneddol
Mae'n bosibl rhedeg mwy o ddeunyddiau wedi'u hailgylchu trwy beiriannau bagiau siopa plastig. Ond mae'n cymryd arian a gwaith mewn sawl rhan o'r system, nid dim ond y peiriant ei hun.
Rheoli ansawdd porthiant: Sefydlu rheolau clir ar gyfer porthiant (amrediad MFI, terfynau lleithder a throthwyon baw) a phrofi pob swp cyn ei ddefnyddio. Heb hynny, adwaith yw trwsio peiriannau, nid system wedi'i chynllunio.
Cydweddyddion a phecynnau sefydlogi: Gall cyflyrwyr arbennig helpu i leihau colli cryfder a lleihau difrod gwres o ddeunyddiau wedi'u hailgylchu. Mae'r rhain yn cael eu gwerthu gan gyflenwyr ond mae angen offer technegol arnynt ac maent yn ddrytach.
Uwchraddio peiriannau: Gall sgriwiau ar gyfer deunyddiau sy'n newid trwch, gwella rheolaeth tymheredd a gwella siâp llwydni gynyddu'r terfyn PCR gwirioneddol. Efallai y bydd angen rhannau newydd ar hen beiriannau i weithio ar lefelau sydd ymhell uwchlaw 30% wedi'u hailgylchu.
Casgliad
Mae'r cyfyngiadau ar beiriannau bagiau plastig sy'n defnyddio deunyddiau wedi'u hailgylchu yn real ac yn glir: deunyddiau crai anghyson, llif toddi anwastad, traul peiriant cyflymach, ystodau ansawdd culach a gwneud rheolau newydd. Nid yw hyn yn golygu y dylem roi'r gorau i ddefnyddio deunyddiau ailgylchadwy. Yr hyn y maent yn ei olygu yw bod angen i ni fynd ati gyda gofal technegol, yn hytrach na dim ond trin targedau canrannol fel blychau marchnata i'w gwirio.
Y gwneuthurwyr sy'n gwneud cynnydd gwirioneddol yw'r rhai sy'n gweld cynnwys wedi'i ailgylchu fel mater o beirianneg ddeunydd, nid dim ond mater o brynu a chyfnewid. Mae hynny'n golygu buddsoddi mewn rheolau deunyddiau, olrhain prosesau ac uwchraddio peiriannau yn ôl yr angen. Nid yw PCR o 20% i 50% yn llinell syth. Ond gellir ei wneud gyda'r sylfaen dechnegol gywir.
Cyfeiriadau:
- Sefydliad Ellen MacArthur. Yr Economi Plastigau Newydd: Ailfeddwl am Ddyfodol Plastigau. 2016.
- Giles, Harold F., Wagner, John R., Mount, Eldridge M. Allwthio: Y Canllaw a'r Llawlyfr Prosesu Diffiniol. Cyhoeddi William Andrew, 2005.
- Hopewell, Jefferson, Dvorak, Robert, Kosior, Edward. "Ailgylchu Plastig: Heriau a Chyfleoedd." Trafodion Athronyddol y Gymdeithas Frenhinol B, Cyf. 364, 2009.
- Gwyn, James L., Potente, Helmut. Allwthio Sgriw: Gwyddoniaeth a Thechnoleg. Cyhoeddiadau Hanser Gardner, 2003.
- ASTM Rhyngwladol. ASTM D1709: Dulliau Prawf Safonol ar gyfer Gwrthsefyll Effaith Ffilm Blastig trwy'r Dull Dart Syrthio Am Ddim. Argraffiad cyfredol.
- Comisiwn Masnach Ffederal yr Unol Daleithiau. Canllawiau ar Ddefnyddio Hawliadau Marchnata Amgylcheddol (Canllawiau Gwyrdd), 16 CFR Rhan 260. Diwygiedig 2012.
