جداسازی ضایعات پلاستیک به روش اختلاف نقطه ذوب

پليمرها مي توانند براساس اختلاف در نقطه نرمی جدا شوند از اين موضوع زمانی می توان استفاده كرد كه اين اختلاف زياد باشد. برای مثال اختلاف نقطه نرمی پی وی سی و پت ٢٠٠ درجه سانتی گراد در مقابل ٢٦٠ درجه سانتی گراد است. بنابراين يك روش فيزيكی برای جدا كردن پرك پي وی سی از پت استفاده از اختلاف ذوب آنها روی يک جداكننده روی نوار داغ است. پی وی سی نرم می شود و به تسمه می چسبد در حاليكه پت بدون تغيير منتقل می شود. پت از روی نقاله پايين می افتد در حاليكه پی وی سی به نقطه ديگری پرتاب می شود. البته به منظور رسيدن به جداسازی در اين روش با بازده بالا لازم است كه پرک ها روی تسمه نقاله كاملا پخش شوند. اين روش برای اولين بار بوسيله شركت رفكت آلمانی برای جداكردن مقادير بسيار كم پی وی سی از پت بصورت تجاری در آمده است

روش تسمه نقاله برای زمانی كه پت و پی وی سی بصورت پرک می باشند، مناسب است ولی اگر بصورت بطری زنده باشند بايد از دستگاه تونل حرارتی استفاده كرد. در اين دستگاه قبل از آسياب كردن، بطری ها از تونل حرارتی عبور داده می شوند. پس از خروج از اين تونل پی وی سی بر اثر حرارت ١٢٠- ١٤٠ درجه سانتی گراد تغيير رنگ داده، در حاليكه پت بدون تغيير رنگ خارج می شود و به اين ترتيب به دليل تفاوت زياد رنگ توسط كاربر به راحتی تشخيص داده و جدا می شود.

يك روش جداسازی حرارتی مشابه روش بالا، براساس اختلاف دما های ذوب پت از پلی اتيلن دانسيته بالا بوسيله شركت تحقيقاتی ترانس تک گزارش شده است. از مزايای اين روش ميزان سرمايه گذاری پايين آن است. اين موضوع موجب جذاب بودن آن برای صاحبان كارگاه های كوچک می گردد.

يك سيستم مشابه ديگر برای جداسازی پيوسته بر اساس نقطه ذوب بصورت ثبت اختراع توسط سازمان انرژی فونيكس آريزونا منتشر گرديده است. اين سيستم شامل يک نقاله سه طبقه ای از جنس PTFE يا تفلن می باشد كه ميزان دما در طول نقاله افزايش می يابد. بالاترين نقطه نقاله دارای دمای ١٠٠ است كه كمترين نقطه ذوب پلی اتيلن نرم و چسبناک می شود.

نوار نقاله از جنس PTFE یا تفلن

بررسی يك روش ابتكاری براي جداسازی پی وی سی از پت براساس اختلاف نقطه ذوب يا نقطه نرمی بوسيله درام

در اين روش پليمر با نقطه ذوب پايين به نقاله بچسبد و بوسيله يک نقاله جداكننده جدا می شود در حاليكه پليمری كه نقطه ذوب بالاتری دارد روی نقاله حركت می كند و به نقاله بعدی كه دمای بالاتری دارد می چسبد. اين سيستم دارای بازده جداسازی ٩٩% است.

يكی از راه های ارزان برای جداسازی آلودگی پی وی سی از پت با درجه خلوص بالا استفاده از درام می باشد. در اين درام سينی هايی تعبيه شده است كه حرارت داده می شوند و با شيب ٤٥ درجه نسبت به دهانه ورودی تا شيب ٢٠ درجه تغيير می كند.

يك موتور ويبره نيز به اين سينی ها متصل است تا پرک ها بصورت تک لايه روی آن قرار بگيرند.

مخلوط پركPET و PVC درون درام بر روی اين سينی های داغ ريخته می شود و به اين مخلوط پرک زمان كافی برای برخورد با سينی های درون درام داده می شود.

صحت و دقت اين روش به عوامل زير بستگی دارد:

دمای آزمايش
دمای درام
دمای سينی حرارت داده شده
زمان برخورد با سينی حرارت داده شده
سرعت چرخش دارم
جداسازی چند مرحله ای

برای مثال؛ اگر سرعت ورود خوراک ١٠٠ كيلوگرم در ساعت باشد. آزمايش در دمای ٢٢٠ و ٢٤٠ و ٢٦٠ درجه سانتی گراد انجام شده است.

ابتدا مواد به داخل درام ريخته شده و سپس بر روی سينی گرم حرارت داده می شوند. در انتها مواد بر روی سينی كه زير درام قرار داده شده جمع آوری و مورد آزمايش و تجزيه قرار می گيرد.

در اين آزمايش ابتدا مقدار ٣٠٠- ٥٠٠ گرم در دمای ٢٣٠ درجه سانتی گراد به مدت ١ ساعت قرار می گيرد.

نتايج آزمايش برای زمان های ٣٠،١٥، 60 دقيقه مورد بررسی قرار گرفته است.

اين نتايج نشان می دهد كه اگر زمان را افزايش دهيم آلودگی پی وی سی كمتر می شود و از طرف ديگر مدت زمان طولانی تر تاثير موثری بر خلوص نهايی محصول و يا جداسازی موثر ندارد.

ميزان آلودگی PVC پس از دمای ٢٦٠ درجه به طور موثری پايين تر از دمای ٢٢٠ و ٢٤٠ درجه می باشد.

با وجود دقت بالای در اين روش, يك سری محدوديت ها بر آن حاكم است؛ همچون:

دمای درام تنها به ١٠٠ درجه ميرسد.
توزيع دما روی سينی های داغ يكسان نيست.
در زمان برخورد ذرات با سينی های داغ ممكن است همه بصورت تک لايه نباشند و در مناطقی تجمع وجود داشته باشد.

دمای درام حتی با يک ساعت حرارت دادن نيز تنها به ١٠٠ درجه سانتی گراد می رسد. بهترين درام حالت چرخان دارد و اين موضوع باعث می شود تا پرک های پت در يک نقطه انباشته نگردند.

همچنين مشاهدات نشان می دهد مدت زمان برخورد پرک به صفحه داغ و زاويه و شيب صفحه داغ و شدت ارتعاشی كه توسط موتور ويبره متصل به صفحه داغ ايجاد می شود همه در جداسازی آلودگی پی وی سی موثر می باشند.

يك صفحه داغ توزيع گرمای ضعيفی دارد. بررسی نتايج نشان می دهد كه دما به طور موثری از قسمت مركزی تا قسمت بيرونی تغيير قابل ملاحظه ای نزديک به ٤٠ درجه سانتی گراد دارد. به نظر می رسد اين كاهش دما بر روی خلوص پرک نهايی بسيار موثر است به گونه ای كه موجب عدم جداسازی پی وی سی از پت می گردد.

ثابت نگه داشتن دمای سينی داغ و حتی داشتن توزيع مناسب بزرگترين محدوديت برای چسباندن موثر پی وی سی به سينی داغ و جداسازی آلودگی پی وی سی می باشد.

در دماهای بالاتر از٢٦٠ درجه خصوصا به مدت ٣٠- ٦ دقيقه تجمع و كلوخه شدن آغاز می گردد و حتی ذرات پت به پی وی سی می چسبند.

از مزيت های اين روش اين است كه زمانی كه نمی توانيم از روش های نوری و الكترواستاتيک استفاده كنيم. برای جداسازی حتی مقادير كم پی وی سی اين روش می تواند موثر باشد. از ديگر مزايای آن ارزان بودن اين روش نسبت به ساير روش ها می باشد.

منبع : روش های جداسازی ضايعات پلاستيک

مؤلف: مهندس سيده فاطمه ميرخليل زاده