Разграждане на полиетилен с активен биоорганичен продукт с животински произход

д-р инж. Иво Узунов, инж.агроном Илия Бачев, Владимир Узунов

21.11.2019, Технически статии / Отпадъци

  • Разграждане на полиетилен с активен биоорганичен продукт с животински произход

Технически статии

 

През последните години под формата на изделия за еднократна употреба в света се произвеждат над 100 млн. t полиетилен (РЕ), което представлява 34% от световния пазар на пластмаси. По данни на Браншова асоциация полимери-България в страната се произвеждат над 7200 t полиетиленови изделия за еднократна употреба, от които около 4000 t тънки полиетиленови торбички тип "потник".

Откритието на авторите попада в обсега на стратегията на ЕС за намаляване въздействието на тези изделия върху околната среда, водите и здравето на човека чрез насърчаване на прехода към кръгова икономика с иновативни модели за ефикасно функциониране на вътрешния пазар до 2030 г. да повиши дела на рециклируемите пластмасови изделия от 30 на 55%.

РЕ се отнася към групата на бионеразградимите пластмаси. Независимо от това, съществуват валидни открития за биоразграждане на РЕ с помощта на: течно култивиране с хифи на гъбата Penicillium simplicissimum YK; хомогенат от ларви на восъчния молец и индийския местен молец (Plodia interpunctella); скрининг на природни микробни общности, изложени на РЕТ в околната среда с нова бактерия Ideonella sakaiensis 201-F6, и ларви от големия восъчен молец Galleria mellonella.

За разлика от тях, настоящото откритие е свързано с разграждане на РЕ с активен биоорганичен продукт, инкубиран в процеса на жизнената дейност на определени животински видове (насекоми) в условия извън естествената им среда.


› Реклама



Активният биоорганичен продукт представлява черна рохкава маса с жълт оттенък, наситена с множество микроорганизми, култивирани в процеса на фазовото развитие на насекомите (Фиг. 1).


Изделията за еднократна употреба се изработват основно от РЕ с ниска плътност, РЕ с висока плътност и полиетилен-терефталат (РЕТ). PE е с линеен гръбнак на въглеродните атоми, устойчив на разграждане, а РЕТ – с полиестерен гръбнак, подлежащ на хидролизиране.

Като цяло, РЕ е съставен от неполярни, наситени, високомолекулни въглеводороди със симетрична разклонена молекулна структура, без ковалентна връзка между индивидуалните макромолекули, склонни към кристализация, което превръща РЕ в частично кристален полимер. Степента на кристализация и дължината на макромолекулните вериги определят основните свойства на отделните пластмасови видове.

› Реклама


При разбиване на активния биоорганичен продукт във водна среда се получава биоактивен хомогенат с равномерно разпределени микроорганизми. Нанесен върху РЕ, се получава жизнеспособен биофилм, разграждащ пластмасата чрез образуване на множество микрокаверни и ямички, които разрушават кристалната структура и накъсват макромолекулите до получаване на практически нов биоразградим въглеводороден полимер с променени физико-механични, термични и биоорганични показатели, годен за компостиране, изработване на топливо за бита и енергетиката или депониране в депа за битови отпадъци (Фиг. 3).

Предполага се, че под каталитичното действие на микроорганизмите протичат биохимични процеси, в резултат на които се разрушава единичната С-С връзка в молекулната структура на РЕ с отделяне на енергия за нуждите на клетките, Н2О и СО2.



Активният биоорганичен продукт може да бъде инкубиран в промишлени количества чрез заселване на насекомите извън естествената им среда в помещения за целогодишно отглеждане, обезпечени с отоплителна система, система за проветряване и хранилки, зареждани с полуразградена органика, допълнена с пластмасови съставки с определен гранулометричен състав.

По този начин, в съчетание с високата плодовитост на насекомите, откритието придобива промишлена значимост за решаване на екологичните проблеми на световната полимерна индустрия.


 

Освен това, за повишаване интензивността на разграждане чрез пренареждане на атомите от линейния гръбнак на молекулната структура, РЕ изделията подлежат на предварителна обработка с определени електромагнитни и/или термодинамични системи. Изследвания на авторите показват, че след такава обработка, топографията и грапавостта на РЕ торбички за еднократна употреба се променят значително (Фиг. 2).

Променят се и еластичните показатели, понижава се якостта на опън. В този случай, при прочие равни условия, разграждането на РЕ може да се сведе до 2 h (Фиг. 3). Процесът протича без образуване на вредни газове, миризми и токсични съединения в количества, опасни за човешкото здраве и замърсяване на околната среда и водите.

По предварителна оценка технологичните разходи за разграждане на РЕ изделия за еднократна употреба са незначителни. С отчитане на вредите, които нанасят тези изделия върху околната среда и водите, предложеният начин за разграждане на РЕ е с високо промишлено и социално-икономическо значение.

 

ОЩЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМАТА

Ecomondo 2019 събра 1300 изложители от 30 страниБизнес

Ecomondo 2019 събра 1300 изложители от 30 страни

Събитието бе посетено също и от 520 италиански и чуждестранни журналисти, сред които по традиция бе и редактор от екипа на водещото издателство за специализирана техническа периодика TLL Media

Сметосъбираща и сметоизвозваща техникаТехнически статии

Сметосъбираща и сметоизвозваща техника

Сметосъбиращата техника е обичайна гледка по улиците в урбанизираните териотрии. От материала може да научите интересни подробности за конструкционните характеристики на различните видове камиони за събиране и извозване на битови отпадъци.

община Пловдив, инж. Иван Тотев: Разполагаме с богат опит в устойчивото управление на отпадъциИнтервю

община Пловдив, инж. Иван Тотев: Разполагаме с богат опит в устойчивото управление на отпадъци

От разговора с кмета на Пловдив може да научите повече за актуалните и вече реализираните проекти в областта на устойчивото управление на различните групи отпадъци, генерирани на територията на общината.

Инсталации за сортиране на отпадъциТехнически статии

Инсталации за сортиране на отпадъци

Статията представя най-разпространените технологии за сортиране на битови отпадъци, предимствата и недостатъците на ръчните и автоматизираните процеси и прилаганите подходи в сортиращите инсталации.

Шредери – технологични новостиТехнически статии

Шредери – технологични новости

Повишаването на нивото на оползотворяване на отпадъците е сред главните движещи сили за осъществяване на прехода към кръгова икономика. Това е един от факторите, обуславящ разработването на новите и по-ефективни машини за рециклиране.

Технологии за третиране на отпадъци от пластмасаТехнически статии

Технологии за третиране на отпадъци от пластмаса

Методите за превръщане на отпадъчната пластмаса в гориво се определят от вида на материала и свойствата на другите отпадъци, които могат да бъдат използвани в процеса, а ефективната преработка се обуславя от подходяща технология, отговаряща на местните условия.

Еко Проект ООД - първият  производител на  усилени полиетиленови RC тръбиФирмени статии

Еко Проект ООД - първият производител на усилени полиетиленови RC тръби

Еко Проект ООД е водещ производител на полиетиленови тръби и фитинги за водопренос, газ, канализация,  дренаж, кабелна протекция и други приложения. Компанията е член на БАВ и на БАППТ.

Еко Проект, Ралица Тотева: Модернизацията на технологията и оборудването ни правят по-конкурентоспособниФирмени статии

Еко Проект, Ралица Тотева: Модернизацията на технологията и оборудването ни правят по-конкурентоспособни

Управителят на Еко Проект говори за новите технологии и материали във ВиК строителството и за изпълняваните от компанията инфраструктурни проекти.


 

Уеб дизайн от Ей Ем Дизайн. Списание Екология & Инфраструктура. TLL Media © 2019 Всички права запазени. Карта на сайта.

Top