فرآیند بازیافت پلی استایرن جدید می تواند اولین فرآیندی باشد که هم اقتصادی و هم از نظر انرژی کارآمد است

در یک مقاله تحقیقاتی جدید منتشر شده در مجله مهندسی شیمی توضیح داده شده است ، این تکنیک از یک فرآیند شیمیایی به نام پیرولیز برای تجزیه پلی استایرن به قطعاتی استفاده می کند که می توانند به قطعات جدیدی از مواد تبدیل شوند.

دکتر برناردو کاسترو-دومینگز، مدرس ارشد مهندسی شیمی در دانشگاه باث و یکی از مدیران مرکز دیجیتال، ساخت و طراحی (dMaDe)، می‌گوید: «تکنیک‌های بازیافت شیمیایی در حال حاضر تمرکز اصلی در مهندسی شیمی است. و راههای مقرون به صرفه و کم مصرف برای تجزیه پلاستیکها به بلوکهای ساختمانی اولیه آنها مانند پلی استایرن به فوریت مورد نیاز است.

در حال حاضر کمتر از 5 درصد پلی استایرن بازیافت می شود — کار ما نشان می دهد که 60 درصد از کل پلی استایرن مورد استفاده امروزه می تواند با استایرن بازیافت شده شیمیایی جایگزین شود.

مایکل تیمکو، دکترای مهندسی شیمی در مؤسسه پلی‌تکنیک ورچستر، می‌افزاید: “تحلیل ما نشان می‌دهد که پلی استایرن کاندیدای ایده‌آل برای فرآیند بازیافت شیمیایی است. به طور شگفت‌انگیزی، این فرآیند از نظر انرژی کارآمد و بالقوه رقابتی است. از نظر انتشار گازهای گلخانه‌ای، سرمایه‌گذاری در این فرآیند این پتانسیل را دارد که از نظر میزان کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای که می‌توان برای یک سرمایه‌گذاری معین به دست آورد، با اقدامات ساده‌ای مانند صرفه‌جویی در انرژی برابری کرد.»

پلی استایرن را می توان با استفاده از گرما به صورت شیمیایی بازیافت کرد، اما درمان های مکرر مواد را تخریب می کند و باعث از دست دادن استحکام و انعطاف پذیری آن می شود. از آنجایی که این فرآیند به امکانات تخصصی نیاز دارد، اکثر مراکز بازیافت پلی استایرن را نمی پذیرند — و به دلیل حجیم بودن آن، هزینه های حمل و نقل بالا به این معنی است که به ندرت به این تاسیسات منتقل می شود. در نتیجه، پلی استایرن بسیار کمی در حال حاضر بازیافت می شود.

پیرولیز شامل قرار دادن یک ماده در معرض دمای بسیار بالا (بیش از 450 درجه سانتیگراد) در یک محفظه بدون اکسیژن است، به این معنی که نمی تواند مشتعل شود. در عوض، پلی استایرن به بخش‌هایی به نام مونومر تجزیه می‌شود، که می‌توان آن‌ها را خالص کرد و سپس به پلی استایرن بکر تبدیل کرد. ایجاد یک کیلوگرم از ماده جدید به کمتر از 10 مگاژول انرژی نیاز دارد – تقریباً برای تأمین انرژی یک مایکروویو معمولی برای حدود 30 دقیقه کافی است.

فرآیند شناسایی شده شامل یک راکتور پیرولیز، مبدل حرارتی و یک جفت ستون تقطیر است که قطعات پلی استایرن را به استایرن «گرید مونومر» – بخشی که می تواند به پلی استایرن تبدیل شود – و «سبک» و «سنگین» جدا می کند. فرآورده های جانبی نفت مانند که می توانند به روش های دیگر مورد استفاده مجدد قرار گیرند.

این فرآیند دارای بازدهی 60 درصد است – به این معنی که اگر 1 کیلوگرم پلی استایرن استفاده شده استفاده شود، 600 گرم استایرن با گرید مونومر خالص 99 درصد برای تولید پلی استایرن جدید در دسترس باقی می ماند و در نتیجه استفاده از سوخت های فسیلی کاهش می یابد. این کار همچنین مزایای زیست‌محیطی را برجسته می‌کند و اشاره می‌کند که هزینه کاهش میزان انتشار کربن از طریق اجرای این فرآیند تقریباً 1.5 دلار به ازای هر تن CO ₂ است که به طور قابل‌توجهی کمتر از بسیاری از فرآیندهای بازیافت دیگر است.

محققان می گویند که سیاست هایی برای تشویق مصرف کنندگان به بازیافت پلی استایرن یا منحرف کردن آن از محل دفن زباله، به جذابیت اقتصادی این فرآیند کمک می کند.