Plastik kitar semula kini menjadi topik biasa dalam pembungkusan. Orang ramai mahu mengurangkan pembaziran. Undang-undang menghendaki syarikat mengambil semula pembungkusan lama. Jenama itu berjanji untuk menggunakan lebih banyak bahan kitar semula. Jadi pengeluar sedang menguji berapa banyak plastik kitar semula yang boleh mereka masukkan ke dalam mesin. Ini termasuk mesin beg plastik. Jawapannya mudah: lebih daripada satu dekad yang lalu. Tetapi itu masih jauh daripada banyak matlamat.
Jurang antara janji besar dan apa yang boleh dilakukan oleh mesin patut dikaji dengan teliti. Plastik kitar semula menyebabkan banyak masalah. Mereka memakai mesin lebih cepat. Mereka mengurangkan kualiti keluaran. Mereka mengubah kestabilan proses. Mereka menjejaskan konsistensi produk. Memahami sekatan ini tidak bermakna kita tidak boleh menggunakan bahan kitar semula. Ini bermakna kita perlu menggunakannya dengan cara yang bijak.
1. Masalah Pencemaran Hulu Mesin
Mana-mana polimer dikumpul, diisih, dibersihkan dan dibutir sebelum memasuki mesin beg beli-belah plastik. Setiap langkah menambah perbezaan yang tidak ditemui dalam resin baharu.
Selepas-polietilena kitar semula pengguna (PCR-PE) ialah bahan utama dalam beg beli-belah kitar semula. Tetapi ia jarang jenis bersih. Ia mencampurkan filem LDPE,-botol polietilena berketumpatan tinggi (HDPE), penutup polipropilena, label kertas, gam dan ketulan makanan kecil. Walaupun selepas pembersihan dan pengasingan, kitar semula mekanikal tidak menjadikannya sesuci bahan baharu.
Oleh itu, dalam amalan, zarah yang dijana semula mempunyai tahap yang berbeza-beza:
- Kelembapan: Jika zarah pulih tidak kering dengan baik, buih, garisan dan kecacatan permukaan boleh terbentuk pada filem yang ditiup. Apabila LDPE Baharu memasuki extruder, ia biasanya mengandungi kurang daripada 200 ppm air. Walau bagaimanapun, lebih banyak PPE akan dikitar semula selepas penggunaan jika ia tidak dikeringkan dengan betul.
- Item bukan-PE: Polipropilena dan polimer lain yang berbeza boleh mencipta titik lemah dalam filem. Walaupun mereka kurang daripada 1% daripada jumlah berat, mereka boleh membawa kepada kelemahan tempatan. Bintik-bintik ini mengurangkan kesan jatuhan dart.
- Sisa Warna dan Dakwat: Sisa-sisa cat dan dakwat daripada pembungkusan lama menjadikan filem akhir kurang seragam dalam warna. Beg berwarna semula jadi atau{1}}cerah amat sukar untuk dibersihkan apabila menggunakan sejumlah besar bahan kitar semula.
2. Kebolehubahan Reologi dan Apa Fungsinya terhadap Kestabilan Penyemperitan
Setiap mesin beg beli-belah plastik yang menggunakan filem yang ditiup memerlukan aliran cair yang stabil dari polimer ke dalam penyemperit. Indeks Aliran Lebur (MFI) ialah ukuran betapa mudahnya polimer mengalir di bawah berat tertentu. Ia adalah tetapan yang paling penting untuk memastikan gelembung stabil dan ketebalan filem seragam.
LDPE baharu biasanya dihasilkan dalam julat MFI yang sempit, biasanya 0.3-2.0 g/10min bergantung pada penggunaan. Walau bagaimanapun, perubahan MFI polietilena kitar semula pasca pengguna biasanya ± 30 – 50% walaupun selepas penggunaan sekali. Ini kerana bahan kitar semula dibuat daripada campuran resin daripada pengeluar yang berbeza dengan gred yang berbeza.
Apabila MFI berubah semasa operasi, adalah perlu untuk mengekalkan perubahan kadar keluaran yang sama seperti kelajuan skru. Tekanan dalam jurang die berubah. perubahan ketinggian garis fros. Semua perubahan ini menjejaskan ketebalan filem. Lebar mungkin kekal ± 3 – 5% pada garis resin mentah yang stabil. Kandungan air bahan kitar semula ialah ± ± 10 – 15% dengan ketekalan bahan yang lemah. Ini secara langsung menjejaskan kekuatan dan kualiti pengedap beg kain.
Operator cuba menyelesaikan masalah ini dengan meningkatkan tekanan belakang skru atau menukar suhu acuan. Walau bagaimanapun, terdapat had untuk jumlah yang boleh mereka laraskan apabila suapan berubah dengan ketara dari satu kelompok ke kumpulan seterusnya.
3. Degradasi Terma dan Pengurangan Berat Molekul
Polietilena terurai daripada haba dan oksigen setiap kali ia diproses. Semasa pembentukan membran pertama, polimer dipanaskan sekali. Semasa pemulihan mekanikal, mereka dipanaskan semula semasa granulasi. Zarah kitar semula dipanaskan tiga kali apabila ia memasuki mesin beg plastik.
Setiap langkah pemanasan menyebabkan rantai putus. Ini bermakna rantai polimer yang panjang boleh pecah menjadi kepingan yang lebih pendek. Ini mengurangkan berat molekul. Ini akan mengurangkan kekuatan tegangan dan pemanjangan semasa patah. Setiap titisan adalah berbeza. Banyak bergantung pada penstabil dalam resin asal. Tetapi kesan keseluruhan boleh diukur.
Kajian LDPE kitar semula secara mekanikal menunjukkan bahawa kekuatan tegangan berkurangan sebanyak 15–30% berbanding bahan baharu selepas dua atau tiga kitaran pemprosesan semula. Dalam kebanyakan kes, pemanjangan patah berkurangan lebih cepat daripada kekuatan tegangan.
Menambah penstabil antioksidan pada sebatian boleh membantu mengurangkan pecahan ini. Tetapi mereka berbelanja lebih. Mereka memerlukan jumlah yang tepat. Dalam proses itu, satu lagi perkara untuk dikawal telah ditambah.
4. Kekerapan Kehausan dan Penyelenggaraan Mesin
Bahan kitar semula yang tercemar memakai bahagian penyemperit lebih cepat daripada bahan baharu. Ini tercermin dalam perkara berikut:
Haus kasar pada pemutar skru dan laras pistol: kalsium karbonat pada pasir, serpihan kaca dan label kertas adalah seperti kertas pasir pada pemutar skru dan laras pistol. Pada garisan resin baru, kancing boleh berfungsi secara berterusan selama beberapa tahun. Dengan bahan kitar semula yang kotor, masa akan menjadi lebih singkat. Ia bergantung kepada berapa banyak kotoran dan betapa kerasnya skru dan tong.
Haus kakisan bahan cemar terhalogen: Jika PVC masuk (apabila pengasingan tidak lengkap), ia membebaskan asid hidroklorik pada suhu pemprosesan. Hidrogen klorida menyerang keluli tong dan permukaan acuan. Walaupun hanya 0.1–0.5% PVC.
pembentukan bibir (Mold Lip Slobber): Molekul dan sisa pecah kecil dalam bahan kitar semula yang terkumpul pada Bibir Acuan. Ini bermakna lebih banyak pembersihan berhenti. Pada barisan resin baharu, beg standard dihasilkan dan dibersihkan setiap syif. Pada talian dengan banyak bahan kitar semula dan penstabil yang lemah, ia perlu dibersihkan setiap jam atau lebih. Ini secara langsung mengurangkan masa berjalan mesin.
Masalah penyelenggaraan ini meningkatkan kos per kilogram keluaran. Apabila mempertimbangkan jumlah kos menggunakan kandungan kitar semula, kos ini selalunya tidak mencukupi.
5. Ambang Kualiti Optik dan Mekanikal Filem
Mesin beg plastik boleh dibuat daripada campuran bahan baharu dan kitar semula. Tetapi apabila jumlah bahan kitar semula meningkat, kualiti menjadi lebih rendah dan lebih rendah. Daripada pengalaman industri, had praktikal beg runcit standard ialah 30–50% PCR. Di samping itu, kualiti mula menurun dengan ketara, selagi bahan kitar semula bersih dan mempunyai MFI yang stabil.
Selain itu, beberapa penunjuk kualiti menjadi lebih teruk:
- Kekuatan Impak Dart Drop (ASTM D1709): Ini ialah kekuatan beg ujian keselamatan utama. Kerana gel dan berat molekul yang lebih rendah, ia berkurangan dengan lebih banyak PCR. Beg boleh pecah jika digunakan di bawah had. Ini boleh membawa kepada aduan pelanggan dan kemungkinan masalah undang-undang.
- Jerebu dan kejernihan: PE kitar semula hampir selalu lebih keruh daripada yang baru. Untuk beg yang perlu dialih keluar-seperti beg pengeluaran, beg pakaian atau beg kedai tanggal-PCR tinggi tidak memenuhi permintaan produk.
- Ketekalan kekuatan pengedap: Keliman akan menjadi lebih nipis disebabkan oleh kotoran di kawasan pengedap. Dengan peningkatan PCR, julat suhu pengedap haba menjadi semakin sempit. Ini bermakna kawalan suhu yang lebih ketat diperlukan. Banyak pembuat beg lama tidak boleh berbuat demikian.
6. Kekangan Kawal Selia dan Pelabelan
Selain sekatan fizikal, pengilang yang menggunakan mesin beg beli-belah plastik untuk mengitar semula bahan perlu berurusan dengan peraturan yang berubah-ubah. Peraturan ini mempengaruhi cara mereka berfikir tentang produk akhir.
Di Amerika Syarikat, Panduan Hijau FTC (16 CFR Bahagian 260) menetapkan peraturan untuk tuntutan alam sekitar, termasuk label "kandungan kitar semula". Tuntutan mesti disokong oleh bukti dokumentari peratusan PCR sebenar. Mereka juga tidak boleh berhujah untuk faedah alam sekitar yang lebih besar daripada yang boleh dibuktikan.
Di Kesatuan Eropah, Arahan Tuntutan Hijau Eropah (diperkenalkan pada 2023 dan masih dalam pembangunan) dijangka memperkenalkan peraturan pensijilan yang lebih ketat untuk tuntutan kandungan kitar semula. Ini termasuk-pemeriksaan pihak ketiga. Pengilang bahan kitar semula hibrid perlu mendokumenkan dan menjejaki keseluruhan proses ke loji kitar semula.
Ini menambah kerja pejabat tambahan. Pembuat beg yang lebih kecil-yang menyumbang sebahagian besar pembuat beg dunia-mungkin mendapati bebannya terlalu besar berbanding dengan jumlah kecil kandungan kitar semula yang sebenarnya mereka ada.
7. Apakah Kemajuan Bermakna Yang Sebenarnya Diperlukan
Adalah mungkin untuk menjalankan lebih banyak bahan kitar semula melalui mesin beg beli-belah plastik. Tetapi ia memerlukan wang dan berfungsi dalam beberapa bahagian sistem, bukan hanya mesin itu sendiri.
Kawalan kualiti stok suapan: Wujudkan peraturan yang jelas untuk suapan (julat MFI, had lembapan dan ambang kotoran) dan uji setiap kelompok sebelum digunakan. Tanpa itu, pembaikan mesin adalah tindak balas, bukan sistem yang dirancang.
Pakej penyerasi dan penstabil: Perapi khas boleh membantu mengurangkan kehilangan kekuatan dan mengurangkan kerosakan haba daripada bahan kitar semula. Ini dijual oleh pembekal tetapi memerlukan peralatan teknikal dan lebih mahal.
Peningkatan mesin: Skru untuk bahan yang menukar ketebalan, meningkatkan kawalan suhu dan memperbaiki bentuk acuan boleh meningkatkan had PCR sebenar. Mesin lama mungkin memerlukan bahagian baharu untuk berfungsi pada tahap yang melebihi 30% dikitar semula.
Kesimpulan
Sekatan ke atas mesin beg plastik menggunakan bahan kitar semula adalah nyata dan jelas: bahan mentah yang tidak konsisten, aliran cair yang tidak sekata, haus mesin yang lebih pantas, julat kualiti yang lebih sempit dan pembuatan peraturan baharu. Tiada satu pun daripada ini bermakna kita harus berhenti menggunakan bahan kitar semula. Apa yang mereka maksudkan ialah kita perlu mendekatinya dengan berhati-hati teknikal, dan bukannya hanya menganggap sasaran peratusan sebagai kotak pemasaran untuk diperiksa.
Pengilang yang membuat kemajuan sebenar adalah mereka yang melihat kandungan kitar semula sebagai soal kejuruteraan bahan, bukan hanya soal pembelian dan pertukaran. Ini bermakna melabur dalam peraturan bahan, proses penjejakan dan menaik taraf mesin mengikut keperluan. PCR dari 20% hingga 50% bukan garis lurus. Tetapi ia boleh dilakukan dengan asas teknikal yang betul.
Rujukan:
- Yayasan Ellen MacArthur. Ekonomi Plastik Baharu: Memikirkan Semula Masa Depan Plastik. 2016.
- Giles, Harold F., Wagner, John R., Mount, Eldridge M. Extrusion: The Definitive Processing Guide and Handbook. Penerbitan William Andrew, 2005.
- Hopewell, Jefferson, Dvorak, Robert, Kosior, Edward. "Kitar Semula Plastik: Cabaran dan Peluang." Transaksi Falsafah Royal Society B, Vol. 364, 2009.
- Putih, James L., Potente, Helmut. Penyemperitan Skru: Sains dan Teknologi. Penerbitan Hanser Gardner, 2003.
- ASTM Antarabangsa. ASTM D1709: Kaedah Ujian Standard untuk Rintangan Kesan Filem Plastik dengan Kaedah-Jatuh Dart Percuma. Edisi semasa.
- Suruhanjaya Perdagangan Persekutuan AS. Panduan untuk Penggunaan Tuntutan Pemasaran Alam Sekitar (Panduan Hijau), 16 CFR Bahagian 260. Disemak 2012.
