تحقیقات جدید کالج مهندسی کرنل با هدف سهولت فرایند بازیافت مواد شیمیایی - صنعتی در حال ظهور است که می تواند مواد زائد را با تجزیه فیزیکی پلاستیک به مولکولهای کوچکتر که در ابتدا از آنها تولید شده بود ، به منابع طبیعی تبدیل کند.

در مقاله جدیدی تحت عنوان "ارزیابی چرخه حیات و بهینه سازی بازیافت شیمیایی ضایعات پلی اتیلن پلاستیکی با چگالی بالا" که در شماره ۱۳ سپتامبر در مجله ACS Sustainable Chemistry & Engineering ، Fengqi You ، the Roxanne E. و Michael J. منتشر شده است. استاد زک در مهندسی سیستم های انرژی و دانشجوی دکتری شیانگ ژائو ، چارچوبی را با چندین مدل و روش ریاضی ترکیب کرده اند که همه چیز را از تجهیزات بازیافت مواد شیمیایی ، فرآیندها و منابع انرژی ، تا اثرات زیست محیطی و بازار محصولات نهایی را شامل می شود.

این چارچوب اولین تجزیه و تحلیل جامع در نوع خود است که تاثیرات زیست محیطی چرخه حیات بازیافت مواد شیمیایی زباله های پلاستیکی ، مانند تغییرات آب و هوا و سمیت انسانی را تعیین می کند.

میلیاردها تن پلاستیک از دهه ۱۹۵۰ تولید شده است ، اما بیشتر آن - ۹۱، ، بر اساس یک مطالعه که اغلب ذکر شده است - بازیافت نشده است. در حالی که رشد محل های دفن زباله و مناطق آلوده طبیعی از جمله نگرانی ها هستند ، عدم کاهش و استفاده مجدد از پلاستیک نیز از نظر برخی به عنوان یک فرصت اقتصادی از دست رفته تلقی می شود.

به همین دلیل صنعت نو ظهور بازیافت مواد شیمیایی توجه صنعت زباله و محققانی مانند شما را به خود جلب کرده است که به شناسایی فناوری های بهینه برای بازیافت مواد شیمیایی و ارائه نقشه راه برای آینده صنعت کمک می کند.

بازیافت شیمیایی نه تنها "اقتصاد دایره ای" ایجاد می کند ، که در آن یک محصول زباله را می توان به یک منبع طبیعی تبدیل کرد ، بلکه درهای پلاستیک هایی مانند پلی اتیلن با چگالی بالا را باز می کند-که برای تولید اقلامی مانند بطری های سفت و سخت ، اسباب بازی ها استفاده می شود. ، لوله های زیرزمینی و پاکت های بسته پستی - که معمولاً بازیافت می شوند.

چارچوب شما می تواند پیامدهای زیست محیطی پویایی بازار را که ارزیابی های پایداری چرخه عمر نادیده گرفته می شود ، تعیین کند. این همچنین اولین موردی است که بهینه سازی روبنا-یک تکنیک محاسباتی برای جستجو در یک فضای ترکیبی وسیع از مسیرهای فناوری برای به حداقل رساندن هزینه-را با تجزیه و تحلیل چرخه عمر ، اطلاعات بازار و تعادل اقتصادی ترکیب کرده است.

این مقاله مزایای بهینه سازی چرخه زندگی را در مقایسه با ابزارهای تحلیلی سنتی تر نشان می دهد. در یک سناریو ، برای به حداکثر رساندن نتایج اقتصادی و به حداقل رساندن اثرات زیست محیطی ، بهینه سازی چرخه زندگی باعث کاهش بیش از ۱۴ درصد انتشار گازهای گلخانه ای و بیش از ۶۰ درصد کاهش آلودگی فتوشیمیایی هوا در مقایسه با رویکرد ارزیابی چرخه عمر توصیفی می شود. در مطالعات ارزیابی محیطی استفاده می شود.

در حالی که این تجزیه و تحلیل به متخصصان صنعت و سیاست گذاران یک مسیر کلی برای پیشبرد بازیافت مواد شیمیایی و اقتصاد دایره ای برای پلاستیک ها می دهد ، انتخاب ها و متغیرهای بیشماری در طول مسیر تکنولوژیکی باید در نظر گرفته شود. به عنوان مثال ، اگر تقاضای بازار برای مواد شیمیایی اساسی مانند اتیلن و پروپیلن به اندازه کافی قوی باشد ، چارچوب نوع خاصی از فناوری جداسازی شیمیایی را توصیه می کند ، در حالی که اگر بوتان یا ایزوبوتن مورد نظر باشد ، نوع دیگری از فناوری بهینه است.

"این یک فرآیند شیمیایی است و احتمالات زیادی وجود دارد." "اگر بخواهیم در بازیافت مواد شیمیایی سرمایه گذاری کنیم ، از چه فناوری استفاده می کنیم؟ این واقعا بستگی به ترکیب زباله های ما ، انواع پلاستیک پلی اتیلن دارد و بستگی به قیمت های فعلی بازار برای محصولات نهایی مانند سوخت و هیدروکربن ها دارد."

پیامدهای زیست محیطی بازیافت مواد شیمیایی به متغیرهایی مانند فرآیند تأمین کننده مواد اولیه و محصولات شیمیایی بستگی دارد. به عنوان مثال ، چارچوب نشان داد که تولید بوتن در محل و برخلاف تأمین آن می تواند آلودگی فتوشیمیایی هوا را از کارخانه های بازیافت تا ۲۰ درصد کاهش دهد ، در حالی که استفاده از گاز طبیعی در محل بیش از ۳۷ درصد تشعشعات یونیزه کننده بالقوه مضر را افزایش می دهد.

 "همیشه چیزی وجود دارد که ما می توانیم در فناوری و فرآیند آن را بچرخانیم و تنظیم کنیم ، و این بخش پیچیده ای است."