PET şişe geri dönüşüm - Bottle to bottle

Bu süreç, çevresel sürdürülebilirliği artırmak, kaynak kullanımını optimize etmek ve plastik atık miktarını azaltmak amacıyla tasarlanmıştır. Üretim süreci, genellikle aşağıdaki adımları içerir:

1. Toplama ve Ön Sıralama:
Kullanılmış PET şişeler, geri dönüşüm merkezlerinde, toplama noktalarında veya doğrudan tüketicilerden toplanır. Toplanan malzemeler, PET şişelerin diğer atıklardan ayrılması için ön sıralamadan geçer.

2. Temizleme ve Sınıflandırma:
Şişeler, etiketler, kapaklar ve diğer yabancı maddelerden arındırılır. PET şişeler daha sonra renklerine göre sınıflandırılır, çünkü farklı renklerdeki PET’in yeniden işlenmesi farklı son ürünler üretebilir.

3. Kırma ve Öğütme:
Öğütme işlemi, hem geri dönüşüm hem de üretim süreçlerinde yaygın olarak kullanılan kritik bir adımdır. Bu işlem, büyük polimer malzemelerini, işleme veya geri dönüştürme için daha yönetilebilir boyutlara indirgemeyi amaçlar. Öğütme, plastiklerin yeniden kullanımını ve geri dönüşümünü kolaylaştırarak, malzeme kaybını azaltır ve çevresel sürdürülebilirliği artırır. Temizlenmiş ve sınıflandırılmış PET şişeler öğütülerek küçük parçacıklar haline getirilir (flakes). Bu işlem, malzemenin daha kolay işlenmesini sağlar.

Kırma ve Öğütme Ekipmanları
Kırıcılar (Shredders): Genellikle kaba öğütme işlemi için kullanılır. Büyük plastik parçalarını, daha küçük parçalara ayırır.
Granülatörler: İnce öğütme işleminde kullanılır. Malzemeyi, işlem için uygun boyutta parçacıklara (granüller veya flakes) indirger.
Pulverizatörler: Plastik malzemeyi toz haline getirmek için kullanılır. Özellikle, termoplastik malzemelerin ince öğütülmesinde tercih edilir.

4. Yeniden Temizleme: Geri dönüştürülen plastik malzemeler, ilk temizlik işleminden sonra genellikle çeşitli kirlilikler içerebilir. Bu kirlilikler arasında gıda artıkları, yağlar, yapıştırıcılar, etiket kalıntıları ve diğer yabancı maddeler bulunur. Yeniden temizleme işlemi şunları içerir:

Yıkama: Plastik parçacıkları, genellikle sıcak su ve deterjan veya başka bir temizleyici çözelti kullanılarak yıkanır. Bu işlem, yüzeydeki kirleri ve yapışkan maddeleri giderir.
Fırçalama: Zorlu kirliliklerin giderilmesi için parçacıklar mekanik fırçalarla yıkanabilir.
Kimyasal Banyo: İnatçı kirlilikleri çıkarmak için bazen kimyasal çözücüler kullanılır. Bu çözücüler, etiket ve yapıştırıcı kalıntılarını çözmeye yardımcı olur.
Su Banyoları ve Yüzdürme Tankları: Belirli yoğunluklardaki kirliliklerin ayrıştırılması için su banyoları kullanılabilir. Yüzdürme tankları, PET parçacıkları ile kapaklar ve etiketler gibi daha hafif kirlilikler arasındaki yoğunluk farkını kullanır.

5. Kurutma: Yeniden temizlenen plastik parçacıkların nemden arındırılması gerekmektedir, çünkü nem, sonraki işleme adımlarında sorunlara neden olabilir. Kurutma işlemi şu yöntemleri içerebilir:

Santrifüj Kurutma: Parçacıklar, merkezkaç kuvveti kullanılarak yüksek hızda döndürülür ve bu sırada su dışarı atılır. Isıtılmış Hava Kurutma: Parçacıklar, sıcak hava akışına maruz bırakılarak kurutulur. Bu, nemin buharlaşmasını sağlar. Vakum Kurutma: Düşük basınç altında kurutma, suyun daha düşük sıcaklıklarda buharlaşmasını sağlar ve termal bozunma riskini azaltır. Tünel Kurutma: Parçacıklar bir konveyör üzerinde ilerlerken, üstten ve alttan sıcak hava püskürtülerek kurutulur.

Bu adımlar, polimerin kalitesini korur ve sonraki işleme adımlarında, örneğin ekstrüzyon veya enjeksiyon kalıplama sırasında, nemin sebep olabileceği sorunları önler.

6. Viskozite Artırma: PET parçacıklarının içsel viskozitesi, kimyasal işlemler veya katı faz polikondenzasyonu (SSP) yöntemiyle artırılabilir. Bu, parçacıkların moleküler ağırlığını artırarak mekanik ve termal özelliklerini iyileştirir.

İçsel viskozite (ISI), Bir polimerin içsel viskozitesi, çözelti halindeki polimer zincirlerinin boyutu, şekli ve etkileşimleri hakkında bilgi verir ve dolayısıyla polimerin fiziksel ve mekanik özellikleri üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Yüksek içsel viskozite değerine sahip polimerler genellikle daha uzun moleküler zincirlere sahiptir ve bu da genellikle daha yüksek moleküler ağırlık anlamına gelir. PET gibi polimerlerin üretiminde, içsel viskozite, polimerin işlenme özelliklerini, mekanik dayanıklılığını ve son kullanım uygulamalarının gereksinimlerini karşılayıp karşılamayacağını belirlemek için önemli bir parametredir. Örneğin, PET şişelerin üretimi için belirli bir içsel viskozite seviyesi gereklidir, çünkü bu, şişenin dayanıklılığını, şeffaflığını ve gaz bariyer özelliklerini etkiler.

Viskozite artırma, özellikle polimerler ve plastiklerin işlenmesinde kritik bir süreçtir. Bu süreç, polimerin moleküler ağırlığını ve dolayısıyla içsel viskozitesini artırarak malzemenin mekanik özelliklerini, işlenebilirliğini ve uygulama performansını iyileştirir. PET gibi malzemelerde viskozite artırma, özellikle geri dönüşüm süreçlerinde ve yüksek performans gerektiren uygulamalarda önem taşır. İki ana yöntemle viskozite artırma işlemi gerçekleştirilir: Kimyasal modifikasyon ve katı faz polikondenzasyonu (SSP).

Kimyasal Modifikasyon, polimer zincirlerinin kimyasal yapısını değiştirerek viskoziteyi artırmayı amaçlar. Bu yöntem, monomer veya oligomer zincirlerine çapraz bağlar ekleyerek veya zincir uzatıcılar kullanarak yapılır. Kimyasal modifikasyon süreci, polimerin moleküler yapısını ve dolayısıyla fiziksel özelliklerini doğrudan etkiler. Bu yöntem, özellikle belirli fonksiyonel grupların polimer zincirine eklenmesi gerektiğinde kullanılır.

Katı Faz Polikondenzasyonu (SSP), polimerin katı haldeyken moleküler ağırlığını artırmak için kullanılan bir yöntemdir. Bu işlem sırasında, polimer granülleri veya parçacıkları yüksek sıcaklıkta ancak erime noktasının altında tutulur. Bu koşullar altında, moleküler zincirler arasındaki kimyasal bağlar yeniden düzenlenir, bu da moleküler ağırlığın ve içsel viskozitenin artmasına yol açar. SSP, özellikle geri dönüştürülmüş PET'in işlenebilirliğini ve mekanik özelliklerini iyileştirmek için tercih edilen bir yöntemdir.

Viskozite Artırmanın Avantajları

• Mekanik Özelliklerin İyileştirilmesi: Artan viskozite, malzemenin çekme mukavemeti, darbe direnci ve yorgunluk direnci gibi mekanik özelliklerini iyileştirir.
• Termal Özelliklerin İyileştirilmesi: Yüksek moleküler ağırlıklı polimerler, daha iyi termal stabilite ve yüksek sıcaklıklara dayanıklılık gösterir.
• Kimyasal Direncin Artırılması: Artan moleküler ağırlık, polimerin çözücüler ve diğer kimyasal maddelerle etkileşimini azaltarak kimyasal direncini artırabilir.
• İşleme Özelliklerinin Optimizasyonu: İçsel viskoziteyi kontrollü bir şekilde artırarak, polimerin ekstrüzyon ve enjeksiyon kalıplama gibi işleme süreçlerindeki performansı optimize edilir.

7. Ekstrüzyon ve Granülasyon: İşlenmiş PET parçacıkları eritilir ve granül formuna dönüştürülür. PET geri dönüşüm granülasyonu veya peletleme sürecinde, genellikle sadece geri dönüştürülmüş PET malzeme kullanılır. Ancak, bazı durumlarda, işlem veya ürün özelliklerini iyileştirmek için ek malzemeler katılabilir. Bu katkı maddeleri şunları içerebilir:

• Stabilizatörler: Termal ve oksidatif bozunmaya karşı koruma sağlamak için katılırlar.
• Renklendiriciler: Belirli bir renk elde etmek için masterbatch formunda renklendirici katkılar eklenebilir.
• UV Engelleyiciler: Ürünün UV ışığına karşı direncini artırmak için kullanılır.
• Antioksidanlar: Polimerin oksidatif bozunmasını önlemek amacıyla eklenir.
• Etki Modifikatörleri: Plastiğin mekanik özelliklerini, özellikle darbe dayanımını artırmak için kullanılır.
• Yeniden Kristalleşme İnhibitörleri: PET'in işleme sırasında aşırı kristalleşmesini önlemek ve daha iyi şeffaflık sağlamak için katılır.
• Kayganlaştırıcılar: Ekstrüzyon sırasında malzemenin akışını kolaylaştırır ve makine aşınmasını azaltır.

Bu katkı maddeleri, PET granüllerinin özel gereksinimlerini karşılamak veya üretim sürecini iyileştirmek için özenle seçilir. Ayrıca, geri dönüştürülmüş PET'e, malzeme özelliklerini iyileştirmek için bir miktar orijinal (virgin) PET rezini eklenebilir. Bu, özellikle, geri dönüştürülmüş malzemenin kalitesi düşükse veya son ürün için daha yüksek mekanik özellikler gerektiğinde yapılır. Granülasyon sürecinde, malzeme katkılarının uygunluğu ve oranları, nihai ürünün kullanılacağı uygulamalara ve gerekli sertifikalara göre belirlenir. Bu katkılar, ürünün kalite standartlarına uygun olmasını sağlamak ve müşteri taleplerini karşılamak için dikkatli bir şekilde yönetilir.

8. Yeni Şişe Üretimi: Granüller, eritilir ve şişe üretimi için kullanılan kalıplama makinelerine beslenir. Bu, enjeksiyon kalıplama veya şişirme kalıplama yoluyla olabilir.

9. Kalite Kontrol: Yeniden üretilen PET şişeler, gıda güvenliği standartlarına ve diğer ilgili kalite gereksinimlerine uygunluk açısından test edilir.

Bottle to bottle" geri dönüşüm süreci, yüksek kaliteli PET malzeme elde etmeyi amaçlar, bu da nihai ürünlerin orijinal malzemeyle aynı kalite ve güvenlik standartlarını karşılamasını sağlar. Bu döngüsel ekonomi modeli, plastik atıkların değerli kaynaklara dönüştürülmesini sağlayarak çevresel sürdürülebilirliği artırır ve fosil yakıt tüketimini azaltır.