رویکرد نوآورانه در بازیافت ترکیب آلومینیم و پلی‌اتیلن باقی‌مانده از کارتن‌های آسپتیک توسط بنزین به عنوان حلال | ||
| فصلنامه علوم محیطی | ||
| مقاله 40، دوره 23، شماره 1، 1404 اصل مقاله (1.79 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.48308/envs.2025.236642.1431 | ||
| نویسندگان | ||
| پویا شعاعی؛ علی‌رضا بازارگان* | ||
| گروه محیط زیست، دانشکده محیط زیست، دانشگاه تهران، تهران ، ایران | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف: ظروف آسپتیک (تتراپک) بسته‌بندی‌های چندلایه‌ای هستند که در صنعت غذایی به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند. این بسته‌بندی‌ها نقش مهمی در حفظ کیفیت و طعم مواد غذایی دارند و با مقاومت بالا در برابر نفوذ عوامل خارجی، به حفظ تازگی و ماندگاری محصولات غذایی کمک می‌کنند. با این حال، ساختار این بسته‌بندی‌ها از لایه‌های مختلف پلی‌اتیلن و آلومینیوم، فرآیند بازیافت آن‌ها را به چالشی جدی تبدیل کرده است. هدف از این مطالعه، بررسی امکان استفاده از حلال‌ها برای جداسازی و بازیافت ترکیبات پلی‌اتیلن-آلومینیوم (Al-PE) از ظروف آسپتیک و بهبود فرآیند بازیافت آن‌ها است. مواد و روش‌ها: در این مطالعه، کامپوزیت‌های Al-PE پس از فرآیند هیدروپالپینگ از یک شرکت بازیافت تهیه شدند. به منظور بررسی امکان انحلال پلی‌اتیلن و جداسازی آن از آلومینیوم، ده حلال مختلف شامل زایلن، تولوئن، اتانول، اسید فرمیک، آب، ایزوپروپیل الکل، اسید استیک، متانول، بنزین و اتیل‌استات مورد آزمایش قرار گرفتند. آزمایش‌ها در دو مرحله انجام شدند: مرحله اول، غربال‌گری اولیه در دمای 60 درجه سانتی‌گراد و مرحله دوم، آزمایش‌های تکمیلی در دمای 90 درجه سانتی‌گراد. نتایج و بحث: در غربال‌گری اولیه، مشخص شد که زایلن و تولوئن به دلیل ساختار آروماتیک و قطبیت متوسط، موثرترین حلال‌ها برای انحلال پلی‌اتیلن با چگالی کم (LDPE) هستند. این حلال‌ها به دلیل قابلیت بالای خود در حل‌کردن و متورم‌کردن زنجیره‌های پلیمری LDPE، توانستند بیشترین درصد انحلال را فراهم کنند. در مرحله دوم آزمایش‌ها، افزایش دما به 90 درجه سانتی‌گراد موجب بهبود قابل توجهی در نرخ و میزان انحلال LDPE شد. همچنین، اضافه کردن آب به این حلال‌ها در نسبت‌های حجمی کم، انحلال پلی‌اتیلن را افزایش داد. بهینه‌سازی شرایط نشان داد که ترکیب حجمی زایلن، تولوئن و آب به نسبت 10:37:53 می‌تواند منجر به 95% انحلال LDPE شود. در ادامه، به منظور بررسی امکان استفاده از حلال‌های ارزان‌تر و در دسترس‌تر، بنزین به دلیل غلظت بالای ترکیبات BTEX مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که با استفاده از بنزین، می‌توان به %85 انحلال LDPE دست یافت. نتیجه‌گیری: مطالعه حاضر نشان داد که استفاده از حلال‌ها، به ویژه ترکیبات آروماتیک مانند زایلن و تولوئن، می‌تواند رویکرد موثری برای جداسازی و بازیافت کامپوزیت‌های Al-PE از ظروف آسپتیک باشد. همچنین، بنزین به عنوان یک جایگزین اقتصادی و در دسترس معرفی شد که می‌تواند در بهبود اقتصادی فرآیند بازیافت نقش موثری ایفا کند. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| بازیافت؛ کامپوزیت آلومینیوم-پلی‌اتیلن؛ حلال‌های آروماتیک؛ بهینه‌سازی؛ بنزین | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| An Innovative Approach to Recycling the Al-PE Composite Residue from Aseptic Cartons Using Gasoline as a Solvent | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Pouya Shoaie؛ Alireza Bazargan | ||
| Department of Environment, Faculty of Environment, University of Tehran, Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Introduction: Aseptic containers are multilayer packaging materials widely used in the food industry. These packaging materials play an important role in preserving the quality and taste of food products and, by providing high resistance to external contaminants, help maintain the freshness and shelf life of food items. However, the complex and composite structure of these packages, consisting of multiple layers of polyethylene and aluminum, has turned their recycling process into a serious challenge. The aim of this study was to explore the possibility of using solvents to separate and recycle polyethylene-aluminum (Al-PE) composites from aseptic containers and to improve their recycling process. Materials and Methods: In this study, Al-PE composites were obtained from a recycling company after undergoing the hydro-pulping process. To evaluate the possibility of polyethylene dissolution and its separation from aluminum, ten different solvents were tested, including xylene, toluene, ethanol, formic acid, water, isopropyl alcohol, acetic acid, methanol, gasoline, and ethyl acetate. The experiments were conducted in two stages: the first stage, preliminary screening at 60°C, and the second stage, additional tests at 90°C. Results and Discussion: In the preliminary screening, it was found that xylene and toluene, due to their aromatic structure and moderate polarity, were the most effective solvents for dissolving low-density polyethylene (LDPE). These solvents, due to their high ability to dissolve and swell LDPE polymer chains, achieved the highest dissolution percentages. In the second stage, increasing the temperature to 90°C significantly improved the dissolution rate and amount of LDPE. Additionally, adding water to these solvents in small volumetric ratios effectively enhanced polyethylene dissolution. Optimization of the conditions showed that a volume mixture of xylene, toluene, and water in a ratio of 10:37:53 could achieve up to 95% LDPE dissolution. Furthermore, to explore the use of cheaper and more accessible solvents, gasoline was evaluated due to its high concentration of BTEX compounds. The results showed that using gasoline could achieve up to 85% LDPE dissolution. Conclusion: This study demonstrated that using solvents, especially aromatic compounds such as xylene and toluene, can be an effective approach for separating and recycling Al-PE composites from aseptic containers. Additionally, gasoline was introduced as an economical and accessible alternative that could play a significant role in improving the economic viability of the recycling process. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Recycling, (Al-PE) Composite, Aromatic Solvents, Optimization, Gasoline | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 45 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 54 |
||