Iskanje po katalogu digitalne knjižnice

Opis: V letu 2020 smo v Sloveniji pridelali več kot milijon ton odpadkov. Skoraj 30 % odpadkov predstavlja odpadna embalaža raznih produktov. Poznamo različne vrste embalaže: papirnato, stekleno, kovinsko, plastično, leseno in večslojno. Večslojni embalaži lahko rečemo tudi sestavljena. Ena izmed najpogosteje uporabljenih in dobro poznanih večslojnih embalaž je tudi tetrapak embalaža. Tetrapak embalaža je sestavljena iz papirja/kartona, polietilena (PE) in aluminija. Problem recikliranja tetrapak embalaže je v tem, da njenih sestavnih delov ni mogoče enostavno ločiti z mehanskimi metodami. Uporaba pod- in nadkritičnih fluidov v različnih kemijskih procesih je vse pogostejša. Zaradi svoje dostopnosti in nizke cene je kot medij za uporabo v nadkritičnih procesih vse pogosteje uporabljena voda. V tem magistrskem delu smo preučevali razgradnjo odpadne tetrapak embalaže s pod- in nadkritično vodo v visokotlačnem in visokotemperaturnem šaržnem reaktorju pri temperaturi od 300 °C do 450 °C ter v časovnem obdobju med 15 in 60 min. Reakcije smo izvajali v eni in v dveh stopnjah. Razmerje odpadni materil/voda je bilo 1 g/10 mL. Nastale produkte v štirih fazah (plinski, vodni, oljni in trdni) smo analizirali s različnimi tehnikami (FTIR, TC, GC/MS, HPLC). Enostopenjsko hidrotermično razgradnjo odpadne tetrapak embalaže smo izvedli pri temperaturi 425 °C oz. 450 °C in reakcijskem času 15 min ali 60 min. Ugotovili smo, da z višanjem temperature in daljšanjem reakcijskega časa narašča izkoristek oljne faze. Najvišji izkoristek oljne faze smo dobili pri temperaturi 450 °C in reakcijskem času 60 min in je znašal 60,7 %. V drugem delu smo izvedli dvostopenjsko hidrotermično razgradnjo odpadne tetrapak embalaže. Prvo stopnjo smo izvedli v podkritični vodi pri temperaturi 250 °C oz. 300 °C in reakcijskem času 30 oz. 60 min. Najvišji izkoristek vodne faze (18,0 %) smo določili pri temperaturi razgradnje 250 °C in reakcijskem času 60 min, najvišji izkoristek oljne faze (35,1 %) pa pri temperaturi razgradnje 300 °C in času 60 min. Drugo stopnjo razgradnje, kjer smo uporabili trdni preostanek iz prve stopnje, smo opravili pri temperaturi 425 oz. 450 °C in reakcijskem času 15 min. Najvišji izkoristek oljne faze po obeh stopnjah skupaj (65,5 %) dobimo pri vzorcu, ki smo ga v prvi stopnji razgradili pri temperaturi 300 °C in reakcijskem času 60 min, v drugi stopnji pa pri temperaturi 450 °C in reakcijskem času 15 min. Oljni fazi smo določili kemijsko sestavo in ugotovili, da je sestavljena iz nasičenih in nenasičenih alifatskih ogljikovodikov, aromatskih spojin, ketonov, alkoholov in amidov. Analizirali smo tudi vodno fazo, v kateri so bili prisotni; glukoza, fruktoza, celobioza, gliceraldehid, anhidrid glukoze, levulinska kislina, furfural in 5-hidroksimetilfurfural. Plinska faza je vsebovala CO2 in ogljikovodike med C1-C6. Po razgradnji tetrapaka je kot trdni preostanek nastal aluminijev prah obdan s tanko plastjo PE.
Ključne besede: hidrotermična razgradnja, večslojna embalaža, tetrapak, odpadna embalaža, nadkritični fluidi, nadkritična voda
Objavljeno v DKUM: 08.07.2022; Ogledov: 809; Prenosov: 7
Celotno besedilo (4,61 MB)