XXV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
«Вторая жизнь» упаковки Тетрапак
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение.
Каждый день мы что-нибудь выбрасываем. И даже сами не замечаем откуда берется столько мусора? Каждый день приезжает к дому мусоровоз и освобождает полные баки с мусором. Откуда же берется этот мусор? В первую очередь из магазина. Все продукты и товары тщательно упаковываются. Даже овощи часто продают в пластиковых контейнерах. Какие виды отходов мы чаще всего встречаем дома? - это твердые бытовые отходы, которые бывают:
- биологические, а именно пищевые отходы, кожура и косточки от овощей и фруктов и прочие. Эти отходы являются биоразлагаемыми и не опасными.
- небиологические твердые отходы – это использованная упаковка, одежда и обувь, батарейки и пр. Самостоятельно они разлагаются много лет, гниют, загрязняют окружающую среду и их необходимо перерабатывать, а именно давать им «вторую жизнь».
Большая часть такого мусора перерабатывается:
- Бумага и картон;
- Пластик;
- Стекло;
- Металл;
- Ветошь, одежда;
- Батарейки;
Об этом знают практически все, ведь в последнее время появилось очень много контейнеров для раздельного сбора мусора, которые стоят практически в каждом дворе. Но очень объемным и трудноразлагаемым мусором является упаковка от молока, сока и других напитков, которая называется упаковкой Тетрапак. Название произошло от всемирно известной шведской компании Tetra Pak, но на самом деле, сейчас очень много производителей такой упаковки и в России. Поэтому очень остро стоит вопрос в России и в мире о ее переработке. О том, что такая упаковка в нашей стране перерабатывается и имеет «вторую жизнь» мало кто знает и, следовательно, даже те, кто занимается дома раздельным сбором мусора, о переработке Тетрапак может и не догадываться. Об этом я и хочу рассказать, как именно ее в России перерабатывают и что из нее можно получить.
1 Что такое тетрапак?
Тетрапак – это знакомые всем упаковки от сока, молока и других продуктов. Название пошло от компании Tetra Pak, которая производит такие упаковки. Однако в России тетрапаками считают и тару других производителей, которая имеет такие же свойства.
На вид тетрапак – картонный. Но называть эту упаковку картонной неправильно – она состоит из трёх основных материалов:
1 картон, который составляет большую часть – 75%,
2 полиэтилен – 20–22%,
3 алюминий - оставшиеся 3–5% ( который защищает продукт от кислорода и света). Обычно тетрапак состоит из шести-девяти слоёв: в зависимости от производителя и назначения тары их количество и порядок расположения могут меняться[1].
Рис.1
Это всеми нами известные упаковки от любимых соков, молока, сливок и других продуктов(рис.2).
Рис.2
На такой упаковке можно найти маркировку с цифрами 84(рис. 3). Если такая маркировка присутствует – значит это и есть упаковка тетрапак.
Рис.3
2 Способы переработки упаковки Тетрапак.
Есть два типа переработки - влажный и сухой метод. Во всем мире в настоящее время применяется влажный метод, с помощью гидроразбивателей, которые загрязняют воду. Этот процесс аналогичен работе стиральной машины, где упаковка разлагается с помощью воды на отдельные компоненты. Это очень энерго и водозатратный процесс.
В России изобрели сухой метод переработки Тетрапак, где вода вообще не используется в процессе переработки, а упаковка разделяется на отдельные компоненты только за счет правильно направленных потоков воздуха в циклонах. А главное, что бумажный слой не меняет своих свойств после такой переработки и в дальнейшем можно сделать из него даже тетради.
Сейчас в стране действуют пять заводов, которые дарят таким упаковкам новую жизнь влажным и сухим методами. Они находятся в Липецке, Нижнем Новгороде, Великом Новгороде, Тамбове и Перми[2]. Основная проблема - это недостаток сырья, так как сбор упаковки в нашем городе не налажен, и многие не знают, что эту упаковку можно переработать. Но работают пункты приема Тетрапак. Тетрапак в Перми принимают порядка 5-6 предприятий. Но сбор в контейнеры около домов у нас пока не организован.
3 «Вторая жизнь» переработанной упаковки Тетра Пак.
Остановимся подробнее на «сухом» методе переработки, так как он более экологичен. После переработки сухим способом получают 2 компонента: целлюлозное волокно и полиалюминий.
Из целлюлозного волокна, полученного таким методом можно сделать практически любую бумажную продукцию: бумагу, тетради, блокноты, календари, подстаканники для кофе, лотки для яиц, бумажные ручки и прочие
Из полиалюминия изготавливают : композитные панели, трубы, дорожную добавку для производства асфальтобетонной смеси, скамейки, дюбели, ручки, ящики, кровельный материал[3].
Рис.4
В Москве и Санкт-Петербурге есть магазины, где можно купить, например, блокнот или ручку из переработанной упаковки Тетра Пак. Для изготовления обложки и колец для одного блокнота, используют 16 упаковок Тетрапак.
4 Практическая часть: переработка Тетрапак сухим методом
4.1 Сбор и подготовка упаковки к переработке
Первым этапом мы взяли четыре освободившиеся упаковки от молока и сока. Одна упаковка от литрового молока и три маленькие упаковки от сока и биолакта популярных брендов объемом 0,2 литра ( рис.5).
Рис.5
Перед переработкой их необходимо ополоснуть водой, высушить и удалить пластиковую крышечку(рис. 6), если она имеется. Так как крышка из пластика и имеет маркировку с цифрой 2, то ее перерабатывают на других предприятиях, занимающихся переработкой пластика.
Рис.6
Таким образом, мы сделали все, что может сделать обычный житель, чтобы подготовить упаковку Тетрапак к переработке в домашних условиях, прежде чем отнести ее в пункт приема или в специальный контейнер для сбора упаковки с маркировкой «84».
4.2 Переработка упаковки Тетрапак сухим методом на лабораторной установке.
Мы выбрали переработку «сухим» методом, так как он является более экологичным по своему процессу и не загрязняет сточные воды. Мы попросили предоставить нам лабораторную установку аэродинамического диспергатора для эксперимента на одном из предприятий Пермского края. Это мини версия промышленной линии аэродинамического диспергатора, которую используют, в частности, для переработки Тетрапак.
Для начала мы самостоятельно разорвали упаковку на небольшие кусочки(рис.7). В промышленных масштабах для этого используют шредер.
Рис. 7
Затем, мы стали помещать эти кусочки в лабораторную установку аэродинамического диспергатора (рис.8). В нем происходит процесс сушки, измельчения и отделения фольги и пленки от картона. Бумажная основа измельчается, сушится и поднимается по циклонам вверх, а пленка и фольга оседают в специальном отделении.
Рис. 8
Таким образом мы получили целлюлозное волокно без примесей (рис. 9) и алюминий с пленкой, называемый полиалюминием (рис.10). Производство полностью безотходное.
Рис.9
Рис.10
4.3 Получение бумаги из переработанной упаковки Тетрапак
Мы обратились на кафедру ТПМП Аэрокосмического факультета Пермского Национально-исследовательского политехнического университета для достоверности и возможности получения бумаги из нашего целлюлозного волокна, полученной от упаковки Тетрапак. Мы привезли полученное целлюлозное волокно после переработки упаковок Тетрапак с целью получения листа бумаги. Первым этапом смешали полученное волокно с водой и поместили в «мешалку» (рис. 11), где волокно равномерно перемешалось с водой.
Рис.11
Вторым этапом переместили полученную массу в емкость на специальном лабораторном оборудовании, которое называется «Листоотливной аппарат», разбавили водой, перемешали и слили воду( рис. 12).
Рис.12
Вода сливается вниз, сквозь сетку, на которой в результате остается равномерно-распределенное целлюлозное волокно. Третьим этапом мы «отжали» воду, катая валик по нашему «листу», который отжал остатки воды(рис.13).
Рис. 13
Четвертый этап: перевернули наш лист и помесили в сушильную камеру(рис. 14).
Рис.14
По истечении 10 минут мы достали полученный лист.
Такие же этапы мы провели с большим объемом целлюлозного волокна, и получили более толстый «лист» - картон, и с отбеленным волокном – получили белую бумагу (рис. 15).
Рис. 15
5 Товары, полученные из переработанной упаковки Тетрапак
В одном из московских магазинов мы купили блокнот и ручку сделанные из переработанной упаковки Тетрапак. Из шестнадцати упаковок, а именно из полученного из них полиалюминия, состоит обложка блокнота и кольца, а бумага внутри сделана тоже из вторсырья – макулатуры. Ручка сделана из одной переработанной упаковки Тетрапак (рис.1, Приложение 1)
Фотографии товаров из полиалюминия, предоставленные «экологическому движению» на экскурсии по заводу в городе Тамбов представлены в приложении 1( рис.2-рис.4).
Целлюлозное волокно мы самостоятельно опытным путем превратили в бумагу, в данном случае примеры предприятий не нужны, так как само по себе целлюлозное волокно очень ценно и вторичное его использование сохраняет нам деревья от лишней вырубки, что, в свою очередь, дарит нам чистый воздух и сохранность природы.
6 Выводы
Мы самостоятельно смогли переработать упаковку Тетрапак, сделать из ее бумажной основы - новую бумагу, приобрели в магазине нашей столицы канцтовары из второй составляющей упаковки Тетрапак - полиалюминия. Это все подтверждает то, что одному из самого объемного мусора в нашей корзине - не место! Ведь практически всю эту упаковку увозят на полигон, где она будет разлагаться сотни лет. А сколько деревьев можно сохранить, используя повторно целлюлозное волокно из этой упаковки, сколько можно сделать полезных и нужных вещей из полиалюминия, не используя для этого первичный пластик или деревья. Важность этой практической работы в том, чтобы показать, что все начинается с нашего дома. Ведь в этой работе была показана только переработка упаковок Тетрапак, которые еще имеют всего лишь 5-6 пунктов приема на весь город. Но контейнеры для сбора бумаги, пластика, одежды и стекла находятся практически в каждом дворе, поэтому сортировать мусор не составляет особого труда. По статистике 100 кг сданной макулатуры на переработку спасают одно дерево. Даже один пункт приема, перерабатывающий тонну сырья в день, поможет сохранить около 50 деревьев[4]. С ростом объемов сданного вторсырья улучшается экологическая ситуация на всем земном шаре. Поэтому раздельный сбор мусора важен и людям живущим сейчас, и будущему поколению.
Приложение 1
Рис.1
Рис. 2
Рис.3
Рис.4
Рис.5
Список используемых источников.
-
Вторая жизнь тетрапак, или куда выбросить упаковку от молока? Что такое тетрапак? URL:https://zatozvezdny.ru/news/521800 (Дата обращения 25.11.2024 )
-
Пункты приема тетрапак в Перми URL:https://vtortorg.ru/vtorsyre/priem-tetra-pak-perm/ (Дата обращения 25.11.2024)
-
Переработка многослойной упаковки Tetra Pak и ее аналогов URL:https://rsbor.ru/encziklopediya-resursosberezheniya/vsyo-o-pererabotke/pererabotka-mnogoslojnoj-upakovki-tetra-pak-i-ee-analogov/ ( Дата обращения 17.12.2024)
-
Десять интересных фактов о макулатуре URL:https://makulatura24.ru/staty/desyat-interesnyh-faktov-o-makulature ( Дата обращения 10.01.2025)