Рециклиране на блистери и производство на водород в промишлени количества предлагат родни учени

Иновативна безотпадна технология може да разгражда хиляди тонове отпадъци от фармацевтичната индустрия и бита на съставните им продукти и да генерира чист водород, без електролизьори и разходи за производството му. Става въпрос за съдържащи алуминий отпадъци, в които няма хартия и нов метод за рециклиране, създаден по заявка на българската фирма РОНИС ЕООД в Института по обща и неорганична химия на БАН.  

Фирмата вече е изградила пилотна инсталация за проиграване на процеса в близки до реалните условия и очакванията са до края на септември да бъде пусната в действие. Ще стартира с отпадъци от блистери. Предвижда се и включване към оборудването на съоръжение за компресия на водород. От РОНИС проявяват специален интерес към компресор, създаден в друг институт на БАН - Института по електрохимия и енергийни системи.

Как от идеята за рециклиране на блистери стигат до съхранение на водород, разказаха пред ДИР БГ изобретателят на метода доц. Иван Узунов от ИОНХ – БАН, който е специалист по “Технология на неорганичните вещества“ и възложителят от фирмата инж. Минко Микренски, който е и математик, бивш преподавател по „Математическо моделиране“ и „Физика на твърдото тяло“ в МЕИ София (сега ТУ София).  Те ни заведоха в лабораторията, където многократно е изпробвана и проверявана новата технология и видяхме изходните и крайните продукти от процеса – блистери с фолио,  извлеченият алуминиев хидроксид, заприличал на купчинка сол и оголени блистери - остатъчната пластмаса. Ето подробности за постижението:

Предизвикателството

Проучване на фирма РОНИС показва, че при опаковането на лекарства в блистери, само в един завод от една поточна линия се натрупват 2 тона отпадък от блистери дневно. Съдържанието на пластмасата в тях е около 86%, на алуминия е минимум 14%. Но идеята да се рециклират се сблъсква с проблема, че не може да стане по общоприетите технологии, тъй като пластмасата носи със себе си метал и обратно – металът не може да бъде използван като скрап, защото носи със себе си пластмаса.

Гарантираният бонус

Фирмата не се отказва от идеята си за рециклиране на отпадъка, отделян при опаковането на лекарства в блистери  - търси съдействие от Института по обща и неорганична химия на БАН и доц. Иван Узунов успява „да я облече в наука“ и доказва, че този отпадък може да бъде разделен на съставните си компоненти, а получените продукти от него - да намират практическо приложение.

Доц. Иван Узунов, ИОНХ-БАН.

Той разработва няколко варианта на процеса, два от които – най-рисковите, представя по време на четвъртото издание на форума „Наука за бизнес“, другите остават търговска тайна на фирмата – възложител, която вече планира патентоване на ноу-хауто.

Подходът, който доц. Узунов избира се базира на свойствата на алуминия да взаимодейства с алкални основи, алкални карбонати или бикарбонати, при което преминава в разтворима форма, което гарантира изчистването на пластмасата.

Технологично процесът е свързан с отделянето на водород и то много голямо количество, което е допълнителен плюс. „Не само, че ще върнем алуминия и ще  рециклираме пластмасата, но се отделя енергоносител в много сериозно количество - чист водород, без да се влагат допълнителни разходи за производството му. Това е страничен продукт, изключително ценен и е всъщност „черешката на тортата“ в технологията, изтъкна доц. Узунов.

„На 54 грама алуминий се отделят 67 литра водород. Ако минем в по-високата дименсия, например – килограми,  тези 67 литра стават 67 кубически метра“, уточни той.

Проведените експерименти потвърждават, че всичко, отделяно в процеса, е практически приложимо: чист алуминиев хидроксид, от който се получава алуминеев оксид или алуминий; пластмаса, годна за рециклиране и чист водород. Дори матерната луга и отпадните води, използвани за миене на утайки не се изхвърлят, тъй като носят част от реактивите и се връщат отново в ре-цикъл, т.е. може да се осъществи напълно затворен процес, добави изобретателят.

Водород и ток от блистери?

От 9 кг. алуминий, получен от отпадък от блистери, ще се получи 1.008 кг. водород, без да се влага никаква енергия, изчисли доц. Узунов.  Поинтересувахме се дали фирмата, която комерсиализира неговия метод, предвижда съоръжение за съхранение на водород и генератор за ток. Представителят й - инж. Микренски потвърди, че всеки потребител на технологията би могъл да се дооборудва и с турбина и да произвежда електроенергия от водорода, който ще получава като бонус в процеса.

Снимка 3: Инж. Минко Микренски, РОНИС ЕООД

Коментирайки как се използва водородът за производство на ток, той изрази съмнения в ефективността на електролизата: „За да се получи 1 кг. водород трябва да се преработят 9 литра вода и се използват от 53 до 59 киловата ток, отделно идва и оскъпяване от разходите за оборудване, а от 1 кг. водород се произвеждат 33 киловата ток. Някаква разлика да усещате? Вода няма, така че, залитането по електролизьори не ми се струва много перспективно“.

Инж. Микренски съобщи, че от фирмата му проявяват интерес към създаден в ИЕЕС-БАН водороден компресор и че искат да го изпробват в реални условия, за да преценят дали е подходящ за изгражданата в момента пилотна инсталация за рециклиране на блистери. „Просто искам да го видя как работи не на електролиза, а при нашия процес“, посочи той и добави, че първо ще уточнят каква е чистотата на отделяния при рециклирането водород, тъй като от характеристиките му зависят и цена, и начин на приложение.

Той поясни, че водородът има много приложения в различни области, в зависимост от чистота, количество, транспортиране и др. Чистотата му може да покрива 6 степени на чистота. Най-чистият може да се използва в определени среди за направата на специални сплави и има много други приложения. В хранителната индустрия се изисква средна чистота и там също са най-различни приложенията, например за хидрогениране на мазнини и пр.

Пилотната инсталация

„Чисто технически е готова вече цялата инсталация в тестов образец за рециклиране на блистери. Изчакваме компресора“, съобщи инж. Микренски и уточни, че стартират с не в голям обем реактори – 60 литра, тъй като процесът няма аналог у нас и има много тънкости. „В България почти няма високо алкални филтри и се наложи да ги преправям. Имаме и грешки, естествено. Първите реактори ги хвърлихме“, сподели той и изрази надежда до края на септември инсталацията да бъде пусната в действие. „Дори да не се окаже подходящ компресорът, който харесахме, ще внесем друг“, решен е предприемачът. Той обясни, че искат да направят инсталация в малък мащаб, за да отстранят евентуални дефекти и да може да се демонстрира процеса, защото е най-добре да се види.

Според плановете на фирмата му, скоро ще бъде задвижена заявка за полезен модел и патент. Засега подробната технология не се публикува.

Инвестицията е изцяло на фирмата, но засега от РОНИС не съобщават от какъв порядък е, а по въпроса дали имат нужда от подкрепа за довършване на планираното, инж. Микренски заяви: „Засега издържаме“.

Опасности и условия

Инсталацията не е взривоопасна, категоричен е инж. Микренски, а за процеса, доц. Узунов отбеляза, че има доста уловки и е опасно да се опитва някой, без познания в областта, да го възпроизведе.

Проблем е и разделното събиране на отпадъците от блистерите на PVC-основа от другите, които са на полиетиленова основа. Това се налага заради обстоятелството, че двата вида пластмаси се рециклират по различен начин. На всеки рулон, от който се щамповат блистери, е обозначено каква е основата им и трябва заводите-производители да събират отпадъците разделно. Складирани на бали като отпадък, те са неразличими и неразделими.

Съдържанието на алуминий  в блистерите не е проблем – и 1% да е, и 80% да е, процесът е такъв, че алуминият ще бъде напълно разтворен. „По принцип процесът, който разработихме, е приложим за всеки съдържащ алуминий отпадък, не само блистери – кенчета от бира, от безалкохолни напитки, тубички от паста за зъби и пр. – за всичко, в което няма хартия“, отбеляза доц. Узунов.

Ползите от иновацията

Идеята на фирмата е изключително иновативна, а процесът, който ще използват не замърсява околната среда и не създава допълнително отпадъци, коментира доцентът. В крайна сметка, процесът осигурява 100% рециклируемост на двата компонента на блистерите – алуминия и пластмасата. Отделя се енергоносител, който не е без значение – чист водород и то в голямо количество, без допълнителни разходи, без електролизи, катализатори, разходи на вода и ток за производството му, изтъкна той.

И продължи да изрежда още предимства - схемата не е сложна, технологично не се изисква някакво специално оборудване и не  е енергоемка – не се работи при високи температури и налягане. Освен това, технологията е безотпадна, не се отделят никакви вредни емисии и не се замърсява околната среда.

„Идеята се реализира и с активното съдействие на проф. Даниела Ковачева, ръководител Лаборатория и доц. Петър Цветков от лаборатория "Кристалохимия на композитни материали" -  специалистите, които установяваха какъв продукт съм получил по моите рецептури, след всеки експеримент“, отбеляза изобретателят. По думите му, това е пример за научна работа в екип от специалисти в различни области.

Според доц. Узунов тази разработка е показателна и за ефективно сътрудничество между науката и бизнеса. „Това е правилният път – когато бизнесът търси от учени решения и се обръща към специалисти в тази област, а не ние да разработваме нещо, което да предлагаме, без да сме сигурни че ще предизвика интерес“, коментира той.

Донякъде принос за успешната колаборация инж. Микренски видя и в обстоятелството, че самият той, преди да се заеме с бизнес, е бил преподавател и научен работник.

Като най-голяма полза от разработката, той посочи възможността да се оползотворява натрупвания всекидневно отпадък от PVC рулоните с алуминиево фолио. Това е огромен обем отпадък, който не се рециклира. Депонира се в бали и замърсява околната среда, а представлява ценен ресурс, изтъкна той. „Видях как PVC-то старее, троши се от ултравиолетовите лъчи и се изхвърлят тези блистери. Така ми дойде идеята дали можем да го използваме и ето - доц. Узунов направи технологията, а аз я облякох в „тенекия“ – в готов продукт“, заключи предприемачът – инициатор на разработката.