Na Politechnice Białostockiej opracowano pellet o podwyższonej kaloryczności, który powstaje z połączenia tradycyjnych odpadów drzewnych oraz odpadowych tworzyw sztucznych. Wynalazek zwiększa efektywność energetyczną opału i jest jednocześnie metodą na zagospodarowanie trudnych odpadów opakowaniowych.
Głównym problemem przy próbach łączenia drewna z tworzywem sztucznym była dotąd trudność w uzyskaniu jednolitej mieszanki. Główne ograniczenie stanowiły duże różnice w gęstości obu materiałów. Rozwiązanie opatentowane przez Politechnikę Białostocką rozwiązuje ten problem dzięki unikalnej obróbce mechaniczno-termicznej polistyrenu.
Zamiast zwykłego rozdrobnienia, poddaliśmy tworzywo sztuczne procesowi wstępnego ogrzewania (obkurczania), a następnie wytłaczania w zmiennych temperaturach (od 210°C do 120°C) – opowiada dr hab. inż. Sławomir Obidziński, kierownik Katedry Inżynierii Rolno-Spożywczej i Kształtowania Środowiska na Wydziale Budownictwa Nauk o Środowisku Politechniki Białostockiej. – Dzięki temu uzyskujemy surowiec, który po schłodzeniu i ponownym zmieleniu do frakcji poniżej 3 mm, idealnie miesza się z trocinami, tworząc jednorodną mieszankę, z której powstaje następnie trwały pellet.
Wynalazek opiera się na inteligentnym wykorzystaniu polistyrenu i biomasy. W ramach opatentowanej metody wykorzystuje się przede wszystkim poprodukcyjne folie opakowaniowe. Tworzywa te, powszechnie stosowane w przemyśle spożywczym i logistyce, mogą stać się cennym nośnikiem energii zamiast zalegać na składowiskach. Polistyren charakteryzuje się niemal dwukrotnie wyższą wartością opałową niż samo drewno, co znacznie podnosi kaloryczność gotowego produktu, nawet gdy jego dodatek stanowi 10–15%.
Z kolei bazę paliwa stanowią odpady drzewne w postaci trocin, wiórów lub zrębków. Naukowcy najczęściej stosowali trociny sosnowe lub świerkowe. Biomasa pełni rolę stabilnego rusztu spalania, podczas gdy dodatek tworzywa sztucznego (od 5% do 15% masy) działa jak „energetyczny dopalacz”.
Więcej ciepła z tej samej tony
Badania wykazały, że polistyren posiada niemal dwukrotnie wyższą wartość opałową niż drewno. W praktyce oznacza to, że dodatek zaledwie 10% plastiku zwiększa energię uzyskaną z pelletu o około 10%. Dla gospodarstw domowych to realna oszczędność – potrzeba mniej opału, aby uzyskać tę samą temperaturę wewnątrz budynku.
W przeprowadzonych testach spalania produkt wytworzony w ramach projektu spełnił normy emisyjne dla pelletów drzewnych wysokiej klasy. Co istotne, badania wykazały, że przy zachowaniu odpowiednich proporcji (np. 5% dodatku tworzywa sztucznego), emisja substancji, takich jak tlenek węgla czy tlenki azotu, pozostaje na poziomie zgodnym z rygorystycznymi normami UE Ecodesign. Wynalazek godzi więc potrzebę wysokiej wydajności grzewczej z koniecznością ochrony środowiska poprzez recykling.
Firmy, które wytwarzają odpady opakowaniowe i tak muszą je utylizować, a nasz patent daje wymierne
korzyści w postaci podwyższenia kaloryczności paliwa, które można spalać w warunkach przemysłowych – podpowiada dr hab. inż. Sławomir Obidziński. – Na przykład w cementowni, gdzie spalanie odbywa się w nieco innych warunkach niż w typowym kotle. Wtedy można byłoby spalać nasz pellet w dużo większych ilościach, stosując nawet większe ilości odpadów z tworzywa sztucznego jako dodatku.
MK, źródło: PB