ZESPÓŁ AUTORSKI

Politechnika Śląska

prof. dr hab. inż. Jan Zawadiak - kierownik zespołu mgr inż. Szymon Wojciechowski
dr hab. inż. Beata Orlińska
dr inż. Tomasz Piotrowski
dr inż. Adam Marek
mgr Mateusz Data
techn. Iwona Szmidt

CO MOŻNA OSIĄGNĄĆ DZIĘKI WYNALAZKOWI?

Stosowane w przemyśle spożywczym opakowania wielomateriałowe do żywności płynnej typu Tetra Pak składają się z papieru (75%), polietylenu niskiej gęstości LDPE (20%), aluminium (5%) oraz niewielkiej ilości polietylenu wysokiej gęstości HDPE lub polipropylenu PP pod postacią zakrętek i zamknięć.

Opakowania te są szeroko stosowane do przechowywania produktów nietrwałych takich jak mleko, soki, napoje, sosy itp. Po spełnieniu swojej funkcji, opakowania te ze względów sanitarnych, nie mogą być ponownie wykorzystane i trafiają do strumienia odpadów komunalnych, skąd są odzyskiwane na liniach sortowniczych i w zdecydowanej większości przetwarzane w zakładach papierniczych.

Odpady te otrzymały kod 15 01 05 – Opakowania wielomateriałowe (Rozp. Min. Środowiska z 9.12.2014 r., Dz.U. poz. 1923, z 29.12.2014 r.).

Najpowszechniej stosowanym obecnie sposobem recyklingu opakowań wielomateriałowych typu Tetra Pak jest rozwłóknianie w zakładach papierniczych przy użyciu hydropulperów, co pozwala na odzyskanie włókien celulozowych i wydzielenie laminatów LDPE-Al., które następnie są spalane w cementowniach.

Opisywany wynalazek (technologia) umożliwia pełny recykling materiałowy opakowań typu Tetra Pak, dzięki odzyskaniu cennych surowców wtórnych; polietylenu i aluminium oraz zmniejszenie ilości odpadów kierowanych do spalania w cementowniach i na składowiska.

ISTOTA WYNALAZKU

Po wydzieleniu folii oraz folii laminowanych polietylenowo – aluminiowych, z opakowań wielomateriałowych, w wyniku operacji rozwłókniania w hydropulperze, która jest pierwszą operacją technologiczną procesu ich recyklingu w zakładach papierniczych, rozdrobnione fragmenty folii i folii laminowanych są rozpuszczane w rozpuszczalniku organicznym, którego skład oraz parametry procesu, zostały zastrzeżone w zgłoszeniu patentowym.

Następnie, nierozpuszczalna folia aluminiowa (jej rozdrobione fragmenty), jest odzyskiwana z roztworu w wyniku operacji filtrowania, sedymentowania lub odwirowywania a rozpuszczony w roztworze polietylen niskiej gęstości jest odzyskiwany w postaci proszku, w wyniku operacji krystalizacji a następnie filtracji lub odwirowania i suszenia. Rozpuszczalnik zawracany jest z powrotem do procesu.

Opisany powyżej proces został przedstawiony na załączonym schemacie blokowym.

Aluminium oraz polietylen, odzyskane z opakowań wielomateriałowych w wyniku procesu recyklingu, stanowią pełnowartościowe surowce i mogą być powtórnie wykorzystane w procesach produkcyjnych.

POTENCJAŁ KOMERCJALIZACYJNY WYNALAZKU

Według raportu Ministerstwa Środowiska pt. „Analiza warunków przetwarzania odpadów opakowaniowych po środkach niebezpiecznych oraz odpadów po opakowaniach wielomateriałowych w Polsce”, W-wa 2015 r., ilość opakowań wielomateriałowych na żywność płynną, wprowadzanych rocznie na rynek Polski, szacowano w 2014 r. na 67 tys. ton, z tendencją wzrostową ok. 2% rocznie. Wymagany minimalny poziom odzysku i recyklingu tych opakowań, zgodnie Rozporządzeniem Ministra Środowiska z 15 maja 2014 r., Dz. U. poz. 618., wynosi w 2018 r. 40%, a docelowo , począwszy od 2020 r. – 61%. Te wielkości tworzą rynek dla technologii zaprezentowanej we wniosku.

Przy obecnych cenach rynkowych surowców pozyskiwanych z recyklingu - polietylenu i aluminium, stwarza to warunki do efektywnego finansowo, pełnego recyklingu opakowań wielomateriałowych - a nie tylko odzysku celulozy, który dominuje obecnie, w połączeniu ze spalaniem w cementowniach pozostałych frakcji materiałowych tych opakowań.

Wykonana na Politechnice Śląskiej analiza efektywności finansowej budowy instalacji recyklingu opakowań wielomateriałowych, w oparciu o przedstawioną technologię, pokazała, że dla stopy dyskonta na poziomie 4,2%, odpowiadającej średniej wartość wskaźnika rentowności obrotu netto w branży „Gospodarka odpadami; odzysk surowców” w latach 2014 i 2015 – „Rocznik Statystyczny Przemysłu 2016” i 10. letniego okresu eksploatacji, wynosi ona 19,5% (IRR – wewnętrzna stopa zwrotu).

Stwarza to warunki dla budowy instalacji pełnego recyklingu opakowań wielomateriałowych i wdrożenia prezentowanej technologii. Takie przedsięwzięcie inwestycyjne jest obecnie realizowane przez firmę ALTEMPO Sp. z o. o., z Wadowic, która odkupiła od Politechniki Śląskiej prawa do zgłoszenia patentowego nr P.421496, którego przedmiotem jest prezentowana technologia. Całkowita wartość inwestycji wynosi 8,2 mln zł. Na jego realizację inwestor uzyskał dofinansowanie z Programu Operacyjnego Województwa Małopolskiego na lata 2014 – 2020, w ramach 1 Osi priorytetowej „Gospodarka wiedzy”, w wysokości 5,9 mln zł. Budowę instalacji poprzedziły próby technologii na instalacji doświadczalnej, która wykorzystywała strumień surowca z Fabryki Papieru i Tektury BESKIDY S.A. w Wadowicach.