Opakowania po tabletkach to odpad nieprzyjazny dla środowiska. Dotychczas nie mieliśmy na nie dobrego patentu.
Ale taki patent ma już – w przenośni i dosłownie – prof. Marek Zieliński z Uniwersytetu Łódzkiego (UŁ). Obejmuje on zestaw, którego nie powstydziłby się profesjonalny sztukmistrz, a który składa się z ciekłego azotu (dla lepszego efektu), ostrzy tnących (wiadomo, dreszcz emocji), specjalnego zbiornika (w nim dzieje się magia) oraz tajemniczej cieczy.
Ten zestaw zamienia blistry farmaceutyczne na sproszkowane aluminium oraz tworzywo sztuczne – do ponownego wykorzystania.
– Chciałem dorzucić swoje trzy grosze do ochrony środowiska – odpowiada profesor na pytanie, co skłoniło go, aby zająć się recyklingiem opakowań po lekach.
Gwóźdź i styropian
Impuls przyszedł z zewnątrz: na uniwersytet zgłosiła się firma zainteresowana zużytymi blistrami. Co ciekawe, nie zajmuje się ona ani wywózką śmieci, ani ich utylizacją – to przedsiębiorstwo działające na rynku tworzyw sztucznych. Jego właściciel wiedział, że rocznie na wysypiska trafiają tony blistrów i chciał je wykorzystać jako tani surowiec do swoich produktów.
Blister farmaceutyczny to zgrzew folii aluminiowej i tworzywa sztucznego. Jeśli chcemy te materiały ponownie wykorzystać, trzeba je od siebie odseparować. To nie jest proste, więc na razie nikt nie robi tego na przemysłową skalę. – Jedni traktowali blistry związkami chemicznymi, inni budowali aparaturę, która pod wpływem ciepła miała opakowania rozdmuchiwać. Do dzisiaj nie ma na to ekonomicznie opłacalnej metody – tłumaczy prof. Zieliński.
Badacz z Wydziału Chemii UŁ na początek schłodził oporny odpad ciekłym azotem, czyli potraktował temperaturami rzędu -196 st. C (warto pamiętać, że jako pierwsi, już w 1883 r., azot skropili Zygmunt Wróblewski i Karol Olszewski, naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego). Okazało się, że mocno schłodzone aluminium już tak mocno nie przywiera do tworzywa sztucznego i łatwej jest je rozłączyć.
Ale zanim się do tego przystąpi, trzeba blistry poszatkować na kawałeczki o wielkości 0,5 mm. W efekcie powstaje mieszanina drobin aluminiowych oraz tworzywa sztucznego, które teraz trzeba od siebie odseparować. Najprościej byłoby w tym celu użyć magnesu – niestety zadziała on na aluminium tylko w nieznacznym stopniu. Dlatego należy sięgnąć po inną metodę i tutaj do gry wchodzi wspomniany na początku zbiornik i tajemnicza ciecz.
Ma ona tak dobrane parametry fizykochemiczne, by tworzywo sztuczne zbierało się na jej powierzchni, zaś aluminium opadało na dno. – Proszę sobie wyobrazić, że wrzuca pan do wody styropian i gwóźdź. Woda ma mniejszą gęstość niż gwóźdź, więc idzie na dno, ale większą niż styropian, więc ten się unosi na powierzchni. Podobnie jest tutaj: gęstość cieczy jest gdzieś pośrodku między aluminium a tworzywem sztucznym, ułatwiając ich rozdzielanie się – tłumaczy prof. Zieliński.
Teraz trzeba policzyć
Jak mówi naukowiec, nie bez znaczenia jest również wielkość drobin, na jakie zostaną pocięte blistry. Profesor zaczął od mikroskopijnych rozmiarów (0,2 mm). Wtedy jednak okazało się, że przy tak małej granulacji fragmenty nie chciały się od siebie wydajnie oddzielać; podobnie zresztą było w przypadku zbyt dużych, które po prostu o siebie zahaczały. Złoty środek udało się w ten sposób eksperymentalnie wyznaczyć na 0,5 mm. Badacz nie pracował nad wynalazkiem sam, ale z zespołem: dr Ewą Miękoś, prof. Sławomirem Skrzypkiem i dr Dominikiem Szczukockim.
– Jako chemik szukam rozwiązań z własnej dziedziny. Od tego zaczyna się myślenie. Może gdybym był z wydziału mechanicznego, szukałbym rozwiązań mechanicznych. To najprostsze wytłumaczenie: po co filozofować! – śmieje się naukowiec zapytany, dlaczego akurat w taki sposób starał się ugryźć problem.
Ponieważ chłodzenie do temperatury ciekłego azotu nie jest najtańsze – a przynajmniej w skali półtechnicznej – toteż chemik stara się teraz sprawdzić, czy rozwiązanie to będzie się opłacało w skali przemysłowej. – Jesteśmy na etapie wyliczania, ile będzie kosztował uzyskany naszą metodą kilogram surowca. Chodzi nam przede wszystkim o koszty energii, ale też robocizny czy transportu azotu. Wiele wskazuje na to, że na nowoczesnych urządzeniach to się może spiąć – cieszy się prof. Zieliński
A to jest kluczowe, jeśli technologia ma liczyć na wdrożenie. Zresztą nie jest to pierwszy raz, kiedy na łamach cyklu „Eureka! DGP” poruszamy temat odzysku opakowań składających się z wielu materiałów. Poprzednią, szóstą edycję konkursu, wygrał zespół z Politechniki Śląskiej w Gliwicach, który opracował sposób recyklingu opakowań typu Tetra Pak. Wynalazek prof. Zielińskiego także już znalazł uznanie na konkursach wynalazczości: otrzymał m.in. złoty medal na Międzynarodowych Targach Wynalazczości i Projektowania KIDE 2018 w Kaohsiung na Tajwanie.
Eureka! DGP
Trwa siódma edycja konkursu „Eureka! DGP – odkrywamy polskie wynalazki”, do którego zaprosiliśmy polskie uczelnie, instytuty badawcze i jednostki naukowe PAN. Do końca maja w Magazynie DGP będziemy opisywać wynalazki nominowane przez naszą redakcję do nagrody głównej. Rozstrzygnięcie konkursu nastąpi na początku czerwca. Nagrodą jest 30 tys. zł dla zespołu, który pracował nad zwycięskim wynalazkiem, ufundowane przez Mecenasa Polskiej Nauki – firmę Polpharma, oraz kampania promocyjna dla uczelni lub instytutu o wartości 50 tys. zł w mediach INFOR Biznes (wydawcy Dziennika Gazety Prawnej), ufundowana przez organizatora
