การรีไซเคิลพลาสติก (Recycled Plastics)

05 Sep การรีไซเคิลพลาสติก (Recycled Plastics)

ปัจจุบันนั้นมีการใช้พลาสติกที่เยอะขึ้น ยิ่งตั้งแต่สถานการณ์ Covid-19 ยิ่งทำให้มีการใช้พลาสติกมากขึ้นกว่าเดิม ทั้งจากเหตุผลเรื่องความสะอาด และความสะดวกสบาย จึงส่งผลให้มีการใช้พลาสติกที่เยอะขึ้น แต่พลาสติกนั้น ใช้เวลาในการย่อยสลายที่ยาวนาน ซึ่งส่งผลต่อสิ่งแวดล้อม จึงมีการพัฒนาให้มีการนำพลาสติกไปทำการรีไซเคิล (Recycled Plastics) เพื่อลดขยะ และเพิ่มมูลค่าให้กับขยะพลาสติก

ประเภทของพลาสติก

พลาสติกสามารถแบ่งออกเป็น 2 ชนิด

1. Thermosetting

เป็นพลาสติกที่เกิดปฏิกริยาเคมี เมื่อนำไปขึ้นรูป พลาสติกประเภทนี้ ไม่สามารถนำไปหลอม เพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ตัวอย่าง เช่น อีพอกซี่ (Epoxy), ฟีโนลิค (Phenolic), เมลามีน (Melamine)

2. Thermoplastic

เป็นพลาสติกที่อ่อนตัว เมื่อถูกความร้อน และแข็งตัวเมื่อเย็นลง พลาสติกประเภทนี้ สามารถนำมาหลอมและขึ้นรูปใหม่ได้ ตัวอย่าง เช่น โพลีเอทธิลีน (PE), โพลีโพรพิลีน (PP), โพลีสไตรลีน (PS), โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC)

พลาสติกที่รีไซเคิลได้ หลักๆจะเป็น Thermoplastic โดยเราสามารถสังเกตได้จากสัญลักษณ์ที่พลาสติกนั้นว่าสามารถรีไซเคิลได้ ซึ่งก็มีการแยกประเภทของพลาสติกที่สามารถรีไซเคิลได้ อีก 7 ประเภท

การนำพลาสติกกลับมาหมุนเวียนใช้ใหม่ จุดสำคัญคือ การแยกประเภทของพลาสติกก่อนที่จะนำไปรีไซเคิล และการคัดแยกสิ่งที่ไม่ต้องการออกไป โดยปกติแล้วพลาสติกผสมเกือบทุกประเภท จะมีคุณสมบัติที่แตกต่างกันไป เนื่องจาก Polymer ที่แม้จะมีโครงสร้างทางเคมีเหมือนกัน แต่ไม่สามารถเข้ากันได้เสมอไป (Incompatible) เช่น Polyester ที่ใช้ทำขวดพลาสติก จะเป็น Polyester ที่มีมวลโมเลกุลสูงกว่า เมื่อเทียบกับ Polyester ที่ใช้ในการผลิตเส้นใย (Fiber)

นอกจากนี้ ยังมีสารเติมแต่งในการผลิตพลาสติก พวก Compatibilizer ซึ่งมีผลโดยตรงต่อการรีไซเคิลของพลาสติก สารเติมแต่งนี้ จะช่วยให้เกิดพันธะทางเคมี ระหว่าง Polymer 2 ประเภท ที่เข้ากันไม่ได้ ดังนั้น Compatibilizer จะช่วยเพื่มประสิทธิภาพในการรีไซเคิล

ประเภทของกระบวนการรีไซเคิล (Recycled Plastics)

 1. Primary Recycling (การรีไซเคิลแบบปฐมภูมิ)

การนำเศษพลาสติก (Post Industrial Scrap)ที่เป็นประเภทเดียวกันและไม่มีสิ่งปนเปื้อน ที่เกิดในกระบวนการผลิตหรือขึ้นรูปกลับมาใช้ซ้ำภายในโรงงาน โดยสามารถนำมาใช้ซ้ำทั้งหมดหรือเติมผสมกับเม็ดใหม่ที่อัตราส่วนต่างๆ

2. Secondary Recycling (การรีไซเคิลแบบทุติยภูมิ)

เป็นการรีไซเคิลทางกายภาพ (Physical Processing)  เป็นกระบวนการหลอมขึ้นรูปใหม่ เป็นการนำพลาสติกที่ผ่านการใช้งานมาแล้ว ทำความสะอาด บด หลอม และขึ้นรูปกลับไปเป็นผลิตภัณฑ์พลาสติกอีกครั้ง กระบวนการรีไซเคิลสามารถแบ่งย่อยได้ดังนี้

• Mechanical recycling (การรีไซเคิลเชิงกล)

เป็นเทคนิคที่ง่ายสุด และนิยมที่ใช้มากสุดในปัจจุบัน เป็นการเก็บพลาสติกที่ผ่านการใช้งาน มาคัดแยกตามประเภท และสี มาล้างทำความสะอาด ก่อนนำไปบดเป็นชิ้นเล็กๆ และหลอมเป็นเม็ดพลาสติกรีไซเคิล เพื่อนำกลับไปใช้เป็นวัตถุดิบ หรือนำมาผสมเม็ดใหม่ เพื่อให้ได้คุณสมบัติที่ต้องการ ก่อนนำไปผ่านกระบวนการขึ้นรูป

ปัญหาที่เกิดขึ้นกับกระบวนการรีไซเคิลนี้ คือ ได้พลาสติกคุณภาพต่ำลง สายโซ่โมเลกุลขาด สาเหตุที่สำคัญมาจากการปนเปื้อนของสิ่งสกปรก พวกฉลาก เศษกาว ทำให้เม็ดพลาสติกมีสีเข้มขึ้น หรือมีความใสลดลง นอกจากนี้ยังมีเรื่องความชื้นในพลาสติก และความร้อนที่ใช้ในการหลอมพลาสติก ทำให้พลาสติกมีสีเหลือง และมีสมบัติเชิงกลลดลง

• Chemical modification (การปรับปรุงด้วยวิธีทางเคมี)

การปรับปรุงโดยวิธีการทางเคมี จะช่วยลดข้อจำกัดเรื่อง สมบัติการขึ้นรูป และการใช้งาน หรือทำให้เม็ดพลาสติกรีไซเคิล มีลักษณะใกล้เคียงกับเม็ดใหม่ การปรับปรุงนี้ สามารถใช้ได้กับ ทั้งพลาสติกชนิดเดียวกัน หรือพลาสติกผสม  ถ้าเป็นพลาสติกชนิดเดียวกัน จะใช้การเติมสารเคมี หรือใช้วิธีการผ่านด้วยรังสี ถ้าเป็นพลาสติกผสม จะใช้สารช่วยในการผสม คือ Compatibilizer

• Coextrusion and Coinjection moulding (การหลอมอัดรัดร่วม และการฉีดร่วม)

เป็นเทคนิคที่เหมาะสำหรับใช้ผลิตบรรจุภัณฑ์ที่ต้องสัมผัสกับอาหาร ผลิตภัณฑ์พลาสติกที่ผลิตได้ จากกระบวนการนี้จะมีลักษณะโครงสร้างเป็นชั้นๆ เหมือนแซนวิช โดยที่ผิวหน้าเป็นชั้นที่ผลิตจากพลาสติกใหม่ ซึ่งมีความต้านทานต่อแรงดึงสูง ป้องกันการขีดข่วนได้ดี และมีสีสันน่าใช้ ส่วนชั้นกลางเป็นชั้นของพลาสติกรีไซเคิล

3. Tertiary recycling (การรีไซเคิลแบบตติยภูมิ)

แบ่งเป็น 2 ประเภทด้วยกัน คือ

• Chemical recycling (การรีไซเคิลทางเคมี)

กระบวนการที่ทำให้โครงสร้างสายโซ่พอลิเมอร์เกิดการขาด หรือแตกออก (Depolymerisation) ได้มอนอเมอร์ (Monomer) หรือโอลิโกเมอร์ (Oligomer) เป็นผลิตภัณฑ์เมื่อนำมาทำให้บริสุทธิ์ โดยการกลั่น และตกผลึกได้เป็นสารตั้งต้น ที่มีคุณภาพสูง ซึ่งสามารถนำไปใช้ผลิตเป็น PET ใหม่ได้

• Thermolysis (การรีไซเคิลทางความร้อน)

โครงสร้างของ PET สามารถเกิดการแตก หรือขาดได้โดยใช้ความร้อน เรียกว่า Thermolysis แบ่งออกได้เป็น 3 วิธี คือ แบบไม่ใช้ออกซิเจน (Pyrolysis) แบบใช้ออกซิเจน (Gasification) และการเติมไฮโดรเจน (Hydrogenation)

• • Pyrolysis: เป็นกระบวนการที่ทำให้สายโซ่พอลิเมอร์ เกิดการแตกออก โดยใช้ความร้อนแบบไม่ใช้ออกซิเจน ผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการควบแน่นเป็นของเหลวที่เรียกว่า น้ำมันดิบสังเคราะห์ (Synthetic crude oil) สามารถนำกลับมาใช้ในโรงกลั่น และส่วนที่ไม่เกิดการควบแน่นจะถูกนำกลับไปใช้เป็นเชื้อเพลิงในการให้ความร้อนภายในกระบวนการ
  • Gasification: เป็นกระบวนการที่ทำให้สายโซ่พอลิเมอร์ของ PET เกิดการแตกออกโดยใช้ความร้อนแบบใช้ออกซิเจน กระบวนการนี้เกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงกว่าวิธี Pyrolysis ผลที่ได้คือ Syngas ซึ่งประกอบด้วยก๊าซคาร์บอนมอนอกไซต์ และไฮโดรเจน สามารถนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงได้โดยตรง  แต่ถ้าทำการแยกก่อนนำมาใช้ในรูปของสารเคมีจะมีมูลค่าสูงขึ้น 2-3 เท่า
  • Hydrogenation: เป็นเทคนิคที่ปรับปรุงมาจากกระบวนการกลั่นน้ำมันแบบใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา โดยสายโซ่พอลิเมอร์ของ PET จะถูกทำให้แตกหรือขาดออกจากกันด้วยความร้อน และสัมผัสกับไฮโดรเจนที่มากเกินพอที่ความดันสูงกว่า 100 บรรยากาศ จนเกิดปฏิกิริยาแตกตัว (Cracking) และเกิดการเติมไฮโดรเจน (Hydrogenation) อย่างสมบูรณ์ ผลิตภัณฑ์ที่ได้ส่วนใหญ่เป็นเชื้อเพลิงเหลว เช่น น้ำมันแก็สโซลีนหรือดีเซล

กระบวนการรีไซเคิลด้วยความร้อน เป็นเทคโนโลยีที่มีประโยชน์และคุ้มค่ากว่าการรีไซเคิลทางเคมี เพราะสามารถจัดการขยะที่เป็นพลาสติกผสม ที่มีสิ่งปนเปื้อนอื่นๆ ที่ไม่ใช่พลาสติกได้ ในขณะที่การรีไซเคิลทางเคมีต้องใช้พลาสติกที่มีความสะอาดค่อนข้างสูงและมีการผสมหรือปนเปื้อนได้เพียงเล็กน้อย ทำให้มีค่าใช้จ่ายในการเตรียมวัตถุดิบสูง

4. Quaternary recycling (การรีไซเคิลแบบจตุภูมิ)

พลาสติกสามารถนำมาเผาไหม้เป็นเชื้อเพลิงทดแทน โดยการเผาไหม้ของพลาสติกให้ค่าความร้อนใกล้เคียงกับถ่านหิน (23 MJ/kg) ช่วยในการเผาไหม้ส่วนที่เป็นขยะเปียก ทำให้ลดปริมาณเชื้อเพลิงที่ต้องใช้ในการเผาขยะ