ตัวเปลี่ยนเกมขยะพลาสติก ? อังกฤษคิดวิธีรีไซเคิล นำกลับมาใช้ใหม่ได้ 60%

ขยะพลาสติก เป็นปัญหาที่ก่อให้เกิดผลเสียต่อสิ่งแวดล้อมมาอย่างยาวนาน ล่าสุดทีมนักวิศวกรเคมีจากมหาวิทยาลัยบาธ ประเทศอังกฤษ และสถาบันอุดมศึกษาเอกชนในวูสเตอร์ (Worcester Polytechnic Institute หรือ WPI) ในรัฐแมสซาชูเซตส์ สหรัฐอเมริกา อาจจะเข้ามามีบทบาทในการแก้ไขปัญหานี้แล้ว โดยคิดค้นวิธีการรีไซเคิลโพลีสไตรีน ซึ่งเป็นพลาสติกสังเคราะห์ ถูกนำมาใช้หลายประเภท เช่น แก้ว กล่องพลาสติกใสแบบใช้แล้วทิ้ง เสื้อชูชีพ โฟม ฯลฯ อาจเป็นก้าวสำคัญในการนำพลาสติกทั่วไปกลับมาใช้ใหม่

วิธีรีไซเคิลทางเคมีแบบใหม่นี้เรียกว่า ไพโรไลซิส (Pyrolysis) โดยเป็นการสลายสารประกอบพื้นฐานของโพลีสไตรีนออกมาก่อน ขั้นตอนคือการให้อุณหภูมิที่สูงมากในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีออกซิเจน ซึ่งช่วยป้องกันการเสื่อมสภาพของวัสดุ และสลายโพลีสไตรีนให้เป็นหน่วยย่อยอย่างโมโนเมอร์แทน หลังจากนั้นจะถูกทำให้บริสุทธิ์และถูกสร้างเป็นโพลีสไตรีนใหม่ 

วิธีการนี้ได้เปรียบทั้งให้ผลผลิตดีกว่า ประหยัดงบมากกว่า และประหยัดพลังงานมากกว่าเดิมด้วย โดยในการรีไซเคิลโพลีสไตรีนหนัก 1 กิโลกรัม ใช้พลังงานน้อยกว่า 10 เมกะจูล หรือเทียบเท่าพลังงานที่จ่ายให้กับไมโครเวฟทั่วไปประมาณ 30 นาที ซึ่งถือเป็นการใช้พลังงานที่คุ้มค่า และเป็นข้อได้เปรียบสำคัญของวิธีการไพโรไลซิส

ส่วนประสิทธิภาพของกระบวนการก็ถือว่ามีความโดดเด่น โดยสามารถรีไซเคิลผลผลิตกลับมาได้ร้อยละ 60 ซึ่งหมายความว่าจากโพลีสไตรีนที่ใช้แล้ว 1 กิโลกรัม สามารถรีไซเคิลสไตรีนเกรดโมโนเมอร์บริสุทธิ์ร้อยละ 99 ได้ประมาณ 600 กรัม และนำไปใช้เพื่อสร้างโพลีสไตรีนใหม่

ไมเคิล ทิมโก้ (Michael Timko) ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเคมีที่ WPI กล่าวว่า การลงทุนในกระบวนการนี้สามารถลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้อย่างมีประสิทธิภาพ

การวิจัยชี้ให้เห็นว่าต้นทุนในการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนผ่านกระบวนการนี้อยู่ที่ประมาณ 1.5 ดอลลาร์สหรัฐ หรือประมาณ 55 บาทต่อคาร์บอนไดออกไซด์ 1 ตัน ซึ่งต่ำกว่าวิธีการรีไซเคิลหลาย ๆ วิธีที่มีอยู่อย่างมีนัยสำคัญ

ทั้งนี้วิธีการในการรีไซเคิลโพลีสไตรีนแบบเดิม เป็นการให้ความร้อนเพื่อหลอมละลายโพลิเมอร์และขึ้นรูปใหม่ ซึ่งทำให้วัสดุเสื่อมคุณภาพและทำให้ความแข็งแรงและความยืดหยุ่นลดลง รวมถึงโพลีสไตรีนที่ขนาดใหญ่หรือจัดเก็บได้ยาก ก็ส่งผลต่อค่าใช้จ่ายด้านการขนส่งด้วย นอกจากนี้โรงงานรีไซเคิลที่มีมาตรฐานก็มีอยู่อย่างจำกัด ทำให้ปัจจุบันโพลีสไตรีนถูกรีไซเคิลน้อยมาก โดย ดร. แบร์นาร์โด คาสโตร-โดมิงเกซ (Bernardo Castro-Dominguez) อาจารย์อาวุโสใน วิศวกรรมเคมีที่มหาวิทยาลัยบาธ เผยว่าปัจจุบันมีโพลีสไตรีนน้อยกว่าร้อยละ 5 จากทั้งหมดเท่านั้นที่ถูกรีไซเคิล

งานวิจัยนี้จะตีพิมพ์เผยแพร่ในวารสาร Chemical Engineering Journal ฉบับวันที่ 15 กรกฎาคม 2024

ที่มาข้อมูล Bath, InterestingEngineering, Sciencedirect

ที่มารูปภาพ Bath