27 نوامبر 2023 – توسط دانشگاه صنعتی کاوناس-چکیده گرافیکی اعتبار: مجله تجزیه و تحلیل حرارتی و کاربردی
هنجارهای سخت‌گیرانه‌تر زیست‌محیطی و آلودگی سوخت‌های فسیلی نیازمند سوخت‌های پاک‌تر مانند بیودیزل است. این دیزل مبتنی بر روغن نباتی یا چربی حیوانی زیست تخریب پذیر است – تا چهار برابر سریعتر از گازوئیل نفتی – و غیر سمی است.
با این حال، هزینه بالای تولید بیودیزل مانع اصلی برای کاربرد گسترده تر آن باقی مانده است و بسته به منبع زیست توده، استفاده از آن ممکن است باعث آلودگی شود. بر اساس تحقیقات، افزودن یک مخلوط کن مانند ترکیب تری استین می تواند هر دوی این مشکلات را حل کند. متأسفانه تری استین معمولاً به صورت شیمیایی تولید می شود و مواد شیمیایی زیادی مصرف می کند و در نتیجه مواد زائد و باقی مانده های سمی ایجاد می شود.
سامی یوسف، محقق ارشد دانشگاه فناوری کاوناس، لیتوانی، می‌گوید: «تری استین به‌عنوان یک نرم‌کننده در فیلتر سیگار استفاده می‌شود، بنابراین، طبیعتاً ته سیگار سرشار از آن است».
او به همراه همکارانش از مؤسسه انرژی لیتوانی (LEI)، یک سری آزمایش را انجام داد که در آن از تجزیه حرارتی برای تجزیه حرارتی زباله سیگار استفاده کردند. آزمایش ها در یک راکتور 200 گرمی در دماهای مختلف واکنش (650، 700 و 750 درجه سانتی گراد) انجام شد. بیشترین مقدار تری استین (43%) در دمای 750 درجه سانتی گراد سنتز شد.
رویکرد اصلی به زباله های سمی
سیگاری ها در سراسر جهان سالانه تقریباً 6.5 تریلیون نخ سیگار می خرند. وزن متوسط یک ته سیگار 0.2 گرم است. سالانه بیش از 1.1 میلیون تن از آنها تولید می شود. زباله های سیگار حاوی مقادیر زیادی مواد شیمیایی سمی، سرطان زا، الیاف میکروپلاستیک و عناصر رادیواکتیو هستند که نیاز به توجه ویژه دارند.
وی افزود: ما در گروه تحقیقاتی خود روی موضوعات بازیافت و مدیریت پسماند کار می کنیم، بنابراین همیشه به دنبال زباله هایی هستیم که در مقادیر بسیار زیاد وجود دارد و ساختار منحصر به فردی دارد. سیگار از سه جزء تنباکو، کاغذ و یک فیلتر ساخته شده از الیاف استات سلولز – و منبع خوبی برای مواد خام و انرژی است.
اگرچه تلاش‌هایی برای بازیافت ضایعات سیگار برای استخراج مواد خام صورت گرفته است، اکثر مطالعات بر روی بررسی تخریب حرارتی اجزای جداگانه متمرکز شده‌اند. دانشمندان لیتوانیایی در آزمایشات خود با ته سیگار به عنوان یک مخلوط برخورد می کردند و به گفته آنها، این یک رویکرد اصلی است.
“مطالعاتی وجود دارد که مانند ما از پیرولیز به عنوان یک روش استفاده می کنند، اما آنها آن را فقط برای اجزای فیلتر به کار می برند. در این مورد، پیش تصفیه مواد برای جداسازی همه اجزا مورد نیاز است. از آنجایی که تنباکو یک زباله سمی است. یوسف، محقق ارشد دانشکده مهندسی مکانیک و طراحی KTU می گوید، دفع آن نیاز به مراقبت ویژه دارد و به دلیل فرآیند پیچیده فناوری برای جداسازی اجزای ضایعات سیگار، این امر از نظر اقتصادی امکان پذیر نیست.
همه محصولات دارای کاربرد واقعی هستند.
پس از یک سری آزمایش‌های پیرولیز در دماهای مختلف، محققان توانستند روغن (38-39.5 درصد وزنی)، زغال سنگ (25.7-27.7 درصد وزنی) و گاز (33-36.4 درصد وزنی) را از ضایعات سیگار استخراج کنند. محصول زغال سنگ با ساختار متخلخل از نظر کلسیم بسیار غنی بود (تا 32 درصد وزنی).
“همه محصولات دارای کاربرد واقعی هستند. ذغال که در مورد ما متخلخل و بسیار غنی از کلسیم است، می تواند برای کودها یا تصفیه فاضلاب به عنوان جاذب و ذخیره انرژی استفاده شود. گاز می تواند برای اهداف انرژی استفاده شود. اما یوسف که معتقد است این فناوری دارای امکانات عالی برای افزایش مقیاس است، می‌گوید: مهم‌تر از همه، روغن غنی از تری استین است که می‌تواند به عنوان افزودنی برای بیودیزل برای کاهش هزینه استفاده شود.برای اینکه هر فناوری نوظهور تصفیه زباله در یک سیستم اقتصاد دایره ای ادغام شود، باید یک سیستم جمع آوری زباله و استراتژی بازیافت و همچنین زیرساخت وجود داشته باشد.
سیستم های جمع آوری ته سیگار، به عنوان مثال، سطل زباله فلزی و زیرسیگاری، به طور گسترده ای برای جمع آوری آنها به طور جداگانه از زباله های جامد استفاده می شود. در مورد استراتژی بازیافت، محققان استفاده از روش تجزیه در اثر حرارت را در دمای 750 درجه سانتیگراد پیشنهاد می کنند که ته سیگار را به صورت حرارتی به زغال سنگ، گاز و روغن تبدیل می کند.
محصولات گازی را می توان برای تولید برق و برای نیرو دادن به کارخانه تبدیل استفاده کرد، زغال سنگ را می توان به عنوان جاذب استفاده کرد، در حالی که روغن را می توان تا 25٪ به سوخت های زیستی اضافه کرد زیرا میزان مجاز تری استین 10٪ است.
در همین حال، یوسف محقق KTU می گوید که این گروه در حال بررسی احتمالات دیگر برای استفاده از زباله های سیگار است. این مطالعه در Journal of Analytical and Applied Pyrolysis منتشر شده است.
