Ekologinis dyzelinas, kurio pagrindą sudaro augalinis aliejus arba gyvuliniai riebalai, yra biologiškai skaidus – suyra iki keturių kartų greičiau nei degalai išgaunami iš naftos – ir netoksiškas. Tačiau biodyzelino gamybos sąnaudos didžiulės, o tai vis dar stabdo šių degalų paplitimą.
Pasak mokslininkų, biodyzelino gamybą atpiginti galima priedais, pavyzdžiui, į jį įmaišant triacetino junginių. Deja, triacetinas paprastai gaminamas cheminiu būdu, todėl sunaudojama daug cheminių medžiagų, susidaro atliekų ir toksiškų likučių. Kauno technologijos universiteto (KTU) ir Lietuvos energijos instituto (LEI) mokslininkai atrado būdą, kaip sumažinti biodyzelino gamybos sąnaudas pridedant šalutinį nuorūkų perdirbimo produktą.
„Triacetinas naudojamas kaip plastifikatorius cigarečių filtruose, todėl natūralu, kad jo randama ir nuorūkose“, – sako KTU Mechanikos inžinerijos ir dizaino fakulteto tyrėjas Samy Yousef.
Kartu su kolegomis iš LEI jis atliko keletą eksperimentų, kurių metu pirolizės būdu termiškai skaidė cigarečių atliekas. Eksperimentai buvo atliekami 200 g reaktoriuje, esant skirtingoms reakcijos temperatūroms (650, 700 ir 750°C). Didžiausias triacetino kiekis (43 proc.) buvo susintetintas 750°C temperatūroje.
Originalus požiūris į toksines atliekas
Kasmet rūkaliai visame pasaulyje nuperka maždaug 6,5 trilijono cigarečių. Vidutinis cigaretės nuorūkos svoris – 0,2 g; per metus jų susikaupia daugiau kaip 1,1 mln. tonų. Nuorūkose yra daug toksiškų cheminių medžiagų, kancerogenų, mikroplastiko pluošto ir radioaktyvių elementų, kurių perdirbimui reikia skirti ypatingą dėmesį.
„Savo grupėje dirbame ties moksliniais tyrimais perdirbimo ir atliekų tvarkymo temomis, todėl visada ieškome atliekų, kurių yra labai daug ir kurios turi unikalią struktūrą. Cigaretes sudaro trys komponentai – tabakas, popierius ir filtras, be to, nuorūkas lengva surinkti, nes yra daugybė jų surinkimo sistemų ir įmonių kurios tuo užsiima“, – aiškina S. Yousef.
Nors yra buvę ir ankstesnių bandymų perdirbti cigarečių atliekas žaliavoms išgauti, daugumoje tyrimų daugiausia dėmesio skirta atskiriems šių atliekų komponentams. Lietuvos mokslininkai savo eksperimentuose nuorūkas traktavo kaip mišinį, ir tai, pasak jų, yra originalus požiūris.
„Yra tyrimų, kuriuose taip pat naudojamas pirolizės metodas, tačiau jis taikomas tik filtrams apdoroti. Šiuo atveju, norint išrūšiuoti nuorūkų komponentus, reikalingas pirminis medžiagos apdorojimas. Kadangi tabakas yra toksiškos atliekos, jų šalinimas reikalauja ypatingos priežiūros, o dėl technologiškai sudėtingo cigarečių atliekų išrūšiavimo proceso tai ekonomiškai netikslinga“, – sako S. Yousef.
Visi produktai turi realias taikymo sritis
Atlikę keletą pirolizės eksperimentų skirtingose temperatūrose, mokslininkai iš cigarečių atliekų išgavo alyvą (38-39,5 proc. masės), anglį (25,7-27,7 proc. masės) ir dujas (33-36,4 proc. masės). Akytos struktūros medžio anglies produkte buvo labai daug kalcio (iki 32 proc. masės).
„Visi produktai yra realiai pritaikomi. Anglis, kuri mūsų atveju yra akyta ir turi labai daug kalcio, gali būti naudojama trąšoms arba nuotekoms valyti kaip absorbentas. Dujos gali būti naudojamos energijai gaminti. Alyva, kurioje gausu triacetino, gali būti įmaišoma į biodegalus, kad sumažėtų jų gamybos sąnaudos“, – sako S. Yousef, kuris mano, kad ši technologija turi dideles plėtros galimybes.
Pasak jo, kad bet kuri nauja atliekų apdorojimo technologija būtų integruota į žiedinės ekonomikos sistemą, turi būti sukurta atliekų surinkimo sistema, perdirbimo strategija ir infrastruktūra.
Cigarečių nuorūkų surinkimo sistemos, pvz., metalinės šiukšliadėžės ir peleninės yra plačiai naudojamos joms surinkti atskirai nuo kietųjų atliekų. Kalbant apie perdirbimo strategiją, tyrėjai siūlo naudoti pirolizės procesą 750°C temperatūroje, kurio metu cigarečių nuorūkos termiškai paverčiamos į anglį, dujas ir alyvą.
Mokslininkas teigia, kad tyrėjų grupė tiria ir kitas cigarečių atliekų panaudojimo galimybes.
Aukščiau aprašytas tyrimas buvo publikuotas „Journal of Analytical and Applied Pyrolysis“. Jį galima parsisiųsti čia.