नई रीसाइक्लिंग प्रक्रिया 'जंक' प्लास्टिक कचरे के लिए बाजार ढूंढ सकती है

साइंस जर्नल के 11 अगस्त के अंक में वर्णित नई विधि, प्लास्टिक रीसाइक्लिंग के लिए आर्थिक प्रोत्साहन बढ़ा सकती है और नए प्रकार के प्लास्टिक की रीसाइक्लिंग के लिए द्वार खोल सकती है। शोधकर्ताओं का अनुमान है कि उनके तरीके इन औद्योगिक रसायनों के पारंपरिक उत्पादन से ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को लगभग 60 प्रतिशत तक कम कर सकते हैं।

नई तकनीक कुछ मौजूदा रासायनिक प्रसंस्करण तकनीकों पर निर्भर करती है। पहला है पायरोलिसिस, जिसमें प्लास्टिक को ऑक्सीजन मुक्त वातावरण में उच्च तापमान तक गर्म किया जाता है। परिणाम पायरोलिसिस तेल है, जो विभिन्न यौगिकों का एक तरल मिश्रण है। पायरोलिसिस तेल में बड़ी मात्रा में ओलेफ़िन -- होते हैं जो सरल हाइड्रोकार्बन का एक वर्ग है जो आज के रसायनों और पॉलिमर का केंद्रीय निर्माण खंड है, जिसमें विभिन्न प्रकार के पॉलिएस्टर, सर्फेक्टेंट, अल्कोहल और कार्बोक्जिलिक एसिड शामिल हैं।

भाप क्रैकिंग जैसी वर्तमान ऊर्जा-गहन प्रक्रियाओं में, रासायनिक निर्माता पेट्रोलियम को अत्यधिक उच्च ताप और दबाव के अधीन करके ओलेफिन का उत्पादन करते हैं। इस नई प्रक्रिया में, यूडब्ल्यू-मैडिसन टीम पायरोलिसिस तेल से ओलेफिन को पुनर्प्राप्त करती है और उन्हें बहुत कम ऊर्जा-गहन रासायनिक प्रक्रिया में उपयोग करती है जिसे समरूप हाइड्रोफॉर्माइलेशन कैटलिसिस कहा जाता है। यह प्रक्रिया ओलेफिन को एल्डिहाइड में परिवर्तित करती है, जिसे बाद में महत्वपूर्ण औद्योगिक अल्कोहल में कम किया जा सकता है।

पोस्टडॉक्टरल शोधकर्ता होउकियान ली और पीएचडी छात्र जियायांग वू के साथ काम का नेतृत्व करने वाले रासायनिक और जैविक इंजीनियरिंग के प्रोफेसर जॉर्ज ह्यूबर कहते हैं, "इन उत्पादों का उपयोग उच्च मूल्य वाली सामग्रियों की एक विस्तृत श्रृंखला बनाने के लिए किया जा सकता है।"

इन उच्च-मूल्य वाली सामग्रियों में साबुन और क्लीनर बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री के साथ-साथ अन्य अधिक उपयोगी पॉलिमर भी शामिल हैं।

"हम वास्तव में इस तकनीक के निहितार्थों को लेकर उत्साहित हैं," ह्यूबर कहते हैं, जो अपशिष्ट प्लास्टिक के रासायनिक अपसाइक्लिंग के लिए ऊर्जा-वित्त पोषित केंद्र के निदेशक भी हैं। "यह हाइड्रोफॉर्माइलेशन रसायन विज्ञान का उपयोग करके प्लास्टिक कचरे को उन्नत करने के लिए एक प्लेटफ़ॉर्म तकनीक है।"

रीसाइक्लिंग उद्योग जल्द ही इस प्रक्रिया को अपना सकता है; हाल के वर्षों में, कम से कम 10 बड़ी रासायनिक कंपनियों ने अपशिष्ट प्लास्टिक से पायरोलिसिस तेल का उत्पादन करने की सुविधाओं की योजना बनाई या घोषणा की है। उनमें से कई कम मूल्य वाले यौगिकों का उत्पादन करने के लिए भाप क्रैकर्स के माध्यम से पायरोलिसिस तेल चलाते हैं। नई रासायनिक पुनर्चक्रण तकनीक उन तेलों का उपयोग करने का अधिक टिकाऊ और आकर्षक तरीका प्रदान कर सकती है।

ली कहते हैं, "वर्तमान में, इन कंपनियों के पास पायरोलिसिस तेल को अपग्रेड करने के लिए वास्तव में अच्छा दृष्टिकोण नहीं है।" "इस मामले में, हम अपशिष्ट प्लास्टिक से प्रति टन $1,200 से $6,{4}} मूल्य के उच्च मूल्य वाले अल्कोहल प्राप्त कर सकते हैं, जिनकी कीमत केवल लगभग $100 प्रति टन है। इसके अलावा, यह प्रक्रिया मौजूदा तकनीक और तकनीकों का उपयोग करती है। यह अपेक्षाकृत है स्केल करना आसान है।"

ह्यूबर का कहना है कि यह अध्ययन कुछ अलग-अलग यूडब्ल्यू-मैडिसन विभागों का एक सहयोगात्मक प्रयास था। रसायन विज्ञान विभाग के अध्यक्ष और हाइड्रोफॉर्माइलेशन पर विश्व विशेषज्ञ क्लार्क लैंडिस ने पायरोलिसिस तेलों में तकनीक को लागू करने की संभावना का सुझाव दिया। रासायनिक और जैविक इंजीनियरिंग के प्रोफेसर मानोस मावरिकाकिस ने रासायनिक प्रक्रियाओं में आणविक-स्तर की जानकारी प्रदान करने के लिए उन्नत मॉडलिंग का उपयोग किया। और रासायनिक और जैविक इंजीनियरिंग प्रोफेसर विक्टर ज़वाला ने तकनीक के अर्थशास्त्र और प्लास्टिक कचरे के जीवन चक्र का विश्लेषण करने में सहायता प्रदान की।

टीम के लिए अगला कदम प्रक्रिया को व्यवस्थित करना और बेहतर ढंग से समझना है कि कौन से पुनर्नवीनीकरण प्लास्टिक और उत्प्रेरक संयोजन अंतिम रासायनिक उत्पादों का उत्पादन करते हैं।

ह्यूबर कहते हैं, "बहुत सारे अलग-अलग उत्पाद हैं और हम इस प्लेटफ़ॉर्म तकनीक के साथ कई रास्ते अपना सकते हैं।" "हम जो उत्पाद बना रहे हैं उनके लिए एक बड़ा बाज़ार है। मुझे लगता है कि यह वास्तव में प्लास्टिक रीसाइक्लिंग उद्योग को बदल सकता है।"

(संसाधन: विस्कॉन्सिन-मैडिसन विश्वविद्यालय। "नई रीसाइक्लिंग प्रक्रिया 'जंक' प्लास्टिक कचरे के लिए बाजार ढूंढ सकती है।" साइंसडेली। साइंसडेली, 11 अगस्त 2023।.)