Litvanski naučnici otkrili su način da smanje troškove proizvodnje biodizela dodavanjem nusproizvoda recikliranja otpada cigareta.

Strožije ekološke norme i zagađenje fosilnim gorivima zahtijevaju čistija goriva kao što je biodizel. Ovaj dizel na bazi biljnog ulja ili životinjske masti je biorazgradiv – do 4 puta brže od naftnog dizela – i netoksičan.

Visoka cijena 

Međutim, visoka cijena proizvodnje biodizela ostaje glavna prepreka njegovoj široj primjeni i, ovisno o izvoru biomase, njegovo korištenje može uzrokovati zagađenje. Prema istraživanju, dodavanjem jedinjenja triacetina mogu se riješiti oba ova problema. Nažalost, triacetin se obično proizvodi hemijski, trošeći mnogo hemikalija, što rezultira otpadom i toksičnim ostacima.

- Triacetin se koristi kao plastifikator u filteru cigareta, tako da su, naravno, opušci cigareta bogati njime - kaže Sami Jusef (Samy Yousef), glavni istraživač na Tehnološkom univerzitetu u Kaunasu, Litvanija, piše En.ktu.edu.

Zajedno sa svojim kolegama iz Litvanskog energetskog instituta (LEI), proveo je niz eksperimenata u kojima su koristili pirolizu za termičku razgradnju otpada cigareta. Eksperimenti su izvedeni u reaktoru od 200 g na različitim temperaturama reakcije (650, 700 i 750°C). Najveća količina triacetina (43 posto) sintetizirana je na 750°C.

Pušači širom svijeta kupuju otprilike 6,5 biliona cigareta svake godine. Prosječna težina opuška cigarete je 0,2 g; godišnje ih se proizvede više od 1,1 milion tona. Otpad od cigareta sadrži velike količine toksičnih hemikalija, kancerogena, mikroplastičnih vlakana i radioaktivnih elemenata kojima je potrebna posebna pažnja.

Tri komponente

- U našoj istraživačkoj grupi radimo na temama reciklaže i upravljanja otpadom, stoga smo uvijek u potrazi za otpadom koji je prisutan u ogromnim količinama i ima jedinstvenu strukturu. Cigarete se sastoje od tri komponente – duhana, papira i filtera od celulozno-acetatnih vlakana – i dobar su izvor sirovina i energije. Osim toga, opuške je lako prikupiti jer postoje mnogi sistemi i kompanije za prikupljanje ovog otpada - objašnjava Jusef.

Iako je bilo pokušaja da se otpad od cigareta reciklira za ekstrakciju sirovina, većina studija se fokusirala na ispitivanje termičke degradacije pojedinačnih komponenti. Litvanski naučnici su u svojim eksperimentima opuške cigareta tretirali kao mješavinu, a prema njima je to originalan pristup.

- Postoje studije koje, slično kao i mi, koriste pirolizu kao metodu, ali je primjenjuju samo na komponente filtera. U ovom slučaju potrebna je prethodna obrada materijala kako bi se odvojile sve komponente. Budući da je duhan otrovan otpad, njegovo odlaganje zahtijeva posebnu pažnju, a zbog tehnološki komplikovanog procesa odvajanja komponenti otpada cigareta, to nije ekonomski izvodivo - kaže Jusef.

Ulje, ugljik i plin

Nakon serije eksperimenata pirolize na različitim temperaturama, istraživači su uspjeli izdvojiti ulje, ugljik i plin iz otpada cigareta. Ugljeni proizvod porozne strukture bio je veoma bogat kalcijem.

- Svi proizvodi imaju stvarnu primjenu. Ugljik, koji je u našem slučaju porozan i veoma bogat kalcijem, može se koristiti za đubrivo, odnosno prečišćavanje otpadnih voda kao apsorbent i skladištenje energije. Plin se može koristiti u energetske svrhe. Posljednje, ali ne manje važno je ulje bogato triacetinom, koje se može koristiti kao dodatak biodizelu za smanjenje troškova - kaže Jusef, koji vjeruje da tehnologija ima velike mogućnosti za unapređenje.

Da bi bilo koja nova tehnologija tretmana otpada bila integrisana u sistem cirkularne ekonomije, mora postojati sistem prikupljanja otpada i strategija reciklaže, kao i infrastruktura.

Strategija recikliranja

Sistemi za prikupljanje opušaka, npr. metalne korpe za otpatke i pepeljare se široko koriste za njihovo sakupljanje odvojeno od čvrstog otpada. Što se tiče strategije recikliranja, istraživači predlažu korištenje tretmana pirolizom na 750°C, koji termički pretvara opušak u ugljik, plin i ulje. Plinoviti proizvodi se mogu koristiti za proizvodnju električne energije i za napajanje postrojenja za konverziju, ugljik se može koristiti kao apsorbent, dok se ulje može dodavati biogorivima u stopi do 25 posto jer je dozvoljena stopa triacetina 10 posto.

Gore opisana studija objavljena je u časopisu Journal of Analytical and Applied Pyrolysis i može joj se pristupiti ovdje.