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Como o plástico é reciclado? Entenda os diferentes processos de reciclagem do plástico

Por Camille Rustici – DirectIndustry e-Magazine – 2 de agosto de 2024 – A reciclagem de plástico envolve vários métodos adaptados ao tipo específico de plástico que está sendo processado. Foto: AdobeStock.

A reciclagem de plástico envolve vários métodos adaptados ao tipo específico de plástico que está sendo processado.

Com aproximadamente dez tipos diferentes de plástico, cada um composto de elementos e aditivos variados, nem todos os plásticos podem ser reciclados de forma semelhante.

Thierry Gauthier, consultor de economia circular no Centro de Química para a Indústria do Instituto Francês de Petróleo (IFPEN) em Lyon, esclareceu os processos de reciclagem atuais.

Ele também destacou os métodos inovadores do IFPEN para reciclar plásticos indefinidamente como PET e integrar biomassa em processos de reciclagem.

1 – Reciclagem Mecânica

A reciclagem mecânica de plástico é um processo em que resíduos plásticos são transformados em novos materiais ou produtos sem alterar sua estrutura química fundamental.

Esse processo envolve várias etapas principais:

Os resíduos plásticos são coletados, geralmente por meio de lixeiras amarelas, e depois separados por tipo e cor.

Uma vez separados, os plásticos são limpos para remover impurezas como rótulos, resíduos de alimentos ou outros contaminantes.

Os plásticos limpos são então triturados em pequenos pedaços ou flocos.

Esses flocos são derretidos e extrudados para formar pellets de plástico ou novos produtos acabados.

A reciclagem mecânica é benéfica, pois reduz o desperdício de plástico em aterros sanitários e diminui a demanda por plástico virgem, conservando assim os recursos naturais e reduzindo a pegada de carbono.

No entanto, como explicado por Thierry Gauthier, ela tem suas limitações:

“As limitações da reciclagem mecânica são principalmente devido à presença de aditivos contidos em plásticos, como cores, estabilizadores e pigmentos adicionados para fornecer opacidade às garrafas ou proteger o conteúdo de danos UV. Embora esses aditivos transmitam propriedades úteis aos plásticos, eles complicam a reciclagem. Uma vez que aditivos como corantes estão presentes, torna-se impossível produzir garrafas transparentes a partir de garrafas coloridas.”

Além disso, com a reciclagem mecânica, o plástico tende a esquentar e se degradar com o tempo.

“Após 5 a 10 ciclos, problemas como o aparecimento de pontos pretos e aumento da fragilidade durante a extrusão e sopro de garrafas se tornam mais prevalentes. É por isso que precisamos de reciclagem química além da reciclagem mecânica”, enfatizou Thierry.

A reciclagem química aborda esses desafios decompondo os plásticos em seus componentes químicos e reconstruindo-os em novos materiais, oferecendo uma solução promissora para alcançar a verdadeira circularidade no uso do plástico.

2 – Reciclagem Química

A reciclagem química de plásticos visa quebrar plásticos usados ​​em seus componentes químicos básicos, conhecidos como monômeros.

Diferentemente da reciclagem mecânica, que derrete e re-derrete plásticos para criar novos produtos, a reciclagem química envolve reações químicas para quebrar cadeias de polímeros e obter monômeros puros.

Existem três processos principais na reciclagem química: despolimerização, dissolução e conversão.

A escolha do processo depende do tipo de plástico que está sendo reciclado.

Despolimerização (PET)

Resíduos plásticos são aquecidos em reatores especializados na presença de solventes, catalisadores ou outros agentes químicos.

Esse processo quebra as longas cadeias de polímeros do plástico em monômeros.

Esses monômeros são então purificados para remover impurezas como corantes, aditivos e contaminantes.

Isso resulta em monômeros de alta pureza que podem ser reutilizados.

Os monômeros purificados são subsequentemente repolimerizados para formar novas cadeias de polímeros.

Esses polímeros podem então ser usados ​​para fabricar novos plásticos ou outros produtos plásticos.

Este processo é particularmente eficaz para a reciclagem de PET porque produz monômeros puros que podem ser repolimerizados com as mesmas propriedades do PET virgem.

Eles podem ser usados ​​para produzir novas garrafas plásticas transparentes, o que a reciclagem mecânica não consegue atingir.

O IFPEN desenvolveu um processo que visa permitir a reciclagem infinita de PET e adaptado para polímeros:

“O processo industrial que implementamos começa com a despolimerização. Fundimos o polímero em reatores agitados operando continuamente. Isso é crucial para a lucratividade do processo. Uma vez despolimerizado, o PET passa por várias etapas de purificação e separação, envolvendo operações físicas em um forno. O objetivo é obter um novo monômero que possa ser repolimerizado. Isso resulta em um pó branco. Esse pó é então repolimerizado em grânulos, que podem ser enviados para a indústria de plásticos para fazer novas garrafas de PET. O processo é muito rápido. Do momento em que uma garrafa entra até quando um material que pode ser repolimerizado sai, apenas algumas horas se passam.

A primeira fábrica que utilizará esse processo será inaugurada na França em 2027, gerenciando 30.000 toneladas de PET reciclado.

Atualmente, existem quatro projetos de despolimerização de reciclagem química para PET na França: o projeto Eastman no Vale do Sena, o projeto Loop no leste da França, o projeto Carbios e o projeto IFPEN.

O Processo de Dissolução (poliolefinas)

O processo de dissolução na reciclagem de plástico, introduzido no mercado há 2 a 3 anos, foca na purificação de polipropileno e polietileno para regenerar materiais de qualidade virgem.

Este método inovador alcança uma notável eficiência de 99% na remoção de aditivos e contaminantes orgânicos, produzindo grânulos prontos para reutilização.

“Ao contrário da despolimerização usada para poliésteres como PET, que se decompõe em esferas uniformes, poliolefinas como polietileno e polipropileno são formadas por poliadição, resultando em uma estrutura molecular mais aleatória. Essa característica torna a reciclagem mecânica tradicional desafiadora, pois produz fragmentos de vários tamanhos em vez de pelotas uniformes. Portanto, a tecnologia de dissolução emprega uma abordagem baseada em solvente. Ela dissolve os polímeros de poliolefina em um meio solvente, facilitando a separação de impurezas como pigmentos e aditivos. Esse processo garante que o polímero recuperado mantenha sua integridade e qualidade, adequado para reintrodução em processos de fabricação.”

Os principais beneficiários dessa tecnologia são os fabricantes de polímeros (polímeros) que buscam alternativas sustentáveis ​​aos plásticos virgens.

Para cada tonelada de polipropileno produzida usando esse método, uma tonelada de petróleo é conservada, destacando seu impacto ambiental significativo ao reduzir a dependência de combustíveis fósseis.

O processo de dissolução na reciclagem de plástico se concentra na purificação de polipropileno e polietileno para regenerar materiais de qualidade virgem. (Cortesia do IFPEN)

O Processo de Conversão

A essência do processo de conversão é a pirólise.

O interesse na conversão está em abordar fluxos de resíduos plásticos que são menos preparados e menos purificados em comparação com aqueles adequados para processos de dissolução (poliolefinas) ou despolimerização (PET).

De fato, com dissolução e polimerização, há um requisito rigoroso de pureza na matéria-prima plástica, tipicamente em torno de 99% ou mais.

A pirólise, por outro lado, pode lidar com fluxos de resíduos plásticos que podem conter proporções variáveis ​​de diferentes tipos de plásticos, como, por exemplo, 90% de polietileno, 5% de poliestireno e 5% de polipropileno.

Esses fluxos mistos não podem ser processados ​​eficientemente por dissolução devido às suas impurezas.

A pirólise, portanto, só atende às necessidades de certos sistemas de coleta e triagem de resíduos.

“No entanto, o processo retorna aos estágios iniciais da cadeia petroquímica, convertendo os plásticos de volta em cortes intermediários de petróleo, como diesel e gasolina. Consequentemente, os esforços se concentram na purificação dos óleos de pirólise. Após a pirólise, esses óleos contêm contaminantes como cloro. O desafio está no hidroprocessamento desses cortes de petróleo para remover impurezas, semelhante ao processo de refino que limpa a gasolina antes que ela chegue ao tanque do seu veículo.”

A abordagem envolve tratar óleos de pirólise por meio de hidroprocessamento para refiná-los.

Este método, que está em desenvolvimento, garante que os óleos, derivados da pirólise de plásticos, atendam aos padrões de pureza necessários para reutilização ou processamento posterior em produtos petroquímicos valiosos.

O principal beneficiário dessa tecnologia é a indústria petrolífera.

3 – O Processo Anellotech

Há outro processo de reciclagem química para plásticos em desenvolvimento, para o qual o IFPEN está contribuindo.

Esta tecnologia patenteada, Bio-TCat™ da Anellotech, é um processo termocatalítico que converte biomassa lignocelulósica em benzeno, tolueno e xileno, que são quimicamente idênticos aos seus equivalentes à base de petróleo.

O objetivo é criar garrafas plásticas PET 100% de base biológica.

A parceira Suntory usou p-xileno obtido por meio da tecnologia Bio-TCat™ para produzir uma garrafa de plástico PET 100% de base biológica, marcando um avanço significativo no desenvolvimento de produtos químicos renováveis.

Essa inovação abre caminho para a futura comercialização de garrafas PET 100% de base biológica em larga escala.

“Começamos com polímeros e retornamos ao estágio de polímero, parando no monômero. Usando biomassa, o processo Anellotech produz aromáticos que permitem a criação do monômero, ácido tereftálico, a montante da polimerização.”

Há um projeto piloto nos Estados Unidos (Texas) e o IFPEN está atualmente trabalhando com a Axens para comercializar essa tecnologia.

“Há problemas de custo e concorrência, bem como desafios de recursos, porque agora estamos considerando usar biomassa para muitas aplicações. Para esse processo, não usamos biomassa alimentar, mas sim resíduos de biomassa, que transformamos para produzir aromáticos. Toda essa fase foi demonstrada por meio do projeto piloto, e os estágios subsequentes envolvem química mais convencional. O desafio inicial era produzir aromáticos de alta qualidade o suficiente para fazer plástico. Esse obstáculo foi superado, e esse método é tão promissor quanto outros métodos de reciclagem.”

Os impactos ambientais são significativos porque esse processo requer energia.

Mas ainda é melhor do que usar petróleo.

 

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