Napuštanje ribarskih mreža u morima i okeanima postalo je jedna od najupornijih i najtežih vrsta otpada za upravljanje, s direktnim utjecajem na morski život i ribolovne aktivnosti. Suočeni s ovom situacijom, u Valencijskoj zajednici i širom Evrope promovira se nova generacija projekata, koji nastoje dati ovim mrežama, posebno onima od poliamida, drugi život pretvarajući ih u reciklirani najlon i druge materijale za višekratnu upotrebu.
Među ovim inicijativama, ključni program istraživanja i razvoja ima za cilj prikupljanje istrošenih ribarskih mreža , njihovu obradu korištenjem naprednih tehnologija recikliranja i njihovu transformaciju u održive proizvode s industrijskom vrijednošću. Ideja je jasna: iskoristiti potencijal recikliranog najlona iz ribarskih mreža kako bi se zatvorila poliamidna petlja, smanjilo zagađenje mora i, istovremeno, stvorile nove poslovne prilike u sektorima kao što su ambalaža, poljoprivreda, automobilska industrija i 3D printanje.
Poliamidne ribarske mreže: od morskog otpada do recikliranog najlona
Iako se u ribarskom sektoru koriste mreže napravljene od različitih plastika, poput polietilena ili polipropilena, te postoje inovativne mreže za akvakulturu , ova linija istraživanja fokusira se na poliamidne mreže . Ova vrsta materijala, poznata kao najlon, ima hemijsku strukturu koja je čini posebno zanimljivom za visokokvalitetnu hemijsku reciklažu , omogućavajući oporavak osnovnih komponenti polimera.
Ključno je to što se poliamid može razgraditi kako bi se dobili monomeri poput kaprolaktama , koji se smatra osnovnim gradivnim blokom najlona. Od ovih obnovljenih monomera moguće je proizvesti nove poliamide sa svojstvima praktično identičnim svojstvima sirovog materijala, održavajući performanse i nivo kvaliteta pogodan za zahtjevne primjene.
Istraživački timovi uključeni u projekat dobijaju, pod kontrolisanim laboratorijskim uslovima, monomere sa čistoćom koja u nekim tokovima prelazi 95% , a preko 80% kada se proces proširi na pilot postrojenja. Ovi rezultati omogućavaju repolimerizaciju materijala i proizvodnju recikliranog najlona pogodnog za tehničke primjene , bez da krajnji korisnik osjeti ikakvu razliku u poređenju sa konvencionalnim poliamidom.
U praksi, ovaj pristup omogućava transformaciju istrošenih ribarskih mreža napuštenih na moru u reciklirane poliamidne granule spremne za pretvaranje u dijelove, filmove ili filamente. Ovo predstavlja promjenu paradigme u odnosu na tradicionalno mehaničko recikliranje, jer hemijsko recikliranje omogućava mnogo dosljednije održavanje kvalitete sirovine.
Primjena recikliranog najlona u ambalaži, poljoprivredi, automobilskoj industriji i 3D printanju
Nakon obrade, odbačene ribarske mreže se transformiraju u reciklirane poliamide dizajnirane za upotrebu u raznim industrijskim lancima vrijednosti. Među primjenama koje se već istražuju su folije za fleksibilnu ambalažu , tehnički listovi i navlake za poljoprivredu, kao i komponente za automobilski sektor i veliki dijelovi proizvedeni korištenjem 3D printanja.
Kompanije poput UBE Corporation Europe , sa pogonima u Castellóu i Almassori, trenutno analiziraju komercijalizaciju recikliranog najlona dobijenog iz ribarskih mreža. Istovremeno, ZIKNES prilagođava svoju opremu kako bi validirao performanse ovih recikliranih poliamida u 3D printanju velikog formata , području gdje su potrebni materijali sa dobrom dimenzionalnom stabilnošću i konzistentnim mehaničkim svojstvima.
Među početnim primjenama koje se razmatraju su tehnička ambalaža i kontejneri , poljoprivredni pokrovi otporni na vremenske uvjete, strukturni ili estetski elementi za vozila i veliki 3D demonstratori koji omogućavaju testiranje performansi recikliranog materijala u stvarnim uvjetima. Ovi primjerci služe kao poligoni za mjerenje njegovog ponašanja pod stresom, temperaturom ili izloženošću vanjskim faktorima.
Sa ekološke perspektive, upotreba recikliranog najlona iz ribarskih mreža pomaže u smanjenju ovisnosti o fosilnim sirovinama i smanjuje količinu otpada koji završava u morskom okruženju. Istovremeno, kompanijama nudi način da unaprijede strategije kružne ekonomije i ispune evropske regulatorne zahtjeve u vezi s održivošću i upravljanjem plastičnim otpadom.
Tehnologije hemijskog recikliranja za ribarske mreže
Projekat se oslanja na skup naprednih procesa recikliranja, uključujući hidrotermalnu depolimerizaciju , solvolizu potpomognutu ionskim tekućinama i reaktivnu ekstruziju . Svaka od ovih tehnologija omogućava da se problem riješi iz drugačijeg ugla i prilagodi stanju mreža, koje često stižu u visoko degradiranom stanju i s visokim nivoom prljavštine i nečistoća.
Hidrotermalna depolimerizacija koristi visoke temperature i pritisak u prisustvu vode za prekidanje poliamidnih lanaca i oslobađanje monomera. Solvoliza, s druge strane, koristi specifične rastvarače, ponekad u kombinaciji s ionskim tekućinama , za fragmentiranje polimera i olakšavanje odvajanja vrijednih komponenti. Međutim, reaktivna ekstruzija integrira hemijske reakcije unutar procesa ekstruzije, omogućavajući modifikaciju ili funkcionalizaciju materijala dok se topi i obrađuje.
Jedan od glavnih tehničkih izazova je obrada ozbiljno oštećenih mreža koje sadrže tragove soli, pijeska, metala ili organske materije . Ove nečistoće komplikuju i fazu depolimerizacije i naknadnu rafinaciju monomera. Uprkos tome, rezultati dobijeni do sada se smatraju obećavajućim i pokazuju da je moguće postići nivoe čistoće pogodne za repolimerizaciju i proizvodnju novih poliamida.
Pored razvoja hemijskih procesa, konzorcij provodi sveobuhvatne procjene životnog ciklusa (LCA) i analize tehničke i ekonomske izvodljivosti. Cilj je kvantificirati stvarni utjecaj ovih tehnologija na okoliš u usporedbi s proizvodnjom čistog najlona i pokazati da je njihova primjena u industrijskim razmjerima izvodljiva, kako u smislu troškova, tako i performansi.
Evropski konzorcij za zatvaranje poliamidnog ciklusa
Inicijativu podržava konzorcij koji uključuje AIMPLAS (Tehnološki institut za plastiku) , UBE, ZIKNES i MATS grupu Univerziteta u Valenciji (MATS-UV). Svaki partner preuzima specifičnu ulogu unutar lanca vrijednosti, s idejom da pokrije sve, od prikupljanja otpada do validacije konačne primjene recikliranog najlona.
AIMPLAS predvodi napore u recikliranju hemikalija , razvijajući i optimizirajući uvjete depolimerizacije i pročišćavanja kako bi se iz morskih ribarskih mreža izdvojili visokokvalitetni monomeri. UBE je odgovoran za industrijsko skaliranje i repolimerizaciju , odnosno prenošenje ovih procesa iz laboratorije i pilot postrojenja u fazu u kojoj je moguća proizvodnja velikih razmjera.
U oblasti 3D printanja, ZIKNES validira reciklirani materijal u dijelovima velikog formata , provjeravajući da li poliamidi dobijeni iz ribarskih mreža nude odgovarajuće performanse u smislu čvrstoće, stabilnosti i obradivosti. Istovremeno, MATS-UV grupa provodi studije solvolize i kinetike , analizirajući kako faktori poput temperature, pritiska, koncentracije i vrste rastvarača utiču na brzinu i efikasnost reakcija.
Ovaj kolaborativni rad omogućava detaljno proučavanje načina fragmentiranja polimera u ribarskim mrežama korištenjem specifičnih rastvarača i definiranje optimalnih uvjeta za dobivanje maksimalne količine monomera s najvećom čistoćom. Zajednički cilj je uspostaviti liniju za kemijsku reciklažu koja se može primijeniti ne samo na ribarske mreže već i na drugi složeni plastični otpad koji trenutno ima malo mogućnosti za prodaju.
Institucionalna podrška, evropsko finansiranje i međunarodna saradnja
Projekat podržava Ministarstvo za inovacije, industriju, trgovinu i turizam regionalne vlade Valencije , putem programa IVACE+I Innovation grant za projekte strateške saradnje. Također dobija finansijska sredstva od Evropske unije kroz fondove ERDF Comunitat Valenciana 2021-2027 , koji promovišu inicijative usklađene sa cirkularnom ekonomijom i efikasnim iskorištavanjem otpada.
Ovaj smjer rada usklađen je s prioritetima koje je postavio Odbor za strateške inovacije specijaliziran za kružnu ekonomiju i uklapa se u temelje Strategije pametne specijalizacije (S3) Zajednice Valencije. Konkretno, fokusira se na smanjenje i iskorištavanje vrijednosti plastičnog otpada te razvoj tehnoloških rješenja koja olakšavaju njegovu ponovnu integraciju u industriju kao sekundarnih sirovina.
Uz regionalnu i evropsku institucionalnu podršku, projekat ima koristi od međunarodne saradnje u snabdijevanju sirovinama. Partnerstvo sa brendom Sea2See od 2019. godine omogućava pristup ribarskim mrežama pronađenim u Gani , koje se koriste kao sirovina za testiranje i validaciju procesa hemijske reciklaže.
Zahvaljujući ovom stabilnom toku mreže, bilo je moguće uspostaviti istinski kružni lanac vrijednosti , počevši od prikupljanja otpada u obalnim područjima, pa sve do proizvodnje novih recikliranih poliamidnih proizvoda spremnih za povratak na tržište. Bez ove ponude, naglašavaju oni koji su uključeni u projekat, bilo bi vrlo teško ići dalje od laboratorijskih ispitivanja i teorijskih simulacija.
Sav ovaj zajednički napor pozicionira ribarske mreže napravljene od recikliranog najlona kao jasan primjer kako hemijske inovacije, institucionalna podrška i saradnja između kompanija i istraživačkih centara mogu transformirati problematični otpadni proizvod u visokovrijedan izvor sirovina, istovremeno smanjujući pritisak na morske ekosisteme i promovirajući cirkularniju i resursno efikasniju ekonomiju.
