Facultatea de Inginerie Alimentară
Specializarea: Inginerie şi Management în Alimentaţia Publică şi Agroturism
Traducere Microbiologie: Tereftalat de polietilenă
Nume şi prenume: Abălănesei Anişoara Adriana IMAPA, anul II, Grupa I-a
Universitatea “ Ştefan cel Mare” Suceava
Tereftalat de polietilenă Poli(tereftalat de etilenă)(PET) este un polimer format prin policondensarea glicolului de etilenă (EG) şi acid tereftalic(TPA). Sinteza PET necesită două etape de reacţie. Prima dintre ele este esterficarea TPA-ului cu EG, formând aşa numitul prepolimer care conţine monomerul tereftalat de hidroxietil(BHET) şi lanţuri scurte de oligomeri. Esterificarea produsului secundar, de exemplu apa, este îndepărtată prin coloana sistemului. A doua reacţie, este policondensarea în care transesterificarea reacţiei ia locul in faza topirii. Produsul secundar, EG, este indepartat prin topire folosind metoda prin vid. Viscozitatea ridicată a PET-ului este produsă mai departe de policondensarea într-un proces adiţional solid (SSP) sub vid respectiv într-o atmosfera cu gaz inert[1]. Formarea prepolimerului poate fi realizată de asemenea prin transesterificarea tereftalatului de di-metil (DMT) cu EG , rezultând produsul secundar metanol. Este uşor de obţinut puritatea maximă a tereftalatului de di-metil prin distilare şi în primii ani de producere a PET-ului toate procesele erau bazate pe intermediari de sinteza. În anii `60, purificarea favorabila a TPA-ului era produsă pentru prima data la o scară industrială de recristalizare. Încă de atunci din ce în ce mai multe procese erau înlocuite de TPA ca intermediari de sinteză şi astăzi mai mult de 70% din producţia globală a PET-ului este bazata pe TPA. Producţia PET-ului bazată pe TPA salvează aproximativ 8% din capitalul total investit si 15% din costul intermediarilor de sinteză. Cele două clase PET domină market-ul global, de exemplu: fibrele PET şi sticlele PET. Clasele acestor standarde diferă în principal în greutatea moleculară sau viscozitatea proprie [IV], respectiv, aparenţa optică şi reţete de producţie. Aceasta din urmă diferă în cantitate şi tipul de co-monomeri, stabilizatori si catalizatori de metal, de asemenea şi coloranţi. Clasele de fibre textile PET conţin 0.03 -0.4 wt % de dioxid de titan (TiO2) .Această clasă are o greutate moleculară (numărul mediu-greutate moleculara, Mn) de la 15 000 la 20 000 mg/mol, care se referă la IV între 0.55- 0.67 dL/g. Standardul clasei de fibre textile are un IV de viscozitate proprie de 0.64dL/g. Weingart si colaboratorii [39, 76] au atribuit îngălbenirea observată în sinteza PET cu catalizatori de titaniu cu formare uşoara de vinilin de titaniu din glicolat de titaniu. Vinillinul de titaniu poate elibera acetaldehide sau poate introduce grupe de vinilin la sfârşitul lanţului de grupaţi PET. Aceşti colaboratori au aflat că gradul de îngălbenire este proporţional concentraţiei catalitice dar poate fi redus semnificativ prin adăugarea de compuşi cu fosfor ca stabilizatori. Nici o informaţie cinetică nu este valabilă pentru îngălbenirea PET. 2
Universitatea “ Ştefan cel Mare” Suceava
Reciclarea chimica
Reciclarea mecanică, cuprinzând spălarea, sortarea şi eliminarea, este o tehnologie bine stabilită, şi o piaţă comercială a sticlelor din fibre reciclabile [77, 80 ]. Cu toate acestea, flaconul de sticlă de reciclare este preferat datorita valorii mari adăugate[79, 80]. Reciclarea PET trebuie să satisfacă cerinţele pentru procesarea sticlelor(sticla de tranziţie şi temperatură, viscozitatea, rigiditatea topirii, rata de cristalizare, stabilitatea termală,etc) precum contactul cu produsele alimentare(decontaminare, poluare,ceaţă). Datorită cerinţelor nivelelor mari de decontaminare a reciclării PET-urilor pentru aplicaţiile ambalării alimentelor, reciclarea flaconelor de sticlă ar trebui să fie o reciclare chimică, proces cuprinzând lanţuri de degradare şi repolicondensare. Asemenea mecanisme cauzează contaminanţi pentru a fi degradaţi sau evaporaţi astfel asigurând decontaminarea cu încredere a reciclarii PET. Lanţul degradării poate fi executat cu fiecare de hidroliză [81], glicoliză [82], metanoliză [83], sau saponificare [84], astfel rezultând monomeri şi/sau oligomeri. Prin eliminarea reactivă a unui polimer cu greutatea moleculară redusă este generată [85]. Capacitatea decontaminării este cea mai importantă funcţie obiectivă în design-ul chimic al reciclării PET, proces pentru reciclarea polimeră a aplicaţiei ambalării alimentelor. Transportarea completă şi de încredere a diverşilor contaminanţi trebuie să fie dovedită după acordul şi cerinţele regulamentului guvernamental. Contaminanţii apei solubile pot fi eliminaţi printr-o spălare temeinica de energie a materiei prime .Alţi contaminanţi pot fi distruşi în timpul eliminării prin descompunerea termala şi respectiv prin hidroliză. Reacţiile, care trebuiesc luate în considerare într-un proces chimic al reciclării PET, sunt aceleaşi ca şi în sinteza PET-cu excepţia saponificării. Rata de stabilire în reciclarea chimică PET, este masa chimică transferată reactantului greutăţii moleculare scăzute în faza polimerului. Două modele de transfer de masă pot fi distinse după cum urmează.(1) Pentru depolimerizare în stare solidă, cuplarea reacţiilor chimice şi a masei de transfer pot fi descrise printr-un model al masei de transfer fluid/solid. (2) În timpul depolimerizării în faza de topire, două faze aproape nemiscibile trebuie să obţină un contact desăvârşit, în timp ce reactantul polar cu viscozitate redusă trebuie să se împrăştie în topitura polimerului polar cu viscozitate înalta. Modelul masei de transfer fluid/fluid, cum ar fi modelul cu două comprimate, poate fi folosit . Tabelul 2.8 rezumă unele publicaţii importante ale cineticii şi modele de reciclare pentru PET.
3
Universitatea “ Ştefan cel Mare” Suceava
4
