Thông điệp trong chai: Kết hợp thủy tinh nhiều màu là một lựa chọn để tăng cường tái chế
của Matthew Carroll, Đại học bang Pennsylvania
Chai thủy tinh đã qua sử dụng được nghiền thành từng mảnh nhỏ gọi là cá vụn trước khi nấu chảy lại và làm lại.Một nghiên cứu mới cho thấy thủy tinh từ các chai có màu sắc khác nhau sau khi sử dụng có thể được nấu chảy một cách an toàn với nhau trong quá trình tái chế, điều này có thể dẫn đến nhiều chai được tái chế hơn Credit: Katy Gerace
Những chai thủy tinh chúng ta ném vào thùng tái chế không phải lúc nào cũng ở nơi chúng ta mong đợi. Theo Cơ quan Bảo vệ Môi trường, chỉ có khoảng 33% thủy tinh được tái chế ở Hoa Kỳ, một phần do các chi phí như phân loại chai theo màu sắc. Các nhà khoa học của bang Pennsylvania gần đây đã phát hiện ra rằng thủy tinh silicat soda-vôi được sản xuất hàng loạt từ các chai có màu sắc khác nhau sau khi tiêu dùng có thể được nấu chảy một cách an toàn với nhau trong quá trình tái chế, điều này có khả năng dẫn đến nhiều chai được tái chế hơn.
Nhóm nghiên cứu đã báo cáo những phát hiện của họ trên Tạp chí Khoa học & Kỹ thuật Gốm sứ Quốc tế.
Katy Gerace, người thực hiện nghiên cứu với tư cách là nghiên cứu sinh tại Khoa Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu tại Bang Pennsylvania, cho biết: “Công trình này giải quyết một cách rộng rãi quan niệm sai lầm phổ biến rằng các chai thủy tinh có màu sắc khác nhau không thể được tái chế cùng nhau”. Cô tốt nghiệp vào năm 2023. "Chúng tôi đã xác nhận rằng bạn có thể nấu chảy tất cả những chai thủy tinh đã qua sử dụng này lại với nhau để tạo ra những sản phẩm thủy tinh mới, hữu ích."
Chai silicat soda-vôi, loại thủy tinh được tái chế nhiều nhất, được biến thành thủy tinh vụn—thủy tinh đã được nghiền thành từng mảnh nhỏ hoặc hạt—trước khi nấu chảy lại. Cá heo thường được sắp xếp theo màu sắc để nhà sản xuất có thể đạt được màu sắc và độ trong cụ thể cho sản phẩm của mình. Các nhà nghiên cứu cho biết, sự sẵn có của thủy tinh vụn được phân loại màu sắc nguyên sơ sẽ hạn chế lượng vật liệu tái chế được sử dụng trong quá trình sản xuất.
Các nhà khoa học cho biết, các nhà sản xuất quy mô nhỏ tập trung vào việc tái chế chứ không tập trung vào việc tạo ra một chai màu cụ thể có thể sử dụng cá vụn nhiều màu, giúp loại bỏ nhiều chai thủy tinh hơn khỏi bãi rác và giảm chi phí năng lượng liên quan đến sản xuất thủy tinh.
Việc nấu lại mảnh vụn thủy tinh cần ít năng lượng hơn so với nguyên liệu thô, điều này đồng nghĩa với việc tạo ra ít carbon dioxide hơn trong quá trình nấu chảy. Các nhà khoa học cho biết, nếu hàm lượng tái chế tăng 10% thì mức tiêu thụ năng lượng sẽ giảm 3%.
Gerace, hiện là kỹ sư cao cấp về nghiên cứu và phát triển tại Vitro Architectural Glass cho biết: “Chúng tôi đang khám phá cách tăng thêm giá trị cho chất thải”. “Chúng tôi đang cố gắng coi đây không phải là sự lãng phí mà là thứ có tiềm năng có giá trị.”
Katy Gerace, sinh viên tốt nghiệp, thuộc Khoa Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu, chia sẻ nghiên cứu của mình về việc cải tiến công nghệ tái chế thủy tinh và các công cụ tạo mô hình.
Công việc này bắt nguồn từ sự hợp tác giữa Penn State và Remark Glass, một công ty có trụ sở tại Philadelphia tập trung vào việc tái chế thủy tinh mang tính đổi mới và sáng tạo.
John Mauro, Giáo sư Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu Dorothy Pate Enright tại bang Pennsylvania và đồng tác giả của cuốn sách, cho biết: “Là một doanh nghiệp nhỏ, họ thực sự quan tâm đến việc cố gắng loại bỏ thủy tinh khỏi dòng chất thải và đưa nó ra khỏi các bãi chôn lấp”. học.
"Họ chỉ sử dụng chai thủy tinh đã qua sử dụng và vì vậy họ rất quan tâm đến việc tìm hiểu các đặc tính vật liệu và hóa học của nguyên liệu thô được đưa vào hoạt động kinh doanh của mình. Họ muốn biết liệu có bất kỳ lý do kỹ thuật nào khiến họ phải lo lắng về những gì họ đang sử dụng hay không. đang làm."
Remark Glass đã cung cấp chai thủy tinh cho nghiên cứu và Gerace đã phân tích các mẫu về thành phần hóa học và tính chất nhiệt để định lượng sự biến đổi giữa năm nhóm màu chính: trong, xanh lam, hổ phách, xanh lục rừng và xanh ngọc lục bảo.
Ngoài việc chứng minh rằng các chai sau sử dụng có màu sắc và nhãn hiệu khác nhau có thể được nấu chảy lại mà không có nguy cơ không tương thích về vật liệu, các nhà nghiên cứu còn trình bày các phương pháp xử lý khác nhau để kiểm soát tính đồng nhất màu trong thủy tinh được sản xuất độc quyền từ cá vụn màu hỗn hợp từ chai thủy tinh tái chế.
Gerace cho biết kích thước hạt của cá vụn cũng như nhiệt độ và thời gian của quá trình nấu lại có tác động lớn nhất đến tính đồng nhất của màu sắc.
Cô nói: “Bạn phải giữ cho thủy tinh tan chảy để tất cả các ion khác nhau khuếch tán và di chuyển xung quanh để tạo ra màu sắc nhất quán”. "Vì vậy, bạn thực sự có thể kéo dài thời gian tan chảy và giữ nó ở nhiệt độ cao trong thời gian dài để chờ mọi thứ gần như cân bằng hoặc bạn có thể giảm kích thước hạt của cá vụn thành giống như bột mịn hơn. Khi đó, việc có được màu sắc đồng nhất đẹp mắt sẽ trở nên dễ dàng hơn một chút."
Ví dụ, điều này có nghĩa là các chai màu xanh lá cây có sắc thái khác nhau có thể được nghiền thành vụn và nấu chảy để tạo ra thủy tinh màu xanh lá cây đồng nhất. Tuy nhiên, nếu cần một sắc thái cụ thể của màu xanh lá cây thì các chai sẽ được tách ra xa hơn.
"Thủy tinh là một trong những vật liệu tốt nhất để tái chế, nhưng khi bạn thực sự xem xét quy trình thực hiện nó như thế nào, nó rất khó tái chế. không tầm thường," Gerace nói. "Và thật không may, chúng ta mất rất nhiều thứ chúng ta bỏ vào thùng tái chế vào bãi rác chỉ vì chúng ta không có cách tốt để phân loại và phân loại chúng. Và điều đó thực sự đáng tiếc".
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
