Opracowanie technologii wykorzystywania odpadów bawełnianych do odzyskania bawełny w celu ponownego wykorzystania do syntezy karboksymetylocelulozy (CMC)
Wykorzystanie odpadów bawełnianych do syntezy karboksymetylocelulozy (CMC) – innowacyjny projekt badawczo-rozwojowy firmy CMC S.A.
Wstęp
W dobie rosnącej świadomości ekologicznej oraz konieczności wdrażania gospodarki o obiegu zamkniętym, coraz więcej przedsiębiorstw przemysłowych koncentruje swoje działania na zrównoważonym rozwoju i innowacjach technologicznych. Jednym z takich przedsiębiorstw jest CMC S.A., firma z ponad 60-letnim doświadczeniem w produkcji karboksymetylocelulozy (CMC), która od dekad pozostaje liderem tego segmentu na rynku europejskim.
Dzięki dogłębnej znajomości procesów chemicznych oraz doświadczeniu w syntezie CMC, firma podejmuje kolejne wyzwania w obszarze badawczo-rozwojowym, skupiając się na opracowywaniu nowatorskich metod wytwarzania materiałów wysokiej jakości z surowców wtórnych. Aktualnie, CMC S.A. realizuje projekt, którego głównym celem jest opracowanie technologii wykorzystania odpadów bawełnianych, pochodzących z tekstyliów, do odzysku celulozy i wykorzystania jej w procesie syntezy karboksymetylocelulozy. Projekt ten nie tylko wpisuje się w aktualne potrzeby przemysłu i rynku, ale również stanowi odpowiedź na globalne wyzwania środowiskowe.
Cele i zakres projektu
Podstawowym celem projektu badawczo-rozwojowego realizowanego przez CMC S.A. jest stworzenie innowacyjnej technologii umożliwiającej odzysk celulozy z bawełnianych odpadów tekstylnych i wykorzystanie jej do syntezy karboksymetylocelulozy. Projekt zakłada przeprowadzenie kompleksowych badań właściwości zmielonej bawełny tekstylnej oraz analizę wpływu jej parametrów na przebieg reakcji chemicznych w procesie produkcji CMC.
Plan prac został podzielony na kilka etapów, obejmujących zarówno badania w warunkach laboratoryjnych, jak i w skali ćwierćtechnicznej. W pierwszej kolejności wykonane zostaną testy dotyczące oczyszczania i rozdrabniania bawełny pochodzącej z odpadów tekstylnych, a następnie opracowane zostaną warunki procesu alkilowania, w którym zmodyfikowana celuloza zostanie przekształcona w CMC.
Ważnym elementem projektu będzie również ocena wpływu pozostałości po barwnikach, domieszkach syntetycznych oraz środkach chemicznych zawartych w tekstyliach na wydajność i jakość produktu końcowego. Pozwoli to na dobór odpowiednich parametrów technologicznych, w tym rodzaju używanych reagentów, temperatury i czasu trwania poszczególnych etapów reakcji.
Innowacyjność rozwiązania
Dotychczasowe metody produkcji karboksymetylocelulozy opierają się głównie na wykorzystaniu czystej celulozy pozyskiwanej z drewna lub włókien roślinnych. Wprowadzenie surowca wtórnego, jakim są odpady bawełniane, stanowi znaczący przełom technologiczny. Bawełna jako naturalne źródło celulozy zawiera znaczne ilości tej substancji, co czyni ją wartościowym surowcem do wtórnego wykorzystania.
Nowością w skali przemysłowej będzie również dokładne przebadanie, w jakim stopniu obecność barwników tekstylnych i pozostałości detergentów wpływa na reakcję alkilowania celulozy, a także jak wpływają one na stopień podstawienia i zawartość substancji czynnej w otrzymanym produkcie. Zostaną opracowane procedury oczyszczania i klasyfikacji odpadów tekstylnych, a także technologie dopasowane do różnych klas jakości odzyskanej celulozy.
Etapy realizacji badań
Projekt zakłada cztery główne etapy:
- Skala laboratoryjna – Przeprowadzenie badań właściwości fizykochemicznych zmielonej bawełny. W tym etapie zostaną wykonane eksperymenty mające na celu optymalizację parametrów procesu syntezy CMC – w tym warunków alkalizacji, stężeń reagentów, czasu reakcji oraz proporcji składników. Zbadane zostaną też właściwości otrzymanej CMC (m.in. lepkość, stopień podstawienia, zawartość popiołu).
- Skala ćwierćtechniczna – W oparciu o dane uzyskane w fazie laboratoryjnej, proces zostanie powtórzony w warunkach półprzemysłowych, gdzie produkowana będzie CMC w ilościach od 2 do 8 kg na proces. Celem będzie weryfikacja skuteczności opracowanej technologii w warunkach zbliżonych do rzeczywistych.
- Badania aplikacyjne – Gotowa karboksymetyloceluloza zostanie poddana testom aplikacyjnym w różnych zastosowaniach. Z otrzymanej CMC zostaną opracowane produkty takie jak: gładzie szpachlowe, kleje do wykładzin, kleje do tapet, masy do sztukaterii, produkty do billboardów oraz środki chemii gospodarczej.
- Demonstracja technologii – Finalnym etapem będzie demonstracja działania opracowanej technologii w warunkach rzeczywistych. Przeprowadzone zostaną testy wydajności i jakości produktów finalnych, a także porównanie ich właściwości użytkowych z produktami wytworzonymi tradycyjnie.
Korzyści środowiskowe i gospodarcze
Projekt realizowany przez CMC S.A. doskonale wpisuje się w założenia gospodarki cyrkularnej i idei zero waste. Zamiast trafiać na wysypiska śmieci, zużyte tekstylia zyskają nowe życie jako surowiec do produkcji wysokojakościowej karboksymetylocelulozy. Odpady, które dotąd stanowiły problem środowiskowy, stają się zasobem – w pełni wartościowym, ekonomicznie opłacalnym i przyjaznym dla środowiska.
Zmniejszenie zapotrzebowania na celulozę pochodzącą z surowców drzewnych oznacza także mniejsze obciążenie dla środowiska naturalnego – ograniczenie wycinki drzew, zmniejszenie zużycia wody i energii w procesach pierwotnych oraz redukcję emisji CO₂. Wdrożenie takiej technologii może mieć także szeroki wpływ na sektor tekstylny, który boryka się z problemem nadmiaru odpadów i brakiem efektywnych metod ich zagospodarowania.
Podsumowanie
Projekt badawczo-rozwojowy realizowany przez firmę CMC S.A. to przykład nowoczesnego podejścia do innowacji przemysłowych, gdzie doświadczenie, nauka i troska o środowisko idą w parze z efektywnością ekonomiczną. Opracowanie technologii odzyskiwania celulozy z bawełnianych odpadów tekstylnych oraz wykorzystanie jej do produkcji karboksymetylocelulozy otwiera nowe możliwości w zakresie recyklingu tekstyliów i wykorzystania surowców wtórnych w przemyśle chemicznym.
Realizacja tego projektu stanowi krok milowy nie tylko w rozwoju technologii CMC, ale także w budowie bardziej zrównoważonego i odpowiedzialnego przemysłu chemicznego w Polsce i Europie.
Skontaktuj się z nami!
CMC S.A.
Ul. Weteranów 12
03-172 Warszawa
Badania:
Ul. Sadownicza 8
26-600 RADOM