Zagospodarowanie odpadów z garbarni

05-02-2021

Naukowcy z Wydziału Inżynierii Procesowej i Ochrony Środowiska Politechniki Łódzkiej we współpracy z Siecią Badawczą Łukasiewicz – Instytutem Przemysłu skórzanego w Łodzi opracowali technologię przesiewania i granulacji strużyn skór, które są odpadami z przemysłu skórzanego i garbarskiego. Proponowana metoda jest łatwa w realizacji, korzystna ekonomicznie oraz przyjazna dla środowiska.

 

 

Na wynalazek Sposób wytwarzania aglomeratu ze strużyn garbarskich Urząd patentowy RP przyznał w roku 2020 dwa patenty, a kolejnych 6 wniosków patentowych jest rozpatrywanych.

Co można osiągnąć dzięki wynalazkowi?

Z powodu swoich właściwości strużyny skór stwarzają szereg problemów w przechowywaniu, transporcie oraz w dalszej przeróbce. Wynalazek łódzkich naukowców dotyczy metody zagospodarowania tych uciążliwych dla środowiska odpadów, a jego istotą jest taki sposób przetwarzania strużyn, aby mogły być one ponownie zagospodarowane.

Strużyny przed granulacją Strużyny przed granulacją

foto: arch. autorów

Strużyny garbarskie są odpadem charakteryzującym się wieloma niekorzystnymi właściwościami fizycznymi m.in. bardzo małą gęstością nasypową. Co za tym idzie, zajmują dużą objętość oraz ulegają pyleniu na znaczne odległości. Rodzi to problemy związane z ich magazynowaniem i transportem. Nieregularne, kłaczkowate kształty strużyn garbarskich powodują zbijanie się w większe fragmenty co utrudnia wysypywanie z pojemników oraz dozowanie i załadunek w procesach mających na celu ponowne wykorzystanie tych odpadów.

Wynalazek pozwala rozwiązać Wspomniane problemy można rozwiązać, wykorzystując zaproponowany w wynalazku sposób nadawania strużynom regularnych, sferycznych kształtów. Efekt ten można uzyskać podczas bezciśnieniowego formowania materiału w granulki w urządzeniu o kształcie talerza – tzw. aglomeracji talerzowej, z zastosowaniem odpadowego gipsu powstałego w innej gałęzi przemysłu. Tak powstałe produkty mogą być użyte jako wypełniacze przyjazne dla środowiska naturalnego – ekododatki - do wytwarzania materiałów kompozytowych o dużym potencjale wdrożeniowym, w tym tych na bazie rozdrobnionych włókien kolagenowych i polimerowych.

Takie przetworzenie odpadów umożliwia ograniczenie stosowania polimerów sztucznych, np. surowca PE, PP, w procesach produkcyjnych, w tym folii oraz materiałów opakowaniowych.

Wynalazek, wyprzedzając przepisy wspólnotowe (dyrektywa UE 2019/904, art. 2, 5, 17), zabraniające sprzedaży folii oksydegradowalnej (w procesie jej rozpadu powstaje mikroplastik, który pozostaje w środowisku aż do całkowitego rozkładu) czyni aglomeraty wytworzone sposobem zaproponowanym przez naukowców atrakcyjną alternatywą dla dodatków oksy. W rezultacie może nastąpić również redukcja powstawiania i migracji mikroplastiku. Opracowany sposób granulacji strużyn wpisuje się w koncepcję Circular Economy, jest spójny z Europejskim Zielonym Ładem, planem działania na rzecz zrównoważonej gospodarki UE oraz dotyczy minimalizacji emisji do środowiska.

Istota problemu

Odpady przemysłu skórzanego to dla producentów istotny problem. Są to odpady nieustabilizowane biologicznie, np. bezużyteczne fragmenty skóry oraz odpady z procesu garbowania, odporne na degradację biologiczną.

Szacuje się, że 4 tony skóry surowej poddanej procesom wyprawy generują tonę skór odpadowych. Pozostałości produkcyjne stanowią zwykle od 2 do 20 proc. wagi garbowanej skóry - to ponad 2 kg odpadów przypadających na każdy metr kwadratowy skóry gotowej. Według danych GUS sektor produkcji skór i wyrobów skórzanych wygenerował w 2019 roku 55,1 tys. ton odpadów.

Strużyny po granulacji Strużyny po granulacji

foto: arch. projektu

Istota wynalazku

Opracowany przez naukowców sposób umożliwia przetworzenie i zmianę właściwości fizycznych strużyn garbarskich dotychczas często składowanych na terenie zakładu i przekazywanych do utylizacji.

Zaproponowana technologia pozwala na otrzymanie sypkich ziaren zawierających składniki mineralne i organiczne, które łatwo magazynować, transportować i dozować. Granulat w odróżnieniu do luźnego złoża i pyłów może być składowany na hałdach. Z tego samego powodu do jego transportu nie jest wymagany specjalistyczny tabor.

Nawilżanie złoża roztworem szkła wodnego zapewnia uzyskanie aglomeratów o dużej wytrzymałości mechanicznej.

Ważnym aspektem wynalazku jest zastosowanie gipsu, który również jest produktem odpadowym z procesu odsiarczania spalin (np. Elektrownia Bełchatów).

Wprowadzanie do talerza gipsu drobnoziarnistego ułatwia aglomerację strużyn, co wraz z procesem suszenia zapewnia uzyskanie granul suchych na powierzchni zewnętrznej. Tworzą one niezbrylające się złoże o sypkości, pozwalającej na swobodny transport do kolejnych operacji technologicznych. Przyłączenie się do granul gipsu obniża wilgotność tak uzyskanego granulatu, dzięki czemu obniżeniu ulegają także koszty jego suszenia.

Reasumując, można stwierdzić, że proces granulacji talerzowej odpadowych strużyn garbarskich może rozwiązać problem ich przetwarzania oraz umożliwia uzyskanie trwałego, stabilnego mechanicznie, łatwego w transporcie i magazynowaniu półproduktu. Potencjał wdrożeniowy opisanego rozwiązania to m.in. przetwórstwo tworzyw sztucznych, wypełniacz w budownictwie, pustek poeksploatacyjnych, budowa i uszczelnienie składowisk odpadów komunalnych, rolnictwo i in.

Zaletą wykorzystania tak przetworzonego materiału odpadowego są aspekty środowiskowe oraz cena jego pozyskania (koszt zakupu jest tożsamy z kosztami jego transportu).

Potencjał komercjalizacyjny wynalazku

Sposób granulacji sposobem opisanym w patencie jest efektywny dla większości odpadów, granulować można również odpady wilgotne - trudne do zagospodarowania.

Rozwiązanie posiada duży potencjał rynkowy oraz wielu odbiorców bowiem umożliwia m. in.:

  1. ograniczenie kosztów składowania, utylizacji i transportu odpadów;
  2. zachowanie potencjalnych możliwości ponownego wykorzystania przetworzonych odpadów;
  3. wytworzenie cząstek stałych o odpowiednim kształcie, wymiarach i własnościach fizyko-chemicznych;
  4. wytwarzanie granulek wieloskładnikowych, np. z wykorzystaniem innych odpadów (stałych oraz ciekłych).