Công nghệ tái sử dụng chai PET
10 Phản ứng khử trùng hợp PET bằng ethylene glycol
Một số nước đang áp dụng phương pháp này : Mỹ, Úc, Canada.
Trong cả ba phương pháp trên thì phương pháp glycol phân là được sử dụng phổ biến.
3. Tái sử dụng bằng phương pháp cơ – lý : hiện có 2 công nghệ, các công nghệ này khác nhau
cơ bản ở cách xử lý phế liệu để tăng độ bền cơ lý, phù hợp cho mục đích sản xuất chai.
a. Công nghệ SSP
Chi phí đầu tư và v
ận hành cao. Sản phẩm của quá trình được chứng nhận FDA và phù hợp
cho sản xuất các loại chai (với chai màu sử dụng được ở mức 100%, chai trong nhỏ hơn 50%),
so với công nghệ biến tính PET thì công nghệ này loại bỏ được triệt để hơn các tạp chất nhờ có
thêm quá trình xử lý bằng thiết bị SSP (thiết bị trùng ngưng trạng thái rắn).
Việc xử lý phế liệu bằng thiết bị SSP lạ
i chia ra 2 phương pháp : dùng phương pháp chân
không và dùng khí trơ (N
2
).
 Công nghệ SSP dùng khí trơ N
2
làm chất tải nhiệt

Một quy trình công nghệ SSP dùng khí trơ N
2
làm chất tải nhiệt
Các điểm chính :
- Phế liệu PET dạng mảnh sạch (thu được sau quá trình rửa và sấy) được nạp liệu liên tục cho
máy đùn hai trục vít, nhờ các vùng tách khí mà các chất hữu cơ dễ bay hơi sẽ được tách khỏi
vật liệu, lưới lọc tự làm sạch sẽ loại bỏ những chất rắn không nóng chảy khỏi dòng vật liệu.


(From Post Polymerization of Polyester for Fiber Formation by Yunqian Ma)
Công nghệ tái sử dụng chai PET
12

Như vậy quá trình SSP sẽ xảy ra nhanh hơn khi dùng phương pháp chân không, nguyên nhân
là do hiệu quả loại bỏ nước và ethylene glycol (sản phẩm phụ của phản ứng) tốt hơn. Hiệu quả
loại bỏ tạp chất dễ bay hơi khác của phương pháp chân không cũng cao hơn.
- Nồng độ nhóm cuối mạch (OH và COOH) Sự giảm nồng độ nhóm cuối mạch theo sự tăng I.V
(From Post Polymerization of Polyester for Fiber Formation by Yunqian Ma)
Ta nhận thấy không có sự khác nhau nhiều giữa hai phương pháp.
- Vận hành và bảo trì : Phương pháp dùng khí N
2
vận hành và bảo trì dễ hơn.
- Chi phí vận hành : Phương pháp chân không có chi phí thấp hơn.
Một số công nghệ SSP sẽ được giới thiệu sau.
b. Công nghệ biến tính PET phế liệu (sản phẩm được viết tắt là M-PET, modified PET)
Là công nghệ có chi phí đầu tư, năng lượng tiêu thụ thấp hơn so với công nghệ SSP, sản
phẩm của công nghệ này đạt các tính năng cơ lý cho sản xuất các loại chai, có chứng nhận
FDA. Chi phí cho sản xu
ất 1 tấn M-PET ở dạng hạt kết tinh từ chai phế liệu khoảng 500 EUR.
Quá trình được bắt đầu từ PET-F đã qua quá trình rửa. PET-F được trộn với chất biến tính
(modifier) silicone lỏng (hexamethyldisilazane và tetraethyl orthosilicate) trong thiết bị trộn (tỷ
lệ sử dụng 2,5%), nhiệt độ xử lý 140 – 150
0
C trong thời gian khoảng 90 phút. Khi đó bề mặt
của PET-F sẽ mềm ra và chất biến tính sẽ bám lên bề mặt của PET-F đồng thời ẩm cũng sẽ

dựa trên nguyên lý chênh lệch tỷ trọng với nước, phế liệu sau đó sẽ được sấy bằng thiết bị sấy
spin.
Công nghệ tái sử dụng chai PET
14

- Kết tinh hóa PET-F : trước khi đùn hoặc xử lý bằng thiết bị SSP, PET-F cần được xử lý nhiệt
để tăng độ kết tinh (tránh xảy ra sự tạo thành các kết tụ) và giảm lượng ẩm đến mức chấp nhận
được.
- Quá trình đùn tạo hạt : PET-F đã được xử lý kết tinh được nạp liệu cho máy đùn có các vùng
tách khí để loại bỏ các hợp chất dễ bay hơi, lưới lọc
được lắp đặt trước đầu tạo hình để loại bỏ
những tạp chất rắn không nóng chảy.

- Trùng ngưng trạng thái rắn : tăng khối lượng phân tử của R-PET lên mức yêu cầu và loại bỏ
những hợp chất dễ bay hơi còn xót lại trong vật liệu (theo cơ chế khuyếch tán). Sử dụng khí
Nitơ làm chất tải nhiệt.
Các hệ phụ trợ : xử lý nước thải để hoàn lưu, hệ làm sạch khí Nitơ
Bảng định mức tiêu thụ năng lượng của các quá trình
STT Dạ
ng năng lượng Quá trình Lượng tiêu thụ
1 Điện năng Từ chai phế liệu đến PET-F sạch 354 KWh/tấn chai
2 Điện năng Xử lý nước thải 30 KWh/tấn chai
3 Điện năng Tạo hạt 480 KWh/tấn chai
4 Điện năng SSP 248 KWh/tấn chai
5 Nước sử dụng Từ chai phế liệu đến PET-F sạch 2.1 m
3
/tấn chai
6 Nước sử dụng Tạo hạt 2.0 m
3
/tấn chai

15

- Thiết bị gia nhiệt sơ bộ : gia nhiệt sơ bộ phế liệu PET đến nhiệt độ 160
0
C trước khi nạp liệu
cho thiết bị SSP, thời gian khoảng 10 phút.
- Thiết bị phản ứng pha rắn : phế liệu được giữ ở nhiệt độ khoảng 216
0
C dưới điều kiện chân
không cao để loại bỏ acetaldehyde và những chất dễ bay hơi khác, tốc độ tăng I.V là : 0,01 –
0,02 dl/g/giờ. Sau một khoảng thời gian xác định (I.V đạt mức yêu cầu) phế liệu đi vào buồng
làm lạnh để ngừng phản ứng.
3. Công nghệ Supercycle (công ty Buhler Group Thụy Sĩ, có văn phòng ở Thái Lan, Trung
Quốc, Singapore)

Lưu đồ dòng vật liệu trong công nghệ Buhler Bottle to Bottle
Quá trình chuyển PET-F sạch thành R-PET dạng hạt, thích hợp cho sản xuất chai và được
chứng nhận FDA.

Quy trình công nghệ Supercycle
Công nghệ tái sử dụng chai PET
16

Công nghệ này có điểm đặc biệt là sử dụng máy đùn RingExtruder cho hiệu quả loại bỏ tạp
chất cao hơn máy đùn hai trục vít, bao gồm vùng tách khí trạng thái rắn (solid state degassing)
và vùng tách khí trạng thái nóng chảy (melt phase degassing), ngoài ra năng suất cũng cao hơn
và thời gian lưu trú thấp hơn, nguyên liệu không cần phải sấy trước khi nạp liệu cho máy đùn
RingExtruder.
4 : Thiết bị chứa trung gian 5 : Vít tải 6 : Khóa chân không
7 : Tấm trượt 8 : Thiết bị xử lý nhiệt 9 : Cửa nạp liệu
10 : Bộ khuấy trộn 11 : Máy đùn một trục vít (đã hiệu chỉnh cấu trúc trục vít)
12 : Vùng tách khí 13 : Lưới lọc
z Hiện tại Erema có 3 thiết kế công nghệ cho khách hàng lựa chọn
n Vacurema Basic
Sự giảm I.V của quá trình xử lý từ nguyên liệ
u đầu vào (PET-F) đến R-PET (dạng hạt) là
nhỏ, khoảng 0 – 3%, năng lượng tiêu thụ : 0,25 – 0,28 KWh/kg.
Công nghệ tái sử dụng chai PET
18

Đặc điểm :
- Chi phí đầu tư và vận hành thấp, chi phí gia công khoảng 0,1 Euro/kg, thiết bị gọn nhẹ.
- Yêu cầu nguyên liệu đầu vào phải có độ sạch cao, vì máy đùn không có vùng tách khí nên
hiệu quả loại bỏ những hợp chất dễ bay hơi thấp (chỉ loại bỏ một phần ở thiết bị chân không).
- Có chứng nhận FDA.

Mô hình Vacurema Basic

Thiết bị thực tế
oVacurema Advanced
- Là hệ mở rộng thêm so với Vacurema Basic, có thêm thiết bị sấy kết tinh hóa chân không,
tăng hiệu quả sấy và tách tạp chất.
- Sau khi xử lý I.V tăng 2 – 6
%, chi phí năng lượng 0,28 – 0,31 KWh/kg.
- Có chứng nhận của FDA, PepsiCo.

Công nghệ tái sử dụng chai PET
19