마이크로파 열분해 - 폐기물 재활용을 위한 새로운 기술

플라스틱-알루미늄 라미네이트 포장 - 대부분의 사람들은 이러한 포장에 대해 들어본 적이 없다고 말하지만, 거의 모든 사람이 일상생활에서 접해 본 적이 있습니다. 이러한 포장은 오랫동안 치약 튜브를 만드는 데 사용되어 왔지만, 최근 몇 년 동안 음료, 식품, 반려동물 사료에도 활발하게 사용되고 있습니다.

현재 이 유형의 포장재는 알루미늄 병과 플라스틱 병에 이어 3위를 차지하고 있습니다. 라미네이트 포장재가 다른 유형의 포장재와 구별되는 유일한 점은 재활용 가능성을 나타내는 표시가 없다는 것입니다.

하지만 제조업체 입장에서는 플라스틱-알루미늄 라미네이트 포장이 매우 매력적입니다. 생산에 에너지가 거의 필요하지 않고, 가벼워서 운송 비용을 절감할 수 있으며, 이러한 유형의 포장은 빛과 외부 요인의 부정적인 영향으로부터 제품을 잘 보호합니다.

매년 이러한 유형의 포장의 인기는 10~15%씩 증가하고 있습니다. 이러한 유형의 포장을 버릴 실질적인 이유가 없기 때문입니다.

영국에서는 매년 17만 톤 이상의 라미네이트가 이러한 포장재를 생산하는 데 사용되고, 17,000톤의 알루미늄이 지하에서 채굴된다는 점은 주목할 만합니다.

이러한 포장재 재활용 아이디어는 케임브리지 대학교의 카를로스 러들로-팔라폭스 박사에게서 나왔습니다. 1997년, 이 교수는 베이컨 롤을 전자레인지에 너무 오래 넣어두면 음식이 붉은 숯으로 변한다는 이야기를 들었습니다. 전자레인지 안에서는 마이크로파 복사에 의해 열분해 과정이 일어났습니다. 고온의 영향으로 유기 물질이 분해되었고, 열분해 과정에서 재료의 일부였던 금속이 용출되었습니다.

카를로스의 연구는 일반 전자레인지에 과립 탄소와 라미네이트 포장재를 넣은 후, 전자레인지 내부 공기를 질소로 치환하는 것으로 시작되었습니다. 그런 다음 전자레인지를 최대 출력(1.2kW)으로 가동했습니다. 약 2분 후, 오븐 내부 온도가 600°C에 도달하자 라미네이트가 오일, 기체 탄소, 그리고 알루미늄 플레이크로 분리되기 시작했습니다.

15년이 지난 지금, 연구진은 영국 루텐에 있는 한 공장에서 이 방법을 시험하기로 결정했습니다. 이 공장은 기존 전자레인지와 유사한 원리를 사용하는데, 유일한 차이점은 전자레인지의 출력이 150kW라는 것입니다.

포장재를 알루미늄과 탄화수소로 변환하는 이 전체 과정은 3분밖에 걸리지 않으며, 대기 중으로 어떠한 유해 물질도 배출하지 않습니다. 이렇게 얻은 알루미늄은 재용융에, 탄화수소는 연료 생산에 사용할 수 있습니다.

이 폐기물 재활용 공장은 대형 식품 대기업의 일부 지원을 받고 있으며, 라미네이트 포장재 재활용 작업을 시작할 준비가 이미 완료되었습니다. 추산에 따르면, 이 공장은 연간 2천 톤 이상의 포장재를 재활용할 수 있을 뿐만 아니라, 완전 자급자족이 가능하고 충분한 에너지를 생산할 수 있습니다. 또한, 플라스틱-알루미늄 라미네이트 포장재 제조업체와 산업 폐기물 재활용 계약을 이미 체결했으며, 제조업체가 재활용 공장으로 보내는 비용은 매립지로 보내는 비용보다 저렴할 것입니다.

연구진의 연구는 여기서 끝나지 않습니다. 카를로스 연구팀은 이미 다양한 재료를 마이크로파 열분해하여 시험하고 있습니다.

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