Strožije ekološke norme i zagađenje fosilnim gorivima zahtevaju čistija goriva kao što je biodizel. Ovaj dizel na bazi biljnog ulja ili životinjske masti je biorazgradiv—do četiri puta brži od naftnog dizela—i netoksičan.
Međutim, visoka cena proizvodnje biodizela ostaje glavna prepreka njegovoj široj primeni i, u zavisnosti od izvora biomase, njegovo korišćenje može izazvati zagađenje. Dodavanje blendera kao što je jedinjenje triacetina, može rešiti oba ova problema, prema istraživanju. Nažalost, triacetin se obično proizvodi hemijski, trošeći mnogo hemikalija, što dovodi do otpada i toksičnih ostataka.
„Triacetin se koristi kao plastifikator u filteru cigareta, tako da su, naravno, opušci cigareta bogati njime“, kaže Sami Iousef, glavni istraživač na Tehnološkom univerzitetu u Kaunasu, Litvanija.
Zajedno sa svojim kolegama iz Litvanskog energetskog instituta (LEI), sproveo je seriju eksperimenata u kojima su koristili pirolizu za termičko razlaganje otpada cigareta. Eksperimenti su izvedeni u reaktoru od 200 g na različitim reakcionim temperaturama (650, 700 i 750°C). Najveća količina triacetina (43%) je sintetizovana na 750°C.
Pušači širom sveta kupuju otprilike 6,5 biliona cigareta svake godine. Prosečna težina opuška cigarete je 0,2 g; godišnje ih se proizvede više od 1,1 milion tona. Otpad od cigareta sadrži velike količine toksičnih hemikalija, kancerogena, mikroplastičnih vlakana i radioaktivnih elemenata kojima je potrebna posebna pažnja.
„U našoj istraživačkoj grupi radimo na temama reciklaže i upravljanja otpadom, pa smo uvek u potrazi za otpadom koji je prisutan u ogromnim količinama i ima jedinstvenu strukturu. Cigarete se prave od tri komponente – duvana, papira i filter napravljen od celuloznih acetatnih vlakana — i dobar su izvor sirovina i energije. Osim toga, opušci se lako sakupljaju jer postoje mnogi sistemi i kompanije za sakupljanje ovog otpada“, objašnjava Jusef.
Iako je bilo pokušaja da se otpad od cigareta reciklira za ekstrakciju sirovina, većina studija se fokusirala na ispitivanje termičke degradacije pojedinačnih komponenti. Litvanski naučnici su u svojim eksperimentima tretirali opuške kao mešavinu i, po njima, to je originalan pristup.
„Postoje studije koje, slično kao i mi, koriste pirolizu kao metodu, ali je primenjuju samo na komponente filtera. U ovom slučaju je potrebna prethodna obrada materijala da bi se odvojile sve komponente. Pošto je duvan toksičan otpad , njegovo odlaganje zahteva posebnu pažnju, a zbog tehnološki komplikovanog procesa odvajanja komponenti otpada cigareta, to nije ekonomski izvodljivo“, kaže Jusef, glavni istraživač na KTU Fakultetu za mašinstvo i dizajn.
Nakon serije eksperimenata pirolize na različitim temperaturama, istraživači su uspeli da izvuku ulje (38–39,5 tež%), ugljen (25,7–27,7 tež%) i gas (33–36,4 tež%) iz otpada cigareta. Ugljeni proizvod porozne strukture bio je veoma bogat kalcijumom (do 32 tež%).
„Svi proizvodi imaju stvarnu primenu. Char, koji je u našem slučaju porozan i veoma bogat kalcijumom, može se koristiti za đubrivo, ili prečišćavanje otpadnih voda kao apsorbent, i skladištenje energije. Gas se može koristiti u energetske svrhe. Poslednje, ali ne najmanje važno je ulje, bogato triacetinom, koji se može koristiti kao aditiv biodizelu za smanjenje troškova“, kaže Jusef, koji veruje da tehnologija ima velike mogućnosti za unapređenje.
Da bi bilo koja nova tehnologija tretmana otpada bila integrisana u sistem cirkularne ekonomije, mora postojati sistem sakupljanja otpada i strategija reciklaže, kao i infrastruktura.
Sistemi za sakupljanje opušaka, na primer, metalne korpe za otpatke i pepeljare, se široko koriste za njihovo sakupljanje odvojeno od čvrstog otpada. Što se tiče strategije reciklaže, istraživači predlažu korišćenje tretmana pirolize na 750°C, koji termički pretvara opuške u ugljen, gas i ulje.
Gasoviti proizvodi se mogu koristiti za proizvodnju električne energije i za napajanje postrojenja za konverziju, ugljen se može koristiti kao apsorbenti, dok se ulje može dodati u biogoriva u količini do 25% pošto je dozvoljena stopa triacetina 10%.
U međuvremenu, istraživač KTU-a Jusef kaže da grupa istražuje druge mogućnosti za korišćenje otpada od cigareta. Studija je objavljena u časopisu Journal of Analitical and Applied Pirolisis.
