Badacze z SGGW opracowali technologię odzysku ciepła odpadowego wykorzystywanego w produkcji folii z surowców pochodzących z recyklingu

Naukowcy z Instytutu Inżynierii Mechanicznej Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego opracowali innowacyjną technologię pozwalającą na odzyskiwanie tak zwanego ciepła technologicznego w trakcie produkcji folii stretch. Dotychczas ciepło to było traktowane jako odpad produkcyjny.

Zaprojektowany innowacyjny układ odzysku ciepła technologicznego, zarządzany przez opracowany przemysłowy system sterowania, umożliwia wykorzystanie dotychczas rozpraszanego w otoczeniu ciepła w procesie wstępnego przygotowania regranulatu stanowiącego surowiec do produkcji folii stretch. W skład regranulatu może wchodzić nawet do 80% polietylenu odpadowego. Opracowana w ramach realizowanych prac B+R w konsorcjum z firmą TW Plast Sp. Z o.o. technologia umożliwia zagospodarowanie trudnych do utylizacji odpadów, oszczędza materiały wykorzystywane w produkcji oraz redukuje zużycie energii elektrycznej, a w rezultacie przekłada się na zmniejszenie śladu węglowego.

Oprócz nowatorskiego wykorzystania zwiększonego udziału surowca recyklingowego, pozwalającego produkować pełnowartościową folię stretch, innowacją procesową jest wykorzystanie niskotemperaturowego ciepła odpadowego, które jest transformowane na ciepło wysokotemperaturowe i wykorzystywane następnie w procesie wstępnego suszenia regranulatu pochodzenia odpadowego.

Wzrost poziomu temperaturowego ciepła odpadowego realizowany jest za pomocą zaprojektowanych przez pracowników Katedry Podstaw Inżynierii i Energetyki pomp ciepła pracujących kaskadowo w opracowanym specjalnie do tego celu układzie hydraulicznym, co stanowi innowację produktową.

Opracowana konstrukcja pompy ciepła o nominalnej mocy chłodniczej wynoszącej 220 kW, stanowiącej dolny stopień układu odzysku ciepła, umożliwia wzrost poziomu temperaturowego ciepła odpadowego z 15°C do 32°C. Górny stopień kaskady, bazujący na sprężarkowej pompie ciepła o nominalnej mocy chłodniczej wynoszącej 220 kW, umożliwia natomiast wzrost poziomu temperaturowego ciepła odpadowego z 32°C do 95°C.

Obie konstrukcje pomp ciepła zasilone są ekologicznymi czynnikami chłodniczymi, czyli czynnikami, których wartości współczynników ODP oraz GWP są bliskie zeru. Pracą układu hydraulicznego linii odzysku ciepła zarządza opracowany również przez pracowników Katedry Podstaw Inżynierii i Energetyki przemysłowy system sterowania, bazujący na dwóch warstwach sterowania: nadrzędnej i podrzędnej. Podrzędna warstwa sterowania bazuje na sterownikach PLC. Warstwa nadrzędna jest warstwą kontrolną, a w jej skład wchodzą panele operatorskie HMI oraz komputer przemysłowy IPC z aplikacją SCADA.

Te innowacyjne rozwiązania powstały w wyniku realizacji prac B+R w ramach projektu pt.: „Opracowanie innowacyjnego wyrobu gotowego w postaci specjalistycznej folii stretch o polepszonych właściwościach z materiałów pochodzenia recyklingowego”, finansowanego przez Narodowe Centrum Badan i Rozwoju [POIR.01.01.01-00-1078/21], realizowanego przez pracowników Katedry Podstaw Inżynierii i Energetyki Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie w konsorcjum z firmą TW Plast Sp. Z o.o..

Konsultacja merytoryczna: dr hab. Paweł Obstawski, prof. SGGW, Katedra Podstaw Inżynierii i Energetyki, dr inż. Jacek Słoma, Katedra Podstaw Inżynierii Instytutu Inżynierii Mechanicznej SGGW