Hạt nhựa nguyên sinh đóng một vai trò quan trọng trong việc sản xuất của nhiều ngành nghề khác nhau. Tuy nhiên, quy trình sản xuất hạt nhựa nguyên sinh vẫn là một dấu hỏi lớn của nhiều người. Cùng bao bì Đức Phát tìm hiểu chủ đề “Quy trình sản xuất hạt nhựa nguyên sinh” ngay nhé!
Nhựa nguyên sinh là gì?
Nhựa nguyên sinh là gì?
Nhựa nguyên sinh là sản phẩm nhựa được chưa được sử dụng, chưa được tái chế. Nhựa là một sản phẩm tổng hợp từ các polyme. Chúng được dùng làm chai lọ nhựa, bao bì thực phẩm, … Hiện nay, đã có hơn 300 loại nhựa được tìm thấy. Chúng được hướng dẫn phân loại theo 7 nhóm nhựa chính được ký hiệu từ nhựa số 1 tới nhựa số 7. Chúng gồm các loại nhựa sau:
- Nhựa PET nguyên sinh
- Nhựa HDPE nguyên sinh
- Nhưạ ABS nguyên sinh
- Nhựa PP nguyên sinh
- Nhựa PVC nguyên sinh
- Nhựa SAN nguyên sinh
- …
Polyme là gì?
Polyme là thuật ngữ nói về các phân tử gồm nhiều đơn vị giống nhau liên kết với nhau thành một chuỗi. Các polyme hiện nay sẽ có nguồn gốc chủ yếu từ thực vật hoặc từ các nhiên liệu hóa thạch. Chúng đều có tính chất chung là dẻo, linh hoạt, độ bền cao và dễ tạo hình. Quy trình sản xuất hạt nhựa nguyên sinh chính là quy trình tổng hợp polyme.
Nhựa được làm từ gì?
Hiện nay nhựa được làm từ 2 nguồn nguyên liệu chính bao gồm từ thực vật hoặc nhiên liệu hóa thạch.
- Bio-Plastic hay còn được biết đến với cái tên là nhựa sinh học. Chúng là sản phẩm được tái tạo từ đường, tinh bột, chất béo, vi khuẩn, …
- Nhựa nguyên sinh tổng hợp là loại nhựa được sản xuất từ các nguồn nhiên liệu hóa thạch. Hầu hết nhựa tổng hợp đều được sản xuất từ nguồn dầu thô. Ngoài ra còn được sản xuất từ than đá hoặc các loại khí đốt.
Công nghệ và quy trình sản xuất hạt nhựa nguyên sinh
Quy trình sản hạt nhựa nguyên sinh sẽ luôn bao gồm 5 bước cơ bản: Khai thác vật liệu, chưng cất, cracking, phản ứng trùng hợp và cắt nhỏ tạo hạt nhựa nguyên sinh.
Bước 1: Khai thác nguyên liệu thô
Quy trình sản xuất hạt nhựa nguyên sinh sẽ bắt đầu tại các mỏ dầu, mỏ khí đốt, mỏ than. Ở đây, các nguồn nhiên liệu hóa thạch sẽ được khai thác ở dạng thô. Nguồn nguyên liệu thô này sẽ được lấy lên từ sâu trong lòng đất và chúng thường ở dạng bùn. Sau đó, qua các đường ống dẫn chúng được đưa đến các nhà máy lọc dầu. Các nguồn nguyên liệu thô này chứa các hydrocarbon – nguyên liệu chính để tạo ra nhựa.
Bước 2: Chưng cất dầu
Bước 2 trong quy trình sản xuất hạt nhựa nguyên sinh là việc chưng cất, tách các chất khỏi nguyên liệu thô. Ở đây, dầu thô sẽ được đun nóng lên trong một lò phân tách. Quá trình này khá giống như việc chưng cất mật đường. Các vật chất nặng sẽ được chìm xuống đáy và các vật chất nhẹ hơn sẽ bay lên trên.
Sẽ có 8 khoang trong lò phân tách. Mỗi khoang sẽ có nhiệm vụ tác một loại hợp chất khác nhau. Khoang thứ 3 từ trên xuống sẽ là khoang tách vật chất để làm nhựa. Naphtha là vật liệu dùng để sản xuất nhựa. Nó chứa nhiều 2 loại hydrocarbon là etan và propene. Đây là 2 loại hydrocacbon được sử dụng nhiều nhất trong quy trình sản xuất hạt nhựa nguyên sinh.
Bước 3: Cracking
Quá trình Cracking sẽ giúp tách ethylene từ ethane hoặc propylene từ propene. Quá trình cracking giống như việc bạn tháo các mảnh ghép từ một khối Lego lớn. Bước này trong quy trình sản xuất hạt nhựa nguyên sinh cần làm trong môi trường có áp suất cao và không có oxy. Quá trình cracking sẽ có 2 cách làm: Cracking nhiệt hoặc Cracking nhiệt kết hợp hơi nước.
Ở bước này cần phải kiểm soát chặt chẽ các điều kiện thực hiện cracking. Do các monome được tách ra ở bước này sẽ là nguyên liệu trực tiếp để sản xuất hạt nhựa.
Bước 4: Phản ứng trùng hợp
Ngược lại với quá trình cracking thì phản ứng trùng hợp là việc ghép các monome lại với nhau. Đây là quá trình tổng hợp các monome thành các polyme lớn. Ethylene và Propylen sẽ được tổng hợp lại tạo thành các polyetylen và polypropylen. Ngoài ra có thể kết hợp chúng với các chất khác để tạo ra các loại nhựa khác.
Để trùng hợp các phân tử để tạo ra nhựa người ta sẽ sử dụng 2 cách: Trùng hợp bổ sung hoặc Trùng hợp ngưng tụ.
Phản ứng trùng hợp bổ sung
Trong quy trình sản xuất hạt nhựa nguyên sinh thì phản ứng trùng hợp bổ sung được dùng để tạo ra nhựa PET, HDPE và PVC. Đây là quá trình ghép các monome – các phân tử giống nhau một cách liên tục để tạo thành một chuỗi. Để phản ứng xảy ra thì sẽ cần sử dụng một số chất xúc tác như peroxide.
Phản ứng trùng hợp ngưng tụ
Phản ứng này còn được gọi là phản ứng trùng ngưng. Phản ứng này là quá trình kết hợp 2 hay nhiều phân tử khác nhau bằng cách loại bỏ bớt các phân tử. Các sản phẩm chủ yếu của phản ứng trùng ngưng là polyester và nylon.
Bước 5: Cắt nhỏ tạo thành hạt nhựa
Đây là bước cuối cùng trong quy trình sản xuất hạt nhựa nguyên sinh. Nguyên liệu sẽ được nấu chảy và tạo thành nhựa. Sau khi nấu chảy, nguyên liệu sẽ được đưa tới máy đùn. Ở đây nhựa sẽ được xử lý, cắt nhỏ tạo thành hạt nhựa nguyên sinh. Màu sắc của các hạt nhựa sẽ khác nhau tùy thuộc vào loại nhựa được sản xuất.
Các loại nhựa khác nhau sẽ có vai trò khác nhau trong quá trình sản xuất và sử dụng. Trong đó vai trò quan trọng nhất của nhựa chính là sản xuất và bảo quản thực phẩm, mỹ phẩm, dược phẩm, … Không thể phủ nhận vai trò của nhựa nguyên sinh nhưng chúng cũng là nguyên nhân dẫn đến nhiều hệ quả xấu cho môi trường
Bạn có thể tưởng tượng quy trình sản xuất hạt nhựa nguyên sinh giống như việc lắp ráp Lego. Tổng hợp mảnh ghép => Phân loại các nhóm mảnh ghép => Phân loại chi tiết các mảnh => Lắp thành các khối lớn => Chia nhỏ các khối
Các loại hạt nhựa nguyên sinh phổ biến hiện nay
Hạt nhựa HDPE nguyên sinh
Hạt nhựa HDPE nguyên sinh là loại hạt nhựa HDPE (High-Density Polyethylene) được sản xuất từ nguyên liệu nguyên sinh, tức là nguyên liệu nhựa mới và chưa qua sử dụng trước đó. Đây là một loại nhựa nhiệt dẻo, được ứng dụng nhiều trong sản xuất. Chúng có thể được dùng để sản xuất chai nhựa, bao bì sản phẩm, ống dẫn nước, …
Hạt nhựa PVC nguyên sinh
Nhựa PVC được ký hiệu là nhựa số 3. Hạt nhựa PVC nguyên sinh được ứng dụng nhiều trong việc sản xuất các hệ thống ống dẫn. Đặc biệt là sản xuất các ống dẫn hóa chất. Đây là loại nhựa khó cháy, chịu được nhiệt độ cao và kháng hóa chất tốt. Tuy nhiên loại nhựa này tương đối độc do sử dụng nhiều chất phụ gia trong quá trình sản xuất. Một số chất phụ gia nguy hiểm đó gồm có: Phthalates và dioxine.
Hạt nhựa PP nguyên sinh
Hạt nguyên sinh nhựa PP là vật liệu được tổng hợp từ Propylene. Để phân biệt với các loại nhựa khác thì nhựa PP sẽ được ký hiệu lá số 5. Hạt nhựa PP nguyên sinh là nguyên liệu chính cho việc sản xuất chai lọ mỹ phẩm, nắp nút chai, … Ngoài ra vật liệu này còn đóng vai trò qua trọng trong sản xuất hàng tiêu dùng, dệt may.
Thị trường hạt nhựa nguyên sinh ở Việt Nam
Hạt nhựa nguyên sinh luôn là vật liệu quan trọng trong nhiều ngành sản xuất. Tuy nhiên, ở Việt Nam chưa thể tự sản xuất được hạt nhựa nguyên sinh. Nguồn hạt nhựa này chủ yếu đến từ nhập khẩu, đặc biệt là nhập khẩu từ Trung Quốc. Do đó giá của hạt nhựa nguyên sinh HDPE, PVC, PP sẽ có sự biến động theo từng khoảng thời điểm và sự biến động của thị trường. Ngoài nhập khẩu 3 loại hạt nhựa nguyên sinh trên thì hạt nhựa abs nguyên sinh, hạt nhựa san nguyên sinh cũng được nhập khẩu chủ yếu từ Trung Quốc.
Vòng đời của hạt nhựa nguyên sinh
Nhựa nguyên sinh trải qua 4 giai đoạn trong vòng đời của nó bao gồm: Khai thác vật liệu, sản xuất sản phẩm, sử dụng và thải bỏ.
Khai thác nguyên liệu và sản xuất vật liệu
Đây là bước đầu tiên của quy trình sản xuất hạt nhựa nguyên sinh và là giai đoạn đầu tiên của hạt nhựa nguyên sinh. Dầu thô, khí đốt và than đá sẽ được khai thác và sử dụng làm nguồn nguyên liệu sản xuất hạt nhựa. Quá trình hình thành hạt nhựa sẽ được trải qua 5 bước như phía trên.
Sản xuất sản phẩm
Hạt nhựa sẽ được đưa tới các nhà máy để sản xuất thành các sản phẩm khác nhau. Tùy từng mục đích sử dụng mà loại nhựa được chọn để sản xuất cũng sẽ có sự thay đổi. Ví dụ như nhựa PET và nhựa HDPE được dùng để sản xuất bao bì chai lọ thực phẩm, dược phẩm hay mỹ phẩm. Còn nhựa PVC sẽ được dùng nhiều đế sản xuất ống dẫn nước.
Sử dụng
Các sản phẩm từ nhựa sẽ được phân phối tới người tiêu dùng. Chúng sẽ được dùng làm các thiết bị, các hộp sữa, chai nhựa, … Các sản phẩm từ nhựa có thể nói là một phần không thể thiếu trong cuộc sống của con người hiện nay. Có thể nói nhựa hiện nay là vật liệu khó có thể thay thế trong nhiều ngành công nghiệp. Đặc biệt là vai trò làm bao bì thực phẩm, chai lọ dược phẩm và chai lọ mỹ phẩm.
Thải bỏ
Sau quá trình sử dụng thì các sản phẩm nhựa sẽ bị thải bỏ. Chúng có thể bị thải trực tiếp ra môi trường, đưa tới các bãi rác, … hay may mắn hơn là được đưa tới các nhà máy tái chế. Khi được đưa tới nhà máy tái chế, chúng sẽ được trải qua quy trình sản xuất nhựa tái sinh. Ở đây chúng sẽ được bắt đầu lại vòng đời của mình.
Tại sao lại gọi nhựa là “Vật liệu ngoài hành tinh”
Nhựa là vật liệu nhân tạo
Nhựa là loại vật liệu nhân tạo, không có trong tự nhiên. Chúng được con người tạo ra từ các nhiên liệu hóa thạch. Vào năm 1906 tại Bỉ, loại nhựa tổng hợp đầu tiên được tạo ra bởi Baklite. Đây được coi là dấu ấn lịch sử trong việc cách mạng các ngành công nghiệp. Nhựa tổng hợp có đặc tính kháng điện, kháng hóa chất cực tốt. Đồng thời rẻ hơn so các vật liệu khác tại cùng thời điểm đó.
Nhựa khó phân hủy
Theo các nghiên cứu về nhựa, thì mất tới hàng thế kỷ để nhựa có thể phân hủy tại các bãi chôn lấp. Trong tự nhiên gần như không có sinh vật nào có khả năng phân hủy nhựa. Dưới sự tác động của các yếu tố tự nhiên thì nhựa sẽ giải phóng ra các chất độc hại. Các chất độc hại này có thể là CO2 hoặc các chất phụ gia trong quá trình sản xuất nhựa nguyên sinh.
Tác động của nhựa tới môi trường
Nhựa là một trong những nguyên nhân lớn nhất gây ô nhiễm môi trường tự nhiên. Bạn hoàn toàn có thể tìm thấy nhựa trên đỉnh Everest (ngọn núi cao nhất thế giới) và tìm thấy ở vực Maria (nơi sâu nhất dưới biển). Có thể nói nhựa đang xâm chiếm, bao phủ mọi ngóc ngách thế giới.
Không chỉ gây hại sau khi bị thải bỏ, quy trình sản xuất hạt nhựa nguyên sinh cũng gây ảnh hưởng lớn tới môi trường. Các chất thải chưa qua xử lý là nguyên nhân khiến cho nhiều con sông, vùng đất trở thành các vùng đất chết.
Tác động của nhựa tới sức khỏe con người
Không chỉ tác động tới môi trường tự nhiên, nhựa cũng ảnh hưởng trực tiếp tới con người. Các rác thải nhựa, các chất thải trong quá trình sản xuất nhựa nguyên sinh có những ảnh hưởng tiêu cực tới con người. Các hợp chất như dioxine, BPA, … là nguyên nhân dẫn đến các bệnh nguy hiểm. Đây đều là các hợp chất gây ung thư, rối loạn hormone ở người.
Giải pháp hạn chế tác động của rác thải nhựa
Nguyên tắc 3R/3T
Nguyên tắc 3R được xây dựng dựa trên 3 yếu tố Reduce – Reuse – Recycle. Nguyên tắc này còn được gọi là nguyên tắc 3T Tiết giảm – Tái sử dụng – Tái chế. Nguyên tắc này cũng là khởi nguồn cho các lối sống như Zero Waste, phong cách sống tối giản.
- Reduce – Tiết giảm: Đây là ưu tiên của nguyên tắc. Nguyên tắc này đưa ra nhằm hạn chế những nhu cầu không cần thiết để từ đó giảm lượng tiêu thụ sản phẩm cũng như lượng rác phát thải.
- Reuse – Tái sử dụng: Xu hướng tiêu dùng bền vững, sử dụng lại nhiều lần một sản phẩm là điều mà nguyên tắc thứ 2 hướng tới
- Recycle – Tái chế: Sử dụng nguồn nguyên liệu trong giai đoạn thải bỏ để làm nguyên liệu cho các sản phẩm khác.
Nghiên cứu phát triển các cách thức phân hủy rác thải nhựa
Trong những năm gần đây, việc phát triển các cách thức xử lý rác thải nhựa đã có những kết quả tích cực. Vào năm 2016, các nhà khoa học đã tìm ra được loại vi khuẩn có thể ăn nhựa. Kế tiếp đó, họ cũng đã phát hiện ra rằng loài sâu bướm của loài bướm đêm lớn có thể tiêu hóa nhựa. Loài sâu bướm này có thể tạo ra enzym phân hủy nhựa.
Nhựa và các quy trình sản xuất nhựa nguyên sinh đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong cuộc sống. Tuy nhiên, chúng cũng là nguyên nhân lớn nhất gây ra các vấn đề về môi trường. Do đó chúng ta cần sử dụng hiệu quả nhựa nhằm giảm thiểu tối đa tác động tới môi trường.
