Fenntarthatóság és a hulladék minimalizálása terméktervezésnél

Fenntarthatóság és a hulladék minimalizálása terméktervezésnél Dobrovszky Károly [email protected] BME Vegyészmérnöki és Biomérnöki Kar, Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék - Műanyag és Gumiipari Laboratórium Műanyaghulladék menedzsment 8. előadás, 2017. október 27.

Tartalomjegyzék 1. Média és a műanyag 2. Hulladékgazdálkodási piramis, hulladékkezelési költségek 3. Rendszerszemlélet • Tervezési stratégiák és koncepciók • Termék életciklusa és befolyásoló tényezői • Alapanyagválasztás • Gyártás optimálás • Újrahasználat – szerelési segédletek • Problémák a reciklált alapanyaggal 4. Design for recycling and disassembly 5. Következtetések, összefoglalás Dobrovszky Károly

2 / 55

Túlcsomagolt fogyasztási cikkek

Fólia nedvesség-áteresztése

Egyre nagyobb fogyasztói elvárások

Fólia oxigén-áteresztése The Dow Chemical Company

3 / 55

Túlcsomagolt fogyasztási cikkek

http://www.flipflopdesign.co.uk/packaging/wasteful-packaging-design/

4 / 55

Műanyag a médiában

A média a szemetet legtöbb esetben a műanyaggal azonosítja, ugyanis kis sűrűsége miatt a víz felszínen lebeg, tömegéhez képest nagy felületű. A fémekről (pl. higany) ritkábban esik szó, mert nem látható a felszínen. Probléma, hogy az élelmiszerek túlcsomagolása (~csomagolóanyag 40%-a műanyag, rövid életciklus). A műanyagok inert anyagok a természetben (és nem dobálják el magukat.) INDEX, 2016.10.06.

5 / 55

Műanyag a médiában Dr. Chuck Gerba, az Arizona Egyetem mikrobiológia professzor E. coli, valamint a Staphylococcus aureus baktériumok után nyomozott: WC-ülőkénken ugyanannyi baktérium található, amennyi a mobilunkon is, miközben egy számítógépes billentyűzet ugyanekkora területén 200-szor annyi baktérium tenyészik, de még a vágódeszkákon is ez a helyzet, hiszen azokon rendszeresen nyers húst szeletelünk. http://www.blikk.hu/aktualis/krimi/ot-dolog-amirol-nem-hitted-volna-hogy-megol/m0ttjpe

6 / 55

Műanyag a médiában Az oldal szerint kerülendő: 3-as

PVC:

„bizonyos

esetekben élelmiszerek csomagolásaként is felhasználják, annak ellenére, hogy előállításakor és elégetésekor dioxin szabadulhat fel” -> Normál körülmények között nem használjuk olyan hőmérsékleten, ahol már elég. -> de az is tény, hogy nem kontrollált körülmények között ne égessünk ilyen anyagot, ahogyan autógumit sem teszünk a kályhába, fáradt olajt, lakkot stb.

http://tudatosvasarlo.hu/cikk/rossz-es-jo-muanyagok

7 / 55

Műanyag a médiában Az oldal szerint kerülendő: 6-os PS: „polisztirol csomagolás kockázatot jelenthet egészségünkre. Jellemzően poharak, eldobható ételhordó edények és műanyag evőeszközök anyagában található meg. A polisztirolt tanácsos elkerülni, mert a vele érintkező élelmiszerekbe sztirol kerül. ” A sztirol a polisztirol monomerje, építő egysége, polimerizáció után a kettőskötések átalakulnak és kialakul egy inert, hosszúláncú szerves molekula. A sztirol (mint monomer) nem oldódik vízben, de alkoholban igen. De sztirol pohár sehol sem kapható. A monomerrel a végfelhasználó már nem találkozik. http://tudatosvasarlo.hu/cikk/rossz-es-jo-muanyagok

8 / 55

Műanyag a médiában 7: egyéb Ebbe a kategóriába olyan termékek kerülhetnek, amelyek pontos összetétele nem meghatározott, vagy az 1-6 jelölésű műanyagok keverékét tartalmazza. Ezért jobb kerülni ezt a kategóriát. Ugyanakkor ha a 7-es szám mellett AS, SAN esetleg ABS feliratot látsz, nyugodt lehetsz. Ebben az esetben ugyanis növényi alapanyagú (?) műanyagról van szó.

-> tessék kidobni a mobiltelefon burkolatát is az is 7-es egyéb -> ABS – akrilnitril-butadién-sztirol (most nem mérgező a sztirol?)

http://www.femina.hu/egeszseg/muanyag_jelzesek

9 / 55

Műanyag a médiában „Nyers kőolajpárlatból származó flakon” A PET palackok nem tartalmaznak lágyítókat és oldószereket, így ezek nem is fognak kioldódni belőlük.

A PET granulátumokat feldolgozás előtt 160°C szárítják minimum 4 órán keresztül – autóban hagyott palack nyáron maximum 65-70°C-ig melegszik.

http://szhelyi.blogin.hu/2011/07/29/mert-ez-muanyag/

10 / 55


???

Hogyan neveljünk igazi tudatos vásárlót igazi példája http://tudatosvasarlo.hu/cikk/rossz-es-jo-muanyagok

11 / 55


http://www.hazipatika.com/eletmod/otthon/ci kkek/ezert_tilos_muanyag_edenyben_mikrozni /20160509171119

Ma a mikrózható edények tipikusan PP-ből készülnek

12 / 55 Dobrovszky Károly


Dobrovszky Károly

13 / 55

Műanyag a médiában Polipropilén (PP) előállítása Polimerizáció: Ziegler-Natta katalizátor (néha még metallocén)

Konklúzió? A PP tárolódozob gyártásnál nem használnak ftalát vegyületet és BPa-t sem

Dobrovszky Károly

14 / 55

Műanyag a médiában Minek a műanyag, ha mérgezhetjük magunkat mással is?

Dobrovszky Károly

15 / 55

Műanyag a médiában A műanyagok, mint tartós fogyasztási eszközök. Nehezebben szakad, mint a papír, nem ázik el, lassabban használódik el.

Műanyag urnák magyar népszavazáson 2016-tól

INDEX, 2016.10.06.

16 / 55

Környezetvédelem

MNO

17 / 55

Hulladékgazdálkodási piramis

http://megegyesely.blog.hu/

18 / 55

Hulladékgazdálkodás költsége

Költségek: az anyagában történő újrahasznosítás arányának a növelése exponenciálisan növelheti az újrahasznosítás költségét Association of Plastic Manufacturers in Europe

19 / 55

Definíciók Életciklus elemzés (Life Cycle Assessment, LCA): A termék, vagy szolgáltatás környezeti szempontok szerinti elemzése, amely a technológia, vagy a termék-életút adtainak gyűjtésén és elemzésén alapul. Ide tarozik: nyersanyag kitermelés és feldolgozás, gyártás, szállítás, végfelhasználói használat, újrahasznosítás/hulladék ártalmatlanítás

Design for recycling: Az elv magában foglalja már a tervezési fázisban az életútját végigjárt termék későbbi újrahasznosíthatósági cselekménytervét.

Design for disassembly: A tervezési fázis magában foglalja a termék későbbi könnyű szerelhetőségét és javíthatóságát. Dobrovszky Károly: Fenntarthatóság terméktervezésnél

20 / 55

Tervezési szemléletek „Bölcsőtől a sírig”

http://www.c2cplatform.tw/

„Bölcsőtől a bölcsőig”

21 / 55

Tervezési szemléletek RecyClass A műanyag csomagolások újrahasznosítása nem a begyűjtésnél kezdődik igazából, hanem a tervezénsél. A nem eléggé gondos alapanyag kiválasztás, termékkialakítás könnyen eredményez nem, vagy csak nehezen hasznosítható hulladékot.

http://www.plasticsrecyclers.eu/recyclass

22 / 55

Tervezési szemléletek

http://ec.europa.eu/environment/circular-economy

23 / 55

Fenntartható tervezési stratégia

http://sustainabilityworkshop.autodesk.com/

24 / 55

Fenntarthatóság Poliolefinek (PE, PP) energiahatékonysága

- 1 kg PP felhasználása acél helyett 8,3 kg-mal kevesebb CO2 kibocsátást eredményez - A felhasználás során 59x CO2 kisebb a kibocsátás, mint ami a termék előállítása során keletkezett.

- műanyag csomagolás védi a terméket - PE fóliába csomagolt kígyóuborka 3x hosszabb polcontartási időt eredményez

- biztonságos energiaátvitel és kisebb veszteség - felhasználásuk során 7x akkora energiát takarítanak meg, mint a befektetett energia

Maurits van Tol (Senior Vice President Innovation, Borealis)

- PE csövek csökkentik a vízveszteséget - telepítési költség 60%kal alacsonyabb, mint fémeknél.

25 / 55

Fenntarthatóság Melyik a fenntarthatóbb csomagolás?

LCA analízis szükséges, teljes folyamat ismerete - Begyűjtés, szállítás, válogatás költsége és környezeti terhelése - Több alapanyag, nagyobb energia befektetés gyártásnál - 100% újrahasznosítható Oregoni Környezetvédelmi Minisztérium (DEQ)

- Bonyolult rétegezés kialakítás - Jó minőségű hasznosítása szinte lehetetlen a különböző műanyagok miatt - Kevésbé tűnik értékesnek - Kisebb tömeg és kisebb energia befektetés gyártásnál 26 / 55

Rendszerszemlélet (1) Probléma definiálása

Dobrovszky Károly: Fenntarthatóság terméktervezésnél

27 / 55

Rendszerszemlélet Hogyan kapcsolódik a termékünk Egy rendszerfolyamatba?

Meglévőknél miben jobb? • • • •


Kevesebb mérgező anyag? Újrahasznosított elemek? Energiahatékonyabb működés? Kedvezőbb ár?

28 / 55

Rendszerszemlélet (2) Prioritási célok, hatások elemzése

Teljes energiaszükséglet életciklus alatt


29 / 55

Rendszerszemlélet (2) Célok definiálása, cselekményterv

Prioritások és elérendő célok I)

Teljes energiaigény csökkentése - 20%-kal kevesebb energia a szárításnál

II) Felhasználói elégedettség - Azonos szárítási idő

- Azonos szárítási hatékonyság III) Ár - Ne legyen drágább a meglévőnél


30 / 55

Rendszerszemlélet (3) Ötletek kidolgozása


31 / 55

Rendszerszemlélet (3) Ötletek kidolgozása

Vegyszeres tisztítás, UV-fényes tisztítás


32 / 55

Rendszerszemlélet (4) Értékelés Energia


33 / 55

Rendszerszemlélet (4) Értékelés és választás


34 / 55

Termékek életciklusa Ökológiai lábnyom

Életciklus meghosszabbítása


35 / 55

Életciklus vizsgálat Bölcsőtől a sírig tervezési szemlélet

Hogyan csökkentsük a ökológiai lábnyomunkat? • nyersanyag minimalizálása • különböző nyersanyagok összehasonlítása pl. folyadék tárolás: üveg, fém, kartondoboz, műanyag • feldolgozási energiaszükséglet • gyártás optimálás • alapanyag újrahasznosítása Dobrovszky Károly: Fenntarthatóság terméktervezésnél

36 / 55

Nyersanyag minimalizálása PET visszagyűjtése:

Világon ~20-25% EU: ~51% Németország: 93-94% Magyarország: ~25% USA: ~28%

www.nestle-watersna.com/en/csv/packaging-responsibility/packaging-innovation-and-recycling

37 / 55

Hulladék minimalizálása Instant kávé kiszerelése (11.5 oz = 326 g nettó termék)

Könnyen visszagyűjthető?

Energia, előállítás [MJ]

CO2 Mennyi kibocsátás a csomagolási gyártás során hulladék keletkezik [kg] a termékből 100.000 oz kávéra vonatkoztatva

Fém test – igen üveg test – nem Műanyag fedő - nem

4,21

0,15

592

Műanyag test – esetleg Műanyag fedő – esetleg

5,18

0,08

384

Nem alaktartó tasak – nem valószínű

1,14

0,018

80

(hasznosítása nehéz: többrétegű, alu gőzölt) Oregoni Környezetvédelmi Minisztérium (DEQ)

38 / 55

Hulladék minimalizálása

1 kg hús tárolása

Műanyagdobozos csomagolás

Műanyag vákuumcsomagolás

Fedőfólia 5-9 réteg, Tálca 1-3 réteg, 400 µm

5-11 réteg fólia, 40 µm

30 (3%-a a terméknek)

Csomagolás tömege [g]

4 (0,4%-a a terméknek)

10

Polcontartási idő [nap]

20-30

Gyorsabb

Baktérium terjedés

Lassabb

Kiváló

Termék színe

Kedvezőtlen

Hausmann (DuPont) Identiplast 2017 konferencia

39 / 55

Gyártás optimálás HELYTELEN Fröccsöntésnél az elosztó csatorna tömege összemérhető a termékek tömegével

Többfunkciós termék készítés

+ miniatürizálás


40 / 55

Életciklus vizsgálat Életciklus megnyújtása

Hogyan? • alapanyag megfelelő kiválasztása, specifikálása


41 / 55

Életciklus meghosszabbítása Alapanyag kiválasztása • A kereskedelmi forgalomban lévő nyersanyagok száma és minősége szinte korlátlan • Alapanyag választáshoz adatbázisok • Követelményrendszer felállítása az alapanyaggal szemben      

piaci hozzáférhetőség funkcionalitás, gyárthatóság környezetvédelmi szempontok újrahasznosíthatóság Ár Fogyasztói viselkedés


42 / 55

Újrahasználat Azonos célra ismételt felhasználás

Termék erkölcsi élettartam! • Megéri a javítás, fejlesztés, vagy elavult?  Technológiai elavult?  Stílus kiment a divatból?  Használatra alkalmatlan, tönkrement? Válasz: NEM Dobrovszky Károly: Fenntarthatóság terméktervezésnél

Ki végzi el? Milyen eszközigény? Energiaigény?

Javítás, Újrahasználat 43 / 55

Újrahasznosítás

Ha az alábbi kérdésekre a válasz IGEN:  Technológiailag elavult?  A termék kiment a divatból?  Elromlott a berendezés? Nem éri meg javítani? Dobrovszky Károly: Fenntarthatóság terméktervezésnél

Újrahasznosítás

44 / 55

Újrahasznosítás elősegítése Hulladékgyűjtés átalakítási terve Budapesten: • Házhoz menő szelektív gyűjtés előremozdítása (EU irányelv) • Szállítási költség növekedés • Válogatás költsége csökkenthető fegyelmezett gyűjtéssel

Az FKF Zrt. Közszolgáltatói Hulladékgazdálkodási Terve (2013-2015).

45 / 55

Újrahasznosítás elősegítése Lakosság elkötelezett, de megfelelő oktatás szükséges! •

Ha a szelektíven válogatott hulladék nem jó minőségű, akkor a begyűjtési, szállítási költségek növekednek, de a válogatási költségek nem

Ugyancsak meg kell oldani a veszélyes hulladék szelektív gyűjtését, és meg kell akadályozni, hogy más szelektíven gyűjtött hulladékkal összekeveredhessen www.fkf.hu/portal/page/portal/fkfzrt/hulladekkez/szelektiv_gyujtes/hazhoz_meno_szelektiv

46 / 55

Újrahasznosítás elősegítése

www1.nyc.gov/site/dsny/recycling-and-garbage/residents/what-to-recycle-for-residents.page

47 / 55

Anyagában történő újrahasznosítás Műanyagok újrahasznosítása során jelentkező problémák • Polimer láncok tördelődése (kisebb ömledékszilárdság, ridegedés, rosszabb mechanikai tulajdonság)

• Feldolgozásnál további degradáció (hőközlés, ismételt megömlesztés, ismételt frikció)

• Vegyes hulladék (eltérő feldolgozási körülmény lenne optimális a komponenseknek)

• Szennyezőanyagok jelenléte (esztétika, hibás felület, fémmentesítés)

• Gyorsabb sárgulás, öregedés Dobrovszky Károly: Fenntarthatóság terméktervezésnél

48 / 55

Fejújítás, alkatrész csere

Mikor éri meg a felújítás?  termék magas színvonalra hozható  alacsony fejújítási költség  érdeklődés még a termék iránt Dobrovszky Károly: Fenntarthatóság terméktervezésnél

Ki végzi el? Milyen eszközigény? Energiaigény? Milyen értékes részek? Cserealkatrész van? 49 / 55

Design for recycling, disassembly Szétszerelési stratégiák tervezése


50 / 55

Alapanyag, alkatrész azonosítása HOGYAN? Alkatrész anyagának azonosítása

http://www.atissuejournal.com/wp-content/uploads/2010/03/IMG_1924.jpg

51 / 55

Szétszerelési útmutatók Autógyártás – IDIS rendszer

Elektronikai termékek – service manual

Gyártók kötelesek az EU irányelvek értelmében rendelkezésre bocsájtani meghatározott időtartalmon belül! http://www.idis2.com/

52 / 55

Bölcsőtől a bölcsőig szemlélet Cél: lerakás kerülése


53 / 55

Videók Könnyen szerelhető monitor: Bepattanó kötés, nem kell szerszám a kijelző cseréhez https://www.youtube.com/watch?v=26XyiOBjYZ8 Amikor a felújítás indokolt, mert a termék magas színvonalra hozható ismételten: https://www.youtube.com/watch?v=9YNfzJZ5gXM Alapanyagválasztás integrálása a tervezési folyamatba: https://www.youtube.com/watch?v=nALDjMSg1PY Energiahatékonyság, veszteségek (rendszerszemlélet): https://www.youtube.com/watch?v=4q8ugvNZyrM

Tömeg minimalizálás, erősítés http://sustainabilityworkshop.autodesk.com/products/lightweighting Dobrovszky Károly: Fenntarthatóság terméktervezésnél

54 / 55

Összefoglalás • Az anyagában történő újrahasznosítás megnöveli a hulladékkezelés költségeit, de a környezetterhelés csökkenthető. Optimum keresése. •

A gyártási, hulladékkezelési hatékonyság nem elég, csökkenteni kell a keletkező üvegházhatású gázok kibocsátását, hulladékkal kapcsolatos elégedetlenséget

• Rendszerszemlélet kialakítása, teljes folyamat ismerete • Lehetőség szerint az életciklus maximalizálása (erkölcsi élettartam!) •

megfelelő anyagválasztás és terméktervezés; újrahasználat, felújítás

• A tervezési fázisban foglalkozni kell a termék életciklusa utáni megfelelő újrahasznosításával (Design for recycling) •

tervezésnél a későbbi könnyű szétszerelés figyelembe vétele

•

szétszerelési útmutatók és anyagjelölés (autóipar, elektronikai termék)

• „Bölcsőtől a sírig” tervezési koncepció helyett előtérbe kell helyezni a „Bölcsőtől a bölcsőig” szemléletet Dobrovszky Károly: Fenntarthatóság terméktervezésnél

55 / 55

Köszönöm a figyelmet! Dobrovszky Károly [email protected]

Fenntarthatóság és a hulladék minimalizálása terméktervezésnél

Recommend Documents