পিইটি বোতল পুনর্ব্যবহার

পলিথিলিন টেরেফথালেট (Polyethylene Terephthalate বা সংক্ষেপে পিইটি) পলিয়েস্টার পরিবারের অন্যতম প্রচলিত পলিমার। ২০২১ সালে এর বৈশ্বিক বাজারমূল্য ছিল আনুমানিক ৩৭.২৫ বিলিয়ন মার্কিন ডলার। পিইটি বিভিন্ন ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়—যেমন বস্ত্রতন্তু, বোতল, কঠিন ও নমনীয় প্যাকেজিং, এমনকি ইলেকট্রনিক পণ্যেও। তবে এটি বৈশ্বিক কঠিন বর্জ্যের প্রায় ১২% অংশ দখল করে। এই কারণেই পিইটি বোতল পুনর্ব্যবহারকে অত্যন্ত উৎসাহিত করা হয় এবং ২০২৩ সালে এটির হার সর্বোচ্চ পর্যায়ে পৌঁছেছে (৩৩%)। ওই বছর যুক্তরাষ্ট্রে ১,৯৬২ মিলিয়ন পাউন্ড বোতল পুনর্ব্যবহারের জন্য সংগ্রহ করা হয়।
কাচের বোতলের তুলনায় পিইটি বোতল হালকা এবং উৎপাদন ও পরিবহনে এর কার্বন নির্গমনও কম। ফলে এটি পুনর্ব্যবহার করলে পরিবেশগত ক্ষতি আরও কমানো সম্ভব। পুনর্ব্যবহৃত উপাদান আবার বোতল, তন্তু, ফিল্ম, থার্মোফর্ম প্যাকেজিং ও স্ট্র্যাপিং তৈরিতে ব্যবহার করা যায়।
বোতলগুলি ল্যান্ডফিল বা আবর্জনার স্তূপ থেকে সংগ্রহ করার পর, তা বাছাই, পরিষ্কার এবং গুঁড়ো করা হয়। এই গুঁড়ো উপাদানকে বলা হয় 'বটল ফ্লেইক'। এরপর এটি দুটি পদ্ধতিতে প্রক্রিয়াজাত করা হয়:
উভয় ক্ষেত্রেই, উৎপন্ন কাঁচামালকে বলা হয় "r-PET" বা "rPET"—অর্থাৎ 'recycled PET'। এর কার্বন নির্গমন সাধারণ পিইটি-র তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কম। যেখানে ভার্জিন পিইটি-র কার্বন নিঃসরণ প্রতি কেজিতে ২.৫ কেজি CO₂, সেখানে rPET-এর কার্বন নিঃসরণ মাত্র ০.৪৫ কেজি CO₂।
পিইটি এবং rPET – এই দুটি উপাদানই বোতলজাত পানির (নির্জল ও কার্বনেটেড উভয়) উৎপাদনে ব্যবহৃত হয়। বিভিন্ন বোতলজাত পানি উৎপাদনকারী প্রতিষ্ঠান স্বেচ্ছায় rPET ব্যবহার করছে, এবং এখন অনেক প্রতিষ্ঠান সম্পূর্ণরূপে ১০০% rPET দিয়ে বোতল তৈরি করছে। এই ধরনের প্রতিষ্ঠানের মধ্যে রয়েছে Dasani, Fiji এবং Nestlé Pure Life।
পিইটি বোতলে শুধু পানি নয়, তেল, ভিনেগার, দুধ ও শ্যাম্পু জাতীয় অন্যান্য তরল পণ্যও বোতলজাত করা হয়। এসব বোতল সাধারণত পলিওলেফিন (polyolefin) স্ক্রু ক্যাপ দিয়ে সিল করা থাকে, যাতে অ্যান্টি-ট্যাম্পার রিং যুক্ত থাকে। বোতলে একটি লেবেল থাকে, যা কাগজ বা প্লাস্টিকের ওপর মুদ্রিত হতে পারে এবং আঠা দিয়ে লাগানো হয়। পিইটি রেজিন স্বচ্ছ অথবা হালকা নীল, সবুজ, বাদামি রঙে টিন্টেড হতে পারে, আবার কখনও এটি সাদা বর্ণের রঞ্জিতও হতে পারে।
এই বোতলগুলো নির্মাণে রেজিনকে নির্দিষ্ট আকারে ছাঁচে ফেলে গলিয়ে তৈরি করা হয় এবং এর জন্য প্রয়োজনীয় শক্তির পরিমাণ বোতলের গঠন ও পুরুত্ব অনুযায়ী ভিন্ন হয়। কিছু বোতলের নকশা যেমন ডাসানি ব্র্যান্ডেরটি জটিল, আবার স্মার্টওয়াটারের মতো কিছু বোতল একেবারে সরল গঠনের। ফলে একেকটি বোতল তৈরিতে প্রয়োজন হয় প্রতি কেজিতে ৮.৩৩ থেকে ২০ মেগাজুল (MJ) শক্তি।
এসব বোতল তৈরির ফলে নির্গত কার্বন ডাই অক্সাইডের পরিমাণ প্রতি ৫০০ মিলিলিটার বোতলের জন্য ০.০৩৪ থেকে ০.০৪৬ কেজি CO₂ সমতুল্য।
ব্যবহার শেষে ফেলে দেওয়া খালি পিইটি প্যাকেজিং ভোক্তার হাতে থেকে 'পোস্ট-কনজিউমার পিইটি' (post-consumer PET) তে পরিণত হয়। পুনর্ব্যবহার শিল্পে এই নামে তা পরিচিত। সকল ধরনের পিইটি প্যাকেজিং, বিশেষত বোতলগুলোতে সাধারণত পুনর্ব্যবহার প্রতীক ১ নম্বর দিয়ে চিহ্নিত করা থাকে। এই বোতলগুলো আবর্জনা কেন্দ্রে (যাকে ম্যাটেরিয়ালস রিকভারি ফ্যাসিলিটি বা এমআরএফ বলা হয়) পাঠানো হয় এবং অন্যান্য ফেলনা বস্তুর সঙ্গে থেকে আলাদা করা হয়। কখনও কখনও এগুলো প্রথমে একটি ট্রান্সফার স্টেশনে নিয়ে যাওয়া হয়, যেখানে সাময়িকভাবে সংরক্ষণ, বাছাই ও চাপ দিয়ে সংকুচিত করে মূল পুনর্ব্যবহার কেন্দ্রে পাঠানো হয়। এই ধাপ বিশেষ করে তখন ব্যবহৃত হয় যখন সংগ্রহস্থলের কাছাকাছি কোনো এমআরএফ থাকে না।
এই কেন্দ্রে পিইটি বোতলগুলোকে অন্যান্য বস্তু ও অন্যান্য ধাতু বা প্লাস্টিকের বোতল থেকে পৃথক করে বাছাই করা হয়।
উৎস:
বাছাই করা পোস্ট-কনজিউমার পিইটি বোতলগুলো চ্যাপ্টা করে গাঁইটে রূপান্তরিত করা হয় এবং পুনর্ব্যবহারকারী কোম্পানির কাছে বিক্রির জন্য দেওয়া হয়। স্বচ্ছ বা হালকা নীল পিইটি বোতল অন্য রঙের তুলনায় বেশি দামে বিক্রি হয়, কারণ গাঢ় নীল বা সবুজ রঙের বোতলের মূল্য তুলনামূলকভাবে কম। কারণ অ্যালুমিনিয়ামের মতো পিইটির রঙ নিয়ে কোনো মানদণ্ড নেই। নির্দিষ্ট রঙের পিইটি সাধারণত ওই রঙ ব্যবহারকারী প্রতিষ্ঠান ছাড়া অন্য কারো কাছে তেমন কাজে লাগে না। এজন্য রঙিন পিইটি বোতল ম্যাটেরিয়ালস রিকভারি ফ্যাসিলিটিগুলোর জন্য উদ্বেগের বিষয় হয়ে দাঁড়িয়েছে, কারণ এটি পুনর্ব্যবহারের অর্থনৈতিক সম্ভাবনা ব্যাহত করে। প্লাস্টিকস রিসাইক্লার্স ইউরোপ (PRE) জানিয়েছে, পিইটি রঙের বৈচিত্র্য বাড়লে সমস্যা হবে কারণ বর্তমান পুনর্ব্যবহার ব্যবস্থায় এসব রঙের জন্য কোনো নির্দিষ্ট বাজার নেই। এরপর এই উপাদান দুইভাবে পুনর্ব্যবহৃত হয়: রাসায়নিক বা যান্ত্রিক পদ্ধতিতে।
বিভিন্ন দেশে এই পদ্ধতিগুলো ভিন্নভাবে বাস্তবায়িত হয়েছে:
এই ধরণের পুনর্ব্যবহার বর্তমানে খুব একটা প্রচলিত নয়, কারণ এটি একটি জটিল ও ব্যয়বহুল প্রক্রিয়া। রাসায়নিক পুনর্ব্যবহারে প্লাস্টিককে ভেঙে তার মূল মনোমার উপাদানে পরিণত করা হয়, যা পরবর্তীতে নতুন উপাদান তৈরিতে ব্যবহার করা যায়। তবে এই প্রক্রিয়ায় রাসায়নিক বিক্রিয়ার জন্য বেশি শক্তি ব্যবহার করতে হয়, ফলে এর নির্গমন যান্ত্রিক পুনর্ব্যবহারের তুলনায় বেশি হয়।
এই প্রক্রিয়াকে "তৃতীয় পর্যায়" বা "উন্নত পুনর্ব্যবহার" (advanced recycling) হিসেবেও চিহ্নিত করা হয়। পলিথিলিন টেরেফথালেট (PET) কে جزবভাগ বা সম্পূর্ণভাবে ডিপলিমারাইজ করে মূল অলিগোমার বা মনোমার (MEG ও PTA বা DMT) তৈরি করা যায়। প্রধান প্রক্রিয়াগুলো হলো গ্লাইকোলাইসিস, মিথানলাইসিস ও হাইড্রোলাইসিস।
বিশুদ্ধকরণের পর এই অলিগোমার বা মনোমারগুলো পুনরায় পিইটি (r-PET) তৈরিতে ব্যবহৃত হতে পারে। পিইটি-র ইস্টার বন্ধনকে হাইড্রোলাইসিস বা ট্রান্সইস্টেরিফিকেশন প্রক্রিয়ায় ভেঙে ফেলা যায়। এই বিক্রিয়াগুলো আসলে উৎপাদন পর্যায়ে ব্যবহৃত প্রক্রিয়ার বিপরীত।
আংশিক গ্লাইকোলাইসিস (ethylene glycol-এর সঙ্গে ট্রান্সইস্টেরিফিকেশন) প্রক্রিয়ায় কঠিন পলিমারকে ছোট চেইনের অলিগোমারে রূপান্তরিত করা হয়, যেগুলো নিম্ন তাপমাত্রায় গলিয়ে ফিল্টার করা যায়। একবার বিশুদ্ধ হলে, এই অলিগোমারগুলো আবার পলিমারাইজেশনের জন্য উৎপাদন প্রক্রিয়ায় যোগ করা যায়।
এই প্রক্রিয়ায় ১০–২৫% বোতল ফ্লেইক ব্যবহার করে বোতল তৈরির গুণমান বজায় রাখাই লক্ষ্য। এজন্য বোতল ফ্লেইকগুলোকে প্রথম প্লাস্টিকাইজেশন পর্যায়েই একটি এক বা বহু-স্ক্রু এক্সট্রুডারে নিম্ন ইন্ট্রিনসিক সান্দ্রতা (প্রায় ০.৩০ ডেসিলিটার/গ্রাম) পর্যন্ত ভেঙে ফেলা হয়। এতে সামান্য পরিমাণে ইথিলিন গ্লাইকোল যোগ করে এবং গলিত পদার্থকে কার্যকরভাবে ফিল্টার করা হয়। এছাড়া, প্রক্রিয়াকরণ তাপমাত্রাও যতটা সম্ভব কমিয়ে আনা হয়।
এই পদ্ধতিতে প্লাস্টিকাইজেশনের সময় একটি উপযুক্ত ফসফরাস-ভিত্তিক স্টেবিলাইজার (P-stabilizer) যোগ করে হাইড্রো পারঅক্সাইডের রাসায়নিক অবক্ষয় ঘটানো সম্ভব হয়। অন্য প্রক্রিয়াগুলোর ক্ষেত্রে এই ধাপটি সাধারণত ফ্লেইক প্রক্রিয়াকরণের শেষপর্যায়ে করা হয়, উদাহরণস্বরূপ, HPO যোগ করে।
এই আংশিক গ্লাইকোলাইজড ও সূক্ষ্মভাবে ফিল্টার করা পুনর্ব্যবহৃত উপাদানকে ধারাবাহিকভাবে ইস্টারিফিকেশন বা প্রি-পলিকন্ডেনসেশন রিঅ্যাক্টরে সরবরাহ করা হয় এবং কাঁচামালের পরিমাণ সেই অনুযায়ী সমন্বয় করা হয়।
পলিয়েস্টার বর্জ্যকে সম্পূর্ণ গ্লাইকোলাইসিস প্রক্রিয়ার মাধ্যমে ভেঙে bis(2-hydroxyethyl) terephthalate (CH(COCHCHOH)) এ রূপান্তর করা হয়। এই যৌগটিকে ভ্যাকুয়াম ডিস্টিলেশন পদ্ধতিতে বিশুদ্ধ করা হয় এবং এটি পলিয়েস্টার তৈরির একটি মধ্যবর্তী উপাদান হিসেবে ব্যবহৃত হয় (দেখুন: উৎপাদন)। প্রক্রিয়াটি নিম্নরূপ:
জাপানে পরীক্ষামূলকভাবে এই পুনর্ব্যবহার পদ্ধতি শিল্প পর্যায়ে বাস্তবায়ন করা হয়েছে।
এই প্রক্রিয়ায় পলিয়েস্টারকে ভেঙে dimethyl terephthalate (DMT)-এ রূপান্তর করা হয়, যা ফিল্টার এবং ভ্যাকুয়াম ডিস্টিলেশনের মাধ্যমে বিশুদ্ধ করা যায়:
যদিও DMT-ভিত্তিক পলিয়েস্টার উৎপাদন বর্তমানে পুরনো কিছু প্লান্টেই সীমাবদ্ধ, তবুও ২০২১ ও ২০২২ সালে মিথানলাইসিস প্লান্টে নতুন বিনিয়োগের ঘোষণা দেওয়া হয়েছিল।
হাইড্রোলাইসিস প্রক্রিয়া নিরপেক্ষ (neutral), ক্ষারীয় (alkaline) অথবা অম্লীয় (acidic) পরিবেশে পরিচালনা করা যায়।
Polyethylene terephthalate-কে উচ্চ তাপমাত্রা (২০০–৩০০°সে.) এবং চাপের মধ্যে terephthalic acid এবং ethylene glycol-এ হাইড্রোলাইসিস করে ভেঙে ফেলা যায়। উৎপন্ন অপরিশোধিত টেরেফথালিক অ্যাসিডকে পুনঃস্ফটিকায়ন পদ্ধতিতে বিশুদ্ধ করে পুনরায় পলিমারাইজেশনের উপযোগী উপাদানে রূপান্তর করা যায়:
এই পদ্ধতিতে হাইড্রোলাইসিসে নিউট্রালাইজেশন ধাপের প্রয়োজন না হওয়ায় সম্পদের ব্যবহার কম হয়, তবে এতে দ্রবণে থাকা যান্ত্রিক অপদ্রব্যগুলো ফিল্টার করা যায় না, ফলে টেরেফথালিক অ্যাসিডে তা রয়ে যায়। ২০২২ সাল পর্যন্ত এই পদ্ধতির বাণিজ্যিক বাস্তবায়নের তথ্য পাওয়া যায়নি।
ক্ষারীয় হাইড্রোলাইসিস সাধারণত পটাশিয়াম হাইড্রক্সাইড বা সোডিয়াম হাইড্রক্সাইড এর জলীয় দ্রবণে সম্পন্ন হয়। এই বিক্রিয়ায় ইথিলিন গ্লাইকোল এবং টেরেফথালেট লবণ উৎপন্ন হয়। পরবর্তীতে পৃথক করে ছেঁকে নেওয়ার পর একটি দ্বিতীয় ধাপে লবণকে শক্ত খনিজ অম্ল (যেমন HCl) দিয়ে নিরপেক্ষ করা হয়, যার ফলে টেরেফথালিক অ্যাসিড গঠিত হয়।
এই পদ্ধতি দূষণের প্রতি তুলনামূলকভাবে সহনশীল। সাধারণত সোডিয়াম হাইড্রক্সাইড ব্যবহার করাই উত্তম মনে করা হয় এবং মিডিয়ামে ইথানল যোগ করলে প্রতিক্রিয়া দ্রুত হয়। বিভিন্ন প্রণোদকের (catalyst) কার্যকারিতা একাডেমিক গবেষণায় বিশ্লেষণ করা হয়েছে।
এই প্রক্রিয়ায় সাধারণত ব্যবহৃত অম্ল হলো সালফিউরিক অ্যাসিড। সালফিউরিক অ্যাসিড অত্যন্ত জারক প্রকৃতির হওয়ায়, বিক্রিয়া পাত্রে ব্যয়বহুল জারা-প্রতিরোধী ধাতব সংমিশ্রণ ব্যবহার করতে হয়। এছাড়া, এই প্রক্রিয়ায় ইথিলিন গ্লাইকোল এবং সালফিউরিক অ্যাসিড পুনরুদ্ধার এবং পুনঃব্যবহার ব্যয়সাধ্য। এই কারণেই ২০২২ সাল পর্যন্ত এই পদ্ধতির বাণিজ্যিক প্রয়োগ দেখা যায়নি।
প্রচলিতভাবে পেট্রোলিয়াম-ভিত্তিক প্লাস্টিক মাইক্রোবিয়াল ক্ষয় প্রতিরোধী, কিন্তু PET-তে থাকা ইস্টার বন্ধনগুলো এনজাইম দ্বারা লক্ষ্যবস্তু হতে পারে। PET ভেঙে ফেলার উপযোগী বিভিন্ন এনজাইম, বিশেষ করে PETase আবিষ্কৃত হয়েছে। এনজাইম-নির্ভর পুনর্ব্যবহার পদ্ধতির বিশেষ সুবিধা হলো, এটি অপেক্ষাকৃত মৃদু পরিবেশে পরিচালনা করা যায়, ফলে শক্তি খরচ কম হয়। এনজাইমের নির্দিষ্টতা থাকায় বাই-প্রোডাক্টও কম তৈরি হয়। ২০২০ সালের এপ্রিল মাসে Carbios এবং একটি ফরাসি বিশ্ববিদ্যালয় একত্রে অত্যন্ত কার্যকর একটি অপ্টিমাইজড এনজাইম আবিষ্কারের ঘোষণা দেয়, যা পূর্ববর্তী সকল PET হাইড্রোলেজের চেয়ে বেশি কার্যকর বলে দাবি করা হয়।
এই প্রক্রিয়ায় কার্যকর ফল পেতে গেলে depolymerization করার আগে PET-কে ছোট টুকরো করে ফেলা এবং অ্যামর্ফাইজেশন (অপর্যাপ্ত স্ফটিক গঠন) প্রয়োজন হতে পারে।
এই ধরনের রাসায়নিক পুনর্ব্যবহার প্রক্রিয়ায় ট্রান্সইস্টেরিফিকেশন বিক্রিয়া ঘটিয়ে বিভিন্ন গ্লাইকোল বা পলিওল (বা গ্লিসারল) ব্যবহার করে একটি পলিওল উৎপন্ন করা হয়, যা পলিইউরেথেন বা পিইউ ফোম উৎপাদনে ব্যবহৃত হতে পারে।
একক রঙের পিইটি বোতল নিয়ে গঠিত গাঁইটগুলো এমন কারখানায় পাঠানো হয়, যেখানে বিভিন্ন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে বোতলগুলোকে পুনর্ব্যবহারযোগ্য কাঁচামালে রূপান্তর করা হয়।
এই প্রবাহে পুনর্ব্যবহারের জন্য সবচেয়ে পছন্দনীয় পদ্ধতি হলো যান্ত্রিক পুনর্ব্যবহার। এই প্রক্রিয়ায় রেজিনকে গলানো, ছাঁকা এবং এক্সট্রুশন বা ছাঁচে ঢেলে পুনরায় বোতল, ফিল্ম স্ট্র্যাপিং বা ফাইবারে রূপান্তর করা হয়। (কখনও কখনও বোতল বা ফ্লেইক এক দেশ থেকে অন্য দেশে রপ্তানিও করা হয়।)
যদি পিইটি কাঁচামাল যথেষ্ট বিশুদ্ধ না হয়, তবে তখন একে রাসায়নিকভাবে মনোমার বা অলিগোমারে রূপান্তর করা হয়। Terephthalic acid (PTA), dimethyl terephthalate (DMT), ethylene glycol (EG), বা bis(2-hydroxyethyl) terephthalate (BHET) এসব বিক্রিয়ার সাধারণ ফলাফল। তবে পিইটি কখনও অন্য ধরনের পণ্য তৈরির জন্যও রাসায়নিকভাবে পুনর্ব্যবহৃত হয়।
ভোজ্য পণ্যের সংস্পর্শে ব্যবহারের জন্য পুনর্ব্যবহার করতে হলে পিইটি বোতলকে কঠোরভাবে বাছাই ও পরিষ্কার করতে হয়।
উদাহরণস্বরূপ, সুইজারল্যান্ডে বোতলগুলো নিম্নলিখিত ধাপগুলো অনুসরণ করে (অনুরূপ প্রক্রিয়া অন্য দেশেও ব্যবহৃত হয়):
এই ফ্লেইক ফাইবার এক্সট্রুশনের জন্য উপযুক্ত।
'বোতল থেকে বোতল' পুনর্ব্যবহারের জন্য অতিরিক্ত কিছু ধাপ প্রয়োজন হয়, যেমন:
গলিত ফিল্টারেশন পদ্ধতিটি এক্সট্রুশন চলাকালীন পলিমার গলিত পদার্থ থেকে দূষণ অপসারণে ব্যবহৃত হয়। এটি 'স্ক্রিন চেঞ্জার' নামক একটি যন্ত্রের মাধ্যমে করা হয়, যেখানে ছাঁকনির মাধ্যম থাকে চলনযোগ্য পিস্টন বা স্লাইড প্লেটের মধ্যে, যা প্রক্রিয়াকরণের সময় উৎপাদন থামানো ছাড়াই ছাঁকনি সরিয়ে ফেলা যায়। দূষক পদার্থ সাধারণত স্টেইনলেস স্টিলের 'ব্রেকার প্লেট'-এ বসানো বোনা ধাতব জালের ওপর জমা হয়। পলিয়েস্টার পুনর্ব্যবহারে এক্সট্রুশন লাইনে এই ধরনের স্ক্রিন চেঞ্জার একীভূত করা হয়ে থাকে, যা পেলেটাইজিং, শিট এক্সট্রুশন বা স্ট্র্যাপিং টেপ এক্সট্রুশনের ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়।
যেকোনো পুনর্ব্যবহার প্রক্রিয়ার সফলতা নির্ভর করে যথাযথ সময়ে এবং কাঙ্ক্ষিত মাত্রায় বিশুদ্ধকরণ ও দূষণমুক্তকরণ কার্যকারিতার উপর।
সাধারণভাবে বলা যায়: যত আগেই প্রক্রিয়ায় বিদেশী বা অপ্রয়োজনীয় পদার্থ সরানো যায় এবং যত বেশি নিখুঁতভাবে তা করা হয়, পুরো প্রক্রিয়াটি তত বেশি দক্ষ হয়।
পিইটি-এর উচ্চ প্লাস্টিকাইজেশন তাপমাত্রা (প্রায় ) এর কারণে, পিভিসি, পিএলএ, polyolefin, রাসায়নিক কাঠের পাল্প ও কাগজের তন্তু, polyvinyl acetate, গলিত আঠা, রঙ, চিনি এবং প্রোটিনজাত অবশিষ্টাংশের মতো অধিকাংশ সাধারণ জৈব দূষক পদার্থ রঙিন ভাঙনজাত পদার্থে রূপান্তরিত হয়। এই পদার্থগুলো আবার প্রতিক্রিয়াশীল ভাঙনজাত পদার্থ নিঃসরন করতে পারে, যা পলিমার চেইনে আরও ত্রুটি সৃষ্টি করে।
দূষণ পদার্থের কণার আকার বিস্তৃত রেঞ্জে হতে পারে। ৬০–১০০০ মাইক্রোমিটার আকারের দৃশ্যমান বড় কণাগুলো তুলনামূলকভাবে কম ক্ষতিকর, কারণ এগুলোর মোট পৃষ্ঠতল কম এবং ভাঙনের গতি কম। কিন্তু অতি সূক্ষ্ম কণাগুলোর সংখ্যা বেশি হওয়ায় এরা পলিমারে বেশি ত্রুটি সৃষ্টি করে।
এই পরিস্থিতিতে কার্যকর বাছাইয়ের পাশাপাশি গলিত অবস্থায় ছাঁকার মাধ্যমে দৃশ্যমান দূষক অপসারণ গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।
সাধারণভাবে বলা যায়, সংগ্রহ করা বোতল থেকে পিইটি ফ্লেইক তৈরি করার প্রক্রিয়া বিভিন্ন রকমের বর্জ্য প্রবাহ অনুযায়ী বহুবিধ হতে পারে। প্রযুক্তিগত দৃষ্টিকোণ থেকে একক কোনো নির্ধারিত পদ্ধতি নেই। বর্তমানে অনেক প্রকৌশল প্রতিষ্ঠান ফ্লেইক তৈরির প্ল্যান্ট এবং যন্ত্রাংশ সরবরাহ করছে, তাই সঠিক ডিজাইন বেছে নেওয়া কঠিন। তবে অধিকাংশ পদ্ধতি কিছু সাধারণ ধাপ অনুসরণ করে। ইনপুট উপাদানের গঠন ও দূষণের মাত্রা অনুযায়ী নিচের সাধারণ ধাপগুলো প্রয়োগ করা হয়:
পুনর্ব্যবহারের প্রতিটি চক্রে, এবং দীর্ঘস্থায়ী ব্যবহারের সময়, পলিমারে জমা হওয়া দূষণ ও উপাদান ত্রুটি ক্রমাগত বৃদ্ধি পায়। বিশেষ করে পুনর্ব্যবহৃত পিইটি বোতলের ক্ষেত্রে এই ধরনের ত্রুটিগুলো নিচের পাঁচটি শ্রেণিতে ভাগ করা যায়:
এই সব রাসায়নিক ত্রুটি ও দূষণ বিবেচনায় নিলে, প্রতিটি পুনর্ব্যবহার চক্রে পলিমারের নিচের বৈশিষ্ট্যগুলোতে পরিবর্তন আসে, যা রাসায়নিক ও পদার্থবিজ্ঞান পরীক্ষার মাধ্যমে শনাক্ত করা যায়:
বর্তমানে পিইটি বোতলের পুনর্ব্যবহার একটি শিল্প মানসম্পন্ন প্রক্রিয়া, যা বহু প্রকৌশল কোম্পানি দ্বারা সরবরাহ করা হয়।
পলিয়েস্টার ভিত্তিক পুনর্ব্যবহার পদ্ধতিগুলো যতটা বৈচিত্র্যময়, মূল পেলেট বা গলিত রজন থেকে তৈরি উৎপাদন প্রক্রিয়াগুলোও প্রায় ততটাই বৈচিত্র্যময়। পুনর্ব্যবহৃত উপকরণের বিশুদ্ধতার উপর নির্ভর করে, আজকের দিনে পলিয়েস্টার প্রায় সবধরনের উৎপাদন প্রক্রিয়ায় ব্যবহৃত হতে পারে, হয় ভার্জিন পলিমারের সঙ্গে মিশ্রণ হিসেবে, অথবা ক্রমবর্ধমান হারে ১০০% পুনর্ব্যবহৃত পলিমার হিসেবেও। তবে কিছু ব্যতিক্রম রয়েছে—যেমন: পাতলা BOPET ফিল্ম, অপটিক্যাল ফিল্ম, FDY স্পিনিং-এর মাধ্যমে ৬০০০ মিটার/মিনিট গতিতে তৈরি সুতা, মাইক্রোফিলামেন্ট ও মাইক্রোফাইবার—এসব ক্ষেত্রে শুধুমাত্র ভার্জিন পলিয়েস্টার ব্যবহার করা হয়।
এই প্রক্রিয়ায় বোতল বর্জ্যকে প্রথমে ফ্লেইকে রূপান্তর করা হয়, এরপর ফ্লেইকগুলোকে শুকানো ও স্ফটিকায়িত (crystallized) করা হয়, প্লাস্টিকাইজ ও ছাঁকার মাধ্যমে পলিমার প্রস্তুত করা হয় এবং শেষে পেলেট তৈরি করা হয়।
এই প্রক্রিয়ার ফলাফল হলো একটি অ্যামরফাস পুনঃগ্রানুলেট, যার ইনট্রিনসিক সান্দ্রতা সাধারণত ০.৫৫–০.৭ dℓ/g এর মধ্যে থাকে, যা প্রি-ড্রাইং কতটা ভালোভাবে করা হয়েছে তার উপর নির্ভর করে।
এই পদ্ধতিকে বেছে নেওয়া মানে একটি অতিরিক্ত রূপান্তর প্রক্রিয়ার সংযোজন, যা একদিকে শক্তি-নির্ভর ও ব্যয়বহুল এবং তাপীয় অবক্ষয়ের কারণ হতে পারে; কিন্তু অন্যদিকে এতে কিছু গুরুত্বপূর্ণ সুবিধাও রয়েছে:
এই প্রক্রিয়া মূলত উপরের পুনরায় পেলেটাইজিং প্রক্রিয়ার মতোই, তবে এখানে উৎপাদিত পেলেটগুলোকে সরাসরি (নিরবিচারে বা পর্যায়ক্রমে) স্ফটিকায়িত করে একটি সলিড স্টেট পলিকন্ডেনসেশন (SSP) প্রক্রিয়ায় পাঠানো হয়। এটি একটি টাম্বলিং ড্রায়ার বা উল্লম্ব রিঅ্যাক্টরে করা হয়। এই ধাপে ইনট্রিনসিক সান্দ্রতা ০.৮০–০.৮৫ dℓ/g পর্যন্ত পুনর্গঠিত হয় এবং অ্যাসেটালডিহাইডের পরিমাণ <১ ppm এ নামিয়ে আনা হয়।
ইউরোপ ও আমেরিকার কিছু যন্ত্র প্রস্তুতকারক ও লাইন নির্মাতা, যেমন Next Generation Recycling (NGR), BePET, Starlinger, URRC বা BÜHLER—এই ধরণের স্বতন্ত্র পুনর্ব্যবহার পদ্ধতি (যেমন "বটল-টু-বটল" বা B-2-B প্রক্রিয়া) সরবরাহ করে। এদের লক্ষ্য থাকে FDA নির্দেশনা অনুসারে 'চ্যালেঞ্জ টেস্ট' এর মাধ্যমে নমুনা দূষণ অপসারণের কার্যকারিতা প্রমাণ করে ফুড-কন্ট্যাক্ট অ্যাপ্লিকেশনে অনুমোদন অর্জন করা।
এই প্রক্রিয়া অনুমোদন থাকলেও, যেসব প্রতিষ্ঠান নিজেরা কাঁচামাল উৎপাদন করে তারা যেন নিজস্ব প্রক্রিয়ার জন্য FDA সীমার মধ্যে থাকে, তা নিয়মিত পরীক্ষা করা প্রয়োজন।
খরচ সাশ্রয়ের লক্ষ্যে ক্রমবর্ধমান সংখ্যক পলিয়েস্টার মধ্যবর্তী পণ্যের উৎপাদক, যেমন স্পিনিং মিল, স্ট্র্যাপিং মিল বা কাস্ট ফিল্ম মিলগুলো, ব্যবহৃত বোতলের থেকে সংগৃহীত PET ফ্লেইক সরাসরি ব্যবহার করে পণ্য উৎপাদনে কাজ করছে। ফ্লেইকের উপযুক্ত সান্দ্রতা (viscosity) নিশ্চিত করতে হলে কেবল দক্ষভাবে ফ্লেইক শুকানোই নয়, melt phase বা solid-state polycondensation-এর মাধ্যমে সান্দ্রতা পুনর্গঠনও প্রয়োজন হতে পারে।
সাম্প্রতিক ফ্লেইক রূপান্তর প্রক্রিয়ায় টুইন-স্ক্রু এক্সট্রুডার, মাল্টি-স্ক্রু বা মাল্টি-রোটেশন সিস্টেম এবং একইসঙ্গে ভ্যাকুয়াম ডিগ্যাসিং প্রযুক্তি ব্যবহৃত হচ্ছে, যাতে ফ্লেইক শুকানোর প্রয়োজন ছাড়াই আর্দ্রতা দূর করে সান্দ্রতা হ্রাস না ঘটিয়ে রূপান্তর করা যায়।
পিইটি ফ্লেইক ব্যবহারের মধ্যে প্রায় ৭০% ফাইবার ও ফিলামেন্টে রূপান্তরিত হয়। স্পিনিং প্রক্রিয়ায় ফ্লেইক সরাসরি ব্যবহারের সময় কিছু প্রক্রিয়াগত নিয়ম মেনে চলা প্রয়োজন।
আরও একটি গুরুত্বপূর্ণ ক্ষেত্র হলো **উচ্চ-টেনাসিটি প্যাকেজিং স্ট্রিপস এবং মনোফিলামেন্ট** উৎপাদন। এই উভয় ক্ষেত্রেই উচ্চ ইনট্রিনসিক ভিসকসিটি সম্পন্ন পুনর্ব্যবহৃত উপাদান থেকে শুরু করা হয় এবং গলিত স্পিনিং প্রক্রিয়ায় উৎপাদিত হয়।
PET পলিমার হাইড্রোলাইটিক ভাঙনের (hydrolytic degradation) প্রতি অত্যন্ত সংবেদনশীল, যা এর আণবিক ওজনকে হ্রাস করে এবং পরবর্তী গলন প্রক্রিয়া ব্যাহত করে। তাই গলিত এক্সট্রুশনের আগে PET ফ্লেইক বা গ্রানুলকে অত্যন্ত কম আর্দ্রতার মাত্রায় শুকানো অত্যাবশ্যক।
PET-কে অবশ্যই <১০০ পিপিএম আর্দ্রতায় শুকানো উচিত এবং প্রক্রিয়ার পুরো সময়ে এই মাত্রা বজায় রাখা দরকার, যাতে হাইড্রোলাইসিস রোধ করা যায়।
২০১১ সালে বিশ্বব্যাপী আনুমানিক ৭.৫ মিলিয়ন টন পিইটি সংগ্রহ করা হয়, যা থেকে প্রায় ৫.৯ মিলিয়ন টন ফ্লেইক উৎপাদিত হয়। ২০০৯ সালে এর মধ্যে ৩.৪ মিলিয়ন টন ফাইবার উৎপাদনে, ৫ লক্ষ টন বোতল তৈরিতে, ৫ লক্ষ টন থার্মোফর্মিং-এর জন্য APET শিটে, ২ লক্ষ টন স্ট্র্যাপিং টেপে এবং ১ লক্ষ টন অন্যান্য কাজে ব্যবহৃত হয়। এই হিসাবে দেখা যায়, সংগৃহীত পিইটি বোতলের মাত্র প্রায় ১৫% পুনর্ব্যবহার হয়ে নতুন বোতলে রূপান্তরিত হয়েছিল; বাকিগুলো এমন পণ্যে ব্যবহৃত হয় যা আর পুনর্ব্যবহারযোগ্য নয়।
Petcore, ইউরোপের একটি বাণিজ্য সংগঠন যা পিইটি সংগ্রহ ও পুনর্ব্যবহার উৎসাহিত করে, জানিয়েছে যে ইইউ ২৮+২ দেশে ২০১৮ সালে ৩.৪ মিলিয়ন টন বোতল বিক্রির মধ্যে ২.১ মিলিয়ন টন পিইটি বোতল সংগ্রহ করা হয়েছিল (প্রায় দুই-তৃতীয়াংশ)। এর মধ্যে ১.৩৫ মিলিয়ন টন r-PET উৎপাদিত হয়, যা নিম্নোক্ত কাজে ব্যবহৃত হয়:
NAPCOR জানিয়েছে, ২০১৮ সালে যুক্তরাষ্ট্র ও কানাডায়:
৩ মিলিয়ন টন বোতল বিক্রির মধ্যে ৯ লক্ষ টন পিইটি বোতল সংগ্রহ করা হয়েছিল (২০০৮ সালে এটি ছিল ৬ লক্ষ টন)। এর মধ্যে ৭ লক্ষ টন r-PET উৎপাদিত হয়েছিল, যার ব্যবহারের অনুপাত ছিল:
২০১৯ সালে সুইজারল্যান্ডে বিক্রিত পিইটি বোতলের ৮১% পুনর্ব্যবহার করা হয়েছিল, যা ২০১২ সালের পরিমাণের সমান।
২০১৮ সালে ফিনল্যান্ডে বিক্রিত পিইটি বোতলের ৯০% পুনর্ব্যবহার করা হয়। এই উচ্চ হারের পেছনে প্রধান কারণ হল সেখানে প্রচলিত ডিপোজিট সিস্টেম। আইন অনুযায়ী, যেসব বোতল বা ক্যান রিফান্ড ব্যবস্থার আওতাভুক্ত নয়, তাদের ওপর €০.৫১/লিটার হারে কর প্রযোজ্য। এই কারণে ১০ সেন্ট থেকে ৪০ সেন্ট পর্যন্ত ডিপোজিট যুক্ত করা হয়, যা রিসাইক্লারকে ফেরত দেওয়া হয়।
বিশ্বব্যাপী পিইটি বোতলের পুনর্ব্যবহার হার
২০১৯ সালে জার্মানিতে ২০০ কোটি পিইটি বোতলে খনিজ পানি পুনরায় ভরা হয়। এখন পরিকল্পনা রয়েছে এই পুনঃভর্তিযোগ্য বোতলগুলো rPET দিয়ে তৈরি করার।
পিইটি বোতল বিভিন্ন কাজে পুনঃব্যবহার করা হয়। যেমন, স্কুল প্রকল্পে ব্যবহার, কিংবা উন্নয়নশীল দেশে সূর্যালোকভিত্তিক পানিশোধন ব্যবস্থায়। এই ব্যবস্থায় খালি পিইটি বোতল পানিতে পূর্ণ করে রোদে রাখা হয়, যাতে সূর্যের অতিবেগুনি রশ্মির সাহায্যে পানির জীবাণু ধ্বংস হয়। পিইটি এই উদ্দেশ্যে উপযোগী, কারণ অনেক অন্যান্য উপাদান (যেমন কাচ) দৃশ্যমান আলোতে স্বচ্ছ হলেও অতিবেগুনি রশ্মির ক্ষেত্রে অস্বচ্ছ।
আরও একটি অভিনব ব্যবহার হচ্ছে তৃতীয় বিশ্বের দেশগুলোতে গৃহ নির্মাণ উপাদান হিসেবে পিইটি বোতল ব্যবহার। অনলাইন সূত্র অনুযায়ী, এই প্রক্রিয়ায় শ্রমনির্ভর পদ্ধতিতে বোতলগুলিকে বালু দিয়ে পূর্ণ করে ইটের মতো স্তরে স্তরে সাজানো হয় এবং তারপরে কাদা বা সিমেন্ট দিয়ে গাঁথা হয়। কিছু বোতল বাতাস বা পানি দিয়ে পূর্ণ করা হয়, যাতে ঘরের ভেতরে আলো প্রবেশ করতে পারে।
পুনর্ব্যবহৃত পিইটির বেশিরভাগ অংশই পোশাক তৈরির তন্তু হিসেবে ব্যবহৃত হয়। তবে rPET দিয়ে কার্পেট তৈরির তন্তুও তৈরি হয়। Mohawk Industries ১৯৯৯ সালে *everSTRAND* নামের একটি সম্পূর্ণ পোস্ট-কনজিউমার rPET ফাইবার বাজারে আনে। সেই থেকে ১৭ বিলিয়নেরও বেশি বোতল কার্পেট তন্তুতে রূপান্তরিত হয়েছে। Pharr Yarns, যা Looptex, Dobbs Mills, এবং Berkshire Flooring-এর মতো বহু কার্পেট প্রস্তুতকারকের সরবরাহকারী, BCF (bulk continuous filament) পিইটি তন্তু তৈরি করে, যাতে অন্তত ২৫% পোস্ট-কনজিউমার পুনর্ব্যবহৃত উপাদান থাকে।
যদি কোনো কারণে পিইটি বোতল পুনর্ব্যবহার করা সম্ভব না হয়, তবে তা বর্জ্য-থেকে-শক্তি প্ল্যান্টে জ্বালানি হিসেবে ভালো কাজ করে। কারণ পিইটি মূলত কার্বন, হাইড্রোজেন ও অক্সিজেন দ্বারা গঠিত এবং এতে খুব সামান্য পরিমাণে অনুঘটক উপাদান থাকে (সালফার থাকে না)। পিইটির শক্তিমান উপাদান হিসেবে মান প্রায় সফট কয়লার সমান।
গবেষণায় দেখা গেছে, যান্ত্রিক পুনর্ব্যবহার (mechanical recycling) পদ্ধতির পরিবেশগত প্রভাব দাহন প্রক্রিয়ার (incineration) তুলনায় অনেক কম। এর কারণ, পুনর্ব্যবহারে নতুন কাঁচামাল উৎপাদনের প্রয়োজন হয় না, ফলে সম্পদ ও জ্বালানির সাশ্রয় ঘটে।
যুক্তরাষ্ট্রভিত্তিক ২০১৮ সালের একটি গবেষণায় দেখা গেছে, পুনর্ব্যবহৃত পিইটি (rPET) ব্যবহারে ভার্জিন পিইটির তুলনায় পরিবেশগত প্রভাব উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়। (এই গবেষণায় সব ধরণের ব্যবহার বিশ্লেষণ করা হলেও, পিইটি বোতল ছিল প্রধান উপাদান)। এমনকি যদি ধরা হয় পুনর্ব্যবহার না থাকলেও ভার্জিন পিইটি ব্যবহার চলবে, তবুও rPET ব্যবহারে পরিবর্তনগুলি এমন: