aalto1 untyped-item.component.html
Removal of synthetic material from cotton-blend textile waste using a twin-screw counter-current reactor
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Chemical Engineering |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
Department
Major/Subject
Mcode
Language
en
Pages
73
Series
Abstract
This thesis explores how synthetic material can be chemically removed from textile waste cotton-blends using alkaline hydrolysis. The aim was to identify optimal conditions for PET removal with minimal chemical use, supporting the development of more efficient textile recycling processes. Laboratory experiments were conducted to test the effects of temperature, sodium hydroxide concentration and BTBAC catalyst concentration on the breakdown of polyethylene terephthalate and polyamide. The results showed that nearly complete removal of PET is possible, especially with pressurised reactor at higher temperatures (up to 150 °C) and without pressure using 10 % NaOH and 0.5 % BTBAC catalyst, while cotton fibres remain unaffected under controlled conditions. However, attempts to remove polyamide using the same method were less successful, highlighting the need for further research in that area.
To test how the PET removal process could work on a larger scale, the most promising laboratory conditions were applied in a twin-screw counter-current reactor under non-pressurised conditions. The setup at 90 °C achieved PET residual content levels as low as 0.01 %, showing that continuous processing with the twin-screw counter-current reactor can be an effective and scalable solution for separating fibres in textile recycling.
Overall, the findings suggest that alkaline hydrolysis is a strong candidate for industrial textile recycling and offers a viable and scalable approach to improving textile recycling.
Tässä opinnäytetyössä tutkitaan, kuinka synteettinen materiaali voidaan poistaa kemiallisesti tekstiilijätepuuvillaseoksesta alkalisen hydrolyysin avulla. Tavoitteena oli löytää optimaaliset olosuhteet PET:n (polyetyleenitereftalaatti) poistamiseksi mahdollisimman vähäisellä kemikaalien käytöllä tukien tehokkaampien tekstiilien kierrätysmenetelmien kehittämistä. Laboratoriokokeissa tutkittiin lämpötilan, natriumhydroksidipitoisuuden ja katalyyttipitoisuuden vaikutuksia PET:n ja polyamidin hajoamiseen. Tulokset osoittivat, että lähes täydellinen PET:n poisto on mahdollista, erityisesti paineistetussa reaktorissa korkeissa lämpötiloissa (150 °C) sekä paineettomissa olosuhteissa käyttäen 10 % natriumhydroksidia ja 0,5 % BTBAC-katalyyttiä, ilman että puuvillakuidut vaurioituvat hallituissa olosuhteissa. Sen sijaan polyamidin poistaminen samalla menetelmällä ei onnistunut yhtä hyvin, mikä korostaa lisätutkimuksen tarvetta kyseisellä osa-alueella.
PET:n poistoprosessin toimivuutta suuremmassa mittakaavassa testattiin soveltamalla lupaavimpia laboratorio-olosuhteita kaksiruuviseen vastavirtareaktoriin paineettomissa olosuhteissa. 90 °C:n lämpötilassa saavutettiin hyvin alhainen jäännös-PET-pitoisuus 0,01 %, mikä osoittaa, että jatkuvatoiminen prosessointi vastavirtareaktorilla voi olla tehokas ja skaalautuva ratkaisu kuitujen erotteluun tekstiilien kierrätyksessä.
Yhteenvetona voidaan todeta, että alkalinen hydrolyysi on lupaava menetelmä teollisen mittakaavan tekstiilien kierrätykseen ja tarjoaa toteuttamiskelpoisen sekä skaalautuvan lähestymistavan tekstiilien kierrätyksen kehittämiseksi.
Description
Supervisor
Hummel, MichaelThesis advisor
Pahimanolis, NikolaosLaukkanen, Antti