Общие понятия
Изделия из полиэтилентерефталата, измельченные на мелкие плоские кусочки, называются хлопьями, или флексами. Достигается обработкой на специальных станках с последующей очисткой.
В процессе переработки пластик не плавится, а значит, в нем не происходят процессы деградации. Следовательно, прочностные и оптические свойства остаются на исходном уровне.
Ключевым этапом получения хлопьев является очистка от загрязнений и сортировка по типу пластика.
Такие процедуры делают продукт качественнее и дороже. Flex может быть дополнительно переработан путем литья под давлением и экструзии. Он имеет достаточный насыпной вес, а это значит, что его можно без проблем дозировать в машину.
Основы технологии переработки ПЭТ-бутылок
Переработку пластиковых бутылок можно разделить на два этапа:
- подготовка ПЭТ-бутылок;
- производство зерна.
Очистку отходов от загрязнений можно проводить разными способами: обработкой материалов в воде или водных растворах моющих средств, а также в неводных растворах, гравитационной сепарацией. Наиболее простым и экономичным является отмывка отходов ПЭТФ в водных и неводных средах с использованием установок непрерывного или периодического действия. Как правило, ПЭТ-отходы очищают в два-три этапа, затем очищенный материал измельчают и сушат.
До недавнего времени считалось, что чем больше воды используется в процессе очистки переработанного ПЭТ, тем лучше промывается материал. Поэтому «мокрые» дробилки (материал поступает в воду уже на стадии предварительного дробления), пропиточные шнеки (транспортировка смоченного в воде материала), многоступенчатые моечные комплексы периодического действия. В результате необходимая чистота материала была достигнута беспрецедентно высоким расходом воды, а следовательно, применением сложнейшей системы водоочистки.
B+B Anlagenbau GmbH недавно предложила оригинальную «сухую» технологию очистки ПЭТ-отходов. Разработанное компанией устройство очищает материал на 96 % уже на сухой стадии очистки, что позволяет сократить потребление воды как минимум в три раза (как следствие, снижается и стоимость водоподготовки). Высокая степень очистки достигается за счет использования повышенного трения предварительно измельченных ПЭТ-отходов (хлопьев), что приводит к отделению и дальнейшему извлечению основной части поверхностных загрязнений (песок, пыль, бумага, частички клея и др.).
Сбор отходов и их сортировка
ПЭТ-бутылки обычно сортируются по цвету. Все этикетки, крышки, кольца должны быть удалены на этом этапе, если это возможно.
Избавиться от ненужных бутылок можно вручную, можно механизировать процесс – измельченное сырье пропускают через флотационную установку.
Оптимальным объектом переработки является спрессованный тюк (пресс-мешок) из бесцветных ПЭТ-бутылок (цветные бутылки подлежат сортировке и переработке отдельно).
Бутылки из поливинилхлорида (ПВХ) необходимо удалять с особой осторожностью, так как даже небольшое количество ПВХ может привести к порче материала и даже повреждению оборудования при переработке. Допустимое содержание ПВХ в перерабатываемом ПЭТ составляет 0,25%. В настоящее время автоматизированное сортировочное оборудование позволяет отделять ПЭТ от других пластиков.
Производители оборудования предлагают стандартные установки для обнаружения и восстановления ПВХ и других нецелевых полимеров, линии автоматической сортировки ПЭТ-бутылок и полимеров, пресс-подборщики, динамические сепараторы.
Прессование отходов
Необходимость в печати возникает, когда место обработки находится далеко от места сбора и хранения. Возить воздух невыгодно — а негерметичные ПЭТ-бутылки — это воздух. Поэтому перед транспортировкой бутылки необходимо пропустить через пресс-подборщик. Перед нажатием рекомендуется отвинтить колпачки: в этом случае требуется меньшее усилие.
Измельчение
Измельчители пластика превращают бывшие бутылки в полуфабрикаты. Бутылки разных цветов должны обрабатываться отдельно, конечный продукт также будет возвращен в цвете. Самые дорогие — прозрачные флексы, подешевле — синие, еще дешевле — зеленые, самые дешевые — коричневые.
Ротационная дробилка используется для дробления бутылок. Измельчитель оборудован вентилятором высокого давления для удаления измельченного продукта из зоны резки и транспортировки его в приемный блок, либо в моющую машину. Размер хлопьев, получаемых на измельчителе, определяется классификационной сеткой (от 3 до 25 мм). Физико-химические свойства исходного ПЭТ при таком измельчении практически не изменяются.
Отходы загружаются в измельчитель одновременно с водой. В результате интенсивного воздействия загрязнения отделяются от поверхности изделий и переходят в моющую среду. Соотношение добавляемых отходов и воды составляет 1:10–1:15. Как правило, вода для ополаскивания подается в устройство противотоком.
Мойка хлопьев
ПЭТ-хлопья необходимо очищать от загрязнений. Буи загружаются в специальный промывочно-сушильный комплекс, предназначенный для полимеров, где происходит отделение хлопьев от посторонних примесей.
Частицы пробок, колец на моющем оборудовании отделяются почти на 100%, поэтому их нельзя отделить заранее.
В качестве промывочной жидкости для промывки крошки ПЭТ чаще всего используют 0,02% раствор едкого натра.
Измельченные ПЭТ-хлопья загружаются в ванну для замачивания с помощью подъемных механизмов. В этой ванне происходит процесс замачивания ПЭТ-хлопьев. Эта ванна используется в качестве флотационного резервуара для разделения материалов с различной относительной плотностью, таких как колпачки из полипропилена и полиэтилена, этикетки и разрывы. Эти материалы удаляются с поверхности воды по мере погружения обработанного материала и переносятся со дна ванны с помощью внешнего наклонного шнека в динамическую центрифугу.
Динамическая центрифуга
Моечный очиститель представляет собой динамическую центрифугу, оснащенную специальными ситами и лопастями, что обеспечивает жесткую промывку хлопьев. Он используется для удаления этикеточной бумаги, которая измельчается до очень мелких кусочков, которые продавливаются через сито под действием воды и механических прожилок, а также для удаления липких загрязнений, таких как остатки клея, сока или сахара. Хлопья подаются через центрифугу и транспортируются пневмотранспортом в циклон, откуда поступают в горячую промывочную ванну.
Горячая ванна
Нагрев воды в ванне встроенными электронагревателями до 60 градусов Цельсия, а также барботажной системой и встроенными лопастями, т.е комбинированное воздействие горячей воды с помощью тринатрийфосфата и трения, а также взаимодействие частиц с каждым другой во время вращения, обеспечивает хорошую очистку от загрязнений. Эта ванна, как и предыдущая, также используется как флотационная емкость. Затем обработанный материал переносится со дна ванны с помощью внешнего наклонного шнека в динамическую центрифугу, а оттуда транспортируется пневмотранспортом в циклон, откуда поступает в холодную промывочную ванну.
Ванна для холодной стирки
На этом этапе происходит последняя стирка в ванне холодной стирки. Из ванны холодной промывки продукт с помощью внешнего наклонного шнека подается в динамическую центрифугу.
Динамическая центрифуга
Основная функция – центробежное извлечение воды из ПЭТ-хлопьев и подготовка их к стадии сушки. Из центрифуги продукт пневмотранспортной системой подается в циклон-накопитель.
Смытые с ПЭТФ хлопья (хлопья) загрязнения оседают на дне и решетке центрифуг. Образовавшийся осадок удаляют из всех ванн и центрифуг через равные промежутки времени по мере их полного опорожнения. Периодичность слива и очистки ванн и центрифуг зависит от степени загрязнения перерабатываемого сырья. При обработке относительно чистых бутылок операции сушки и очистки следует проводить через 4-6 смен, а при обработке сильнозагрязненного материала — в конце каждой смены. Поток пресной воды составляет примерно 2-4 литра в минуту.
Промывочная вода обычно фильтруется и возвращается в цикл.
Экспресс-контроль качества стирки (удаление клея)
Отсутствие серо-коричневого налета на поверхности чешуек после термообработки при t = 180°С в течение 60 мин в термошкафу. Налет могут вызвать как остатки клея, так и наличие ПВХ.
Сушка и упаковка ПЭТ-хлопьев
Из накопительного циклона ПЭТФ-хлопья (хлопья) подаются в дозатор, а из него равными порциями (для улучшения качества сушки) в систему трубопроводов общей длиной 6 метров, по которой горячий воздух в пневмотранспорте Система уже в сухом виде доставляется в контейнер для хранения, откуда отправляется на упаковку. В сушильном отделении установлен вентилятор, где воздух нагревается 8 электронагревателями. Температура воздуха контролируется и регулируется на главном пульте управления. Элементы защиты предотвращают перегрев в случае отказа системы. Влажный воздух выдувается. Избыточное тепло отводится водяным охлаждением и пневмотранспортом.
Сушка измельченных отходов после мойки осуществляется в сушилках, работающих по принципу подвесного слоя, ленты, полки и т д
Материал сушат до остаточной влажности 0,02-0,5% по ГОСТ 11736. Тщательная сушка обязательна, так как наличие остаточной влаги при последующей обработке при повышенных температурах приводит к частичному гидролизу цепей и необратимому ухудшению физических свойств. — химические свойства полимера. В связи с тем, что отходы очистки и промывки позволяют значительно улучшить свойства получаемых из них продуктов, технологии этих процессов постоянно совершенствуются.
Насыпная плотность ПЭТФ-хлопьев размером 5–10 мм составляет 200–300 кг/м3.
Из одной бутылки можно получить от 35 до 40 граммов хлопьев. Коэффициент использования грязной ПЭТ-бутылки составляет 0,7.
Проблемы при переработке ПЭТ
Переработанные ПЭТ-полимеры имеют те же проблемы обработки, что и первичные ПЭТ-подложки: низкий порог неньютоновского поведения (когда скорость сдвига влияет на изменение вязкости полимера), термочувствительность и, наконец, необходимость сушки.
Более того, в процессе сушки и переработки переработанный материал претерпевает некоторую потерю вязкости, что обусловлено не только температурными и деформационными воздействиями при пластификации полимера, но и наличием загрязнений (влага, клей, красители), и так далее). Эти факторы приводят к снижению молекулярной массы полимера.
Неправильная сушка может значительно ухудшить свойства как первичных, так и переработанных материалов.
Другая проблема обращения с отходами ПЭТФ связана с возможным присутствием в них ПВХ. Даже при тщательной сортировке ПЭТ-бутылок существует вероятность попадания в состав вторичного сырья примесей ПВХ и ПЭ. При температуре обработки ПЭТФ ПВХ разрушается с выделением соляной кислоты, которая вызывает интенсивную деградацию полимера. Поэтому необходимо минимизировать присутствие ПВХ в составе отходов ПЭТФ. Допустимое содержание ПВХ не превышает 50 ppm.
Технология получения
Рассмотрим основные технологические этапы:
- Этап восстановления. Все продукты, поступающие на переработку, должны быть отсортированы по цвету. Этикетки снимаются с каждой бутылки. Если линия имеет низкую производительность и задействовано много ручного труда, полиэтиленовые крышки и кольца также снимаются. На высокопроизводительных фабриках разделение по цвету возможно с помощью автоматических сортировочных установок.
- Разделять. Наиболее подходящий вариант – роторные измельчители. Для высокопроизводительных линий идеально подходят измельчители, поскольку они более мощные. Продукты необходимо дробить отдельно по цвету, это увеличит стоимость флекса. На практике успешно реализован процесс измельчения в струе воды. В момент измельчения вода подается к роторам противником под давлением, что позволяет очистить хлопья от грязи. Затем измельченную смесь подают на просеивание на сито.
- Мойка. На первом этапе щебень проходит через флотационную ванну, где полимер пропитывается и разделяется на фракции. Сверху плавает более легкий материал из полиэтилена и полипропилена. При больших объемах переработки нет возможности изначально разделить укупорочные средства и колпачки, они сортируются автоматически на линии. Поскольку плотность ПЭТ выше плотности воды, он тонет. Тяжелая фракция подается в гидроциклон для смывания оставшихся загрязнений под высоким давлением воды. Многие переработчики используют растворы каустической соды, иногда тетрахлорэтилен для сильно загрязненных продуктов.
- Сушка. Для улучшения качества хлопья необходимо подсушить. Полиэтилентерефталат чрезвычайно чувствителен к влаге. Для этого используется система воздушных циклонов и сушилка периодического действия воронкообразного типа. После тепловой сушки материал необходимо охладить в другом циклоне, чтобы предотвратить слеживание.
- Упаковка. Готовый продукт обычно упаковывают в крупногабаритные мешки, вид и вес которых определяются по согласованию с потребителем.
Оборудование для производства
Кроме основных технологических узлов задействовано большое количество узлов вспомогательного оборудования:
- Распаковка конвейерных лент. Мусорные бутылки и контейнеры перерабатываются в спрессованном виде. Продукция предварительно отделяется и по конвейерным лентам подается на сортировку.
- Машина для разветвления этикетки.
- Конвейерная лента. Загружает бутылки в дробилку, используемую параллельно для сортировки.
- Дробилка или измельчитель.
- Конвейер для подачи щебня из нижнего слоя в верхний.
- Флотационная ванна.
- Гидроциклон.
- Воздушно-циклонная система.
- Сушильная машина.
- Контейнероприемник и упаковочная станция с платформенными весами.
Виды
Разделить измельченные отходы по химическим и физическим свойствам крайне сложно, особенно без хорошо оборудованной лаборатории.
Флекс-хлопья ПЭТ можно классифицировать по цвету:
- Прозрачный. Этот тип дробилки бутылок имеет самую высокую цену, он универсален и подходит для всех видов продукции.
- Синий или голубой. Чуть дешевле, потому что его еще можно закрасить в нужный оттенок.
- Зеленый (бутылки для пива и минеральной воды). Средняя цена, для получения некоторых видов продукции может потребоваться много красителя и модификаторов.
- Коричневый или зелено-коричневый. Самый дешевый вид флекса. Это только для технических целей.
Помимо цвета, хлопья можно разделить по степени чистоты:
- Чистый. Сюда относится и брак выдувного производства, такой флекс можно обрабатывать без стирки.
- Условно чистый. В качестве сырья использовалась тара из-под светлых жидкостей (вода, минеральная вода, лимонад) из специализированных пунктов сбора отходов.
- Сильно загрязнен. Сырьем являются мусорные свалки.
Реализация и цена
Мы уже говорили о том, как сортировать и перерабатывать ПЭТ-бутылки. Но с точки зрения прибыли производство и продажа флекса намного выгоднее.
Для сравнения, цена за тонну пластиковых бутылок варьируется от 10 до 15 тысяч рублей, а стоимость тонны хлопьев из них составляет 40-50 тысяч рублей. Если наладить этот процесс постоянно, стоимость оборудования вскоре окупится с лихвой.
Самый простой и дешевый способ реализации готовой продукции — размещение объявлений на специализированных торговых площадках. Например:
- Флаг;
- Суд;
- тиу.ру;
Для повышения конкурентоспособности вашего товара вы можете предоставить сертификат качества на материал. Он должен содержать хотя бы минимум нормируемых показателей (внешний вид, размер фракции, количество примесей, размер партии и так далее).
Более сложные показатели — плотность, вязкость и так далее — можно определить в сторонней аккредитованной лаборатории.
Чтобы понять формирование стоимости флекса, ниже приведен список производителей с ценами.
В качестве ориентира возьмем прозрачный пластик:
| Город, Производитель | Цена |
| Азов, ООО Вторма | 35 руб/кг |
| Москва, АгроСервис | 45 руб/кг |
| Екатеринбург, Тараз | 35 руб/кг |
| Санкт-Петербург, ИП Благодов | 52 руб/кг |
| Нижний Новгород, ООО Эко-флекс | 50 руб/кг |
| Казань, статусная группа | 49 руб/кг |
Многие производители готовы купить готовый щебень, причем разного качества и цвета. Все зависит от оборудования.
Вот список некоторых потребителей гибкого пластика, которым вы можете пожертвовать измельченный пластик:
| Город | Компания |
| Екатеринбург | ООО «Экопроцессинг |
| Мытищи МО | Рполимер |
| Тверь | Тверские заводы вторичных полимеров |
| Балашиха | ООО Пласт-Ресурс |
| О | ОмскВторПолимер |
| Санкт-Петербург | ООО «Экопласт |
| Новочеркасск | Технократ |
| Ижевск | ИП Гарайханов |
