Переработка пластика в домашних условиях: описание процесса утилизации, видео о том, как измельчить пластик в гранулы дома, оборудование и условия

Производство и домашнее хозяйство

Переработка пластика уже давно стала частью технологического цикла профильных и специализированных компаний.

Чаще всего отходы производства перерабатываются на месте.

Компании могут организованно отправлять пластиковые отходы в специализированные центры и компании для переработки.

Большое значение переработки таких материалов для окружающей среды подтверждают различные программы государственной поддержки во многих странах.

Энтузиасты и ремесленники по всему миру также ищут возможности для самостоятельной переработки в домашних условиях. Этот интерес обусловлен одним фактором — тотальной раздачей бесплатного и качественного сырья:

• пластмассовые изделия и их фрагменты;
• упаковка и транспортная тара;
• пластиковая посуда и бутылки.

Занятию самодеятельной переработкой мешают особенности пластмасс и изделий из них.

Вот основные проблемы при самостоятельной обработке материалов этой группы:

1. Отсутствие оборудования, подходящего для домашнего использования.
2. Токсичность пластмасс при переработке.
3. Трудности со сбором и подготовкой сырья.

Домашний умелец должен получить один из двух результатов – сырье, пригодное для продажи, или изделия из переработанного им пластика.

Несмотря на эти трудности, многие желающие заняться переработкой вторичного сырья из полимерных материалов имеют положительный опыт. Результатом такой работы является получение реального дохода в семейный бюджет.

Подготовка сырья для утилизации

Как переработать пластик? Технология проста:

• собрать разнообразный исходный материал;
• измельчить однородную массу отсортированного сырья;
• путем нагревания и плавления получается полуфабрикат, пригодный для переработки — гранулы — или сразу изготавливаются новые изделия и предметы.

Одной из насущных проблем при переработке пластика в домашних условиях является измельчение сырья. Дело в том, что большая часть существующей техники этого типа не производится большими партиями.

Распространенные модели шлифовального оборудования:

1. Предназначен для обработки больших объемов.
2. У них слишком много мощности и производительности для домашнего использования.
3. Слишком дорого и негабаритно.

Именно поэтому энтузиасты по переработке пластика своими руками вынуждены делать такое оборудование своими руками. Начинающие любители иногда шлифуют пластик вручную, используя подручные средства и самое простое самодельное оборудование.

Виды отходов пластика

Сегодня все виды пластика обрабатываются специальной этикеткой. Чтобы это узнать, нужно найти на поверхности пластикового изделия отметку в виде треугольника, а в ней – цифру, обозначающую вид материала для переплавки:

• 1 — ПЭТФ — полиэтилентерефталат для изготовления пищевой упаковки;
• 2 — ПНД — плотный полиэтилен для изготовления широкого спектра хозяйственных изделий, в том числе толстостенной тары для хранения пищевых продуктов;
• 3 — ПВХ — поливинилхлорид для производства непищевой тары, труб, деталей мебели;
• 4 — ПВД — полиэтилен низкой плотности для пленочных изделий, в том числе предназначенных для хранения пищевых продуктов, и для гибкой посуды;
• 5 — ПП — полипропилен, материал безопасный для человека, поэтому используется для производства детских вещей и упаковки для пищевых продуктов, а также автомобильных запчастей;
• 6 — ПС — полистирол, материал, вредный только при контакте с огнем, пригодный для изготовления канцелярских товаров, теплоизоляционных покрытий, одноразовой тары;
• 7 — ПРОЧЕЕ — синтетический материал, не входящий ни в одну из вышеперечисленных категорий, сюда обычно входит поликарбонат.

Воздействие на экологию

Пластик представляет собой смесь многих синтетических компонентов. Более того, некоторые вещества не являются неотъемлемой частью химической структуры пластика. Они легко испаряются, попадают в организм, накапливаются в окружающей среде. Как только человек дышит воздухом возле горящей свалки или ест пищу, подогретую в микроволновке, прямо в пластиковой посуде, часть ядовитых веществ попадает в организм.

Наиболее вредны для здоровья фталаты – пластификаторы, а также бисфенол А – отвердитель, убивающий эндокринную систему. При разложении биопластика в окружающей среде испаряется метан — один из газов, усиливающих парниковый эффект. Медленно разлагаясь в почве, пластик выделяет хлор, несколько канцерогенов, токсины, которые просачиваются в водоемы и грунтовые воды. Эта вода затем используется для питьевых, бытовых и производственных нужд.

Риск повреждения пластиком, хранящимся на свалках, минимален. Ведь эти пространства спроектированы так, чтобы пластиковые отходы не соприкасались с почвой, грунтовыми и поверхностными водами. Гораздо опаснее пластиковые предметы, которые люди бросают не туда.

Особенно сильно пострадало море. Есть 5 мусорных островов. Так называют груды пластиковых отходов, которые уходят в море при отливах и течениях рек, занимая гигантские площади. Крупнейший остров, площадь которого превышает 1 000 000 км2, расположен в Тихом океане между западным побережьем США и Гавайскими островами. Его общий вес достигает 90 000 тонн.

Но то, что находится на поверхности, — это лишь малая часть общего загрязнения. До 70% пластиковых отходов погружается на морское дно. По неутешительным научным прогнозам, к середине 21 века пластиковых отходов в океанах будет больше, чем жителей. Рыбы, морские рептилии, млекопитающие и птицы уже страдают от загрязнения. Кусочки пластика попадают в пищеварительный тракт животных, вызывая мучительную смерть.

Читайте также: Пресс для отходов — это оборудование, устройство, принцип работы, классификация

Способы переработки и утилизации пластика

Единственный способ снизить негативное воздействие материала на окружающую среду – это его вторичная переработка, т.е переработка. Переработанный пластик становится сырьем для вторичного производства или дополнительным компонентом в производстве первичной продукции. В России переработка как отрасль пока находится в зачаточном состоянии. Только 2-3% пластиковых отходов вывозится на перерабатывающие заводы, остальное выбрасывается на свалки, где сжигается.

Обработка пластика осуществляется двумя методами: термическим и механическим. Изделия из ПЭТ, ПНД, ПВХ подлежат обработке первого типа. Это самая массовая группа отходов по объему, на ее долю приходится 75-80%. После плавления пластик формуют и из него делают новые изделия.

Термопласты, которые нельзя подвергать термическому воздействию, подвергают механической обработке: пенополиуретан, аминопластики. При производстве изделий из этих материалов происходят необратимые изменения в их химическом строении, а значит, изделия не подвергаются плавлению и растворению.

Термические методы

Плавление — это простой и поэтому распространенный метод превращения пластика в целлюлозу для переработки. Воздействие при высокой температуре ускоряет молекулярный распад материала, на который в природе уходят сотни лет. Несмотря на свою распространенность, с экологической точки зрения термический метод считается неприемлемым. Во-первых, вторичный материал подходит не для всех сфер промышленного использования, а во-вторых, горение пластика сопровождается распространением токсичных соединений в воздухе.

Сжигание отходов

Экономичным методом термической обработки пластмасс является сжигание. Обычно так избавляются от пластиковых изделий. Вся масса мусора выгорает, остается только экологически чистая зола, которая составляет 10% от исходного объема пластика.

В процессе переработки пластиковая масса загружается в печь. Тепловая энергия, выделяющаяся при сгорании, используется для обогрева городских зданий. Для предотвращения попадания летучих токсинов в воздушное пространство печи на перерабатывающих предприятиях оборудуются фильтрами.

Пиролиз для синтеза топлива

Пиролиз — это расщепление пластика на молекулы. Для обработки синтетического материала таким образом компании используют бескислородную печь, где создается оптимальная среда для реакции разложения пластика.

Пиролиз пластмасс может проходить при различных температурных условиях:

1. До 350°С — крекинг — термическое разжижение пластиковых отходов. Процесс позволяет производить топливо и химическое сырье для дальнейшего производства.
2. От 450 до 900°С — горение пластика с выделением энергии. Разложение высокомолекулярных углеводородов сопровождается выделением газа, который используется для получения тепла.
3. Выше 900°С — тот же процесс. Отличие состоит в том, что с повышением температуры изменяется агрегатное состояние продуктов пиролиза. С повышением температуры образуется меньше жидких продуктов и больше твердой осадочной массы.

Механические методы

С экологической точки зрения они не считаются лучшими, но практичны и не требуют больших затрат. Не требуется тщательной сортировки, материал не подвергается воздействию температуры, не меняет своей структуры и физических параметров.

Как лучше перерабатывать пластик, зависит от его физической формы:

1. Грануляция – это подготовительный процесс, который делает материал пригодным для дальнейшей обработки. Пластиковые отходы имеют рыхлую форму, спрессованную в сферические, кубические или цилиндрические гранулы.
2. Агломерация – метод измельчения пленочных отходов – ПНД, ПП, ПВД. Получаются сферические пластиковые частицы разного размера – 2-15 мм.

Частицы, образующиеся при механическом способе обработки, используются как наполнители готовых изделий и как вторичное сырье. Измельчение может быть самостоятельным процессом, а может предшествовать другим методам, например термической обработке пластмасс.

Химические методы

Химическими методами основу, из которой они были изготовлены, извлекают из полимерных отходов. То есть они фактически осуществляют процесс, обратный производству пластика. Полимерную массу загружают в емкость, наполненную жидкой каталитической композицией. Пластик разрушается, образующиеся вещества становятся сырьем для вторичного производства.

Применяются следующие химические методы обработки пластика:

1. Гидролиз – разрушение материала кислым раствором под действием температуры. Получаются чистые от токсинов гранулы.
2. Гликолиз – это распад пластика под действием гликоля при температуре выше 200°С. Процесс сопровождается небольшим количеством отходов, хотя выделенное сырье нельзя назвать чистым, оно не используется для изготовления пищевой упаковки.
3. Метанолиз – это разрушение полимерного материала с помощью метанола под давлением и высокотемпературным воздействием. Процесс длительный, энергоемкий, требует тщательной сортировки поступающего сырья.

Физико-химические методы

Любой материал со временем теряет свои качественные свойства. Пластик становится менее плотным и эластичным. Перерабатывать его бесконечно без улучшения качества не получится. Материал должен быть стабилизирован.

Процедура состоит из двух этапов: механического и химического. Сначала пластик измельчают и расплавляют, затем в массу подмешивают стабилизаторы. Получается пластиковое сырье со структурой, пригодной для производства новых продуктов.

Повторное использование для хозяйственных нужд

Имея навыки работы с инструментами, можно приспособить пластиковые отходы в хозяйстве. Пустая пластиковая бутылка может стать кормушкой для птиц, резервуаром для дождевой воды, воронкой, вкладышем для защиты металлических предметов от коррозии из-за атмосферных осадков. И это только примитивные варианты использования. А если вы решите переплавить пластиковые бутылки в домашних условиях, то могут получиться замечательные предметы быта.

Измельчение вручную

Увлеченный мастер может измельчить небольшое количество добытого сырья вручную с помощью обычных ножниц.

Для практической реализации этого метода можно использовать два ножницы — с длинными лезвиями для удобного вырезания боковых стенок пластиковых бочек и с короткими лезвиями для трудоемкой работы с горлышками и донышками бутылок.

Ножницы позволяют вручную выполнять весь цикл подготовки и измельчения сырья:

1. Снимите защитное кольцо на пробке с горлышка бутылки
2. Разрежьте бутылку на мелкие кусочки
3. Шлифуйте твердую шейку и дно отдельной операцией.

Мастер может принять решение не обрабатывать сложные части бутылок, собрав их отдельно для специальной обработки. Такое лечение занимает много времени, а эффективность низкая.

Простейшее оборудование для разрезания бутылок

В интернете гуляют идеи о простейшем самодельном приспособлении для разрезания бутылки на бесконечную ленту. Эта технология уступает резке на мелкие кусочки, но тонкая узкая лента подходит для нагрева в сжатом состоянии.

Существуют и более совершенные приспособления, позволяющие разрезать бутылку на высокой скорости.

Дальнейшее совершенствование этого оборудования приводит к использованию электропривода для намотки ленты и вращения бутылки.

В ограниченном масштабе ПЭТ-бутылки можно измельчать с помощью подходящего кухонного оборудования, например, соковыжималки.

Неправильное использование подходящего оборудования:

• малоэффективен из-за ускоренного износа режущего элемента – зубчатого диска;
• опасный непредсказуемый режим работы электрической машины;
• создает трудности, слишком сильно раздавливая пластик.

Эксперименты с таким адаптированным оборудованием ценны ускорением накопления опыта утилизации и возможностью отработки технологии резки.

Вам может понадобиться информация о промышленных измельчителях пластиковых отходов.

Измельчитель пластика своими руками

Единственный рациональный вариант для индивидуального мастера обзавестись станком для дробления пластиковых бутылок – изготовить его самому или заказать в специализированной мастерской.

Конструкций таких устройств немного, но все они требуют использования:

1. Дизайнерская экспертиза в области механики.
2. Технологии металлообработки.
3. Навыки сборки, наладки и эксплуатации машин и механизмов.

Устройства этого типа используют два принципа измельчения. Один основан на процессе резки с участием двух наборов лезвий, напоминающих ножницы. Второй основан на технологии резки, когда материал дробится путем разрыва его зубьями пилы.

Зачастую именно технология пиления зубчатым режущим агрегатом лучше всего подходит для домашнего мастера.

Вот основные преимущества:

• малая мощность электропривода — от 0,3 кВт;
• легкая передача привода или его отсутствие при расположении режущего элемента на валу двигателя;
• наличие всех деталей в готовом виде и возможность использования заводских конструкций и узлов.

Такое оборудование имеет недостатки, характерные для моделей всех типов:

1. Опасность режущего оборудования.
2. Необходимость улавливания пыли и мелких обрезков.
3. Шум на работе.

Технология изготовления самодельной мясорубки проста.

Основным элементом такого устройства является набор дисков для циркулярной пилы, насаженных на ось вплотную или через проставочные диски.

К вращающемуся набору подается бутылка, которая моментально превращается в горсть опилок.

Эту модель можно сделать более сложной с вращающимися лезвиями, которые режут вместе с неподвижными лезвиями.

Мастеру выгодно разработать конструкцию своего устройства самостоятельно, это позволит:

• использовать готовые узлы и детали от другой техники, например от стиральной машины;
• обеспечить необходимый уровень защиты рук;
• продумать систему наладки и регулировки;
• обеспечить благоприятную производительность и управление мощностью.

Такое устройство, которое часто называют измельчителем, обеспечит очень эффективную подготовку сырья. Надлежащий дизайн и исполнение обеспечат долгосрочную производительность и эффективность.

Более подробную информацию о том, как сделать пластиковую мясорубку своими руками, вы можете найти здесь.

Самостоятельное изготовление гранулятора

Для изготовления грануляторов нужно понимать функции этого процесса. Вот что это:

1. Измельченное сырье нагревают до его расплавления и получения однородной пластичной массы.
2. Расплав продавливается через отверстия — прядильные сопла, а полученные нити нарезаются на гранулы.
3. Полученные гранулы охлаждают, чтобы избежать слипания.

Для самостоятельного изготовления гранулятора мастеру очень полезно изготовить такое устройство в примитивном, но вполне пригодном для использования варианте.

В качестве оборудования для переработки пластика в гранулы можно использовать обычную мясорубку, которую своими руками можно превратить в гранулятор.

К приемному пространству мясорубки необходимо присоединить подогреваемую плавильную камеру, к которой сверху примыкает накопительная емкость.

Шнек мясорубки и его корпус также должны входить в состав обогреваемого агрегата.

Гранулы, выходящие из-под ножей, необходимо охлаждать струей воздуха.

Эта примитивная схема позволяет проработать ключевые узлы конструкции, понять функции процесса.

В работе гранулятора очень важна возможность корректировки технологических операций.

Необходимо настроить многие параметры:

• температура плавления;
• интенсивность подачи расплава на режущий узел;
• параметры и способ охлаждения (воздушное или водяное);
• скорость резки потоков расплава в таблетки.

Получив практический опыт эксплуатации гранулятора, домашний мастер может сделать более производительное устройство. Использование узлов и агрегатов от другого оборудования значительно упростит работу.

Вот что вы можете использовать:

1. Нагревательные элементы ТЭНы или нихромовые спирали.
2. Бытовая металлическая тара – ведра, барабаны от старых стиральных машин.
3. Элементы пневматического и гидравлического оборудования для экструзии расплава.
4. Датчики температуры в диапазоне до 300 градусов.

Мудрый мастер изготовит гранулятор таким образом, что узел нарезки токов на гранулы будет съемным, а на его место можно будет установить сопло для достижения сплошного течения расплава.

Что можно изготовить дома?

Многократное использование пластика не позволяет производить качественную продукцию. Однако ассортимент товаров для домашней мастерской может быть большим.

Технология изготовления самодельных пластиковых изделий заключается в заполнении формы расплавом, выдавленным из экструдера.

Вариантом этой технологии является получение профиля, соответствующего фильере экструдера. Самое главное в этой технологии — соответствие параметров модели потенциалу устройства.

Мастер должен найти совпадение:

• параметры плавления;
• температура формы;
• методы охлаждения и формовки.

Формы чаще всего изготавливаются из металла. Для сложных изделий труднее всего обеспечить правильную конфигурацию формы, обеспечивающую точное извлечение изделия, а перед этим — полное заполнение расплавом.

Вот несколько примеров изделий, которые подойдут для изготовления в домашней мастерской:

• небольшие контейнеры для использования без повышенной нагрузки;
• предметы декора, копии скульптур и барельефов;
• элементы интерьера – накладки, заглушки, вставки;
• некоторые элементы отделки и оборудования машин и механизмов — чехлы, сумки, застежки.

Важно понимать, что тонкие и точные формы сложно сделать в домашних условиях. В любительском производстве хорошо достигаются простые и даже грубые формы, что не потребует особых усилий.

Для производства и продажи детских игрушек необходимо пройти предусмотренные законодательством санитарно-эпидемиологические проверки.

Другие вещи из пластиковых отходов

21 век – эпоха пластика. Он везде, в каждом доме, в каждой комнате. Производство пластиковых изделий является высококонкурентной отраслью, поэтому многие производители стараются сохранить маркировку «эко», чтобы соблюдать безопасные технологии производства.

Мебель

Пластиковая мебель давно перестала ассоциироваться с дешевизной и непрактичностью. Современные производители выпускают стильную, качественную мебель, разрабатывают интересные варианты дизайна. Пластиковые столы, стулья, лавки, полки, комоды прочны, долговечны, не подвержены плесени и вредителям. Пластиковая мебель подходит как для дома, так и для сада.

Велосипеды

Уругвай создал первый велосипед с рамой из переработанного пластика в 2011 году. Бренд получил название «Muzzicucles», и его популярность растет. Пластиковый каркас прочный, легкий, устойчивый к коррозии, а для его изготовления нужно всего 200 пластиковых бутылок.

Дороги

Чтобы заменить неустойчивый асфальт, голландские инженеры изобрели пластиковое покрытие модульной конструкции. Пластиковая дорога безупречно гладкая, термостойкая, легко ремонтируется.

Ковры

Изделия из полиэстера и полиэфирных нитей пользуются спросом, так как имеют богатый рисунок, устойчивость к разрывам и просты в уходе.

Дома из переработанного пластика

Колумбийский производитель стройматериалов Conceptos Plasticos производит продукцию из пластиковых и резиновых отходов по собственной уникальной технологии: прочные и долговечные кирпичи со шпильками, колонны, опорные балки. Чтобы построить дом площадью 50 м2 из этих материалов, строители тратят 5-6 дней. Пластиковые дома доступны по цене, их заказывают бедняки.