Применение вторично переработанных полимеров. Вторичная переработка отходов полимеров: технология, оборудование

Введение

Вторичная переработка однородных полимеров - относительно простая задача, если их структура сохранилась и ни во время изготовления, ни во время первичного использования не было значительной деструкции (см., например, ). Разумеется, процесс деструкции, следствием которого могут быть структурные и морфологические изменения, вызванные уменьшением молекулярной массы, образованием ветвей, других химических групп и т. п., приводит к существенному ухудшению всех физических свойств. Если вторичные материалы, сохранившие свои свойства, могут быть использованы в тех же приложениях, что первичные полимеры, то вторичные материалы с пониженными свойствами менее можно использовать только в специфических приложениях. Поэтому при механической повторной переработке однородных полимеров задача заключается в том, чтобы избежать дальнейшей деструкции в ходе технологического процесса, то есть избежать ухудшения свойств конечного материала. Этого можно достичь правильным выбором оборудования для переработки, условий переработки (см. главы 4 и 8) и введением стабилизаторов (см. главы 3 и 7).

В этой главе мы рассмотрим связь свойств однородных полимеров с условиями их переработки (в том порядке, в котором свойства полимеров изменяются с увеличением числа шагов переработки), а также с типом применяемых машин; кроме того, мы исследуем зависимость свойств от исходной структуры.

Вторичная переработка полиолефинов и поливинилхлорида

Введение

Механическая переработка полиолефинов составляет очень важную область индустрии вторичной переработки. Разумеется, основная доля здесь приходится на сырьевые полиолефины и, соответственно, выпускается огромное число изделий из полиолефинов, а относительная легкость их сбора обусловливает простую и экономичную вторичную переработку. Как и в случае других полимеров, конечные свойства и экономическая ценность полиолефинов зависят от степени деструкции при первичном использовании и от условий вторичной переработки. Кроме того, химическое строение полиолефинов имеет очень важное значение для формирования свойств вторично переработанного полимера.

Полиэтилены

Различные структурные типы коммерческих полиэтиленов (ПЭ) сильно влияют на поведение этих материалов при вторичной переработке. Разумеется, развет-вленность (короткими или длинными цепями) влияет на кинетику деструкции, а далее и на конечные свойства повторно переработанного материала, испытавшего нескольких этапов переработки. Это поведение имеет особое значение для тех пластмасс, которые подвергаются не только термомеханической деструкции во время переработки, но также и другим деструктивным воздействиям при дальнейшем использовании. Фотоокисление и прочие виды деструкции вызывают различные структурные и морфологические изменения, зависящие от строения ПЭ.

Вторичная переработка ПЭ рассмотрена в нескольких монографиях и во множестве статей .

Соотношение свойства/этапы переработки будет рассмотрено как на примере различных типов коммерческих ПЭ, так и различных типов деструкции, которую испытывает материал при его использовании.

Полиэтилен высокой плотности

Главным источником рекуперированного полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) являются емкости для жидкостей и упаковочная пленка; кроме того, растет объем вторичной переработки тары из-под автомобильного топлива. Во всех случаях молекулярная масса этих бывших в употреблении изделий из ПЭВП остается весьма высокой, потому что деструкция, испытываемая материалом этого типа, при краткосрочном использовании весьма незначительна. Последнее обстоятельство предполагает, что свойства вторично переработанного материала близки к таковым у исходного полимера. В табл. 5.1 приводится сравнение образцов ПЭВП, полученных из переработанных бутылок, и из исходного полимера. Хорошо видно, что большая часть свойств очень близка. Как отмечалось выше, это результат кратковременного использования бутылок и отсутствия существенной деструкции, хотя некоторое изменение строения все же, возможно, имело место во время вторичной переработки; на это указывает расширение молекулярно-массового распределения. Кроме того, значительно различаются модуль упругости и относительное удлинение при разрыве, и у переработанного материала несколько выше прочность при растяжении.

Эти различия могут быть результатом небольших изменений в структуре и морфологии. В частности, при переработке расплава ПЭ могут происходить как разрывы цепей (с уменьшением молекулярной массы), так и ветвление (увеличение молекулярной массы), на фоне которых реакции сшивания с трудом определяются по измерениям молекулярной массы, а они могут изменить конечные свойства вторичного материала.

Вторично переработанные полимеры испытывают, по крайней мере, два-три цикла переработки, и в каждом из них плавление вызывает дополнительную деструкцию материала. Кроме того, увеличение количества вторично переработанных полимеров и использование смесей из вторично переработанных и первичных материалов (см. главу 6) ведет к тому, что значительная доля рекуперированных пластиков перерабатывается вновь и вновь. Это означает, что свойства таких многократно переработанных полимерных материалов постоянно изменяются с увеличением числа циклов переработки в сторону их ухудшения. Например, в табл. 5.2 показаны изменения некоторых свойств образца из ПЭВП (канистра для топлива) после 15 циклов вторичной переработки литьем под давлением.

Хорошо видно, что изменения механических свойств относительно невелики, хотя показатель текучести расплава уменьшается значительно. Последнее обстоятельство можно объяснить сильной зависимостью вязкости от молекулярной массы и это означает, что обрабатываемость материала существенно изменилась.

Результат ясно показывает, что свойства восстановленного ПЭВП зависят не только от свойств утилизированных продуктов, но также от характера и числа циклов переработки. Кроме того, как на свойства расплавов, определяющих обрабатываемость полимера, так и на свойства твердого материала до некоторой степени влияет вторичная переработка

Таким образом, необходимо знать связь между свойствами и циклами переработки, чтобы иметь возможность до некоторой степени предусмотреть вероятные характеристики вторично переработанных пластмасс и, следовательно, определить доступные для этих материалов сферы применения. Разумеется конечные свойства будут зависеть не только от числа циклов переработки, но также от свойств рекуперированных материалов, от характера переработки и ее условий.

На рис. 5.1 показаны кривые течения образца ПЭВП (канистра). Данные относятся к образцам, прошедшим через несколько циклов переработки на одно-шнековом экструдере. Вязкость уменьшается с увеличением числа циклов вторичной переработки во всем диапазоне скоростей сдвига. Это означает, что при повторных экструзиях термомеханические напряжения, действующие на расплав, вызывают определенную деструкцию полимера. Эта простая схема, однако она находится в противоречии с тем, что наблюдалось для того же образца, проходившего через двухшнековый экструдер (рис. 5.2). В этом случае ситуация н -сколько сложнее, поскольку небольшое уменьшение вязкости имеет место только при высоких скоростях сдвига, а при низких скоростях эффект обратный Термомеханическое напряжение вызывает как разрывы цепей, так и молекулярный рост, главным образом, из-за образования длинных боковых ветвей и сшивания . Конечное молекулярное строение зависит от относительного вклада этих двух процессов. В частности, увеличение температуры и времени переработки (на одношнековом экструдере) благоприятно для разрыва цепей, в результате чего вязкость конечного расплава уменьшается. Кроме того, характер конкуренции между двумя механизмами может изменяться при избытке кислорода во время переработки или в зависимости от конкретного молекулярного строения образца ПЭВП Например, было показано, что высокое

содержании винильных групп ведет к значительному увеличению вязкости расплава - уменьшению молекулярной массы - и длинноцепному ветвлению . Влачопулос с сотр. получили, что разрывы цепей доминируют в сополимерах (что проявляется в ветвлении цепей), тогда как сшивание является главным механизмом деградации в гомополимерах. Увеличение давления экструзии по мере возрастания числа циклов переработки для последнего образца, и падение в сополимерном образце имеют место из-за увеличения и уменьшения молекулярной массы, что подтверждают данные механизмы. Это означает, что очень трудно предсказать изменение строения рекуперированного ПЭВП и, следовательно, его реологических и механических свойств, поскольку этот материал состоит из сополимерного и гомополимерного полимеров. Кроме того, гомополимеры могут содержать различное количество винильных групп. Качество экструзии материала, полученного утилизацией бутылок, проверенное в той же работе , в самом деле не зависело от проходов через экструдер, что указывало на то, что оба механизма играют одну и ту же роль, и что рекуперированный материал является, как уже предполагалось, смесью сополимера и гомополимера ПЭВП.

Приведенные данные показывают, что тип машин для повторной переработки и условия переработки существенно, а иногда и решающим образом, влияют на конечные свойства вторичного материала - в данном случае образца ПЭВП. В качестве примера на рис. 5.3 и 5.4 показаны модуль упругости и удлинение при разрыве как функция числа проходов через экструдер. Механические свойства двух образцов изменялись совершенно по разному.

Кривая модуля упругости идет вверх с числом этапов переработки, тогда как поведение удлинения при разрыве проявляет противоположную тенденцию. Более того, кривая модуля образца, переработанного в одношнековом экструдере идет выше, чем у образца, экструдированного в двухшнековом экструдере, но величины его удлинения при разрыве ниже. Неожиданный ход зависимости модуля от числа циклов переработки был объяснен увеличением кристалличности при снижении молекулярной массы. Та же причина, что вызывает снижение молекулярной массы, влечет падение удлинения при разрыве. Более выраженный рост модуля и уменьшение удлинения при разрыве образца, переработанного на одношнековом экструдере, отражает факт более значительной деструкции расплава в этой машине. Это происходит главным образом из-за большего времени переработки.

Влияние строения на механические свойства вторично переработанного ПЭВП становится понятнее, если посмотреть на величины трещиностойкости при внешнем напряжении, приведенные в табл. 5.3. Данные относятся к образцам гомополимера и сополимера, а также образца из бывшего в употреблении материала после 0 и 4 проходов через одношнековый экструдер.

Два исходных образца демонстрируют ухудшение трещиностойкости при внешнем напряжении, но у сополимера падение свойств после многократной вторичной переработки катастрофическое. Значение трещинностойкости рекуперированного материала после четырех проходов через экструдер уменьшается на

20 %, хотя он состоит в основном из сополимера. Существенное изменение величины трещинностойкости сополимера, по видимому, уравновешено улучшением поведения гомополимерной фракции.

Приведенные данные ясно показывают влияние строения ПЭВП и характера перерабатывающего оборудования на конечные свойства вторично переработанного полимера.

Основным применением вторичного ПЭВП является изготовление контейнеров для жидкостей (среди которых - многослойные бутыли с внутренним слоем из восстановленного ПЭВП), дренажных труб, гранул и пленок для пакетов и мешков для мусора.

В современном мире проблема утилизации полимерных отходов считается достаточно актуальной. Ежегодно на мусорных полигонах собираются миллионы тонн продукции данного типа. И лишь небольшая часть полимеров подвергается вторичной переработки. В результате ее проведения получают высококачественное сырье, пригодное для производства новой продукции.

Что такое полимерная продукция?

Каждый год объем выработки полимерных материалов увеличивается приблизительно на 5%. Такая популярность связана с их многочисленными положительными свойствами.

Данная продукция преимущественно используется в качестве тары. Она повышает срок службы изделий, которые находятся внутри упаковки. Также полимеры имеют отличный внешний вид и долгий срок службы.

Современная промышленность выпускает следующие разновидности продукции данного типа:

полиэтилен и материалы, изготовленные на его основании – 34%;
ПЭТ – 20%;
бумага с ламинацией – 17%;
ПВХ – 14%;
полипропилен – 7%;
полистирол – 8%.

Какая продукция пригодна для переработки?

Рециклингу подвергаются не все полимеры.

Термопластические синтетические материалы, которые при воздействии высокой температуры способны изменять свою форму, чаще всего используются для вторичной переработки.

Поэтому для этой цели собирают и специальным образом подготавливают такие виды отходов:

материалы, которые остаются в процессе производства пластика. Чаще всего это всевозможные отрезки. Продукция данного типа отличается высоким качеством, поскольку в их составе отсутствуют примеси. На перерабатывающие заводы они поступают уже в отсортированном виде, что значительно упрощает подготовительный этап работы. Рециклингу обычно подвергается до 90% от всех промышленных отходов;
полимеры, полученные после потребления. Их также называют бытовыми отходами. Это пакеты, одноразовая посуда, пластиковые бутылки, оконные профили и многие другие изделия. Особенностью данных материалов считается их загрязненность. Для переработки полимеров данного типа следует затратить много сил и ресурсов для сортировки и очистки отходов.

В чем основная проблема переработки полимерных отходов?

На данный момент переработке подвергается лишь небольшая часть от всех существующих отходов. Развитие данной сферы происходит медленно, несмотря на ее актуальность. Это связано со следующим:

государство не обеспечивает всеми необходимыми нормативными и техническими нормами, которые могли бы обеспечить высокое качество вторсырья. Именно поэтому отсутствуют мощные производства, поставляющие на рынок переработанные отходы с оптимальными характеристиками;
поскольку для осуществления процесса переработки не применяются современные технологии, для его поддержания необходимы огромные денежные ресурсы;
из-за отсутствия поддержки государства уровень сбора отходов среди населения и мелких предприятий находится на низком уровне;
получаемое вторсырье не обладает достаточной конкурентоспособностью;
среди населения не проводится агитация, которая б стимулировала их к раздельному выбросу мусора. Большинство людей не понимают, что использование вторсырья позволяет ограничить потребление других ресурсов – нефти, газа.

Как происходит сбор вторсырья для переработки?

Вторичная переработка полимеров происходит после того, как пройдены все этапы подготовки сырья:

Открываются специальные пункты, которые занимаются сбором и первичной сортировкой полученной продукции. Они сотрудничают как с населением, так и с промышленными предприятиями разного типа.
Сбор полимеров на полигонах хранения бытовых отходов. Обычно этим занимаются специальные компании.
Сырье попадает на вторичный рынок после предварительной сортировки на специальных мусороперерабатывающих пунктах.
Перерабатывающими компаниями производится закупка вторсырья у крупных промышленных комплексов. Такие материалы менее загрязнены и не подлежат столь тщательной подготовки к переработке.
Небольшая часть вторсырья также собирается благодаря специальной программе, которая подразумевает раздельный сбор мусора.

Как осуществляется переработка полимеров?

После сбора и первичной сортировки переработка полимерных отходов происходит таким способом:

Измельчение сырья. Является одним из важных этапов подготовки полимеров к дальнейшей переработке. Степень измельчения материалов определяет качественные характеристики изделий, которые будут изготовляться в дальнейшем. Для проведения данного этапа работ современные заводы используют криогенный способ переработки. Он позволяет получить из полимерной продукции порошок со степенью дисперсности от 0,5 до 2 мм.
Разделение пластмасс по видам. Для осуществления данной операции чаще всего применяется флотационный метод. Он подразумевает добавление в воду специальных поверхностно-активных веществ, которые способны воздействовать на некоторых типы полимеров и изменять их гидрофильные свойства. Также очень эффективно растворение сырья специальными веществами. В последующем его обрабатывают паром, что позволяет выделить необходимые продукты. Существуют и другие методы разделения полимеров (аэро- и электросепарация, химический способ, проведение глубокой заморозки), но они менее популярны.
Мойка. Полученное сырье моют в несколько этапов с применением специальных средств.
Сушка. Материалы предварительно избавляются от воды в центрифугах. Заключительная сушка происходит в специальных машинах. В результате получают продукт с влажностью 0,2%.
Гранулирование. Подготовленный материал попадает в специальную установку, где он максимально уплотняется. В результате получают продукт, который подходит для производства полимерной продукции любого типа.

Переработка пластиковых бутылок

Стандартный перечень оборудования для мусороперерабатывающего завода

Переработка отходов полимеров осуществляется при помощи следующего оборудования:

линия для мойки, где очищение сырья происходит с минимальными трудозатратами;
экструдер – применяется для придания пластичной массе желаемой формы методом продавливания;
ленточные транспортеры – для перемещения сырья в нужном направлении;
шредеры – предназначены для первичного дробления материалов. Они способны работать практически с любым сырьем;
дробилки – активно применяются для более тщательного измельчения сырья после применения шредера;
смесители и дозаторы;
агломераторы – необходимы для переработки тонких полимерных пленок;
грануляторы – используются для уплотнения переработанного сырья;
сушилки;
холодильники;
мойки;
пресс и другие.

Какая стоимость отходов на соответствующем рынке?

Проведя анализ цен на рынке, понятно, что стоимость отходов, которые хранятся на мусорных полигонах, ниже от цены на вторсырье в 3-6 раз (относительно первичного сырья в 7-10 раз). Если проанализировать ценообразование на примере полиэтиленовой пленки, можно понять следующее:

цена полигонного материала у компаний-посредников составляет 5 рублей за 1 кг;
после мытья и сортировки стоимость пленки повышается до 12 руб./кг;
сырье в виде агломерата или гранул имеет еще большую стоимость – 25-35 руб./кг;
цена на первичный полиэтилен варьируется от 37 до 49 руб./кг.

Такая большая разница в ценах наблюдается не у всей продукции. Например, она почти не ощутима с ПВХ, полипропиленом, полистиролом и АБС-пластиком. В случае с ПЭТ стоимость полигонного сырья отличается от вторпродукции всего в 2-3 раза. Это объясняется особенностями его переработки, в результате которой за счет измельчения получают хлопья.

Куда сбывают полученное вторсырье?

Компании, которые занимаются переработкой отходов, чаще всего отправляют полученный продукт на продажу. Если такие заводы имеют собственное оборудование, они могут заниматься производством полимеров из полученного сырья. Только это не всегда экономически выгодно

Изготовленные пластиковые изделия чаще всего однотипные, что утрудняет их реализацию большими партиями.

Чаще всего подобные компании занимаются производством канализационных труб, строительных материалов или некоторых деталей автомобилей. На продукцию данного типа существует большой спрос на рынке.

Также очень популярна сторонняя переработка отходов полимерного типа. Эта услуга заключается в том, что заинтересованная компания отдает свой мусор заводу, который после проведения рециклинга возвращает ей готовое вторсырье. Владелец полимерных отходов платит за их переработку около 8-10 руб./кг, что считается очень выгодной сделкой.

Предоставлены компанией INVENTRA, входящей в Группу CREON и организовавшей данное мероприятие, собравшее 17 февраля ведущих представителей индустрии в российской столице.

Рециклинг полимеров, столь развитый в европейских странах, в России пока находится в зачаточном состоянии: раздельный сбор отходов не налажен, нормативная база отсутствует, инфраструктуры нет, как нет и сознательности среди большей части населения. Однако игроки рынка смотрят в будущее с оптимизмом, возлагая надежды в том числе на Год экологии, который объявлен в стране в 2017 г. указом Президента.

Третья международная конференция «Вторичная переработка полимеров 2017» , организованная компанией INVENTRA, состоялась в Москве 17 февраля. Партнерами мероприятия выступили Polymetrix, Uhde Inventa-Fischer, Starlinger Viscotec, MAAG Automatik, Erema и Moretto; поддержку оказали Nordson, DAK Americas и PETplanet. Информационный спонсор конференции – журнал «Полимерные материалы».

«Сейчас ситуация не вдохновляет, но ее улучшение – дело времени, – отметил в приветственном слове управляющий директор Группы CREON Сергей Столяров . – При высоких ценах на первичное сырье спрос на переработанные полимеры и изделия из них будет расти. В то же время появление отечественного сырья сместит структуру потребления первичного в сторону волокон и пленок. В этой связи использование вторичных полимеров становится особенно перспективно».

По итогам 2016 г. объем мирового сбора ПЭТФ для вторичной переработки составил 11.2 млн т, сообщила консультант PCI Wood Mackenzie Хелен МакГиу . Основная доля пришлась на страны Азии – 55%, в Западной Европе собрано 17% от мирового объема, в США – 13%. По прогнозу эксперта, к 2020 г. сборы ПЭТФ для рециклинга превысят 14 млн т, а в процентном выражении уровень сбора достигнет 56% (сейчас 53%). Основной рост ожидается за счет азиатских стран, в частности, Китая.

На данный момент наибольший уровень сбора наблюдается в Китае, он составляет 80%, примерно такого же показателя достигли и другие азиатские страны.

По словам г-жи МакГиу, из собранного в 2016 г. ПЭТФ (а это, напомним, 11.2 млн т) производственные потери составили 2.1 млн т, соответственно, хлопьев было получено 9.1 млн т. Основное направление дальнейшей переработки – волокна и нити (66%).

К 2025 г. в Европе будет перерабатываться 60% бытовых отходов, в 2030 г. этот показатель вырастет до 65%. Такие поправки планируются в Рамочную директиву по отходам, сообщил Каспарс Фогельманис , председатель Совета директоров Nordic Plast. Сейчас уровень рециклинга гораздо ниже – в Латвии, например, он составляет всего 21%, в среднем в Европе – 44%.

При этом объемы производимой в Прибалтике пластмассовой упаковки ежегодно растут, наиболее распространенные перерабатываемые полимеры – пленка ПЭНП, ПЭВП и ПП.

В России по итогам 2016 г. потребление вторичного ПЭТФ (reПЭТФ) составило около 177 тыс. т, из них на внутренний сбор пришлось 90%. Как сообщил Константин Рзаев , председатель Совета директоров ГК «ЭкоТехнологии», почти 100% импорта пришлось на ПЭТ-хлопья для производства полиэфирного волокна. Крупнейшие страны-поставщики – это Украина (более 60%), а также Казахстан, Белоруссия, Азербайджан, Литва и Таджикистан.

Константин Рзаев отметил, что в прошлом году уровень сбора впервые превысил 25%, и это позволяет говорить о появлении в России полноценной отрасли, уже представляющей интерес для инвестиций. Сегодня главным потребителем (62% всего объема) и драйвером цены по-прежнему является сегмент вторичного ПЭТ-волокна. Но изменения в законодательстве и тренд к приоритетному использованию вторичных материалов в рамках стратегий Устойчивого Развития транснациональных компаний-производителей (ТНП) обеспечивают благоприятную почву для развития другого ключевого сегмента потребления reПЭТФ – bottle-to-bottle.

За прошедший год не появилось новых крупных производств, потребляющих reПЭТФ, однако постепенно растет его использование в сегменте «лист».

Однако уже в 2017 г. ожидается открытие новых производств вторичного ПЭТ-волокна и расширение существующих, что вместе с курсом рубля будет основным фактором влияния на баланс рынка и цены на reПЭТФ.

Однако есть немало других направлений – пока неразвитых, но достаточно перспективных, где рециклированный ПЭТФ тоже востребован. Как рассказал почетный президент АРПЭТ Виктор Керницкий , это нити для мебельных тканей, обивки автомобилей и различных видов геосинтетики, вспененные материалы для тепло- и звукоизоляции, сорбционные материалы для очистки сточных вод, а также волокна, армирующие битум, для дорожного строительства.

По словам эксперта, существует множество новых технологий переработки и сфер применения, и целью государственной политики должно быть не ограничение применения ПЭТФ, а сбор и рациональное использов ание его отходов.

Тему продолжила Любовь Меланевская , исполнительный директор ассоциации «РусПЭК», которая рассказала о первых итогах введения в России расширенной ответственности производителей (РОП). Она вступила в действие в 2016 г., ее цель – создать постоянный, платежеспособный и растущий спрос на переработку отходов продукции и упаковки. По прошествии года уже можно сделать некоторые выводы, основной из которых – существует ряд проблем, из-за которых механизм по реализации РОП зачастую попросту не работает. Как рассказала на конференции г-жа Меланевская, налицо необходимость изменения и дополнения существующего регулирования. В частности, при декларировании товаров, включая упаковку, производители столкнулись с несовпадением кодов упаковки товаров с кодами, указанными в принятых нормативных актах, вследствие чего многие производители и импортеры не смогли подать декларации, т.к. не нашли себя в регулировании. Решением стал отказ от кодов и предложение перейти на идентификацию упаковки по материалам.

В дальнейшем, считает «РусПЭК», необходимо принятие единой сквозной терминологии для всех элементов РОП и определение однозначных, понятных и прозрачных условий для заключения контрактов с операторами по обращению с отходами. В целом же ассоциация поддерживает закон о РОП как нужный и позитивный для отрасли.

При внедрении и популяризации в стране рециклинга ПЭТФ огромное значение имеет и наличие современных технологий (как правило, их предоставляют иностранные компании). Так, Polymetrix предлагает современные решения по вторичной переработке ПЭТФ, в частности, технологию SSP для рециклинга в пищевой бутылочный полиэтилентерефталат. Сейчас в мире работает 21 такая линия, рассказал Данил Поляков, региональный менеджер по продажам. Технология предполагает переработку бутылок в гранулы для пищевых контейнеров. Первым этапом является мойка, когда происходит полное удаление волокон бумаги и поверхностных загрязнений, а также этикеток и клея. Далее бутылки измельчаются в хлопья, которые сортируются по цвету. Затем идет удаление примесей (дерево, металл, резина, цветные хлопья) до уровня менее 20 ppm.

По словам г-на Полякова, в процессе экструзии возможно получение разнообразных гранул: цилиндрических или сферических, аморфных или кристаллизованных.

Viscotec предлагает своим потребителям технологию переработки ПЭТ-бутылок в листы, говорит представитель компании Герхард Осбергер . Так, реакторы твердофазной поликонденсации viscoSTAR и deCON предназначены для очищения и повышения вязкости ПЭТ-гранул и хлопьев. Их используют после гранулятора, перед производственным экструзионным оборудованием или как самостоятельную установку.

Линия ViscoSHEET способна производить ленту, изготовленную на 100% из вторичного ПЭТФ и полностью пригодную для использования с пищевыми продуктами.

Представитель компании Erema Кристоф Вьосс рассказал о поточном производстве пищевых пластиковых бутылок из ПЭТ-хлопьев. Система VACUREMA® инлайн дает возможность перерабатывать флексы напрямую в готовый термоформовочный лист, бутылочную преформу, в готовую упаковочную ленту или мононить.

Подводя итоги конференции, ее участники определили основные факторы, сдерживающие развитие рециклинга полимеров в России. Главным из них они назвали отсутствие регулирующих нормативных документов:

«Тем не менее, есть еще один фактор, который мы не можем не учитывать, – это общественное сознание, – рассуждает директор конференции Рафаэль Григорян . – К сожалению, наш менталитет сегодня таков, что раздельный сбор отходов воспринимается скорее как баловство, нежели как норма. И какие бы подвижки мы ни наблюдали в других сферах, необходимо прежде всего менять мышление наших сограждан. Без этого даже самая современная инфраструктура окажется бесполезной».

Такими оказались итоги отраслевой конференции “Вторичная переработка полимеров 2017”. С подробным перечнем можно познакомиться в нашем календаре.

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter

Вопрос сохранения экологии остро стоит во многих странах мира, люди понимают, что окружающая их среда не может воспринимать наши отходы бесконечно. Поэтому нам остается внимательно подходить к решению этой проблемы, сокращать количество отходов, по мере возможности перерабатывать их и получать вторичное сырье. Если обратить внимание на количество полимерных отходов в современном мире, то оно огромно, поэтому нужно начать ее переработку.

Некоторые предприниматели создали на переработка пластика прибыльное дело, которое обогатило их. Вопрос утилизации пластика и других полимеров сегодня востребован во всех городах и населенных пунктах, где живут люди. Давайте рассмотрим, как производится переработка полимеров, а точнее какое для этого необходимо оборудование. Важно понимать, что современные линии по переработке вторичного сырья это совершенно иные технологии, что были представлены всего пару десятилетий назад. Многие компании предлагают нам широкий ассортимент оборудования по переработке полимеров, но начинающему предпринимателю необходимо знать, какие характеристики наиболее важны при покупке. Благодаря правильно выбранному оборудованию для переработки можно значительно увеличить прибыль своего бизнеса и устранить конкурентов.

Полимеры в большом количестве встречаются в нашей повседневной жизни, это продукт больших городов. Отходы из пластика могут скапливаться в одном городе в количестве нескольких тонн. Многие даже не думают, куда деваются обычные пластиковые бутылки или какие-то другие полимерные продукты со свалки. По идее, это никого не волнует, хоть все знают, что пластик не растворится самостоятельно, он останется на столетия, медленно разрушаясь и нанося существенный вред окружающей среде. С каждым днем в мире увеличивается потребление продуктов, вещей и решений, которые содержат пластик, и даже сложно представить, что будет с планетой через 100-200 лет, если не перерабатывать пластика отходы.

К сожалению, в России мало кто даже из правительства обращает внимание на переработку пластика. В других развитых странах все иначе, например, в Америке и Европе каждый житель понимает о рациональном использовании отходов, разделяя их при выбрасывании в мусорный бак. А специальные предприятия тоннами перерабатывают вторичное сырье ежедневно, не засоряя окружающую среду. Помимо поддержания чистой экологии в своих городах, ряд стран также получает недорогие вторичные материалы, сохраняя свои деньги и энергию.

Технологии переработки пластика

Начинающим предпринимателям кажется, что переработка пластика это сложная процедура. На самом деле это не так, ведь существует современная технологическая линия, которая делает всю работу сама. Главное правильно выбрать оборудование, наладить его и запустить.

Процесс переработки делится на три стадии:

Измельчение пластиковых отходов до мелких фракций в виде крошки. Размеры таких фракций не должны превышать 0,1-0,3 см в диаметре.
Теперь необходимо промыть полимерные фракции и очистить их от загрязнений . Это очень важный этап, от степени загрязнения будет сильно зависеть качество полученной продукции. После промывки сырье подвергается сушке.
На следующем этапе происходит агломерация или грануляция , в зависимости от выбранной технологии. В первом случае сырье превращается в небольшую крошку, а во втором – в виде песка, с однородным качеством. Гранулы стоят дороже агломерата благодаря более высокому качеству, поэтому желательно выбирать оборудование и технологии, рассчитывая именно на грануляцию при утилизации пластика.

Классификация полимеров

Перед началом работы по утилизации пластика нужно знать, что существует несколько сортов полимеров, которые отличаются между собой. Поэтому их придется перерабатывать раздельно, чтобы не портить качество и свойства.

ПЭВД или полиэтилен высокого давления. При переработке он становится прозрачным, не выделяет какого-либо дыма или запаха. По внешнему виду он сильно напоминает на парафин, который уже застыл
ПЭНД, тот же полиэтилен, но низкого давления. Он более прочный, но хрупок, остальные свойства при переработке такие же, как у предыдущего экземпляра
ПЭТФ или полиэтилентерефталат очень легкий и твердый материал, который хорошо противостоит высоким температурам, может выдержать растворы и кислоты, но только не щелочь
Полистирол очень мягок, может сгибаться на большие углы, правда, при этом лопается. По запаху похож на цветы, при переработке выделяет очень сильный дым

На начальной стадии организации предприятия нужно сражу еже определиться, с каким материалом вы собираетесь работать, ведь для каждого необходимо своя технологическая линия. В нашей стране наиболее эффективно открывать цех по переработке ПЭТФ, ведь это пластиковые бутылки, которые встречаются повсюду. Также эффективно использовать пленку, это ПЭНД и ПЭВД в процессе утилизации.

Вторичная переработка полимеров в России становится все более перспективной. Увеличивается количество проектов по раздельному сбору отходов, а продукция, изготовленная с использованием таких материалов, находит широкое применение в различных отраслях. Однако развитию рынка все еще мешает ряд факторов.

16 февраля в Москве прошла Четвертая международная конференция «Вторичная переработка полимеров 2018». Партнерами стали компании Viscotec и KRONES, генеральным информационным партнером - журнал «Полимерные материалы». Мероприятие прошло при поддержке ГК INTRATOOL, EREMA и PETplanet.

Генеральный директор INVENTRA Рафаэль Григорян, приветствуя собравшихся, отметил, что региональные операторы в перспективе могут стать крупнейшими игроками в сегменте вторичной переработки полимеров. Их основной источник доходов сегодня - оплачиваемый населением тариф по управлению отходами, но объемы поступающих средств могут быть недостаточны для получения прибыли. В данной связи региональные операторы, обладающие обширной ресурсной базой, заинтересованы в сортировке, переработке и производстве товаров из вторсырья, дабы извлечь максимальную выгоду.

Обсуждение состояния дел в сегменте началось с выступления председателя совета директоров ГК «Чистый город» Полины Вергун, которая сообщила, что сфера обращения с отходами в России выглядит следующим образом: 5% отправляются на переработку, 10% - на полигоны, отвечающие экологическим требованиям, а 85% попадают на объекты, которые не обеспечивают экологическую безопасность.

Среди основных проблем отрасли г-жа Вергун выделила: размещение отходов на несанкционированных свалках и отсутствие достаточного количества объектов сферы обращения с отходами. А основные трудности в сегменте вторичной переработки - отсутствие сортировочных и перерабатывающих мощностей, разрозненность рынка и неразвитость системы раздельного сбора.

Решение вышеперечисленных проблем, по словам выступающей, уже найдено: внедрение института регионального оператора в сфере обращения с отходами, запрет на захоронение отдельных компонентов и увеличение ставок и нормативов экологического сбора. Также эксперт отметила, что важно участие малого бизнеса в организации деятельности по обращению с отходами.

«Учитывая проводимую реформу по обращению с отходами, важно начать строительство федеральных экотехнопарков, перерабатывающих вторичное сырье, которое будет отбираться на вводимых в настоящий момент региональных технопарках уже сегодня, т.к. имеющихся перерабатывающих мощностей будет недостаточно для объемов вторсырья в новой системе, - продолжила г-жа Вергун, - в ее рамках проходит взаимодействие на уровне региональных и федеральных экотехнопарков, определяются направления переработки вторичного сырья с целью импортозамещения и вырабатываются совместные решения по усовершенствованию нормативно-правовой базы, в том числе - обоснование увеличения нормативов и ставок утилизации».
Кроме того, выступающая отметила, что в ближайшие несколько лет сбор пластиковых отходов увеличится в разы и не совсем понятно, есть ли на сегодняшний день в России достаточный объем потребления изделий из вторичных полимеров. «Мы готовы на своей территории дать определенные мощности для развития сторонних предприятий, если это будет целесообразно и выгодно обеим сторонам» - резюмировала г-жа Вергун.

Председатель совета директоров «Экотехнологии» Константин Рзаев рассказал о своем видении ситуации и напомнил, что всего в России потребляется 5 млн т полимерного сырья, внушительная часть которых остаётся в использовании на десятки лет (рамы окон, трубы, геоматериалы), а в «мусор» попадает прежде всего полимерная упаковка.

По мнению докладчика, с учетом предполагаемого резкого увеличения сбора пластиковых отходов на сортировках усилиями региональных операторов можно ожидать дополнительно 100–150 тыс. т ПЭТ и еще несколько сотен тысяч тонн другой полимерной упаковки в ближайшие несколько лет.

Г-н Рзаев в продолжение разговора отметил, что предыдущие два-три года задали некоторые тренды в сфере переработки отходов пластмасс, появились факторы, влекущие за собой рост отрасли и новые возможности. Среди таковых докладчик отметил принятие законов 458 и 503 Ф3, введение расширенной ответственности производителя, запуск все большего числа мусоросортировочных комплексов, а также начатую с 2018 г. реализацию запрета на захоронение отходов, в состав которых входят полезные компоненты. Территориальные схемы разработаны почти во всех регионах, примерно треть из них выбрали регоператоров по обращению с ТКО, все больше организаций узнают о расширенной ответственности производителя и экологическом сборе.

Безусловно, экологичность становится трендом. Но у сегмента по-прежнему существуют проблемы: низкие масштабы сбора фракций для переработки, высокая доля игроков, остающихся «в тени», неструктурированность отрасли - изменится ли это в наступившем году? Вопрос остается открытым.

Эксперт оценил потребление вторичного ПЭТФ (в виде ПЭТ-хлопьев) на 2017 г. в 151 тыс. т, из которых внутреннее производство - 136 тыс. т, импортировано примерно 16 тыс. т, а на экспорт ушло 877 т. Практически 100% импорта - ПЭТ-хлопья для производства полиэфирного волокна. Среди крупнейших стран-поставщиков: Украина, Белоруссия-Казахстан-Кыргызстан, Литва, Азербайджан и Великобритания.

Структура потребления вторичного ПЭТФ на сегодняшний день выглядит следующим образом: 65.4% приходится на полиэфирное волокно, около 18% - преформы, 12.7% - лента, шпагат, на пленку и листы - 2.7% и менее 1% - остальные сегменты (смолы и др.) Крупнейшие переработчики - производители полиэфирного волокна («Комитекс», «РБ-Групп», «Технопласт», «Политекс», «Номатекс», «Селена», «Вторком»), «Спекта» (лидер российского рынка упаковочных лент), а также единственный производитель ПЭТ-гранулята пищевого качества завод «Пларус».

Объем поставок вторичного полиэтилена в Россию, для сравнения, в 2014 г. был 1.9 тыс. т, к 2016 г. поднялся до 3.3 тыс т, однако в 2017 г. вновь опустился и составил примерно 3.1 тыс. т. Среди крупнейших поставщиков по данным за прошедший год - Польша (2.2 тыс. т) и Болгария (777 т).

В Европе в среднем производится 492 кг отходов на человека в год, из которых перерабатывается меньшая часть - 42%, а оставшиеся 58% захороняются или сжигаются, сообщил генеральный директор PET Baltija Каспарс Фогельманис в своем докладе, посвященном рециклингу пластмасс в Европе.

Сегодня практически 50% всего собираемого и перерабатываемого объема пластика в ЕС приходится на Францию, Германию и Италию. К этим странам примыкают Испания и Великобритания, формируя пятерку крупнейших игроков и собирая около 71% всего объема отходов в Ес. Европейской Комиссией предложено увеличить процент переработки всего потока пластиковых отходов в ЕС до 55% к 2025 г.

Импорт ПЭТ-отходов в Китай сократился в 3-м квартале 2017 г. на 177.6 тыс. т или 26% по сравнению с показателями за 2016 г., которые составили 517 тыс. т. К концу 2017 г. китайскими властями был запрещен ввоз 24 видов материалов, включая бумагу и пластик. По заявлению правительства страны, впредь они будут принимать только перерабатываемые материалы с уровнем загрязнения не более 0.3%.

Очевидно, что запрет, наложенный Китаем, влияет на переработку по всему миру: это распространяется на страны ЕС-27, где 87% собираемого переработанного пластика доставляется непосредственно или косвенно через Гонконг в Китай. Япония и США также пользуются тем, что Китай скупает их переработанный пластик. В прошлом году Америка экспортировала 1.42 млн т пластиковых отходов, что, по оценке г-на Фогельманиса, принесло Китаю почти $500 млн.

С докладом о механизмах реализации расширенной ответственности производителя (которые предусмотрены двумя способами: самостоятельно или через оплату экологического сбора) выступила исполнительный директор «РусПЭК» Любовь Меланевская.

«По плану государство в 2017 г. должно было собрать 6.5 млрд руб. в качестве экологического сбора, а по факту собрали 1.3 млрд руб. Что нужно, чтобы РОП заработала? Понятные правила игры, равноправный вклад бизнеса, государства и населения, а также поддержка „первых ласточек“ по самостоятельной реализации РОП», - поделилась г-жа Меланевская.

К успеху в сложившейся ситуации, по словам выступающей, может привести синхронное принятие законодательных актов, наделение обязательствами органов власти по внедрению раздельного сбора мусора и ответственностью за недостижение целевых показателей по РСО, а также внедрение инфраструктуры по РСО. Законом по РСО, принятым в конце 2017 г., положено начало перемен. Последуют ли дальнейшие улучшения? Время покажет.

Руководитель проекта «ТехноНИКОЛЬ» Анна Даутова считает, что в России пока отсутствует культура и широкая практика сбора и переработки полистирольных отходов, но этот процесс может возглавить их компания, и тогда важная экологическая проблема в масштабах страны будет решаться.

Переработка полистирольных отходов требует менее 10% от ресурсов, совокупно затраченных на производство первичных полимеров. При этом для выпуска ряда изделий можно в большом объеме использовать вторичные. Говоря о мировом опыте, выступающая отметила, что компании Torox и Ursa - основные игроки на европейском рынке вторпереработки полистирола. По предоставленным докладчиком данным, ежегодно в Европе вторично перерабатывается 50 тыс. т вспененного полистирола, а в Японии, при емкости рынка первичного вспененного полистирола в 132 тыс. т, собирается и используется повторно 125 тыс. т.

Генеральный директор дочерней компании «Ерема» Калоян Илиев представил информацию о предварительной вакуумной обработке при повышенной температуре перед экструзией, благодаря которой в стабильной технологической среде влажность и миграционные вещества удаляются из материала уже до экструзии. Такая обработка и короткий экструзионный шнек обеспечивают непрерывное производство одобренных для пищевого применения ПЭТФ-гранул с высокими и стабильными значениями вязкости и хорошими показателями цвета.

Повышаются мировые показатели по сбору отходов, Азия - лидер. Законодательство становится строже: поощряется переработка материалов и одновременно вводятся ограничения по захоронению отходов и использованию энергии, что, однозначно, должно отразиться на мировой экологии положительно, сообщил начальник отдела продаж Krones Питер Хартель и рассказал о решениях компании по переработке пластмасс. Модульные системы Krones полностью адаптируются под индивидуальные потребности и могут поставляться как отдельными машинами, так и в виде заводов под ключ. Технология переработки MetaPure позволяет получать хлопья или гранулы различного качества, вплоть до ПЭТ пищевого класса в соответствии с FDA и другими системами сертификации.

В завершение разговор зашел о ПЭТ-упаковке. По утверждению представителя Starlinger Viscotec Герхарда Оссбергера, есть три условия успешной ПЭТ-упаковки: оптический вид (яркий цвет, полная прозрачность и никаких дефектов), пищевая безопасность (100% безопасная упаковка для здоровья человека), механические характеристики (максимальная возможность штабелирования и складирования, прочность). Сушка deCON и экструзионная линия viscoSHEET удаляет пыль, чтобы уменьшить визуальные дефекты, сушит сырьё для обеспечения максимальной вязкости и при этом максимальной прочности, а также очищает входящее вторичное сырьё для 100% пищевой безопасности. Таким образом Viscotec создаёт качественную «защиту» для товара.