Уже невозможно представить современный мир без изделий из пластика. Около трети всей пластиковой продукции сегодня делается из полиэтилена. Вместе с очевидными выгодами его использования, актуальной проблемой остается поиск эффективных способов переработки и утилизации данного полимера.
Полиэтилен (принятые сокращения – ПЭТ, ПЭ) – термопластичный полимер, широко использующийся для создания огромного количества товаров. Его применение началось еще в 20 веке: с 30-х годов он стал использоваться в производстве телефонного кабеля, начиная с 50-х – как упаковка в пищевой промышленности.
Сегодня список продукции из ПЭТ огромен:
- упаковочная пленка, пакеты, мешки для мусора;
- скотч;
- всевозможная тара: бутылки, банки, ящики, канистры, контейнеры, горшки для цветов и т.п.;
- трубы для канализации и газоснабжения;
- электроизоляция, теплоизоляция;
- накопители, емкости для жидких и твердых химических веществ;
- различные виды ограждения и т.д.
В зависимости от технологий, в современной промышленности получают и используют полиэтилен разных видов и эксплуатационных свойств, например:
- высокого давления или низкой плотности (сокр. — , ПЭВД, LDPE – более пластичный вид полиэтилена, используется для производства пленки, кабеля);
- низкого давления или высокой плотности (сокр. — , ПЭНД, HDPE – имеет более жесткую и прочную структуру);
- полиэтилентерефталат (сокр. – ПЭТ, ПЭТФ, PETE – используется только для производства товаров одноразового применения) и т.п.
Что такое полиэтилен разной плотности, и какие виды упаковки из него изготавливают
Процесс изготовления полиэтиленовых пакетов
Основные виды отходов полиэтилена и откуда они берутся
Популярность и массовое потребление ПЭ приводят к тому, что ежедневно огромное количество использованных предметов из него попадает в категорию отработанных:
- Полиэтиленовая продукция бытового назначения. Сюда можно отнести упаковочную пленку, пакеты, бутылки, флаконы и канистры из-под бытовой химии, отходы блистеров из-под лекарственных средств и иные предметы, используемые человеком в повседневной жизни. Все это каждый день выбрасывается в обычные мусорные контейнеры для ТБО (твердых бытовых отходов). По разным оценкам, доля полиэтилена в ТБО составляет около десяти процентов от всего объема.
- ПЭ отходы промышленного потребления. Это, опять же, упаковочная пленка, всевозможные пакеты, отходы полиэтиленовой тары из магазинов (например, ящики для продуктов), трубы, изношенные оплетки от кабеля и т.д.
- Технологический брак на предприятиях по производству ПЭ изделий. Его объем может достигать до десяти процентов от всего производимого сырья.
Полиэтиленовая продукция дешева и удобна. Самый существенный «недостаток» любых видов пластика – длительный срок естественного разложения отходов.
По предварительным оценкам экологов, срок распада в живой природе полиэтиленовой пленки или бутылки составляет от ста до двухсот лет. Это делает весьма реальной угрозу гибели всего живого под тоннами пластикового мусора уже в ближайшем будущем.
Куда сдать ПЭТ отходы?
Основная масса бытовых отходов полиэтилена попадает в обычный мусор – контейнеры для ТБО, расположенные во дворах жилых домов. Существенным недостатком такого способа утилизации является сильное загрязнение ПЭТ остатками пищи, химикатов, грязью, жидкостями и т.д. В дальнейшем общую массу мусора будет необходимо сортировать, а сам пластик будет требовать дополнительной очистки.
Важно! Отличным решением на сегодняшний день является сортировка бытового мусора уже в момент его выбрасывания, когда предметы из пластика складываются в специально отведенные для этого накопители.
К сожалению, пока этот способ, весьма популярный в европейских странах, в России приживается с трудом:
- подобные контейнеры пока есть далеко не в каждом дворе и даже не в каждом населенном пункте;
- отсутствует работающая штрафная система за нарушение правил сортировки, и в итоге, даже при наличии таких «распределителей», в баке для пластика часто оказываются и другие виды мусора.
Сдать ПЭТ отходы вы можете:
- На предприятия, занимающиеся непосредственно переработкой ПЭТ отходов, если они принимают их самостоятельно.
- В пункты приема вторсырья, функционирующие в каждом городе – они осуществляют прием макулатуры, металлолома, пластика и т.д. Оплата за сдачу пластика будет копеечная, зато таким образом вы внесете свой посильный вклад в дело сохранения окружающей среды.
Какую продукцию делают из вторичного полиэтилена?
Полученное в результате вторпереработки пластмасс сырье – дешевый и качественный материал для изготовления огромного количества новых полезных товаров:
- отходы с небольшим сроком использования – бутылки, одноразовую тару и упаковку – с успехом перерабатывают в аналогичные изделия;
- гранулы вторичного сырья служат добавкой к первичному полиэтилену, например, при производстве напорных труб или емкостей большого объема;
- выдувные флаконы, канистры из-под пищевых продуктов и бытовой химии используют для последующего производства дренажных труб, древесно-полимерных композитов (из них изготавливают штакетник, террасную доску, садовый паркет и т.п.);
- отходы пленки из бытового мусора, а также отработанную пленку сельскохозяйственного назначения обычно перерабатывают в гранулы для будущей литьевой продукции;
- многослойные пленки, а также отходы кабелей могут быть переработаны только как добавки для других гранул и т.д.
В зависимости от вида ПЭ изделия, а также сферы, где оно использовалось, будут существенно различаться методы и оборудование, используемые для его вторичной переработки.
Переработка ПЭТ изделий
Из чего состоит производство переработки полиэтиленовых отходов? Полный цикл будет включать в себя несколько основных этапов:
Переработка полиэтилена в домашних условиях
Сегодня возможность утилизации полиэтилена в домашних условиях занимает многие пытливые умы. Например, уже существуют разработанные методы самостоятельного безопасного сжигания ПЭТ тары, предлагаемые научными сотрудниками, работающими в сфере экологии.
Но есть и альтернативный взгляд: при сжигании или даже плавлении пластика происходит выброс в атмосферу вредных для человека и природы веществ. Поэтому самостоятельное сжигание или переработка отходов полиэтилена запрещена, подобные работы могут проводить только специальные предприятия с соответствующей лицензией.
Утилизация ПЭТ
Говоря об утилизации, сегодня часто подразумевают процессы переработки пластика, когда вторсырье получает «новую жизнь» и используется для повторного изготовления продукции.
Иногда под утилизацией имеют в виду альтернативу вторичной переработки – физическое уничтожение отходов пластмассы или их складирование на свалках и полигонах. Так как сжигание пластика запрещено, для его уничтожения применяются другие, более экологичные, методы.
С точки зрения сохранения окружающей среды высоко эффективен, например, – термическое разложение пластмасс при высоких температурах в бескислородной среде.
Однако огромное количество пластикового мусора по-прежнему оказывается просто на городских свалках.
Переработка отходов ПЭТ – перспективное направление в экономике, которое поддерживают и экологи. С развитием технологий вторпереработка пластикового мусора становится более дешевой для производителя, позволяя в то же время избавить планету от излишков пластика, который с трудом разлагается в естественных условиях. Экологические риски, возникающие в процессе переработки, не идут ни в какое сравнение с теми проблемами, которые возникнут у человечества в ближайшем будущем, поскольку мусорных свалок с каждым годом становится все больше.
Полиэтилен присутствует в нашей жизни повсеместно: полиэтиленовая пленка и пластиковая тара являются основным упаковочным материалом, огромное количество предметов имеют пластиковый корпус, материал используется для производства труб, емкостей, стройматериалов, санитарно-технических изделий, деталей автомобилей и прочей техники и т.д. Спектр применения полиэтилена невероятно широк, к тому же современный рынок постоянно обновляется, а в продаже появляются новые марки этого полимерного материала с улучшенными потребительскими свойствами.
Актуальность переработки полиэтилена очевидна
Самый популярный в мире пластик обладает невероятной устойчивостью - ему не страшны воздействие воды, щелочей, органических и неорганических кислот, химических растворов солей и пр. С одной стороны, это хорошо, а с другой это вызывает ряд проблем, главная их которых - проблема экологии. Полиэтиленовые отходы наносят огромнейший вред окружающей среде, ведь со временем материал подвергается термостарению, медленно разлагаясь под действием солнечных лучей, тепла и кислорода, а в процессе его разрушения происходит выделение вредных химических веществ, загрязняющих, в первую очередь, почву и воду. Время полного разложения полиэтилена составляет сотни лет... Даже страшно представить, что за это время может произойти с нашей планетой. Не зря экологи бьют тревогу и пытаются предотвратить катастрофу.
Конечно, ограничить производство различных видов пластмасс не представляется возможным, однако рационально организовать рабочий процесс можно и даже нужно. Речь идет о создании и совершенствовании способов переработки полиэтилена, благодаря которым вторичное сырье получает новую жизнь. Благодаря рециклингу пластиковые отходы на заводах по переработке полиэтилена превращаются в изделия и предметы, без которых сложно представить нашу повседневную жизнь.
В последнее время количество предприятий, которые занимаются вторичной переработкой полиэтилена резко увеличилось. И дело не только в заботе об экологии. Переработка пластиковых отходов - весьма прибыльное и перспективное направление бизнеса. Отходы полиэтилена и стрейч-пленки служат сырьем для производства пластиковых панелей, мусорных баков, различных бытовых и промышленных емкостей для хранения и транспортировки химических материалов и пр. Хотя несмотря на появление новых технологий переработки, использование вторичного полимерного сырья имеет ряд ограничений.
Как правило, переработка бытовых отходов полиэтилена не вызывает трудностей. Структура материалов, которые мы используем в повседневной жизни, практически не меняется, т.к. их эксплуатация обычно непродолжительна по времени. Срок же службы промышленного полиэтилена гораздо выше, а воздействие на него различных факторов более масштабное. Солнечные лучи и колебания температуры оказывают свое губительное действие на материал, к тому же появляющаяся в процессе эксплуатации пыль не поддается очищению. В результате полученное на линиях по переработке полиэтилена сырье не отличается высоким качеством, а значит сфера его дальнейшего применения сужается.
Особенности переработки
Количество циклов переработки и виды изделий, которые могут произведены из полиэтиленовых отходов имеют ряд ограничений. Первый цикл переработки практически никак не влияет на снижение потребительских свойств новых изделий. Однако с каждым последующим циклом переработки свойства полиэтиленов снижаются, а сырье становится пригодным лишь для производства таких материалов, механические свойства которых не критичны для эксплуатации.
Согласно технологии, переработка полиэтилена состоит из нескольких этапов:
Сначала сырье необходимо собрать, т.е. полиэтилен отделяется от прочего бытового различного мусора;
Собранные полиэтиленовые отходы попадают в промывочные машины;
Затем материал направляется в дробилки, где происходит их измельчение;
Процесс обработки сырья в центрифуге позволяет избавиться от лишней влаги и случайно оставшихся твердых примесей;
После очередной промывки, материал поступает в сушильную камеру, где полиэтилен сушится, а затем проходит термическую обработку.
Вторсырье для дальнейшего использования готово и может отправляться на производство.
Оборудование для переработки
Конечно, процесс переработки полиэтилена предполагает использование специализированного оборудования, которое, впрочем, не сильно отличается от оборудования, необходимого для переработки пластмасс. Полностью оснащенная линия включает в себя: промывочную машину, дробилку, центрифугу, сушильную установку, агломератор, гранулятор и экструдер. Кроме того, нелишним будет использование конвейера или пневмотранспортера, которые позволяют автоматизировать процесс подачи сырья на линию.
Именно агломератор является тем устройством, в котором и происходит переработка полиэтилена. В результате температурного воздействия образуется вторичное сырье - агломерат, который на специальных станках превращается в готовые изделия. Для производства промышленного полиэтилена рекомендуется применение высокопроизводительных агломераторов, цена которых выше, чем обычных, но и качество лучше.
Процесс переработки полиэтилена в гранулы - следующий этап после предварительного измельчения или агломерирования отходов ПВД,ПНД, полистирола и пр. Грануляторы могут входить в линию переработки, однако не являются её обязательной составляющей. Хотя реализация вторичных гранул полиэтилена может существенно увеличить доходы предприятия и расширить рынок сбыта.
Технологии переработки полиэтиленовых отходов совершенствуются с каждым годом. В последнее время большим спросом пользуется сшитый полиэтилен - материал, который обладает улучшенными физическими свойствами и более широкой сферой применения. Из него производят термоусаживаемые трубки, перчатки, пленки для упаковки пищевых продуктов, полимерные водонапорные трубы и т.д. Благодаря сшивке материал полиэтилен получается более жестким, а рабочая температура после переработки может достигать 100 - 120°С.
Производство гранул на сегодняшний день стало одним из популярных и прибыльных предприятий. И данное дело касается как производства гранулята из биологического материала, так и из искусственного.
Вторичная гранула или флекса – это результат переработки полиэтилена. Также под флексой понимают вторичное сырье, используемое для производства химического волокна.
В чистом виде – это хлопья различного цвета, из которых производят пластиковую тару. Это значит, что пластик можно бесконечное количество раз использовать повторно. Также химическое волокно, получаемое из переработанного пластика, идет на производство многих других товаров и изделий – черепица, пленка, упаковочная лента и так далее.
Получаемый из вторичного пластика продукт также классифицируется в зависимости от того, какой материал изначально использовался. Это могут быть гранулы пропилена PP, стрейча LLDPE, ПВД LDPE, ПНД HDPE, полистирола PS.
Гранулы LDPE, LLDPE используются для снижения стоимости производства упаковочных материалов для всех сфер. Они отличаются отсутствием токсинов, запаха, стойкостью к воздействию химических препаратов.
Полипропилен устойчив к влиянию высоких температур, механическим воздействиям. Также они устойчивы к влиянию химических средств, однако обладают низким уровнем морозоустойчивости. Данный вопрос решается путем добавки специальных компонентов, которые поднимают уровень устойчивости и устраняют данный недостаток. Широко применяется при производстве и изготовлении мебели, посуды, упаковки.
Гранулы ПВХ применяются практически во всех сферах благодаря своим свойствам. При их производстве отсутствует практически загрязнение пылью, они легко поддаются окрашиванию и дальнейшим технологическим операциям.
ПНД гранулы производится из полиэтилена различного уровня давления. Продукция из полиэтилена низкого давления обладает высоким показателем плотности, что повышает затраты на производство, и дает возможность получать продукцию с высокими эксплуатационными характеристиками. Чаще всего из данного материала производят упаковочный материал и полимерные трубы, бытовые емкости.
Сырьем для производства топливных гранул выступают отходы деревоперерабатывающей и торфоперерабатывающей промышленностей. Достаточно часто используются отходы из сельско-хозяйственного сектора – от отходов кукурузы и соломы до помета птицы.
Технология производства гранул + видео как делают
По сути, технология производства гранул из полимеров очень простая – в дробилке рассортированное сырье измельчается, после чего масса нагревается и выдавливается из отверстия, благодаря чему получаются «нити», которые затем сразу же погружаются в воду, где они охлаждаются. И на последней стадии уже остывшие нити разрезаются скоростными ножами на гранулы.
Видео как делают:
Кроме стационарных линий, существуют также мобильные или мини-установки по переработке пластика. Все агрегаты находятся в специальном контейнере, соединены между собой всеми необходимыми контактами еще на заводе-изготовителе. Для того чтобы установка работала, к месту ее расположения необходимо только подвести электричество, воду и канализацию для слива жидких отходов.
Переработка ПВХ-продукции проводится также на отдельном специальном оборудовании. Линия состоит из следующих агрегатов – дробилка, смеситель с двумя стадиями – холодный-горячий, с помощью которого перемешиваются пвх-композиции, и гранулятор, в состав которого входят экструдер, гранулятор и вибросито.
Почему-то у многих сложилось мнение, что полиэтилен пригоден лишь для изготовления упаковочной продукции. На самом деле это не так. Полиэтилен применяется в разных сферах жизнедеятельности человека и является универсальным материалом. Переработка полиэтилена может проводиться несколько раз. Выгодным занятием является закупка полиэтиленовых отходов. Компании по покупке вторсырья тесно сотрудничают с предприятиями. В пополнении сырьевой базы активно участвует и население.
Основой для всех видов полиэтилена служит один химический мономер. Тем не менее, готовая продукция по своим качествам и свойствам сильно отличается друг от друга. Причина кроется в том, что макромолекулы имеют различные геометрические формы и способность к образованию кристаллов.
Есть три вида полиэтилена, которые отличаются способом полимеризации.
Полиэтилен высокого давления производится при температуре 180° С и давлении 1500-3000 атмосфер. Такой способ производства позволяет получить продукт низкой плотности, достаточно мягкий и эластичный. В полиэтиленах высокого давления содержатся разветвленные макромолекулы.
Полиэтилен среднего давления получают при температуре 120-150 °С и давлении 30-40 атмосфер. Для процесса требуется разбавитель и металлооксидные катализаторы.
Полиэтилен низкого давления получают при полимеризации с помощью органического растворителя. Температура должна быть меньше 80° С, а давление – низким, около 5 атмосфер. В качестве катализатора используется металлорганический комплекс. В процессах задействован ионный механизм.
Полиэтилен, полученный при помощи низкого либо среднего давления, имеет линейное строение молекул, высокую степень кристаллизации, является жестким материалом. Полиэтилен – морозоустойчивый материал, может использоваться и при температуре до -60° С. Есть марки, сохраняющие полезные свойства при еще более низкой температуре. Предельный углеводород, он не поддается влиянию агрессивной среды и органических жидкостей.
В промышленности полиэтилены выпускаются в виде гранул, листов и блоков. Далее методом литья под очень высоким давлением, так называемой экструзии – размягченные полимеры выдавливаются через сопла машины шпица, и дальнейшего выдувания из материала изготавливаются разные изделия.
Полиэтилен предназначен для производства бесшовных труб, изоляции электропроводов и пленки, которая широко применяется для упаковки продукции. Из этого материала изготавливаются также перегородки, парники для сельского хозяйства, ведра, тазы, бутылки.
Полиэтилен обладает диэлектрическими свойствами, что обуславливает его применение в качестве изоляционного материала для кабелей в телевидении, радиолокации, телефонных линиях связи. Именно по этим причинам так важно повторно перерабатывать полиэтилен.
Производство гранул из отходов полиэтилена — это один из самых выгодных с точки рентабельности и экологии бизнес. Вторичные гранулы ПВД или ПНД позволяют удешевить производство новых товаров, не ухудшая их качество. Многие изделия, изготовленные из вторичного сырья, ничем не уступают по качеству товарам, изготовленным из сырья первичного.
Вторичная гранула ПВД
Что из себя представляет вторичная гранула полиэтилена
Гранулы ПВД — это мелкозернистый сыпучий материал, состоящий из сферических либо цилиндрических зерен диаметром от 0,2 до 0,5 мм. Его производят из полиэтилена высокого давления (ПВД). Встречаются также гранулы полиэтилена низкого давления - ПНД, и некоторых других реже используемых видов этого полимерного материала.
Первичный полиэтилен производят из нефти, запасы которой не бесконечны. Поэтому производство вторичной гранулы ПВД и ПНД с каждым годом приобретает все большее экономическое значение.
Цвет гранул зависит от цвета исходного сырья. В основном они беловато-полупрозрачные. На перерабатывающем заводе сортируют вторсырье по цвету, поэтому зеленые бутылки и пакеты, к примеру, перерабатываются отдельно от прозрачных.
Откуда берется вторичный полиэтилен
Производители гранул ПНД и ПВД пополняют запасы сырья, скупая использованную пластиковую тару - бутыли любых цветов и объемов, стрейч-пленку и т. д. На предприятии производится сортировка сырья по цвету.
Вторичный полиэтилен низкого давления получают в первую очередь благодаря переработке пластиковых бутылек. Объемы их ежедневного выброса на свалку в крупных городах огромны, они исчисляются десятками тонн, несмотря на легкость сырья. Также используется переработка пластиковых ящиков, труб и других подобных отходов. Перерабатываются отходы нетканого укрывного материала, термоусадочная пленка, некоторые виды строительных отходов, и т.п.
Для «вторичного» производства гранул ПВД используют также отходы первичного, синтезированного полиэтилена высокого давления. При этом необходимо только следить за тем, чтобы не допустить третьего цикла ресайклинга. Перерабатывать полимеры в третий раз нельзя - качество товара резко ухудшается.
Технология переработки
Полиэтиленовые гранулы получают из агломерата ПВД - полиэтиленовой крошки. Процесс переработки состоит из следующих этапов:
- Сортировка. Производится на мусорной свалке либо напрямую на перерабатывающем предприятии. Сырье сортируют по виду - бутылки, пакеты, изоляция проводов, и т.п, по размерам, по степени загрязненности. Слишком грязное сырье не используется, либо подвергается тщательной промывке.
- Измельчение сырья до таких размеров, которые способны перерабатывать станки предприятия - в среднем от 0,5 до 15 мм.
- Промывка в специальных моечных камерах. Необходима, т. к. грязное сырье даст мутный, низкокачественный гранулированный полиэтилен. Качество получаемого продукта напрямую зависит от качества и чистоты сырья.
- Продувка в центрифугах, чтобы удалить излишки влаги.
- Предварительная сушка.
- Агломерация - частичный расплав промытой и высушенной крошки с последующим спеканием. Производится под давлением. Предварительная стадия перед получением полиэтиленового гранулята.
- Гранулирование — переработка полиэтилена в гранулы. На современных предприятиях производится одновременно с агломерацией в установках-пласткомпакторах. На оборудовании предыдущего поколения представляло из себя отдельную стадию процесса.
Гранулятор ПВД представляет из себя аппарат, нагревающий полиэтиленовую массу одновременно с ее последней, финальной фильтрацией от возможных вкраплений металлов и других посторонних примесей. После расплавления (полиэтиленовая масса нагревая до температуры в 200 градусов Цельсия) она подается под давлением на фильеру - мелкоячеистую рамку. Проходя через нее, полужидкий расплав приобретает вид тонких колбасок, которые в доли секунды нарезаются шнековыми ножами. Далее получившиеся гранулы полиэтилена отправляются на охлаждение и фасовку.
На этом этапе производство гранул полиэтилена заканчивается.
Что делают из вторичной гранулы?
Вторичную полиэтиленовую гранула нашла применение в изготовлении:
- упаковки (вторичной стрейч-пленки, технической пленки, полиэтиленовых пакетов);
- бутылей для безалкогольных или слабоалкогольных жидкостей;
- одноразовой посуды;
- предметов декора;
- материалов для гидро- и теплоизоляции;
- водопроводных труб (применяемых в системах низкого давления);
- полимерной плитки;
- пластиковой садовой мебели;
- любых других изделий, которые в процессе работы не должны выдерживать значительные физические и электрические нагрузки. Этоозначает, что изоляцию для электрических кабелей, к примеру, из чистой «вторички» ПНД уже не делают. Но она в некоторых случаях применяется в виде добавок - до 50% от массы, в целях удешевления производства.
Из вторичного ПВД изготавливают фитинги и трубы, детали автомобилей, шланги, нетканый материал, кабельную изоляцию, рубероид и полимерную черепицу, корпуса для различных машин и механизмов,
Почему выгодна вторичная переработка ПНД и ПВД
Вторичная переработка полиэтилена- один из самых выгодных видов современного экологического бизнеса:
- Скупка ПНД в гранулах значительно выгоднее, чем использование первичного полиэтилена. Для его синтеза необходима нефть, процесс синтеза технологически сложен. Вторичный полиэтилен произвести легче, поэтому он стоит в несколько раз дешевле первичного.
- Вторичный полиэтилен в гранулах, расфасованный в любую тару (обычно используют мешки — «биг-беги»), может храниться на складе несколько лет. Ему не страшна ни повышенная влажность, ни другие неблагоприятные условия.
- Предприятия, занимающиеся переработкой вторичного полиэтилена, имеют высокий процент рентабельности, т. к. их затраты на сырье минимальны, технологический процесс не отличается сложностью и не требует дорогостоящего оборудования, а спрос на конечную продукцию высок и постоянен.
- При активно используемой вторичной переработке пластиковых бутылок, пакетов и других упаковочных материалов можно значительно сократить площади, выделяемые под полигоны для захоронения использованной упаковки, и улучшить экологическую обстановку в городе, стране и мире. Разлагаясь (срок разложения составляет около 300 лет), полиэтилен выделяет в атмосферу вредные вещества. Учитывая объемы его производства, в будущем это может стать серьезной проблемой.
Вторичная переработка полиэтилена- это выгодный и полезный для экологии бизнес. Он позволяет использовать для производства имеющиеся ресурсы, что значительно экономит запасы полезных ископаемых на планете и удешевляет стоимость получаемой полимерной продукции.