Переробка ПЕТ-пляшок і плівки: повна інформація від практиків

1. Основи технології переробки ПЕТ-пляшок
2. Збір відходів і їх сортування
3. пресування відходів
4. подрібнення
5. мийка пластівців
6. Сушка і упаковка ПЕТ-пластівців
7. Проблеми при переробці ПЕТ
8. На що звернути увагу!

В результаті вторинної переробки поліетилентерефталату механічним способом отримують ПЕТ - пластівці (флекси). Вимоги до Флекс визначаються споживачем і формуються в залежності від виробленого з них продукту - волокна, плівки або преформ . Як правило, нормуються:

• вологість,
• Насипна щільність,
• характеристична вологість.

Полімерні відходи повинні бути розсортовані на чотири колірні групи: темні кольори (чорний, коричневий, темно-коричневий); синьо-зелені кольори (синій, зелений, блакитний, сірий, фіолетовий); білий (незабарвлений); інші кольори (червоний, оранжевий, жовтий, кремовий).

Полімерна сировина не повинно містити сторонніх домішок у вигляді макулатури, ганчір'я, металу, дерева, гуми, скла. А обладнання для ПЕТ має забезпечувати якісну мийку і дроблення з мінімальним вмістом пилу.

Основи технології переробки ПЕТ-пляшок

Переробку пластикових пляшок можна розділити на два етапи:

• підготовка ПЕТ - пляшок;
• виробництво пластівців.

Очищення відходів від забруднень може бути здійснена різними способами: шляхом обробки матеріалів у воді або водних розчинах миючих засобів, а також в наведених розчинах, гравітаційним поділом. Найбільш простим і економічним є відмивання відходів ПЕТ у водних і неводних середовищах на апаратах безперервної або періодичної дії. Зазвичай, очищення ПЕТ-відходів проводиться в дві-три ступені, потім очищений матеріал подрібнюється і сушиться.

Ще недавно вважалося, що чим більше води використовується в процесі очищення вторинного ПЕТ, тим краще відмивається матеріал. Тому широкого поширення набули «мокрі» дробарки (матеріал потрапляє в воду вже на етапі попереднього дроблення), просочують шнеки (транспортують попередньо замочений у воді матеріал), багатоетапні мийні комплекси періодичної дії. В результаті необхідна чистота матеріалу досягалася безпрецедентно великим споживанням води, а отже і використанням складної системи водоочищення.

Компанія В + В Anlagenbau GmbH недавно запропонувала оригінальну «суху» технологію очищення ПЕТ-відходів. Розроблене компанією пристрій очищає матеріал на 96% вже на сухому етапі переробки, що дозволяє знизити споживання води, як мінімум, в три рази (як наслідок, знижуються і витрати на водоочистку). Високий ступінь очищення досягається за рахунок використання підвищеного тертя попередньо подрібнених ПЕТ-відходів (пластівців), що призводить косипанію і подальшого вилучення основної маси поверхневих забруднень (пісок, пил, папір, частина клею і т.п.).

Збір відходів і їх сортування

ПЕТ-пляшки зазвичай упорядковано відповідно до кольору. Всі етикетки, кришки, кільця необхідно по можливості прибрати на цьому етапі.

Позбавляти пляшки від непотрібного можна вручну, можна механізувати процес - подрібнене сировину пропускають через агрегат флотації.

Оптимальним об'єктом для переробки є спресована стос (прес-пакет) з безбарвних ПЕТФ пляшок (забарвлені пляшки повинні бути відсортовані і перероблені окремо).

Особливо ретельно необхідно видаляти пляшки з полівінілхлориду (ПВХ), тому що навіть незначні кількості ПВХ можуть викликати матеріальну деградацію і навіть пошкодити обладнання в процесі переробки. Прийнятне зміст ПВХ в переробляється ПЕТ - 0,25%. В даний час автоматизоване Сортувальне обладнання дозволяє відокремлювати ПЕТ від інших пластмас.

Виробниками обладнання пропонуються стандартні установки по виявленню і вилученню ПВХ і інших нецільових полімерів, лінії автоматичного сортування ПЕТ-пляшок і полімерів, пакетувальні преси, динамічні сепаратори.

пресування відходів

Необхідність пресувати виникає при віддаленості місця переробки від місця збору і зберігання. Перевозити повітря невигідно - а непрессованние ПЕТ-пляшки саме повітрям і є. Тому перед перевезенням пляшки слід пропустити через пакетування прес. Рекомендується перед пресуванням відкручувати ковпачки: в цьому випадку буде потрібно менше зусилля.

подрібнення

Подрібнювачі пластмас перетворюють колишні пляшки в напівпродукт. Різного кольору пляшки і обробляти потрібно окремо, кінцевий продукт буде здаватися також за кольором. Найдорожчі - прозорі флекси, дешевше - сині, ще дешевше - зелені, найдешевші - коричневі.

Для подрібнення пляшок використовується подрібнювач роторного типу. Подрібнювач оснащений високонапірним вентилятором для видалення подрібненого продукту із зони різання і транспортування його в приймальний пристрій, або в мийну машину. Розмір отриманих на измельчителе пластівців визначається класифікаційної гратами (від 3 до 25 мм). Фізико-хімічні властивості вихідного ПЕТФ при такому подрібнення практично не змінюються.

Відходи завантажуються в подрібнювач одночасно з водою. В результаті інтенсивного ударного впливу відбувається відділення забруднень з поверхні виробів і їх переклад в миючу середу. Співвідношення подаються відходів і води становить 1: 10-1: 15. Як правило, вода для промивання подається в апарати противотоком.

мийка пластівців

ПЕТ-пластівці потрібно очистити від забруднень. Флекси завантажують в спеціальний мийно-сушильний комплекс, призначений для полімерів, в якому відбувається відділення пластівців від сторонніх домішок.

Частинки пробок, кілець на мийному обладнанні відокремлюються практично на 100%, тому їх можна попередньо не розділяти.

Як миючої рідини для миття ПЕТФ-крихти використовуються 0,02% розчин каустичної соди.

З використанням вантажопідіймальних механізмів подрібнені ПЕТ пластівці завантажуються в ванну замочування. У цій ванні відбувається процес замочування ПЕТ пластівців. Дана ванна використовується як флотаційна ємність для сепарації матеріалів з різними відносними плотностями, як наприклад, РР і РЕ ковпачки, етикетка та відривні кільця. Дані матеріали видаляються з поверхні води, в той час як оброблений матеріал тоне і передається з дна ванни за допомогою зовнішнього похилого шнека в динамічну центрифугу.

динамічна центрифуга

Мийка-очищувач - динамічна центрифуга, оснащена спеціальними ситами і лопатками, які забезпечують жорстку мийку пластівців. Вона використовується для видалення етикеткової папери, яка перетворюється в дуже маленькі шматочки, які за допомогою комбінації ефекту використання води і механічних лопатей видавлюються через сито, а так само для видалення липких забруднень, таких як клей, сік або залишки цукру. За центрифузі пластівці подаються вгору і пневмотранспортом транспортуються в циклон, з якого потрапляють в ванну гарячої мийки.

Ванна гарячої мийки

Вода, нагріта в ванні вбудованими електричними тенами до 60-ти градусів Цельсія, а також система барботажа і вбудовані лопатки, тобто спільна дія гарячої води з використанням тринатрий фосфату і тертя, а також взаємодія частинок між собою при обертанні забезпечують хорошу відмивання від забруднення. Так само дана ванна як і попередня використовується як флотаційна ємність. Потім оброблений матеріал передається з дна ванни за допомогою зовнішнього похилого шнека в динамічну центрифугу, а звідти за допомогою пневмотранспорту транспортується в циклон з якого потрапляють в ванну холодної мийки.

Ванна холодної мийки

На цій стадії в ванні холодної мийки відбувається остаточна мийка. З ванни холодної мийки зовнішнім похилим шнеком продукт подається в динамічну центрифугу.

динамічна центрифуга

Основна функція полягає в відцентровому віджиманні від води з ПЕТ пластівців і підготовці їх до стадії сушки. З центрифуги продукт подається системою пневмотранспорту в циклон накопичувач.

Забруднення, відмиті з ПЕТ-флексів (пластівців) осідають на дні і сітках центрифуг. Осад видаляється з усіх ванн і центрифуг періодично при повному їх осушення. Частота осушення і чищення ванн та центрифуг залежить від ступеня забруднення сировини, що переробляється. При переробці щодо чистих пляшок операції по осушенню і чищенні повинні проводитися після 4-6 змін, а при переробці сильно забрудненого матеріалу - в кінці кожної зміни. Надходження свіжої води становить приблизно 2-4 літра в хвилину.

Промивну воду зазвичай фільтрують і знову вводять в цикл.

Експрес-перевірка якості промивки (видалення клею)

Відсутність сіро-коричневого нальоту на поверхні пластівців після термообробки при t = 180 С протягом 60 хв. в термошкафе. Наліт можуть давати як залишки клею, так і наявність ПВХ.

Сушка і упаковка ПЕТ-пластівців

З циклону-накопичувача ПЕТ пластівці (флекси) подаються в дозатор, а з нього рівними порціями (для поліпшення якості сушіння) в систему трубопроводів загальною довжиною 6 метрів, по якому гарячим повітрям в системі пневмотранспорту подаються вже в сухому вигляді в бункер-накопичувач, звідки надходять на фасовку. У секції сушіння встановлена ​​одна повітродувки, в якій повітря нагрівається 8-ю електричними нагрівачами. Температура повітря контролюється і регулюється на головній панелі управління. Захисні елементи запобігають перегріву при збої системи. Вологе повітря видувається назовні. Надлишки тепла виводяться водяним охолодженням і пневмотранспортом.

Сушка подрібнених відходів після їх відмивання здійснюється в сушарках, які працюють за принципом зваженого шару, стрічкових, поличних і т. Д.

Матеріал сушать до залишкової вологості 0,02-0,5% по ГОСТ 11736. Ретельна сушка принципова, оскільки наявність залишкової вологості при подальшій переробці при підвищених температурах призводить до часткового гідролізу ланцюгів і необоротного погіршення фізико-хімічних властивостей полімеру. У зв'язку з тим, що очищення і відмивання відходів дозволяють значно підвищити властивості одержуваних з них виробів, постійно удосконалюються технології цих процесів.

Насипна щільність ПЕТ-пластівців розміром 5-10 мм становить 200-300 кг / м3.

З однієї пляшки можна отримати від 35 до 40 грамів пластівців. Коефіцієнт використання брудної ПЕТ пляшки - 0,7.

Проблеми при переробці ПЕТ

Вторинним ПЕТ-полімерів при переробці властиві ті ж проблеми, що і вихідної ПЕТ-основі: низький поріг неньютонівської поведінки (коли швидкість зсуву позначається на зміні в'язкості полімеру), чутливість до нагрівання і, нарешті, необхідність просушування.

Більш того, в процесі сушіння і переробки вторинний матеріал зазнає деяку втрату в'язкості, що викликано не тільки температурними і деформують впливами в процесі пластикации полімеру, а й присутністю забруднювачів (вологи, клею, барвників і т. Д.). Ці фактори призводять до зниження молекулярної маси полімеру.

Недостатня сушка може значно погіршити властивості як первинного, так і вторинного матеріалу.

Інша проблема переробки ПЕТ-відходів пов'язана з імовірним присутністю в них ПВХ. Навіть при ретельній сортування ПЕТ-пляшок є ймовірність попадання ПВХ і ПЕ домішок до складу вторинного матеріалу. При температурі переробки ПЕТ ПВХ розкладається, виділяючи соляну кислоту, яка викликає інтенсивну деструкцію полімеру. Тому потрібно максимально знизити присутність ПВХ в складі ПЕТ-відходів. Допустимий вміст ПВХ не перевищує 50 проміле.

На що звернути увагу!

1. Колір. Якщо зелені, блакитні, коричневі і безбарвні ПЕТ пляшки переробляти спільно, кінцевий продукт буде являти собою суміш пластівців різних кольорів. Матеріал залишається ПЕТ, але стає непридатним для отримання прозорих / безбарвних продуктів і дуже важко підняти характеристическую в'язкість.

2. Наявність ПВХ. Іноді пляшки виготовляються з ПВХ (в основному для рослинного масла), і вони схожі за зовнішнім виглядом з ПЕТ. Крім того, в кришках зрідка використовуються ПВХ вкладиші. ПВХ надзвичайно шкідливий, так як розкладає ПЕТ в процесі подальшої термічної переробки пластівців. Хоча частка ПВХ в загальному потоці сировини мізерно мала, для сепарації цього типу пластиків необхідно використовувати спеціальний детектор.

3. Наявність металів. Викликають руйнування ножів дробарки, а більші шматки металу можуть навіть бути причиною поломки ротора. Металеві частки, змішані з ПЕТ пластівцями, є причиною поломок екструдерів, вартість ремонту яких надзвичайно висока, а іноді і взагалі може знадобитися заміна основних елементів цих агрегатів.

4. Залишки клею. Звичайні типи водорозчинного клею легко видаляються, однак на ринку присутній ряд клеїв, які складніше відокремити від ПЕТ. Горячерасплавние клеї, латексні, деякі акрилати мають підвищений ступінь адгезії до полімеру, не розчиняються у воді і потребують додаткової обробки. Якщо на ПЕТ-пластівці присутня деяка кількість водонерозчинного клею, це вплине на колір полімеру при подальшій переробці внаслідок утворення кополімерів. Розплав і гранули придбають жовтуватий відтінок.

Ірина Файдюк