Переработка пластмасс: этапы, особенности, оборудование

Пластмассы существуют всего чуть более века, но они стали частью почти каждого аспекта нашей жизни. Пластиковые материалы - от детских игрушек до упаковки для пищевых продуктов - являются неотъемлемой частью жизни 21 века. Фактически, примерно за 70 лет было произведено  8,3 миллиарда тонн пластика, из которых около 6,3 миллиарда тонн стали отходами.

И только 9% этих отходов было переработано.

Для этого есть множество причин, и, хотя наши пластиковые отходы продолжают расти, достижения в области технологий и изменения в способах потребления помогают сделать его более эффективным и действенным.

Почему переработка пластика так важна и с какими проблемами сталкивается отрасль?

Вторичная переработка пластика чрезвычайно важна как в качестве метода обращения с существующими отходами, так и в качестве компонента как экономики замкнутого цикла, а также для систем безотходного производства, направленных на сокращение образования отходов и повышение устойчивости. 

Однако решить проблемы, связанные с пластиком, непросто. Несмотря на то, что потенциальные проблемы были впервые выявлены в 1960-х годах, исторически сложилось так, что реальным изменениям было оказано множество противодействий - в основном со стороны самой индустрии пластмасс. В последнее время проблеме переработки пластика уделяется все больше внимания, поскольку люди ищут экологически безопасные варианты.

На сегодняшний день и потребители, и компании стремятся перерабатывать больше материалов, но многим не хватает знаний о том, как это делать максимально эффективно. Это создает проблемы в виде загрязнений, которые возникают либо из-за смешивания неперерабатываемых пластиков с перерабатываемыми пластиками, либо из-за попыток переработать пластик, загрязненный такими вещами, как клеи, химикаты и остатки пищи, что еще больше затрудняет процесс переработки. Обе эти проблемы могут привести к тому, что пластмассы будут отправлены на свалки, а не переработаны.

Еще одна сложность заключается в самих продуктах. В то время как некоторые товары, такие как бутылки для воды, часто изготавливаются из единого обычного пластика (например, ПЭТФ), что позволяет их легко перерабатывать, многие другие предназначены для использования из смеси пластмасс, что может вызвать серьезные проблемы при переработке.   Более того, многие продукты представляют собой смесь пластмасс и непластиков, таких как дерево или металл. К сожалению, эти продукты даже не попадут в центр переработки.

Тем не менее, процесс переработки пластика в последние годы значительно улучшился, и его можно разбить на шесть основных этапов.

Этапы процесса переработки пластика

1. Сбор

Первым шагом в процессе механической переработки является сбор бытовых материалов в домах, на предприятиях и в учреждениях. Это могут сделать либо местные органы власти, либо частные компании, причем последнее часто является популярным вариантом для предприятий.

Другой вариант - сдавать пластмассы в общественные пункты сбора, такие как специальные мусорные баки или объекты. Это может быть как простой контейнер для бутылок на углу улицы, так и сложный, например, местная свалка с большими площадями для различных перерабатываемых и не перерабатываемых твердых бытовых отходов (ТБО).

2. Сортировка + категоризация

Следующим шагом в процессе переработки пластика является сортировка. Существует несколько различных типов пластика, которые необходимо отделить друг от друга с помощью переработчиков. Кроме того, пластмассы можно сортировать по другим свойствам, таким как цвет, толщина и использование. Это делается машинами на заводе по переработке и является важным шагом для повышения эффективности предприятий и предотвращения загрязнения конечной продукции.

3. Очистка

Чистка является важным этапом в процессе переработки пластика, поскольку она удаляет некоторые загрязнения, которые могут помешать работе или полностью испортить партию переработанного пластика. Примеси обычно включают такие вещи, как этикетки продуктов и клеи, а также грязь и остатки пищи. Хотя на этом этапе пластик часто моют, важно помнить, что это не умаляет важности того, чтобы пластик был как можно более свободным от примесей перед утилизацией и сбором.

4. Измельчение

Затем пластик подается в измельчители, которые разбивают его на более мелкие кусочки. Эти более мелкие детали, в отличие от формованных пластмассовых изделий, могут быть переработаны на следующих этапах для повторного использования. Кроме того, пластиковые детали с измененным размером можно использовать для других целей без дальнейшей обработки, например, в качестве добавки в асфальт  или просто измельченный пластик можно продавать в качестве сырья.

Разделение пластика на более мелкие части также позволяет обнаружить оставшиеся загрязнения. Это особенно верно в отношении загрязняющих веществ, таких как металл, которые, возможно, не были удалены промывкой, но на этом этапе могут быть легко собраны с помощью магнита.

5. Идентификация и разделение пластмасс.

Здесь пластиковые детали проверяются на предмет их класса и качества. Во-первых, они разделяются по плотности, которая проверяется путем плавания частиц пластика в емкости с водой. Затем следует тест на так называемую «классификацию воздуха», который определяет толщину пластиковых деталей. Это делается путем помещения измельченного пластика в аэродинамическую трубу, при этом более тонкие части плавают, а более крупные / толстые остаются внизу.

6. Экструзия + компаундирование

На этом заключительном этапе процесса переработки пластика частицы измельченного пластика превращаются в продукт, пригодный для использования на производстве. Измельченный пластик загружается в бункер для сырья, после чего он попадает в цилиндр экструдера. Пластик плавится за счет тепла от размещенных на корпусе цилиндра экструдера кольцевых миканитовых или керамических нагревателей, после чего он поступает на формующую головку. Полученные трубки из пластика измельчаются, образуя гранулы. 

Различные виды пластика

Существует множество видов пластика, для процесса переработки пластика нам важны некоторые из них. 

 

Номер 1: ПЭТ или ПЭТФ (PETE) - полиэтилентерефталат

Один из наиболее распространенных видов пластика, с которым вы, вероятно, столкнетесь, - это полимер, используемый для производства таких товаров, как тонкие контейнеры для пищевых продуктов и пластиковые бутылки для воды или безалкогольных напитков. ПЭТ очень хорошо перерабатывается.

Номер 2: HDPE - полиэтилен высокой плотности

Более жесткий, чем ПЭТФ, этот тип пластика используется в более «прочных» продуктах, таких как бутылки с моющими средствами, контейнеры для еды и напитков, крышки для бутылок, некоторые более толстые пакеты для покупок и одноразовые пластиковые изделия, такие как игрушки, каски и кант. Опять же, этот тип пластика широко перерабатывается.

Номер 3: ПВХ (V) - поливинилхлорид

ПВХ считается одним из самых универсальных и распространенных типов пластика и используется для таких изделий, как водопроводные и канализационные трубы (из-за того, что он очень устойчив к химическим и биологическим повреждениям), полы, вывески, мебель и многое другое. Несмотря на то, что существуют некоторые методы вторичной переработки ПВХ, они не распространены и редко встречаются в обычных наборах пластика для вторичной обработки. Это в значительной степени связано с токсичностью ПВХ при переработке.

Номер 4: LDPE - полиэтилен низкой плотности

Несмотря на то, что этот пластик низкой плотности не такой прочный, как ПЭВП, он очень эластичен и используется в широком спектре товаров, таких как контейнеры, игровые площадки и пластиковые мешки для мусора. Этот тип полимеров подлежит вторичной переработке, но многие продукты (например, пластиковые пакеты) могут быть исключены, поскольку они создают риск засорения оборудования и считаются нецелесообразными для вторичной переработки.

Номер 5: PP - полипропилен

Этот пластик, обычно используемый в литье под давлением, можно найти в продуктах, от крышек для бутылок до хирургических инструментов и одежды. Хотя полипропилен пригоден для вторичной переработки, обрабатывающие центры часто отказываются от него из-за проблем, которые он создает, в результате чего  скорость его вторичной переработки намного ниже, чем у других пластиков.

Номер 6: PS - Полистирол

Этот пластик часто используется в качестве одноразовых пластиковых контейнеров для пищевых продуктов, в качестве изотермических контейнеров и в упаковочных материалах. Несмотря на его изобилие, полистирол редко перерабатывается из-за того, что он не рентабелен (в его наиболее распространенной форме, пенополистирол или пенополистирол, на 95% состоит из воздуха) и требует больше энергии, чем экономия для переработки.

Номер 7: Прочие типы пластика

Эта категория включает в себя все остальное, что может включать комбинации любого из предыдущих шести, а также другие менее используемые пластмассы. В эту классификацию также входят пластмассы, не относящиеся к нефтехимии, такие как новые пластмассы, полимеры и биопластики. Таким образом, все, что помечено цифрой 7, обычно не включается в процесс переработки пластика, но может иметь другие решения для отходов.

 

В настоящее время процесс переработки пластмасс сталкивается с множеством проблем, и, в отличие от стекла и алюминия, пластики не могут быть переработаны бесконечно, а это означает, что с каждой последующей обработкой переработанный материал деградирует и его качество хуже, чем у первичных материалов.

Однако не упускайте более широкую перспективу. Сегодняшний процесс переработки пластика на много шагов опережает то, что было всего несколько десятилетий назад, при этом темпы рециркуляции растут и продолжают значительно расти. Появляются такие инновации, как химическая переработка, чтобы больше пластика оставалось в цикле переработки дольше. Более того, на рынке появляется все больше альтернатив пластиковым изделиям.

По мере того как частные лица и предприятия все больше вовлекаются в процесс переработки пластика, мы, вероятно, увидим, что он продолжит улучшаться. Наряду с переходом на новые продукты и альтернативы пластику, это означает медленное, но неуклонное движение в правильном направлении.

Процесс переработки пластика, вероятно, получит огромный импульс, поскольку мы станем более сознательными в использовании ресурсов и производстве продукции. Фактически, хотя концепции управления отходами, такие как безотходная экономика и нулевые отходы, в целом связаны с отходом от одноразового пластика, переработка останется частью процесса управления отходами в обозримом будущем, что позволит нам постепенно отойти от ненужных пластмасс и увеличить возможность вторичной переработки тех типов полимеров, которые остаются необходимыми.

 

Компания Хитл производит нагреватели для производства и переработки пластика, такие как кольцевые нагреватели цилиндра экструдера и термопластавтомата, патронные ТЭНы для пресс-форм, трубчатые нагреватели, витковые ТЭНы горячеканальных систем и прочие. Если вам нужна консультация по оборудованию для переработки пластика – смело обращайтесь к нам, мы разрабатывали решения для нагрева в самых разнообразных технологических процессах производства полимерных изделий.