Оборудование для производства пленки из вторичного сырья. Вторичная переработка полиэтилена в гранулы. Как можно перерабатывать материал в домашних условиях

Почему важно перерабатывать полиэтилен и чем полиэтилен интересен для бизнеса по переработке?

Полиэтилен - это самый широко применяемый из всех видов пластмасс. Его можно собрать в больших количествах при относительно небольших затратах и поэтому бизнес по его переработке может использовать эффект масштаба для сокращения затрат и роста прибыли.

В каких количествах потребляется полиэтилен и какие изделия из него производятся?

В России ежегодное потребление полиэтилена составляет 1.6-1.7 миллионов тонн, значительная часть из которых расходуется на изделия с коротким сроком службы, питая поток отходов.

Что такое полиэтилен?

Полиэтилен - это полимер, то есть материал, состоящий из очень длинных молекул, в которых однородные группы атомов углерода и водорода соединены в цепочки. У полиэтилена самая простая структура из всех полимеров. В ней в центре цепи атомы углерода, к которым присоединены атомы водорода.
Структура выглядит вот так

Кое где вместо атома водорода сбоку к цепи присоединен атом углерода, который образует тоже цепь или ветку. Молекулы могут быть в разной степени ветвистыми и от этого сильно зависят свойства материала.

Из какого сырья получают полиэтилен?

Само название полиэтилена говорит о том, что это полимер этилена, то есть полимерные цепи состоят из одинаковых кусочков, химическая формула которых С₂H₂ (этилен). Эти составляющие называются мономер. В этилене каждый атом четырехвалентного углерода соединен с двумя атомами водорода и с соседним атомом углерода, причем с последним ковалентная связь двойная. Поэтому этилен еще называют непредельным соединением. Соединения с двойной связью в химии называют олефинами, отсюда и общее название полиэтилена и некоторых других полимеров - полиолефины.
Итак, полиэтилен получают путем соединения в цепочки (полимеризации) молекул этилена.
При этом этилен может быть из разных источников, в зависимости какое сырье доступнее для нефтехимиков в каждом конкретном регионе и в каждом конкретном случае. Основные группы сырья это нафта (производная при переработке нефти), Этан, выделенный из природного газа или сопутствующего газа, а также все больше сейчас этилен начинают получать из этилового спирта, который может быть получен из множества видов растительного сырья, в том числе в коммерческом масштабе сейчас уже используется этанол из сахарного тростника.

От чего зависят свойства полиэтилена?

Промышленность выпускает множество марок полиэтилена, но все они отличаются в основном только двумя параметрами. Это размер молекул и степень их ветвистости. Параметры эти не зависят от исходного сырья, из которого получен этилен, но зависят от условий процесса полимеризации, давления в реакторе, температуры, наличия и вида катализатора.
Первый полиэтилен в промышленности научились делать при высоком давлении, в котором полимеризация инициировалась свободными радикалами. Такой материал сейчас называется ПВД, он отличается большой ветвистостью. То есть на каждой полимерной цепи есть множество боковых веток, которые в свою очередь тоже имеют ветки, состоящие из таких же цепочек.
Позднее при помощи катализаторов научились выпускать полиэтилен при более низком давлении, он называется ПНД. Молекулы у него значительно менее ветвистые.
Для того, чтобы понять, как ветвистость молекул влияет на свойства полимера, представьте себе две метелки. Одна из них состоит из гладких прутьев, без боковых веток. Они уложены плотно и метелка такая жесткая и прочная. Другая состоит из прутьев с боковыми веточками. Плотность уже значительно меньше, и она более податливая, гибкая.
Таким же образом отличаются ПНД, который еще называют полиэтиленом высокой плотности и ПВД, называемый полиэтиленом низкой плотности. Первый материал жестче, прочность его высока. Второй пластичен, изделия из него гнутся при меньших нагрузках.

Можно ли при вторичной переработке ПВД преобразовать в ПНД и наоборот?

Нет нельзя, структура и размеры молекул задаются при синтезе, то есть на том заводе, где производили первичный полимер, при вторичной переработке она мало подвержена изменениям. Однако можно материалу из ПВД прибавить жесткости, добавив к нему более жесткий ПНД или другой материал, а также можно материалу из ПНД прибавить пластичности, добавив соответственно ПВД. Часто в изготовлении изделий из вторичных полимеров так и делают. Смешивают разные виды.

От чего зависят реологические свойства полиэтилена, предел текучести расплава?

От размера молекул. Чем более крупные и длинные молекулы в полимере, тем менее он текуч. Текучесть полимера измеряется под нагрузкой и при повышенной температуре.

Какие виды полиэтиленового сырья доступны для вторичной переработки?

Доступны производственные отходы и отходы потребления.
Производственные отходы отличаются, в большинстве случаев, чистотой и бывают однородны, однако же в каждом источнике их находится относительно небольшое количество. Оно и понятно, ведь производства спроектированы не для того, чтобы производить отходы. Часто переработка производственных отходов - это относительно несложный процесс и их те, у кого они образуются все чаще сами используют после минимальной обработки, например, дробления или гранулирования на небольшом упрощенном грануляторе.
Большие по объему, но сложные по составу потребительские отходы, то есть отходы изделий или упаковки, бывшие в употреблении. Переработка таких отходов обычно сопряжена с трудностями их переработчики должны обладать большим количеством оборудования, поэтому эффект масштаба делает предприятия по их переработке относительно крупными. Они собирают отходы из множества источников (мусоросортировок и коммерческих источников).

Какие полиэтиленовые отходы потребления можно перерабатывать?

На существующем рынке вторичного сырья в России доступны следующие виды отходов полиэтилена:

1. Отходы пленок из полиэтилена низкой плотности, в том числе стрейч пленок, собранные сортировками из коммерческих источников – магазинов, относительно чистые, для их очистки от загрязнений не требуется мойка, достаточно фильтрации расплава в экструдере и дегазации.
2. Отходы пленок, собранные из потребительского мусора – требуют мойки, так как загрязнены в том числе пищевыми отходами.
3. Стрейч – собирается отдельно, представляет собой чаще всего линейный полиэтилен низкой плотности с добавками.
4. Выдувные флаконы из-под жидких продуктов и товаров – состоят из ПНД, требуют мойки и тщательную дегазацию расплава для удаления остатков продукции, которая впитывается в стенки флаконов. За рубежом флаконы молочные обычно собирают отдельно, но это относится к тем странам, где значительный процент молока упаковывается в бутылки из полиэтилена высокой плотности.
5. Канистры, могут быть разного качества в зависимости от того, что в них было налито до того. Как было написано выше, переработка канистр из-под масел представляет сложности в связи с остатками масла.
6. Многослойные пленки, большую часть которых составляет полиэтилен – переработка подобных пленок представляет технологические сложности, описание которых лежит за рамками данной статьи.
7. Отходы кабелей – в них часто применяется сшитый полиэтилен, то есть такой, в котором сознательно были созданы мостики между отдельными молекулами. Переработка его сложна тем, что материал не течет при температурах плавления, а только размягчается. Процент геля там очень высок.
8. Сельхоз пленка – пленка, которая использовалась в сельском хозяйстве. Она обычно может быть в значительной степени повреждена фотоокислительной деструкцией

Основные методы переработки два, это механический рециклинг, когда материал используется в качестве полимера для изготовления изделий или других целей, а также термо-химический рециклинг, пиролиз в результате которого получаются жидкие и газообразные продукты термической деструкции полимера. Далее речь пойдет о механическом рециклинге.
Какие процессы включает в себя переработка полиэтилена?
Основные процессы - это сортировка, измельчение, отмывка, сушка и агломерирование или гранулирование. В зависимости от исходного сырья и производительности комбинация этих процессов может быть разная, например, измельчение может производиться как в одну стадию, так и в две стадии. Также если сырье собрано из относительно чистых источников, то стадию мойки и сушки иногда можно опустить.

Какое оборудование применяется для переработки?

​Отходы полиэтилена, которые были в контакте с продуктами, загрязненные отмывают на линиях мойки. Как правило, линия мойки включает в себя следующие элементы:

​- Оборудование для измельчения и придания регулярной формы частицам. Шреддеры или дробилки. Первые в большинстве случаев предпочтительны, так как они более выносливы в при попадании твердых предметов, таких как камни или металлы, но шреддеры стоят дороже, чем дробилки. В дробилках скорость вращения ротора выше, попадание твердого предмета может вывести из строя сразу дробилку, потребуется в особо тяжелых случаях замена всех ножей. Но дробилки часто делают с функцией предварительной отмывки, для этого в них подают воду. На линиях большой производительности применяют и шреддер и дробилку, то есть измельчение организуют в два этапа, между которыми обязательно ставят оборудование для отделения тяжелых частиц, чтобы защитить дробилку.

​- Оборудование для отделения тяжелых частиц, таких как песок, камни, металлы и пластики несовместимые с полиэтиленом, такие как полиэтилентерефталат, который тонет в обычной воде.
​Для отделения тяжелых частиц применяют два вида оборудования: флотационные ванны и гидроциклоны. Вторые почти исключительно только в линиях высокой производительности, например 2 тонны в час.

​- Оборудование для интенсивной отмывки пластика. Для этой цели применяют фрикционные мойки и (или) центифуги

Оборудование для отжима - как правило центрифуги и шнековые прессы. После механического отжима влажность пленок может быть от 6 до 12 процентов. Этого может быть слишком много для эффективной дальнейшей агломерации, поэтому механической сушкой часто не ограничиваются.

​- Оборудование для термической сушки - в них, как правило, организуется движение частиц пластика вместе с потоком нагретого воздуха в лабиринтах (длинных трубах или каналах) разных конструкций. Иногда в линиях окончательную досушку не делают и оставляют ее на этап агломерации или грануляции.

Работа агломераторов и пласткомпакоторов основана на нагреве материала механическим способом и далее его комкование, уплотнение при помощи разных технологических приемов.

​Работа гранулятора основана на нагреве материала при помощи электрических нагревателей до температур плавления, перемешивании полученного расплава и его очистке путем фильтрования, откачивания образующихся при нагреве газов и далее формировании гранул путем выдавливания расплава через фильеры (матрицы с отверстиями) и резки полученных стренг тем или иным способом. (водокольцевые и стренговые грануляторы). Преимущество грануляторов перед агломераторами и пласткомпакторами в том, что они позволяют получить более надежный продукт, так как механические примеси, которые могли остаться после моечной линии, на грануляторах отфильтровываются и примеси жиров или других разлагающихся при нагреве веществ, могут быть удалены путем дегазации расплава.

​Подробнее про оборудование с примерами линий на сайте http://moykaplastica.ru

Что такое деструкция полимера?

При вторичной переработке молекулы полимера неизбежно повреждаются по трем причинам. Это, во-первых, механическая нагрузка, например, в экструдере, когда при повышенном давлении материал перемешивается. Во-вторых, это тепло, которое способствует более активному движению молекул и связи между атомами становятся не такими прочными, как при обычных температурах. В-третьих, это действие кислорода воздуха, который, будучи активным окислителем, стремится окислить элементы полимерной цепи, водород и углерод. Таким образом, при вторичной переработке полимерные молекулы изменяются, некоторые из них становятся короче, порвавшись на части. Каждый раз, когда происходит разрыв полимерной цепи по той или иной причине, образуется радикал, то есть атом или группа атомов, у которых валентности не закрыты, имеется вакантное место на внешнем электронном облаке. Такие радикалы чрезвычайно активны, они образуют соединения с соседними молекулами, при этом повреждение соседней молекулы образует новый радикал, который в свою очередь повреждает другую цепь. Когда молекулы сшиты отдельными спайками, то получившуюся структуру называют гель. Содержание гелей во вторичных гранулах изменяет механические свойства, обычно не в лучшую
сторону.

Почему свойства вторичного полиэтилена хуже, чем у первичного?

Основным виновником снижения свойств, по-видимому является кислород. При деструкции он не только создает радикалы, как описано выше, но он еще может встраиваться в материал, заменяя собой атомы водорода и углерода, окислять полиэтилен. Присутствие атомов кислорода в материале меняет его свойства. Изначально полиэтилен неполярный. Это значит что в нем только содержатся атомы водорода и углерода, у которых между собой неполярная связь, потому что их электроотрицательность довольно близкая. То есть они связаны посредством общего облака электронов, которое более или менее находится посредине (простыми словами, на самом деле сложнее). Но как только рядом появляется атом кислорода, второго по электроотрицательности элемента после фтора, то так сразу кислород оказывает воздействие на все связи, которые находятся рядом. Он поляризует их в некоторой степени. Притягивает электроны к себе. Это снижает их прочность при механическом воздействии снижает стойкость соседних связей к другим атомам кислорода, которые тоже стремятся что нибудь выхватить и окислить из полимерной молекулы.
Отсюда важное практическое знание в том, что чем больше окислен (деструктирован) полиэтилен, тем он быстрее дальше окисляется и свойства его падают еще быстрее. Этим объясняются скорее неудачные, чем удачные опыты по улучшению свойств вторичного пластика путем добавления неиспорченной первички. Вторичка, если она уже деструктировала, то быстро отравляет и первичку своим влиянием и это именно по причине кислорода и его магнетической по отношению к электронам активности в молекулах.

Например, по ссылке статья шведского исследователя Майкла Хамскога (с которым мне доводилось работать раньше), в статье сделан вывод о неэффективности смешивания первичного полиолефина с вторичным и о большей эффективности добавления добавок. о которых пойдет речь ниже.
https://www.sciencedirect.com/scienc...41391005003629

Как изменяется ПТР полиэтилена при вторичной переработке?

Так что ПТР может меняться и в большую и в меньшую сторону, в зависимости от того, какой процесс сильнее развивается, укорачивание или сшивание, а это в свою очередь зависит от условий переработки. Чаще всего наблюдается укорачивание молекул, то есть увеличение текучести.

Как снизить деструкцию полимера при вторичной переработке?

Для того чтобы деструкцию замедлить, в полимер добавляют специальные вещества, способные забрать на себя образующиеся радикалы и не позволяют процессу развиваться по цепному сценарию, когда повреждение одной полимерной цепи ведет к повреждению соседних.
К сожалению, эти вещества являются расходуемыми. То есть со временем действие их ослабевает и они уже отрабатывают. Иногда для того, чтобы восстановить дозу стабилизаторов, в полимер при вторичной переработке добавляют их. Например, такой состав как Рисайклстаб.
Для того, чтобы минимизировать деструкцию, в общем случае надо минимизировать механические и тепловые нагрузки на полимер в процессе вторичной переработки, то есть не перегревать его выше нужного, не использовать чрезмерное перемешивание под давлением в экструдере.

Как влияют загрязнения полимера на свойства вторичного материала?

При переработке отходов, прошедших цикл потребления, загрязнения всегда являются основной проблемой. Они приобретаются от контакта с другими веществами и в том числе с тем веществом, которое было упаковано в упаковку из полиэтилена. Загрязнения бывают поверхностные и внутренние.
Так канистры из-под масел содержат некоторое остаточное количество этих масел в виде поверхностных загрязнений, но часть масла растворена в стенках канистры и при вторичной переработке, даже если материал хорошо отмыт, может появляться запах, могут изменяться свойства вторичного полимера вследствие пластификации полиэтилена маслом (частичного растворения масла в полиэтилене).
Это характерно не только для таких выраженных веществ как масло и моющие средства, но и для обычного молока. Бутылки, изготовленные из ПНД, в которых ранее было молоко, даже после отмывки содержат в своих стенках некоторое количество молочной кислоты, которая растворилась в полиэтилене. При переработке может возникать запах.
Другие загрязнения, такие как песок или земля, кусочки бумаги также снижают механические свойства полимера и должны быть удалены.
Для удаления поверхностных загрязнений используются мойки, в которых материал тщательно обмывается водой в сочетании с некоторыми усилиями механическими (фрикционные мойки) а также могут использоваться установки сухой очистки, например, выпускаемые компанией MAS, но последние плохо справляются с липкими загрязнениями и в тех случаях, когда липкие составляющие есть.

Как перерабатывать сшитый полиэтилен?

Сшитый полиэтилен - это такой, в котором между отдельными макромолекулами дополнительно сделаны связки (мостики). Обычно это делается для тех изделий, которые используются при повышенных температурах, например для электрической изоляции. Такой полиэтилен может выдерживать несколько большие по сравнению с температурой плавления. Так что, например, изоляция кабеля не стечет, а только размягчится. По сути, сшитый полиэтилен уже не является термопластичным пластиком. Он не плавится, как это должно быть, а размягчается, поэтому перерабатывать его обычными способами невозможно.
Возможны два подхода к переработке сшитого полиэтилена. Во-первых, его можно перерабатывать термическими методами, например пиролизом с получением жидких и газообразных продуктов.
Во-вторых. Теоретически сшитый полиэтилен можно размолоть до крупности меньше чем 0.5 мм и использовать в качестве добавки в обычные полиэтиленовые изделия. Автор долго прорабатывал эту идею и уже было планировал ее проверить на практике, но как-то не дошли руки. Сложности в том, что сшитый полиэтилен очень плохо размалывается, так что получить из него порошок по совсем низкой цене не представлялось возможности. Ориентировочно цена составляла до 10 рублей за килограмм. Во-вторых, неясно, как сшитый полиэтилен будет влиять на Предел текучести расплава. По-видимому, он будет сокращать ПТР, но это требуется проверить.

Наверное, большой потенциал переработки сшитого полиэтилена заключается в освоении новых методов его размола. Например, если использовать естественные холода в сибирской части страны, то наверное можно получить более производительный процесс размола на обычных мельницах, чем было до сих пор. При достаточно низкой себестоимости этот материал мог бы конкурировать на рынке наполнителей, потому что он обладает такой же плотностью, как и полиэтилен, то есть не будет отмечен рост плотности гранул или изделий и вероятно он в меньшей степени повлияет на свойства полимера, чем если его сравнить с минеральными наполнителями. Если вас интересует оборудование для размола сшитого полиэтилена, пишите по контактам ниже.

С чего начать проект по переработке полиэтилена?

С установления контактов. Прежде всего нужны контакты с мусоросортировочными станциями и другими источниками вторичного полиэтилена, затем контакты с производителями пластиковых изделий, которые готовы рассмотреть предложения по использованию вторичного полиэтилена.
Когда возникнет понимание доступного объема сырья и возможных продаж, можно приступить к выбору оборудования и совместно с поставщиками проектированию производственной линии для переработки.
​
Информация об оборудовании для переработки продвинутого уровня:

​
​ По вопросам продажи отходов полиэтилена, пленки, мешков, некондиционных изделий звоните
​ +7 916 103 1486
или пишите mail.ru

В жизни современного человека полиэтилен используется повсеместно. Практически в каждом доме есть разнообразие пакетов. Чем лучше сырье, тем сложнее его утилизировать и тем длительнее срок его разложения. перерабатывают, получая новые изделия. Об этом и рассказано в статье.

Утилизация

Широкое применение полиэтилена стало причиной экологической проблемы - накопления отходов на свалках. По оценкам, на долю этих изделий уходит 8-10 %. Материал не гниет, он прочный к воздействию кислот и щелочей, почти не растворяется, на его разложение уходит много лет, при этом выделяются опасные вещества, которые загрязняют почву и водоемы.

Со полиэтилена сгорают не полностью, образуя токсичные диоксины, которые вредны для всего живого: яды скапливаются в организме, что становится причиной дерматитов, язв, мутаций. Пиролиз из этого сырья широкого использования не получил - он экономически выгоден при большом количестве сырья (свыше 20 тыс. т в год).

Лучший вариант - сдать полиэтилен. Переработка отходов позволяет использовать Это возможность ресурсосбережения, удешевления продукции, уменьшения затрат.

Виды отходов

Отходы полиэтилена отличаются формой, составом, местом нахождения, загрязненностью, уровнем подготовки для вторичного применения. Они делятся на несколько групп:

1. Технологический брак (2-10 %) - практически не имеет отличий от кондиционных изделий. Применяется в качестве возвратного сырья или низкосортной товарной продукции.
2. Отходы промышленного использования - пленки, тара, емкости, трубопроводы, оплетки кабелей, нерабочие изделия.
3. Часть отходов на свалках - пленки, пакеты, бутылки, изделия обихода.
4. По уровню сохранности: незначительная деструкция и частичная утрата нужных характеристик.

Отходы полиэтилена перемешаны с остальными отходами. Существует 2 направления по рециклингу полиэтилена - выделение однородных изделий и переработка в смеси отходов.

Переработка

Прием отходов полиэтилена осуществляется специализированными компаниями. От вида продукции определяют, какой будет технологический цикл переработки. Обычно в него входит сортировка, очистка, фракционирование, измельчение, дробление, агломерация, гранулирование и формирование изделий.

Большие обломки режут с помощью циркулярных пил или лентопильных станков. Для небольших изделий подходят щековые или роторные дробильные агрегаты, гидроизмельчители, устройства, охлаждаемые благодаря сжиженному углекислому газу.

Очистка от загрязнений осуществляется в местах отмывки и на моющих линиях с функцией регенерации растворителей. Из термопластов полиэтилен извлекается с помощью метода грохочения с сепарацией или флотацией. Для снижения объема, дегазации, очистки продукцию спекают. Агломерат применяется как товарная продукция или используется для гранулирования, чтобы создать вторичные гранулы высшего качества.

Полиэтилен повторного применения имеет высокую вязкость расплава. Его гранулирование осуществляется с высокими температурами в аппаратах, в которых присутствуют роторно-ножевые измельчительные дробилки, насосы для расплава. Эти грануляторы нужны для переработки, дегазирования и модифицирования отходов.

Особенности работы

Во время переработки пакетов осуществляется несколько этапов. Первый цикл практически не влияет на снижение потребительских характеристик новой продукции. Но с каждым этапом сырье обретает негативные характеристики, из-за чего оно может использоваться для особых материалов. Отходы используются для получения новой продукции. Технология переработки заключается в следующем:

1. Происходит сбор сырья: пленки, бутылок, мусора. Сортировка выполняется ручным или механическим трудом. Если отходы разделяют на макулатуру, стекло, бумагу, ПЭТ, то получится уменьшить количество мусора для утилизации.
2. Сырье переходит в промывочные устройства. Этап требуется для устранения грязи, посторонних предметов. Если продукция сдается в пункты приема, то проверяется качество, чтобы назначить стоимость.
3. Сырье измельчают дробильными аппаратами.
4. Если в нем есть влага или примеси, то переработка выполняется в центрифуге.
5. Материал отправляют в сушильную камеру для термической обработки.
6. Работа окончена, и материал может использоваться повторно. Из них делают универсальные изделия - полиэтиленовые пленки, пакеты, упаковочные тары, трубы.

Что получается из отходов?

Сбор отходов полиэтилена позволяет получать различную продукцию. Смеси с большим количеством инородных включений перерабатывают с помощью литья или интрузии при небольшом давлении. Этот малозатратный вариант позволяет получать слабонагруженные изделия для декоративного уличного ограждения.

Прием отходов полиэтилена с недлительным периодом использования (тара, пленки, бутылки для одноразового применения) осуществляется для переработки в изделия подобного типа. Если материалы имеют измельченную структуру, то из них получают крупные изделия с невысокой прочностью.

Сейчас развита сфера по изготовлению композитов из вторичных полимеров и наполнителей: резиновой крошки. Их используют в производстве емкостей, отделочной плитки, мебели, декоративных элементов для машин.

Вторичная гранула применяется в качестве добавки к полиэтилену в изготовлении типовых изделия или как связующая часть в композитах для получения напорных труб, больших емкостей. Из этого сырья создают тары и упаковку для непродовольственных товаров, строительных пленок, трубопроводов. Это направление хоть и сложное, но активно развивается.

Итог

Благодаря переработке получится уменьшить количество мусора на городских свалках. Полиэтилен и пластин практически не разлагаются. А ведь на их основе получаются новые изделия, которые пригождаются в различных сферах жизни человека.

Одним из перспективных направлений предпринимательской деятельности в настоящее время является переработка полиэтилена. Такой вид бизнеса является привлекательным в связи с тем, что продукты его производства весьма востребованы во многих отраслях промышленности, строительства, выращивания сельскохозяйственных культур. Перед тем, как вложить свои средства в бизнес на переработке полиэтилена, стоит внимательно ознакомиться со всеми тонкостями и нюансами процесса, а также требованиями к самому производству.

Наша оценка бизнеса:

Стартовые инвестиции - 1 500 000 рублей.

Насыщенность рынка - низкая.

Сложность открытия бизнеса - 7/10.

Для кого производить продукцию?

Начало любого бизнеса, как правило, осуществляется с предварительным изучением спроса, да и вообще востребованности того конечного продукта или услуги, которая будет являться основным направлением деятельности.

Итак, переработка полиэтилена – кто будет являться основным потребителем выпускаемого вашим предприятием товара? Если вы планируете наладить производство гранул полиэтилена, то основными клиентами будут также являться перерабатывающие заводы по выпуску следующих продуктов:

• и тары пищевого и хозяйственного назначения;
• в качестве тары – потребительских и для упаковки любого вида продукции в промышленных масштабах;
• Элементов декора для оснащения интерьера и экстерьера квартиры и дома, сада, огорода, бассейна;
• Изолирующих материалов для строительства;
• Для выпуска отделочной плитки;
• Труб для организации полива, водоснабжения, отопления;
• Очищающих систем дренажа;
• Материалов для оснащения ливневых систем.

Итак, как видно из этого списка, наладив производство гранул полиэтилена (а он выпускается именно в виде таких мелких единиц), вы будете желанным поставщиком сырья для многих мелких цехов и крупных предприятий.

Конечно, в таком случае, не стоит забывать и о том, что для покупателей важными показателями будут являться качество вашей продукции, ваша возможность осуществлять поставки в необходимом объеме и в четко оговоренные сроки, а также то, чтобы стоимость находилась на уровне имеющихся конкурентов, а на первых порах и даже ниже.

Какие виды продукции будут на выходе из цеха?

Технология переработки полиэтилена, в первую очередь, предусматривает использование в качестве сырья уже отработанного материала – практически вашим основным направлением становится так называемая утилизация отходов полиэтилена. Ее чаще называют, как, вторичная переработка мусора, в результате какой, путем преобразований, очистки и изменения физического состояния, выходит продукт, который может стать основой для производства большого количества полезных вещей.

Технология переработки полиэтилена, которую необходимо будет применять при открытии производства, позволяет выпускать такие виды продукции:

Особенности технологии производства

Рассмотрим, каким образом осуществляется процесс переработки. В первую очередь, хочется сразу же отметить, что переработка отходов полиэтилена в гранулы на выходе имеет продукт, который идентичен по свойству тем материалам, какие производятся из химических компонентов. Кроме того, при организации подобного бизнеса немаловажным также является факт, что при переработке вторичного сырья вы можете рассчитывать на различные дотации от государства, выделение средств на открытие, а также особо выгодные условия при оплате налогов.

Итак, вторичная переработка полиэтилена состоит из таких основных операций:

1. Сбор отходов для полиэтилена и прием сырья на производство. Наилучшим способом в таком случае будет самостоятельно организовать пункт приема отходов полиэтилена, разумеется, если вы обладаете достаточными на то денежными средствами.
2. Сортировка полученного сырья. Она направлена на то, чтобы отделить его от мусора и примесей, а также разделить по степени пригодности к переработке.

В процессе сортировки распределяют на виды отходов по таким признакам:

• По размерам. Наиболее крупные виды сырья направляют на разрезание при помощи циркуляционных пил или специальных лентопильных станков;
• По составу – отдельно распределяют пакеты, отходы полиэтиленовой пленки, бутылки, лотки и прочее;
• По возможности осуществление вторичной переработки – на практике, от 2 до 10% собранного сырья подлежит утилизации вследствие невозможности использования для промышленных целей;
• По загрязненности. В основном, все собранное сырье подвергается предварительной мойке, но чрезмерно грязное проходит такую операцию дважды.

В основном, процесс сортировки сырья производится вручную – существующее на данный момент оборудование для переработки полиэтилена не позволяет полностью механизировать данный процесс. В связи с таким обстоятельством необходимо будет нанять рабочих для осуществления подобного процесса. Очень важно внимательно производить сортировку сырья, поскольку попадание в общую массу других веществ может значительно изменить исходные качества полиэтилена, выпущенного вашим заводом. Как следствие, при его приобретении и дальнейшем цикле производства готовая продукция может оказаться плохого качества и повторное обращение к вам вряд ли состоится.

1. Измельчение до необходимого размера частиц. В качестве оборудования при такой обработке применяются дробилки или шредеры;
2. Промывка измельченного сырья на моечных аппаратах. При большом объеме выпуска готовой продукции применяют установленные моечные линии, в которых автоматически происходит загрузка в аппараты, сама промывка, частичная сушка и транспортировка для дальнейшего этапа. Промывка сырья также является важным этапом всего процесса переработки, поскольку оставшиеся примеси могут ухудшить полученные первичные гранулы полиэтилена – они будут низкого качества, мутные и вспененные.
3. Обработка в центрифуге. Под действием центробежной силы в таком оборудовании происходит отделение непосредственно частиц для производства от оставшихся элементов грязи и примесей, а также излишней влаги, которая является лишней при прохождении следующих операций технологической обработки.
4. Помещение промытого и высушенного сырья в агломераторы для переработки полиэтилена. В этих аппаратах благодаря воздействию высоких температур сырье расплавляется и спекается. Полученный полуфабрикат значительно повышает производительность последующих по технологической цепочке машин и облегчает прохождение основной операции грануляции сырья. В том случае, если в вашем цеху будет установлена линия переработки полиэтилена, то наилучшим вариантом будет выбрать ту, в которой установлен пласткомпактор, выполняющий аналогичную с агломератором операцию, но обеспечивающий более высокое качество обработанного продукта.
5. Непосредственно процесс грануляции. На выходе после такой операции получается вторичная гранула полиэтилена. Сам процесс ее образования выглядит следующим образом: материал транспортируется при помощи шнека к гранулятору, там осуществляется цикл нагревания, очистки от посторонних примесей механическим способом. Полученная масса, которая в результате воздействия температур нагревается до 200 градусов, попадает на формовочное отверстие. Отверстие имеет тонкие щели – фильеры, через которые формируются тонкие струйки раскаленного полимера. На выходе эти струйки быстро охлаждаются, твердеют и нарезаются механическим устройством при помощи острых ножей. Далее происходит охлаждение водой или струей воздуха.
6. Вторичные гранулы полиэтилена фасуются в пакеты по заранее установленной массе. Такой процесс может осуществляться ручным способом, но гораздо производительнее будет приобрести специальный аппарат, который, к тому же, обеспечивает точность измерений и параллельно осуществляет операцию запечатывания.

Особенные требования к помещению

Завод по переработке полиэтилена по причине того, что он связан с некоторыми особо вредными условиями и повышенной опасностью производства, стоит располагать исключительно в промышленных зонах. Кроме такого требования, к производственному помещению предъявляются следующие:

• Наличие подъезда к зоне выгрузки сырья и отгрузке готовой продукции;
• Площадь производственных помещений должна начинаться с размера в 100 квадратных метров;
• Обязательно наличие канализации, подведенной системы горячей и холодной воды;
• В помещении должна быть оборудована хорошая система вентиляции;
• Желательно, чтобы все здание имело разделение на такие четыре основные зоны: приемки и хранения сырья, первичной переработки (сортировки), основной обработки – цеха, в котором на полуфабрикат воздействуют давлением и высокой температурой, зона хранения сырья и отгрузки готовой продукции.

Необходимый персонал для организации производства

Основными рабочими, которые понадобятся для начала полноценной работы цеха и сбыта готовой продукции, следующие:

• Руководитель предприятия;
• Бухгалтер. В том случае, если объемы производства будут не слишком большими, тогда имеется возможность совмещения функций бухгалтера и руководителя в одном лице;
• Технолог производства;
• Рабочие по обслуживанию технологических линий – от 3 человек;
• Подсобные рабочие, выполняющие операции по выгрузке сырья, его сортировке, складированию готовой продукции и погрузке в транспорт для дальнейшей отправки поставщикам.

Приблизительные затраты и ожидаемая прибыль

Какую же сумму необходимо будет вложить в организацию завода по переработке полиэтилена, чтобы открыть конкурентоспособное производство, которое обеспечит вас доходом на продолжительный период времени?

Основными затратами, в таком случае, будут являться закупка оборудования, какая обойдется в сумму от 800 тыс. рублей и первоначальную поставку сырья, в сумме, не меньшей чем 100 тыс. рублей. В общем же, общая величина средств, которые понадобятся на открытие, составит от 1,2 млн. рублей.

Уровень рентабельности таких предприятий в среднем составляет 15% и позволяет окупить вложения за период от одного года до двух лет. При достаточно приложенных усилиях и высоком профессионализме сотрудников вы вполне сможете в дальнейшем расширить производство, организовав цех по производству любого вида изделий из полученного вторичного гранулята, увеличив, таким образом размер потенциальной прибыли.

Ежегодное потребление полиэтилена в России составляет около 1,7 млн. тонн.

Значительная доля полимера идет на изготовление товаров с ограниченным сроком службы , то есть являющихся источниками отходов.

Следовательно, из года в год вопрос утилизации данного сырья становится все острее.

Полиэтилен представляет большой интерес для бизнеса по переработке по нескольким причинам:

• эта ниша относительно свободна;
• большое количество отходов – это доступное сырье и масштабируемость производства;
• низкая себестоимость обеспечит спрос на вторичные продукты.

Полиэтилен представляет собой продукт полимеризации этилена (C 2 H 4) – непредельного газообразного углеводорода, первого в олефиновом ряду.

В природе соединение практически не встречается , а в промышленности его получают методами крекинга высокомолекулярных составляющих нефти, дегидрирования этана, а также дегидратации этилового спирта.

Процесс полимеризации представляет собой разрушение одной из связей в молекуле H 2 C=CH 2 и соединение мономера -H 2 C-CH 2 — в нециклическую цепочку. На протекание процесса оказывают влияние температура, давление и вид используемого катализатора.

В промышленных масштабах синтезируют четыре вида полиэтилена, различающихся структурой и свойствами:

1. ПВД (полиэтилен высокого давления) – прозрачный и эластичный материал с низким пределом прочности. Молекула вещества имеет большое количество боковых ответвлений, не позволяющих создавать кристаллическую структуру. При температуре 103 – 110 °C полимер переходит в жидкое состояние и имеет высокую текучесть. ПВД применяется для производства упаковочных материалов: пленки, контейнеров и пакетов.
2. ПНД (полиэтилен низкого давления) – более прочный и жесткий в сравнении с ПВД. Полимерные нити имеют линейную структуру с небольшим количеством ответвлений, благодаря чему при комнатной температуре около 80 % вещества находится в кристаллическом состоянии. Температура плавления составляет 125 – 132 °C. ПНД устойчив к воздействию большинства химикатов. Из него делают мусорные пакеты, емкости для масел, кислот, растворителей, безнапорные трубы.
3. ПСД (полиэтилен среднего давления) – смесь ПНД и ПСД. Материал сочетает преимущества обоих видов полимеров и используется в производстве пленок, мешков, выдувной толстостенной тары.
4. ЛПВД (линейный полиэтилен высокого давления) – эластичный и мягкий материал с высокой сопротивляемостью разрывам, проколам и другим видам разрушения. Благодаря способности к окрашиванию, большая часть таких полимеров используется для производства стретч-пленки, многослойных материалов и ламинатов.

В последние годы в России широко применяется еще один вид полиэтилена – PEX , или сшитый полиэтилен. Его получают из ПНД.

Под воздействием реагентов или ионизирующего излучения происходит отщепление атомов водорода от полимерных цепей , а свободные связи в углероде тут же взаимодействуют между собой.

В результате получается трехмерная сеть с ярко выраженной кристаллической структурой.

Материал отличается высокой температурой плавления и имеет «память формы».

Из него делают:

• водопроводные трубы;
• кабельную изоляцию;
• термоусадочные материалы.

Технологии рециклинга

В России наиболее широкое распространение получили две технологии переработки полиэтилена: производство вторичной гранулы и пиролиз.

Первая предполагает возврат полимера в производство, а вторая – получение энергетически ценных газов и жидкостей, которые могут быть использованы в качестве печного топлива, а также в производстве других видов органических соединений.

Термомеханическая — производство гранул

Термомеханический рециклинг — производство гранул из отходов полиэтилена. Технология не позволяет преобразовывать ПНД в ПВД и наоборот .

Структура и молекулярная масса полимера задаются при его синтезе и остаются неизменными.

Однако для придания вторичному материалу требуемых технологических свойств – жесткости, пластичности или текучести при нагреве – в ПНД добавляют ПВД и наоборот.

Производство гранул из отходов полиэтилена производится по следующему алгоритму:

1. Сбор и сортировка . Степень готовности к переработке зависит от размеров, состава, степени сохранности и загрязненности сырья. Отходы сортируют механическим способом и вручную.
2. Измельчение . На высокопроизводительных линиях дробление до нужной фракции выполняется в две стадии: при помощи шредеров и дробилок. Между ними устанавливают гидроциклон или флотационную ванну для отделения твердых и тяжелых частиц.
3. Промывка . Как правило, промышленное и коммерческие отходы более чистые, чем бытовые, и в некоторых случаях их не промывают. Тара из-под молока, наоборот, может потребовать двойной промывки.
4. Сушка . Измельченное и промытое сырье поступает в центрифугу, где из него удаляются лишняя влага, а затем в камеру термической сушки.
5. Агломерация . Процесс протекает под давлением и при повышенной температуре, представляет собой частичное расплавление и спекание полиэтилена в катышки.
6. Гранулирование . В грануляторе полимер подвергается нагреву до температуры плавления, очистке от твердых и жидких примесей, дегазации. Также происходит перемешивание смеси и усреднение ее состава. Масса под давлением проходит через отверстия – формовочные фильеры. Струйки расплава охлаждаются водой и сжатым воздухом, после чего режутся на готовую гранулу.

В современных линиях по переработке ПВД и ПНД вместо агломераторов используют пласткомпакторы.

В устройствах сырье продавливается роликами через матрицы с отверстиями заданных диаметров, а разогрев происходит за счет действия сил трения.

Пласткомпакторы работают с влажным сырьем. Это позволяет отказаться от второй стадии осушки. При правильно настроенном технологическом процессе сырье не подвергается полному расплавлению , что положительно сказывается на качестве вторичной гранулы.

Переработка полиэтилена сопровождается частичным разрушением полимерных цепочек.

Под действием температуры связи в них ослабевают и могут разрываться при активном перемешивании.

Кроме того, происходит окисление полимера атмосферным кислородом.

В результате цепочки укорачиваются и снижаются механические свойства гранулята.

Для снижения деструкции специалисты рекомендуют настраивать процесс переработки так, чтобы сырье подвергалось минимальным тепловым и механическим нагрузкам . Замедлить разрушение полимера можно также при помощи специальных добавок-стабилизаторов, связывающих свободные радикалы.

Термохимическая — пиролиз

Многослойные пленки, в том числе с металлизацией, сшитый полиэтилен и отходы с сильной степенью деградации переработать во вторичную гранулу на коммерческих установках оказывается затруднительно. Их подвергают термическому разложению в пиролизных установках.

Продукты пиролиза полиэтилена отличаются высоким качеством и экологической безопасностью, поскольку сырье не содержит соединений серы, фосфора, азота.

Термическое разложение происходит в три этапа :

1. Отщепление боковых ответвлений.
2. Растрескивание основной углеродной цепи.
3. Разложение углеродистых остатков.

Большинство исследователей считает, что механизм протекания пиролиза – это случайная цепная реакция.

Продукты первых двух стадий – это:

• горючие газы;
• тяжелые воски;
• смолы.

На третьей стадии тяжелые углеводородные фракции разлагаются на более легкие .

Большая доля газообразных продуктов относится к олефиновому ряду (этилен, пропилен и т. д.). Также в составе продуктов встречаются циклические соединения – бензол, толуол.

При некоторых процессах образуются водород и метан. Помимо газообразных продуктов в результате пиролиза полиэтилена получают жидкие и конденсируемые фракции , богатые алифатическими углеводородами.

Процесс разложения и состав его продуктов зависят от степени ветвления полиэтилена, его средней молекулярной массы, температуры и типа реактора, используемого катализатора.

Используемые в промышленной переработке установки дают 40 – 70 % газа и 30 – 60% пиролизных масел.

В лабораторных условиях на реакторе непрерывного действия с алюмосиликатным катализатором было получено 80 % бензиновой фракции (C 5 –C 12). Доля газов в общем случае увеличивается с ростом температуры в реакторе.

Особенности переработки сшитого полиэтилена

Наиболее крупные источники сшитого полиэтилена – отходы кабельной изоляции и сантехнических напорных труб.

Помимо пиролизного разложения, его перерабатывают по следующим технологиям:

1. Размалывание в порошок и использование в качестве наполнителя при производстве гранул из ПВД и ПНД.
2. Горячая резка с частичным окислением. Дробление при повышенных температурах приводит к разрыву углеродных связей между цепями и увеличению текучести материала.
3. Гидролиз и алкоголиз . Вода и спирт способны разрывать сшивку. Получаемый на выходе продукт не отличается от синтезированного полиэтилена.
4. Ультразвуковая обработка . Энергия высокочастотных импульсов позволяет разрушить трехмерную структуру PEX и оставить без изменений главные полимерные цепочки.

Использование отходов переработки сшитого полиэтилена можно встретить в производстве труб для кабельной канализации, низковольтной изоляции и многих бытовых товаров.

Использование вторичной гранулы в производстве готовых изделий

Если соблюдать технологию переработки, использовать качественное оборудование и ответственно подходить к процессу сортировки , вторичная гранула практически не уступает по качеству первичной.

При изготовлении конечной продукции она может частично или полностью заменять синтезированный полиэтилен.

Компоненты

В производстве используется вторичная гранула ПНД, ПВД, ЛПВД, а также смесевые составы.

В качестве добавок могут использоваться:

• порошок PEX;
• полипропилен;
• каучуки и другие эластомеры.

Технологические процессы

Производство включает в себя такие процессы:

1. Экструзия . Технология заключается в продавливании расплава через формующую головку, задающую сечение готовой продукции. Этим методом получают оконные профили, пленки, трубу, другие изделия мерной и немерной длины.
2. Литье под давлением. Технология заключается в заливке расплава в форму с последующим охлаждением и позволяет получать серийную штучную продукцию. Оборудование – термопластавтомат — способно лить полые, вспененные и армированные изделия сложной конфигурации.

Какие изделия можно получить из вторсырья?

В таблице показано, какие изделия и добавки создаются из разных видов вторичного полиэтилена:

Как можно перерабатывать материал в домашних условиях?

К сожалению, переработка полиэтилена в домашних условиях с нулевыми вложениями невозможна.

Однако на рынке есть предложения российских и зарубежных производителей мини-оборудования , которое можно установить в гараже или на даче.

Для начала необязательно организовывать сразу полный цикл переработки. Многие предприятия закупают дробленый полиэтилен различных марок.

Существуют ресурсы, популяризирующие самодельное оборудование для переработки полимеров. Дейв Хаккенс – автор проекта PreciousPlastic – на своем сайте предоставляет чертежи таких устройств и дает видеоуроки. Его технологии и оборудование для рециклинга позволяют создавать готовые изделия в домашних условиях.

Видео по теме

Больше о рециклинге пакетов смотрите в этом видео:

Заключение

Переработка полиэтилена – заманчивая ниша для открытия своего дела. Но стоит учесть, что окупаемость промышленного оборудования, заявленная производителями, составляет 1,5 – 2 года. На практике это возможно только в условиях «идеального» сырья и налаженного сбыта .

Прежде чем решиться на открытие , стоит рассчитать все затраты, исходя из реальных условий.

Вконтакте

Пренебрежительное отношение к полиэтиленовым отходам опасно для экологической ситуации. Переработка полиэтилена в гранулы позволяет дать ему новую жизнь, ведь из этого сырья можно изготовить множество полезных товаров.

Ограничить производство упаковки изделий из полиэтилена в современном мире достаточно сложно, но грамотное обращение с отходами решает проблему. Полиэтиленовое сырье прекрасно поддается переработке, современная технология рециклинга экологически чистая и не требует значительных затрат природных ресурсов.

Почему важно перерабатывать отходы, а не выбрасывать их на полигоны?

1. В естественной природной среде полиэтилен разлагается более 300 лет, выделяя в грунт и воды токсичные вещества.
2. Переработка позволяет использовать сырье рационально, производить из переработанного полиэтилена необходимые товары дешевле, экономить ресурсы.
3. Рециклинг практически не сказывается на качестве материала, вторичный полиэтилен практически такой же по свойствам, как и первичный.

Этапы переработки

1. Сбор сырья.
2. Сортировка, отделение от бытового мусора.
3. Очистка – полиэтилен нужно отмыть от загрязнений в специальных промывочных машинах.
4. Измельчение – в специальных дробилках материал измельчают.
5. Обработка в центрифуге избавляет сырье от остаточных примесей и излишков влаги.
6. Сушка – в специальных сушильных камерах полиэтилен проходит термическую обработку.
7. Агломерация – на специальном оборудовании под температурным воздействием и давлением, а также с использованием катализаторов сырье расплавляют и спекают в гранулы.

Грануляция полиэтилена

1. Насыпной материал поступает в гранулятор, несколько циклов нагрева очищают его от посторонних примесей (мусора, металла, воды, вкраплений воздуха).
2. При температуре 200°C расплавленную полиэтиленовую массу пропускают через формировочные отверстия (фильеры), откуда расплавленный полимер вытекает тонкими струйками.
3. Сырье срезают ножами и охлаждают холодной водой.
4. Сбор продукта в накопительный бункер и фасовка в тару.

Необходимое оборудование

Линия для переработки полиэтиленовых отходов включает в себя:

• промывочную машину;
• дробилку;
• сушильную установку;
• центрифугу;
• агломератор;
• гранулятор;
• экструдер.

Для автоматической подачи сырья на линию используют конвейер или пневмотранспортер. Переработка полиэтилена в гранулы происходит непосредственно в агломераторе. При помощи специальных станков формируют готовые изделия. Оборудование для грануляции не всегда входит в состав производственной линии.

Гранулированный полиэтилен может быть разным по качеству, его делят на 3 сорта:

• Высший – производится из неокрашенных упаковочных пленок, по характеристикам такие гранулы универсальны, подходят для производства литых изделий и вторичной пленки;
• 1-й – физические характеристики аналогичны высшему сорту, за основу производства гранул берут окрашенный в светлые тона упаковочный материал;
• 2-й – изготавливается из отсортированного сырья темного цвета (черный, серый), затем из переработанных гранул производят строительные материалы и хозяйственные товары.

Применение

Из вторичного полиэтилена можно получать:

1. Новые бутылки для розлива напитков.
2. Одноразовую тару.
3. Упаковочные пленки и пакеты.

Переработанный полиэтилен может стать основой для производства строительных материалов:

• отделочной и декоративной плитки;
• тепло- и гидроизоляции;
• санитарно-технических коммуникаций (напорных труб, дренажных систем);
• декоративных заборов и аксессуаров для бассейна.

Применение гранул для производства полезных товаров может быть гораздо шире. Технология постоянно совершенствуется, специалисты ищут новые сферы применения вторичного полиэтилена.

Переработка полиэтиленовых отходов в гранулы очень выгодна. Жители больших городов, сдавая сырье в специальные пункты приема, могут способствовать улучшению экологической ситуации. В результате производство получает недорогое сырье, которое позволяет выпускать качественные товары по более доступным ценам. В процессе вторичной переработки основная сложность заключается в том, чтобы наладить регулярный сбор и доставку сырья на место. Цивилизованный способ утилизации отходов помогает разгрузить общественные свалки и улучшить качество жизни людей в мегаполисах.