Оборудование для утилизации упаковочных отходов

Приложи усилие

Ежемесячно множество предприятий, супермаркетов и торговых рынков производит и затем вывозит огромное количество упаковочного мусора. Как известно, вывоз самых разнообразных отходов оплачивают сами хозяйствующие субъекты. Бумага, картонные коробки, использованная ПЭТ-тара, полиэтиленовая пленка, алюминиевые и металлические емкости - все это необходимо где-то хранить перед погрузкой в машину и отправкой на свалку. Но источник финансовых расходов и конфликтов с СЭС и пожарной инспекцией можно превратить в ликвидный актив компании, если воспользоваться технологией прессования отходов и соответствующим оборудованием - вертикальными электрогидравлическими прессами для пакетирования отходов.

Агрегаты марки Strautmann (Германия, в России собираются компанией Solid PS) позволяют прессовать макулатуру, картон, пластиковые банки, фольгу, жестяную тару. Прессы просты в обслуживании, имеют надежную гидравлическую систему и устройства защиты персонала. Собираемое в России оборудование вдвое дешевле немецких аналогов, а по соотношению качество-производительность-цена доступно для самого широкого круга потребителей.

При небольших габаритах (монтажная площадь - 2х2 м, высота машины - около 3 м) однокамерные прессы Strautmann развивают усилие прессования от 40 до 70 тонн, производя тюки в так называемом промышленном формате - весом от 300 до 600 кг. Наиболее оптимальные габариты тюка - 800х1000х1200 мм с весом 400 кг. Такой тюк можно доставлять непосредственно на бумагоперерабатывающее производство, поскольку он не требует дополнительного прессования. Вместимая рабочая камера пресса позволяет наполнять ее материалами объемом до двух метров при каждом повторном заполнении. В процессе работы возможна дозагрузка пресса, причем конструкция предусматривает наличие на стенках камеры прессования специальных клычков, удерживающих тюк от поднятия наверх вместе с плитой. Агрегат имеет полуавтоматическую станцию обвязки тюков пластиковой лентой в режиме открытой двери, что, как правило, проще и удобней для оператора. Отпадает и необходимость в использовании погрузчика: пресс комплектуется тележкой, облегчающей операцию выгрузки готового пакета.

Во многих большетонных прессах (с давлением свыше 50 т) любой перекос плиты выводит из строя дорогостоящий узел гидравлики. Избежать этого позволяет наличие микропроцессора, который контролирует и управляет работой прессов. Например, при малейшем перекосе прессующей плиты (вследствие неграмотной эксплуатации или неправильной установки агрегата) пресс автоматически останавливается, а на табло выводятся данные о возможных неисправностях и способах их устранения. При аварийных ситуациях подобного рода предусмотрена процедура отвода поршня от плиты в крайнее верхнее положение с последующим тестированием и пробным запуском.

Пресс ЕК 800 ориентирован прежде всего на интенсивную эксплуатацию непосредственно в местах возникновения отходов, например в супермаркетах, магазинах, торговых рынках. Агрегат развивает усилие прессования до 6 т и обрабатывает за один цикл до 0,5 м3 различных материалов, пакетируя тюки размерами 700х700х500 мм и весом до 80 кг. Пресс имеет целый ряд конструктивных преимуществ, в числе которых: компактность (что немаловажно для арендаторов помещений), высокая производительность, удобное отверстие загрузочной камеры, возможность быстрой выгрузки пакета, встроенная станция обвязки, морозоустойчивая гидравлическая система, микропроцессорное управление всеми режимами работы и даже наличие штатной тележки. Применение пресса позволит освободить производственные и складские помещения от мусорных завалов (прессование уменьшает объемы отходов на 95%), сократить число работников, занятых уборкой отходов, существенно снизить транспортные расходы и штрафные выплаты органам санэпиднадзора и пожарной инспекции. Срок окупаемости пресса ЕК 800 в условиях среднего торгового рынка или супермаркета составляет примерно два с половиной месяца.

На российских полиграфических предприятиях вопрос удаления отработанной бумажной и картонной массы становится все более актуальным. Заметно растут мощности типографий и объемы выпускаемой продукции, ужесточаются экологические нормы. Растут спрос и цена на макулатуру. В таких условиях к прессам предъявляются повышенные требования: они должны иметь небольшие габариты (для удобства установки в цехах рядом с бумагорезательным оборудованием), достаточную силу сжатия, скорость и бесшумность пакетирования, надежную работу гидравлических узлов. Полученные тюки должны иметь оптимальные размеры для выгрузки и последующей транспортировки. Пресс РР 1208 развивает усилие прессования до 60 т и пакетирует тюк весом до 500 кг. РР 1208 может работать автономно, не требуя установки дорогостоящей линии брикетирования отходов. Это позволяет обеспечить порядок и чистоту в производственных помещениях, не говоря уже об экономии на транспортных расходах. Если же у предприятия налажены отношения с переработчиками вторичного сырья, появляется еще один источник доходов, ведь сегодня рыночная цена одной тонны чистого гофрокартона составляет порядка 100 долл.

Из оборудования российского производства можно назвать прессы филиала "Зарайский офсет" (ГУП "Полиграфресурсы"), ОАО "Опытный завод 'Прогресс'", "Росполиграфтехники". Например, гидравлический пресс УПО-1 ("Зарайский офсет") позволяет получать тюки длиной 800 мм, шириной 700 мм и высотой от 400 до 730 мм. Время одного рабочего цикла занимает не более 40 сек. при усилии прессования до 80 кН. Завод выпускает также прессы для пакетирования макулатуры УПМ-4 и УПМ-5, работающие с измельченной бумажной массой.

Получишь выгоду

Покупателями подобных прессов часто являются крупные и средние предприятия, имеющие собственное производство упаковки (например, из гофрокартона). Проблема довольно значительного количества отходов легко решается путем их прессования и последующей продажи заводам по переработке вторичного сырья. "Средний магазин накапливает за месяц работы около 4-5 т макулатуры и 800-1000 кг полиэтиленовой пленки, - говорит Елена Фролова, руководитель проекта компании Solid PS. - Тонна же упакованной, то есть брикетированной макулатуры стоит порядка 1000-1800 руб., а пленки - 1500-2000 руб. Если прибавить сюда затраты на вывоз мусорного развала, у предприятия получится фактически дополнительный источник дохода от внеоперационной деятельности".

Некоторые компании, имеющие дело с большим количеством бумажных отходов, отправляют спрессованные тюки на экспорт. Причем дело не ограничивается только сбором вторсырья на собственном производстве: отходы забирают и у соседей по региону, ближних и дальних. Выигрыш и в том, что линии европейских заводов, занимающихся переработкой вторичного сырья, настроены на определенные размеры тюка (так называемые параметры приемного отверстия конвейера). Скажем, тюк, спакетированный при помощи пресса РР 1208, соответствует этому стандарту.

Интерес к оборудованию проявляют не только картонажники и полиграфисты, но и предприятия торговли, пищевой и упаковочной отрасли. Промышленный пресс типа РР 1208, установленный в крупной сети супермаркетов, может окупиться примерно через полгода, при условии сдачи макулатуры на переработку.

Переработка ПЭТ-бутылок

Наиболее активно российский рынок по переработке использованных ПЭТ-бутылок начал формироваться в 2000 году: сказались взрывной рост производства бутылочных преформ, повышение мировых цен на нефть и, соответственно, на первичный полиэтилентерефталат (ПЭТ).

По некоторым экспертным оценкам, за более чем 10 лет массового потребления в России напитков в упаковке из ПЭТ на полигонах ТБО (твердых бытовых отходов) накопилось не менее 2 млн т использованной пластиковой тары, являющейся ценным химическим сырьем. В том же 2000 г. в Россию ввезли от 250 до 500 тыс. т ПЭТ, который был переработан в преформы, раздут в бутылки, заполнен напитками и отгружен потребителям. Конец этой цепочки - на полигонах ТБО.

Существует несколько методов переработки использованных бутылок. Одной из интересных методик является глубокая химическая переработка вторичного ПЭТ с получением диметилтерефталата (ДМТ) в процессе метанолиза или терефталеевой кислоты и этиленгликоля в ряде гидролитических процессов. Однако такие способы переработки имеют существенный недостаток - дороговизна процесса деполимеризации.

Поэтому в настоящее время чаще применяются довольно известные и распространенные механо-химические способы переработки, в процессе которых конечные изделия формируются из расплава полимера. Разработан значительный ассортиментный ряд изделий, получаемых из вторичного бутылочного ПЭТ, например лавсановых волокон (в основном штапельных), синтепонов и нетканых материалов. Большой сегмент рынка занимает экструзия листов для термоформования на экструдерах с листовальными головками. Установки для вторичной переработки пластиковых отходов предлагают компании Erema, Foma Engeneers B.V., Kaeler Technical, Starlinger & Co, а также объединение "КузПолимерМаш" (г. Кузнецк).

Одним из наиболее перспективных способов переработки считается получение гранулята, пригодного для контакта с пищевыми продуктами, то есть получение материала для повторной отливки преформ. Такой материал получают путем неоднократной перекристаллизации и экстракции при глубоком вакууме используя высокотехнологичное оборудование таких известных производителей, как Erema, Buhler, OHL, Kreyenborg, Berstorff. Сравнительно низкие инвестиции и эксплуатационные расходы делают такие проекты чрезвычайно привлекательными, и вполне возможно, что в самом ближайшем будущем в России огромное количество сырья будет перерабатываться именно таким способом.

В любом случае, исходным сырьем для деполимеризации или переработки в изделия являются не бутылочные отходы, которые могли пролежать какое-то время на свалке и представляют собой бесформенные, сильно загрязненные объекты, а чистые хлопья ПЭТ. Основными потребителями хлопьев из вторичного ПЭТ являются предприятия, занимающиеся производством химических волокон. Учитывая постоянный рост цен на первичное ПЭТ-сырье, используемое в производстве тары для непищевых продуктов, многие из них обращаются к сырью из вторичных полимеров, которое на 40-60% дешевле первичного полимерного сырья. Так, на российском рынке цены на вторичный ПЭТ варьируются от 300 до 500 долл. за тонну; тонна первичного гранулята стоит порядка 1800 долл.

Технология и оборудование

Рассмотрим процесс переработки бутылок в чистые хлопья пластика на примере линии System Redoma (производительность на входе - 500 кг/ч) производства шведской компании Retech Recycling Technology AB. Технологический процесс состоит из следующих основных стадий: хранение и равномерная подача; ручная сортировка; дробление; первичная воздушная классификация и вибросепарация; флотация; отмывка, полоскание, водоотделение и сушка; измельчение (товарного продукта); вторичная воздушная классификация; пылеулавливание.

В зависимости от степени чистоты перерабатываемого материала требуется 3-4 рабочих для его сортировки. Необходимо разделять бутылки из окрашенного и неокрашенного ПЭТ, а также удалять посторонние объекты, такие как резина, стекло, бумага, металл, другие типы пластиков (ПВХ, ПЭН, ПЭВД, ПС и т. д.). Один рабочий может обработать порядка 125 кг/ч.

Емкости с ПЭТ-бутылками опорожняются в загрузочный приемник ленточного конвейера и транспортируются в приемный бункер дробилки. Система предварительного измельчения уменьшает объем перерабатываемого материала для дальнейших операций, а большинство этикеток отделяется от пластика. Сушка хлопьев происходит во вращающемся барабане. Материал переворачивается в потоках горячего воздуха. Предварительно измельченный материал проходит через вертикальный воздушный классификатор. Тяжелые частицы (ПЭТ) падают, а легкие (бумага, пленка, пыль) уносятся вверх потоком воздуха и собираются в специальном сборнике. Флотационная емкость предназначена для удаления крышечек и прочих загрязнений. Частицы ПЭТ опускаются на наклонное дно, и шнек непрерывно выгружает их на водоотделительный экран. Таким образом плавучие частицы (крышки и кольца из ПП или ПЭ) перемещаются в заднюю часть танка и удаляются. Этот материал собирается в специальной емкости с сетчатым днищем, которая служит одновременно для отделения как воды, нагнетаемой вместе с ПЭТ из флотатора, так и тонких фракций загрязнения. Предварительно раздробленный материал отмывается в двухступенчатом вращающемся барабане. На первой стадии хлопья моются в водных турбулентных потоках, на второй - материал непрерывно обрабатывается струями горячей воды. Органические и неорганические частицы, бумага, мелкие частицы пластика проходят через барабан и отделяются с помощью конвейера с лентой из мелкоячеистой сетки и фильтрующей корзины, являющейся элементом емкости для нагрева воды.

Отмытые хлопья попадают во вращающийся барабан, где под струями горячей воды тонкие фракции загрязнения собираются в фильтрующей корзине. Сушка хлопьев происходит во вращающемся барабане, в потоках горячего воздуха. Система чистового измельчения позволяет получить хлопья ПЭТ заданных размеров с помощью использования сменных сит. Конечная стадия процесса аналогична процессу первичной воздушной классификации. Далее готовый продукт - чистые ПЭТ-хлопья - подается на упаковку в транспортную тару.

Таким образом можно решить серьезнейший вопрос утилизации вторичной пластиковой тары с получением продукта, который может приносить существенную прибыль. И хотя рынок соответствующего оборудования в России пока только складывается, перспективы здесь самые благоприятные. Скажем, совсем недавно администрация Нижегородской области объявила о закупке комплекса по переработке пластиковых отходов стоимостью 2,25 млн голландских гульденов, который поставит голландская компания Foma Engeneers B.V.

Требования к сырью

Качество ПЭТ-хлопьев, а соответственно, и их стоимость во многом зависит от качества и чистоты исходного сырья (ПЭТ-бутылок). Таким образом, оптимальная переработка по критериям производительности, качества, чистоты и, следовательно, рентабельности является результатом организации системы сбора, эффективной предварительной подготовки и сортировки сырья.

По возможности бутылки должны собираться в уже отсортированном виде, не смешиваясь с другими пластиками и загрязняющими объектами. Оптимальным объектом для переработки является спрессованная кипа из бесцветных ПЭТ-бутылок (окрашенные бутылки должны быть отсортированы и переработаны отдельно). Желательно, чтобы кипа соответствовала следующим показателям (с учетом рекомендаций ЕС):

Максимальная влажность - 5%

Максимальное содержание примесей:
- ПВХ бутылки - 0,25%
- Твердые объекты (стекло, металлы, камни) - 0%
- Древесина - 0%
- Загрязнения (клей, жир, пищевые остатки, почва) - 2%
- Бумага - 2%
- ПЭ и ПП (компоненты бутылок) - 15%
- ПЭ и ПП бутылки, прочие пластики - 0,5%

Рекомендуется предварительно сортировать бутылки, извлекая посторонние объекты, так называемые нежелательные материалы. Особенно тщательно необходимо удалять бутылки из поливинилхлорида, т. к. даже небольшие количества ПВХ могут вызвать затруднения при дальнейшей переработке ПЭТ в изделия. Допустимо максимальный уровень содержания ПВХ в чистых хлопьях ПЭТ составляет 0,25%.