Особенности рециклинга ПЭ- и ПП-пленок

В статье «Переработка полигонных отходов разных типов» («Пластикс», №1-2, 2024) рассматривались виды полигонных отходов и особенности их переработки. В настоящей статье автор подробнее останавливается на специфике рециклинга полимерных пленок

Прежде всего нужно отметить, что отходы упаковочной пленки ПЭ — это один из многотоннажных видов полимеров, присутствующий на рынке в большом объеме. Можно выделить следующие основные виды отходов ПЭ- и ПП-пленки в зависимости от источника их поступления: — магазинный сбор — в основном пленки из ПЭВД; — складской сбор — ЛПЭВД (стретч) и ПЭВД; — полигонный сбор — ПЭВД, ПЭНД, ЛПЭВД, ПП и прочее, в том числе в смешанном виде; — сельскохозяйственные пленки — ПЭВД, ЛПЭВД, ПЭВД/ПА; — строительные пленки — ПЭВД; — различные производственные отходы — ПЭВД, ЛПЭВД.

Сортировка

Технология вторичной переработки пленок включает нескольких основных этапов: сортировку, измельчение, мойку, сушку, грануляцию. На этапе сортировки отходы разделяются по типу полимера и цвету. Из массы пластика удаляют куски древесины, металла, пенопласта и другие загрязнения. В большинстве случаев сортировка производится вручную, и это одна из важных особенностей переработки пленки. Если для сыпучих полимеров, таких как ПЭТ и твердые отходы ПЭ и ПП, уже давно успешно применяют автоматические сортировочные машины разных типов, которые могут осуществлять сортировку как по видам полимеров, так и по цветам, то для пленочных отходов такие машины пока применяются крайне редко и с очень ограниченными по эффективности результатами. Проблема заключается в том, что отходы пленки даже в измельченном виде отличаются неоднородной по размеру и форме фракцией, высокой степенью «летучести» и малой насыпной плотностью. Все эти факторы препятствуют применению существующих технологий сортировки, применимых к сыпучим и более однородным по форме и размеру пластикам. Соответственно, ручная сортировка требует значительных затрат времени и человеческих ресурсов. Поэтому существенным аспектом переработки пленок является их приемка. Переработчики должны научиться во время визуального и тактильного осмотра определять тип пленки, привезенный поставщиком, и какой продукт можно будет получить на выходе после переработки. Необходимо как можно точнее оценить потенциальные трудности при переработке той или иной пленки и потенциальный объем потерь. Разновидностей пленок на рынке встречается много, задачи переработчика — правильно определить тип исходного сырья и понять, подходит ему такой материал или нет. Часто поставщики привозят композиционные пленки, однако перерабатывать их крайне сложно и не всегда в принципе возможно. К примеру, если пленка состоит из двух слоев ПЭВД и ПП в соотношении 90/10%, можно попробовать использовать ее для производства низкокачественной гранулы. Но если пленка будет состоять на 40% из ПЭВД и на 60% из ПЭТ, переработать такой материал будет уже крайне затруднительно и экономически нецелесообразно. У каждого рециклингового предприятия свой подход к переработке разных видов пленки, и в большинстве случаев переработчики считают эту информацию коммерческой тайной и не делятся технологиями переработки сложных отходов.

Измельчение

Для измельчения пленки традиционно применялись дробилки, но в настоящее время все больше переработчиков выбирают для этой цели одновальные шредеры. Например, шредеры GRAN GARO серии GR-900, 1300, 1700 могут измельчать до 150 т пленок до первого поворота ножей (для сравнения, на дробилке ножи меняют обычно через 5-15 т измельченного сырья). Шредеры серии GR более надежны в эксплуатации, бесшумны (по сравнению с дробилками других производителей), могут измельчать широкий спектр отходов, как гибких, так и твердых, с высокими и стабильными показателями производительности. Еще одна особенность переработки пленок как раз связана со стадией измельчения. На дробилках пленки обычно измельчают на фракционной сетке с диаметром ячейки 80-100 мм, а на шредере GRAN GARO пленка дробится сразу на сетке с диаметром ячейки 40 мм. Это очень важный момент, так как чем меньше фракция, тем лучше она отмоется, а главное высушится на последующих стадиях линии мойки. Чем более чистой и сухой будет фракция пленки на входе в линию гранулирования, тем больше будет производительность этой линии и тем лучше будет качество конечного продукта

Мойка и сушка

Третья особенность переработки пленок, которую нужно отметить, — это необходимость компактирования полуфабриката после прохождения стадий мойки и сушки. Еще несколько лет назад для этих целей широко применялись так называемые агломераторы. В этих машинах отмытые и частично высушенные отходы пленки «завариваются» в комочки, и получается агломерат, имеющий более высокую насыпную плотность и пониженную влажность. Операция была необходима для того, чтобы обеспечить приемлемую производительность линии гранулирования, оборудованной простым насыпным бункером в качестве узла загрузки сырья. Однако агломерирование почти всегда проходит с очень маленькой производительностью, в ручном режиме и полностью зависит от человеческого фактора. В настоящее время отдельные агломераторы используются только на совсем небольших производствах. Почти все современные грануляторы оснащаются встроенным агломератором-компактором, в котором отходы пленки после линии мойки в автоматическом режиме проходят доизмельчение, досушку, агломерацию и подачу в экструдер. Линии гранулирования GRAN GARO GR-160/37 укомплектованы самым современным типом компактора. Данная технология с использованием дополнительного питающего шнека (от встроенного агломератора к основному экструдеру) имеет следующие существенные преимущества: — дополнительный питающий шнек забирает больше материала из агломератора. Благодаря специально спроектированным параметрам витков этого шнека он более эффективно решает задачу транспортировки и уплотнения материала. В обычных линиях гранулирования эта функция выполняется первой зоной основного экструдера, но данная зона существенно короче, а шаг и размер витков меньше, поэтому ввод материала осуществляется хуже; — материал уплотняется внутри питающего шнека и проталкивается в главный шнек непрерывно, равномерно и в большем количестве. В обычных же линиях гранулирования главный шнек неравномерно забирает материал из компактора, и не может обеспечить точную и постоянную подачу материала в экструдер; — питающий шнек имеет боковой вход для ввода добавок (минералов, красителей, стабилизаторов, осушителей) и позволяет вводить их наиболее точным, экономичным и беспыльным способом в уже предварительно расплавленную массу полимеров; — питающий шнек, а также двигатель компактора и главный двигатель экструдера управляются контролером посредством частотных преобразователей. Все инверторы управляются специально разработанным программным обеспечением, целью которого является максимизация подачи материала в главный шнек при возможно более низком потреблении энергии. Программное обеспечение GRAN GARO снижает энергопотребление компактора на 40%, поддерживает стабильную температуру компактора, заданную оператором, без впрыскивания шоковой воды. В обычных машинах использование впрыска воды снижает температуру внутри компактора и при возврате к нужной температуре возникает повышенное энергопотребление; — компактор GRAN GARO изготовлен из нержавеющей стали AISI 304 и имеет существенно больший размер, чем его аналоги на обычных линиях. Диаметр компактора достигает 1580 мм, толщина стенок и дна составляет 8-10 мм, металлоемкость — 6 т. Исполнение из нержавеющей стали гарантирует длительный срок эксплуатации даже в условиях работы с влажным материалом (вплоть до 15% влажности на входе).

Фильтрация

При переработке пленки нельзя забывать и о том, что почти всегда на ней присутствовуют различные этикетки, наклейки, бумажки, скотч. Для удаления данного типа загрязнений линии мойки должны быть оснащены мощными центрифугами и правильно организованной системой флотационного разделения материалов. Кроме того, важно обеспечить качественную и высокопроизводительную фильтрацию расплава на линии гранулирования. Фильтр расплава, как последняя стадия очистки, должен отсекать от полимера все ненужное, чтобы на выходе получалась чистая гранула без примесей и мусора. Линии гранулирования GRAN GARO комплектуются как высокопроизводительными шиберными фильтрами, способными за одну стадию фильтрации на однокаскадной линии сразу фильтровать расплав на сетке с ячейками рамером 80-100 мкм, так и лазерными фильтрами, которые наиболее эффективны при установке на первом каскаде двухкаскадных линий GRAN GARO с последующей дополнительной фильтрацией на втором каскаде линии.