Полимеры и пластики уверенно и прочно вошли в жизнь человека. С каждым годом рост так называемого «пластикового следа» неуклонно растет.
Несмотря на все протесты и рекомендации экологов состав полимерных изделий усложняется. Соответственно технологии переработки пластиков отходов требуют постоянного развития, в том числе с применением новейших единиц оборудования.
В этой статье пойдет речь об основных видах оборудования для переработки пластика.
Общие понятия о технологиях переработки пластиковых отходов
Бутылки, пленки, литники, полигонный пластик — разнородные по природе материалы. Но технологический цикл для их переработки относительно одинаковый.
Чтобы сформировать понимание о том, какое оборудование содержит цех по переработке пластика, рассмотрим технологическую цепочку:
- Сортировка. Ключевой этап. Здесь происходит разделение материалов. Отделение мусора и нежелательных включений.
- Дробление. Весь поступающий на завод пластик измельчается, так с ним проще работать.
- Мойка. Любые загрязнения должны быть отмыты и удалены.
- Грануляция. Дробленка имеет неудобную для дальнейшего использования форму, поэтому она нуждается в расплавлении на экструдере и грануляции.
- Сушка. На этом этапе удаляется нежелательная влага.
Эти этапы являются ключевыми для процесса механического рециклинга пластмасс.
Они являются обязательными практически для каждого пластика. Теперь опираясь на основные моменты. опишем более подробно аппаратурное оформление процесса.
Основные единицы оборудования
Технология вторичной переработки полимеров отличается от таковой для первичного пластика. В первую очередь тем, что работать приходится не с готовой чистой гранулой, а с готовым габаритным изделием со следами пищевых или непищевых отходов. Поэтому и оборудование отличается.
Сортировочные комплексы
Процесс разделения полимерного мусора на большинстве предприятий производится вручную.
Сортировщики просматривают поток пластиковых изделий и отделяют некондиционные изделия, либо отбирают что-то нужное.
Есть вариант автоматических сортировочных станций, где процесс производится автоматически. В любом из вариантов задействован ленточный конвейер, это основа процесса, особенно в ручном варианте процесса.
Для автоматической сортировки перечень оборудования будет более значительным:
- Сортировка по цвету. Измельченный пластик проходит через кабину устройства. По разности цвета (определяется коэффицентом отражения) происходит разделение.
- Сортировка спектрофотометрией. Это уже более наукоемкие технологии. Используются варианты Рамановской, УФ-, ИК-спектрометрии. Конвейерный поток проходит через рабочую часть сортировочной кабины, где разделение происходит при помощи светового потока определенной длины волны. Здесь уже возможен вариант более тонкой сортировки, которая может разделить не только чистые пластики, но и их смеси и композиты.
- Воздушное разделение. В воздушном циклоне потоком воздуха происходит отделение частиц полимера в зависимости от их плотности. Более рационально разделять таким способом значительно разные по плотности пластики, например ПВХ и полиэтилен.
- Флотационная сепарация. В основе лежит процесс разделения по плотности частиц в жидкости. Чаще всего в воде. Оборудование — флотационная ванна. При различной гидростатической плотности одни пластики плывут по поверхности, а другие тонут и движутся по дну флотационной ванны.
- Другие методы. Сюда отнесем более технологичные и трудоемкие методики. Они основаны на технологии с применением более высокотехнологичного оборудования. Например, при сепарации методом растворения, применяют реакторы и испарители. Электротрибологические методики предполагают использование установок с выработкой электроэнергии.
Сортировка — это основной этап переработки. К нему стоит отнестись с особым вниманием.
От качества и тщательности разделения пластика по видам напрямую зависит прочностные характеристики готовой продукции. Ведь вторичка с примесями имеет более низкие технические показатели и, соответственно, более низкую цену.
Аппараты для измельчения
Для облегчения транспортировки материала между операциями рециклинга весь пластик измельчают до состояния мелкофракционной дробленки (флексы).
Оборудование здесь используется довольно однотипное.
Это шредеры и ротационные дробилки. Принцип их действия основан на встречном вращении валов. оборудованных фрезами (ножами), которые разрезают куски пластика на множество мелких частиц.
С ножей дробленка попадает на сетку-классификатор, которая регулирует фракционный состав продукта. Крупные куски захватываются ножами и вновь подаются на резку.
Принципиальное отличие роторной дробилки и шредера заключается в том, что конструктив первого предполагает измельчение достаточно крупных кусков жесткого пластика. Форма ножей усилена и множество мелких зубчиков как бы «вгрызаются» в материал. Роторные дробилки же напротив просто разрезают материал.
Мойка
Для удаления остатков грязи, пыли, а так же следов продуктов и сред, с которыми контактировал пластик применяют следующие единицы оборудования:
- Воздушные циклоны. Поток воздуха и центробежные силы выдувают мелкие частицы пыли и грязи с пластика. Такой тип подходит для предварительной очистки полимера от грубых загрязнений.
- Гидроциклон. По схожему принципу с первой позицией очистка производится уже водой. С помощью водной среды можно удалить значительную часть грязи. Отмыть остатки бумаги и этикетировочного материала.
- Центрифуга. Работает по принципу барабана стиральной машины. Интенсивное вращение пластиковых частиц, причем не только в воде. Можно применять и более агрессивные среды (щелочные растворы, ПАВ) для тщательной отмывки следов жира и т.д.
- Флотационная ванна. Помимо сортировки, при прохождении ванны флотации оседает грязь и мелкие примеси большей, чем пластик плотности.
Основная задача стадии отмывки – это получение чистого дробленого материала.
А также в максимальной степени удаление нежелательных примесей. Готовым продуктом здесь является отмытая дробленка. Это отличное сырье, востребованное и ценное.
Сушка
Влага – это крайне нежелательная примесь для пластика.
Сушка должна производиться после стадии отмывки дробленки с целью удаления следов влаги перед подачей ее на грануляцию.
Сушка производится обычно в сушилках конусного типа и в системе воздушных циклонов с помощью потока горячего воздуха. На выходе получается максимально осушенный продукт.
Агломерация
Процесс повышения насыпной плотности пластика в агломераторе подходит для плёночных и тканых материалов полотнистой структуры. То есть, у изделия толщина во много раз меньше его длины и ширины. Для этого используются агломераторы.
По сути агломератор — это большой бак, оборудованный вращающимся валом с острыми ножами. При достижении необходимой степени измельчения пластик начинает плавиться. В этот момент подаваемая порция холодной воды приводит к спеканию полимера. На выходе получаются мелкие плотные окатыши.
Грануляция
Ведущая единица здесь – это аппарат для переработки пластика под названием экструдер. В нем полимер подвергается высокотемпературном у плавлению.
Измельчённый материал подаётся в экструдер, затем под действием нагрева и вращения шнеков плавится и выдавливается через фильеру.
Расплав может охлаждаться как воздухом, так и водой. Охлаждённый пластик режется ножами на мелкие частички цилиндрической или сферической формы. Это и есть регранулят, выступающий сырьем для изготовления новых изделий.
Готовые комплексные установки для цеха по переработке пластика
При проектировании завода по переработке пластиковых отходов можно не только выбирать отдельно все узлы технологической цепочки, но и заказать готовое решение в виде полностью укомплектованной линии.
Наличие комплексной установки для переработки пластика может намного упростить задачу, особенно тем, кто сталкивается с этим впервые.
Каждый узел должен сочетаться с остальными единицами оборудования по производительности и мощности. Производитель изначально собирает подходящие модели оборудования под тот или иной вид вторички. То есть, не только основные части, такие как мойка, дробилка и экструдер будут сочетаться друг с другом, но и вспомогательные конвейеры, чиллеры, воздуходувки и т.д. будут соответствовать проектной мощности.
Готовый продукт зависит от пожеланий заказчика. Это может быть гранулят либо просто дробленка, отмытая и очищенная.
Заключение
Видов оборудования по переработке пластиковых отходов сейчас очень много. Разобраться в его ассортименте бывает достаточно сложно. Но ознакомившись с материалом этой статьи, можно сформировать понимание ключевых этапов процесса вторпереработки и необходимых аппаратурных единиц.
Оборудование для переработки пластика в гранулы: обзор станков и линий
В процессе рециклинга пластиковых изделий производятся вторичные гранулы, которые используются в качестве промышленного сырья наряду с первичными полимерами.
Мы уже говорили о методе грануляции пластмасс здесь, поэтому теперь остановимся только на оборудовании для переработки пластика в гранулы.
Это будут не только непосредственно грануляторы для полимеров, но и станки, подготавливающие сырье к процессу грануляции.
Подготовительное оборудование
Обычно линии гранулирования не оснащаются моечными и дробильными установками.
Если владелец планирует работать с агломератом или флексой, то эти установки не понадобятся. Если же планируется полный цикл переработки, то без подготовительного оборудования не обойтись.
Вторичная переработка пластиковых отходов состоит из нескольких технологических циклов, на каждом из которых применяется оборудование соответствующего назначения.
Измельчители
Процедура сортировки чаще всего выполняется вручную.
Затем начинается измельчение — на этой стадии используются специализированные измельчительные агрегаты.
В зависимости от вида перерабатываемых пластиковых отходов данное оборудование по своему назначению классифицируется следующим образом:
- Измельчители для полимерных плёнок. Используются для обработки отходов плёночных материалов из полипропилена, нейлона, акрила, поливинилхлорида и подобных составов и дальнейшего производства гранул полиэтилена из соответствующего вторичного сырья.
- Мельницы для переработки тонких пластиковых изделий, таких как ПЭТ бутылки и им подобные.
- Дробилки для массивных изделий из пластика, например, оконных ПВХ профилей и других крупных деталей.
Рассмотрим для примера дробилку PROGLOT TM серии 1000.
Производительность такого агрегата составляет от 20 до 300 кг в час. Размер загрузочного окна (в зависимости от модели) – от 250х250 мм до 420х680 мм. На выходе размер фракции не превышает 5,4 мм. Серия представлена восемью моделями от PROGLOT TM 1300 до PROGLOT TM 1700S.
Мощность, потребляемая из сети, существенно различается и составляет от 3000 Вт для модели 1300 до 22 кВт для 1700S.
Принцип действия – роторный. Ротор оснащён двумя ножами. Количество ножей, установленных на станине – от 0 до 8. Цены моделей станков данной серии представлены в таблице.
| Наименование модели | Отпускная цена с НДС, руб |
| 1300 | 77000 |
| 1500 | 99000 |
| 1600 | 118000 |
| 1200S | 137000 |
| 1500S | 118000 |
| 1600S | 138000 |
| 1700S | 177000 |
Изготовление и поставку оборудования по всем регионам России и странам ближнего зарубежья осуществляет компания Pressmax tm , имеющая разветвлённую сеть филиалов.
О дробилках и шредерах для полимеров, а также о том, чем эти станки различаются между собой, мы подробно рассказывали здесь. Также затрагивалась тема самостоятельного изготовления дробильных машин.
Станки для мытья и сушки
Для этой цели служат специальные моечные устройства. Кроме этого широко применяются так называемые мокрые дробилки, совмещающие основные функции по измельчению сырья с моющими.
На стадии мойки также происходит удаление этикеток и клеевых составов, для чего могут использоваться растворители и моющие вещества.
Для примера рассмотрим флотационную мойку С-МФК-400. Она предназначена для:
- отмывки измельчённого вторичного пластика;
- отделения частиц инородного происхождения;
- нейтрализации агрессивных примесей.
Процедура мойки осуществляется посредством четырёх барабанов, имеющих оригинальную конструкцию.
Встроенная система очистки воды и наличие фильтра для задержки крупных частиц грязи и посторонних предметов позволяют применить рекуперацию моющей воды. Рабочий объём воды в моечном бункере составляет 3,1 м 3 , производительность – 500 кг в час. Потребляемая от сети электрическая мощность – 10,2 кВт.
Производство и продажу осуществляет компания «Станкополимер» — российский производитель, специализирующийся на оборудовании для переработки пластмасс.
Для удаления избыточной влаги обычно используются сушильные агрегаты:
- центрифуги;
- сушилки горячим воздухом;
- сушилки сжатым воздухом;
- пресс-отжимы;
- шнековые водоотделители.
Узнать подробнее о сушильных агрегатах и уточнить цены можно у производителей, например у plastmash.com.
Сепараторы
В измельчённой пластмассовой смеси могут присутствовать различные виды полимеров, так как первичная ручная сортировка не может гарантировать их полное разделение.
Наличие различных полимерных соединений в грануляте сильно его удешевляет, поэтому производитель всегда заинтересован в качественной сепарации.
По этой причине в состав производственных линий по вторичной переработке пластиковых отходов входят специальные сепарирующие установки.
Существует несколько различных технологий разделения пластиковой крошки:
- Флотационная сепарация. Суть метода основана на различии свойств смачивания поверхностей разделяемых материалов. Пластиковая смесь поступает в ванну с водой, насыщенной воздухом. Частицы несмачиваемого гидрофобного материала покрываются пузырьками воздуха, благодаря чему всплывают на поверхность. Материал, обладающий гидрофильными свойствами, концентрируется на дне ванны.
- Электростатическая сепарация. В данном способе используется различие электропроводности и способности к поверхностной статической электризации материалов. Частицы пластика подвергаются интенсивному перемешиванию, в результате чего их поверхности электризуются трением, приобретая заряд статического электричества определённой величины и знака, разделение которых происходит в электрическом поле.
- Фотометрическая сепарация. В основе данного принципа лежит разделение веществ по их оптическим свойствам – цвету, отражающей способности. Установки данного типа оснащены излучателями электромагнитных сигналов и высокочувствительными приёмниками–сенсорами.
В зависимости от того, какой вид сепарации применяется на конкретной линии по переработке пластиковых отходов, сепарационные установки могут располагаться либо до сушильных агрегатов либо после них.
Так, флотационный разделитель, представленный на фото выше и требующий смачивания, устанавливается непосредственно после моющих машин. Разделители, работающие с сухой субстанцией, располагаются после обезвоживания измельченной пластиковой смеси.
Посмотреть, что есть в продаже, ознакомиться с моделями и узнать цены можно здесь: prostanki.com, netmus.ru.
Грануляторы полимеров
Данный этап является заключительным в технологической цепочке по выпуску вторичного гранулята.
В зависимости от типа сырья грануляторы могут быть:
- для ПЭТ;
- для ПВД, ПНД, ПП;
- для ПВХ;
- универсальные.
По количеству шнеков делятся на:
Непосредственное создание гранул осуществляется в прессах – экструдерах.
Измельчённый, промытый и отсортированный пластиковый утиль поступает в зону разогрева, где приобретает пластичное состояние. Размягчённая таким образом масса перемещается шнековыми транспортёрами.
На этом этапе происходит перемешивание пластика и его дегазация – удаление выделяющихся при нагревании летучих веществ.
Для улучшения процесса смешивания и создания более высокого значения усилия сжатия массы могут применяться двухкаскадные шнековые механизмы.
Такие агрегаты обладают более высокой производительностью.
Масса расплавленных полимеров под давлением, создаваемым шнеками, пропускается через круглые отверстия в стальной матрице – фильере.
На выходе матрицы образуются жгуты. Внешне это напоминает выход фарша из мясорубки.
В зависимости от типа используемого оборудования происходит воздушное или водяное охлаждение жгутов и их нарезка на гранулы.
Для наглядности рассмотрим несколько единиц оборудования для производства вторичной гранулы пластика.
Автоматизированная линия гранулирования ПЭТ С – ЛГ
Производство и продажа также осуществляется компанией «Станкополимер». Линия предназначена для переработки ПЭТ-флексы и производства вторичной гранулы.
В составе линии работает следующее оборудование:
- загрузчик сырья;
- сепаратор для отделения металлических частиц;
- реактор вакуумного типа;
- шнековый экструдер;
- фильтр расплавленного ПЭТ;
- полуавтомат-гранулятор для пластика;
- установка для кристаллизации гранул;
- шкаф автоматики, оснащённый частотными преобразователями электроприводов механизмов.
Подача сырья производится вакуумным загрузчиком. После процедуры сепарации, флекса попадает в вакуумный реактор, где подвергается воздействию высокой температуры и вакуумного разрежения, помогающего сохранить требуемую вязкость расплава.
Следующей стадией обработки является экструзия. Проходя через экструдер, жидкая масса подвергается дополнительной очистке путём вакуумной дегазации. В установку грануляции сырьё поступает, минуя специальный фильтр. Движущаяся масса выдавливается через отверстия, превращаясь в стренги, которые затем режутся на гранулы требуемого размера.
Установленная суммарная мощность электрооборудования линии составляет 245 кВт, фактическая потребляемая мощность не превышает 150 кВт. Линия способна выпускать 300 кг вторичного гранулята в час. Ориентировочная стоимость всей линии– 2,5 млн. руб., если приобретать гранулятор и остальное оборудование отдельно, цена будет менее выгодной.
ACS гранулятор с термокомпактором
Поставщик — aceretech.com. Установка предназначена для переработки в гранулы пленок, мешков и нитей.
Сырьем могут быть такие полимеры:
- полиэтилен высокого давления (ПВД);
- полиэтилен низкого давления (ПНД);
- полиуретан;
- полипропилен;
- поликарбонат;
- полистирол, в том числе вспененный;
- пленки стретч, БОПП;
- нейлон.
После подачи отходов в систему происходит измельчение, уплотнение, затем грануляция полимеров. По желанию заказчика установка оснащается металлодетектором, который останавливает работу при обнаружении металлических включений.
Цену этого и другого оборудования для переработки пластика в гранулы нужно уточнять у поставщика.
Видео по теме
На видео представлена работа линии гранулирования полиэтилена, полипропилена и других полимеров в процессе работы:
Заключение
Вторичная переработка отходов пластика с одной стороны улучшает экологическое состояние окружающей среды, с другой, представляет собой весьма перспективный бизнес-проект, способный принести существенную прибыль.
Постоянно растущий выпуск различной продукции, расфасованной в пластиковую упаковку и отсутствие сети приёмных пунктов использованной тары обусловливают неограниченное количество практически дармового сырья. Благодаря этому обстоятельству бизнес по производству вторичного гранулята может быть достаточно рентабельным.
Отечественные производители уже продолжительное время специализируются на выпуске оборудования для вторичной переработки пластиковых отходов. Российские поставщики предлагают очень хорошие варианты оборудования под ключ. Начинающие предприниматели могут присмотреться к грануляторам б\у.
Начать свой бизнес можно с малого, например, открыв приёмный пункт ПЭТ тары с последующей её отправкой на перерабатывающие заводы.