Технология и оборудование для вторичной переработки полиэтилена. Что представляют из себя отходы полиэтилена, их переработка и утилизация

Уже невозможно представить современный мир без изделий из пластика. Около трети всей пластиковой продукции сегодня делается из полиэтилена. Вместе с очевидными выгодами его использования, актуальной проблемой остается поиск эффективных способов переработки и утилизации данного полимера.

Полиэтилен (принятые сокращения – ПЭТ, ПЭ) – термопластичный полимер, широко использующийся для создания огромного количества товаров. Его применение началось еще в 20 веке: с 30-х годов он стал использоваться в производстве телефонного кабеля, начиная с 50-х – как упаковка в пищевой промышленности.

Сегодня список продукции из ПЭТ огромен:

упаковочная пленка, пакеты, мешки для мусора;
скотч;
всевозможная тара: бутылки, банки, ящики, канистры, контейнеры, горшки для цветов и т.п.;
трубы для канализации и газоснабжения;
электроизоляция, теплоизоляция;
накопители, емкости для жидких и твердых химических веществ;
различные виды ограждения и т.д.

В зависимости от технологий, в современной промышленности получают и используют полиэтилен разных видов и эксплуатационных свойств, например:

высокого давления или низкой плотности (сокр. — , ПЭВД, LDPE – более пластичный вид полиэтилена, используется для производства пленки, кабеля);
низкого давления или высокой плотности (сокр. — , ПЭНД, HDPE – имеет более жесткую и прочную структуру);
полиэтилентерефталат (сокр. – ПЭТ, ПЭТФ, PETE – используется только для производства товаров одноразового применения) и т.п.

Что такое полиэтилен разной плотности, и какие виды упаковки из него изготавливают

Процесс изготовления полиэтиленовых пакетов

Основные виды отходов полиэтилена и откуда они берутся

Популярность и массовое потребление ПЭ приводят к тому, что ежедневно огромное количество использованных предметов из него попадает в категорию отработанных:

Полиэтиленовая продукция бытового назначения. Сюда можно отнести упаковочную пленку, пакеты, бутылки, флаконы и канистры из-под бытовой химии, отходы блистеров из-под лекарственных средств и иные предметы, используемые человеком в повседневной жизни. Все это каждый день выбрасывается в обычные мусорные контейнеры для ТБО (твердых бытовых отходов). По разным оценкам, доля полиэтилена в ТБО составляет около десяти процентов от всего объема.
ПЭ отходы промышленного потребления. Это, опять же, упаковочная пленка, всевозможные пакеты, отходы полиэтиленовой тары из магазинов (например, ящики для продуктов), трубы, изношенные оплетки от кабеля и т.д.
Технологический брак на предприятиях по производству ПЭ изделий. Его объем может достигать до десяти процентов от всего производимого сырья.

Полиэтиленовая продукция дешева и удобна. Самый существенный «недостаток» любых видов пластика – длительный срок естественного разложения отходов.

По предварительным оценкам экологов, срок распада в живой природе полиэтиленовой пленки или бутылки составляет от ста до двухсот лет. Это делает весьма реальной угрозу гибели всего живого под тоннами пластикового мусора уже в ближайшем будущем.

Куда сдать ПЭТ отходы?

Основная масса бытовых отходов полиэтилена попадает в обычный мусор – контейнеры для ТБО, расположенные во дворах жилых домов. Существенным недостатком такого способа утилизации является сильное загрязнение ПЭТ остатками пищи, химикатов, грязью, жидкостями и т.д. В дальнейшем общую массу мусора будет необходимо сортировать, а сам пластик будет требовать дополнительной очистки.

Важно! Отличным решением на сегодняшний день является сортировка бытового мусора уже в момент его выбрасывания, когда предметы из пластика складываются в специально отведенные для этого накопители.

К сожалению, пока этот способ, весьма популярный в европейских странах, в России приживается с трудом:

подобные контейнеры пока есть далеко не в каждом дворе и даже не в каждом населенном пункте;
отсутствует работающая штрафная система за нарушение правил сортировки, и в итоге, даже при наличии таких «распределителей», в баке для пластика часто оказываются и другие виды мусора.

Сдать ПЭТ отходы вы можете:

На предприятия, занимающиеся непосредственно переработкой ПЭТ отходов, если они принимают их самостоятельно.
В пункты приема вторсырья, функционирующие в каждом городе – они осуществляют прием макулатуры, металлолома, пластика и т.д. Оплата за сдачу пластика будет копеечная, зато таким образом вы внесете свой посильный вклад в дело сохранения окружающей среды.

Какую продукцию делают из вторичного полиэтилена?

Полученное в результате вторпереработки пластмасс сырье – дешевый и качественный материал для изготовления огромного количества новых полезных товаров:

отходы с небольшим сроком использования – бутылки, одноразовую тару и упаковку – с успехом перерабатывают в аналогичные изделия;
гранулы вторичного сырья служат добавкой к первичному полиэтилену, например, при производстве напорных труб или емкостей большого объема;
выдувные флаконы, канистры из-под пищевых продуктов и бытовой химии используют для последующего производства дренажных труб, древесно-полимерных композитов (из них изготавливают штакетник, террасную доску, садовый паркет и т.п.);
отходы пленки из бытового мусора, а также отработанную пленку сельскохозяйственного назначения обычно перерабатывают в гранулы для будущей литьевой продукции;
многослойные пленки, а также отходы кабелей могут быть переработаны только как добавки для других гранул и т.д.

В зависимости от вида ПЭ изделия, а также сферы, где оно использовалось, будут существенно различаться методы и оборудование, используемые для его вторичной переработки.

Переработка ПЭТ изделий

Из чего состоит производство переработки полиэтиленовых отходов? Полный цикл будет включать в себя несколько основных этапов:

Переработка полиэтилена в домашних условиях

Сегодня возможность утилизации полиэтилена в домашних условиях занимает многие пытливые умы. Например, уже существуют разработанные методы самостоятельного безопасного сжигания ПЭТ тары, предлагаемые научными сотрудниками, работающими в сфере экологии.

Но есть и альтернативный взгляд: при сжигании или даже плавлении пластика происходит выброс в атмосферу вредных для человека и природы веществ. Поэтому самостоятельное сжигание или переработка отходов полиэтилена запрещена, подобные работы могут проводить только специальные предприятия с соответствующей лицензией.

Утилизация ПЭТ

Говоря об утилизации, сегодня часто подразумевают процессы переработки пластика, когда вторсырье получает «новую жизнь» и используется для повторного изготовления продукции.

Иногда под утилизацией имеют в виду альтернативу вторичной переработки – физическое уничтожение отходов пластмассы или их складирование на свалках и полигонах. Так как сжигание пластика запрещено, для его уничтожения применяются другие, более экологичные, методы.

С точки зрения сохранения окружающей среды высоко эффективен, например, – термическое разложение пластмасс при высоких температурах в бескислородной среде.

Однако огромное количество пластикового мусора по-прежнему оказывается просто на городских свалках.

Переработка отходов ПЭТ – перспективное направление в экономике, которое поддерживают и экологи. С развитием технологий вторпереработка пластикового мусора становится более дешевой для производителя, позволяя в то же время избавить планету от излишков пластика, который с трудом разлагается в естественных условиях. Экологические риски, возникающие в процессе переработки, не идут ни в какое сравнение с теми проблемами, которые возникнут у человечества в ближайшем будущем, поскольку мусорных свалок с каждым годом становится все больше.

Почему-то у многих сложилось мнение, что полиэтилен пригоден лишь для изготовления упаковочной продукции. На самом деле это не так. Полиэтилен применяется в разных сферах жизнедеятельности человека и является универсальным материалом. Переработка полиэтилена может проводиться несколько раз. Выгодным занятием является закупка полиэтиленовых отходов. Компании по покупке вторсырья тесно сотрудничают с предприятиями. В пополнении сырьевой базы активно участвует и население.

Основой для всех видов полиэтилена служит один химический мономер. Тем не менее, готовая продукция по своим качествам и свойствам сильно отличается друг от друга. Причина кроется в том, что макромолекулы имеют различные геометрические формы и способность к образованию кристаллов.

Есть три вида полиэтилена, которые отличаются способом полимеризации.

Полиэтилен высокого давления производится при температуре 180° С и давлении 1500-3000 атмосфер. Такой способ производства позволяет получить продукт низкой плотности, достаточно мягкий и эластичный. В полиэтиленах высокого давления содержатся разветвленные макромолекулы.

Полиэтилен среднего давления получают при температуре 120-150 °С и давлении 30-40 атмосфер. Для процесса требуется разбавитель и металлооксидные катализаторы.

Полиэтилен низкого давления получают при полимеризации с помощью органического растворителя. Температура должна быть меньше 80° С, а давление – низким, около 5 атмосфер. В качестве катализатора используется металлорганический комплекс. В процессах задействован ионный механизм.

Полиэтилен, полученный при помощи низкого либо среднего давления, имеет линейное строение молекул, высокую степень кристаллизации, является жестким материалом. Полиэтилен – морозоустойчивый материал, может использоваться и при температуре до -60° С. Есть марки, сохраняющие полезные свойства при еще более низкой температуре. Предельный углеводород, он не поддается влиянию агрессивной среды и органических жидкостей.

В промышленности полиэтилены выпускаются в виде гранул, листов и блоков. Далее методом литья под очень высоким давлением, так называемой экструзии – размягченные полимеры выдавливаются через сопла машины шпица, и дальнейшего выдувания из материала изготавливаются разные изделия.

Полиэтилен предназначен для производства бесшовных труб, изоляции электропроводов и пленки, которая широко применяется для упаковки продукции. Из этого материала изготавливаются также перегородки, парники для сельского хозяйства, ведра, тазы, бутылки.

Полиэтилен обладает диэлектрическими свойствами, что обуславливает его применение в качестве изоляционного материала для кабелей в телевидении, радиолокации, телефонных линиях связи. Именно по этим причинам так важно повторно перерабатывать полиэтилен.

Все мы понимаем, что отходы каким-то образом перерабатываются, а каким способом это делается? Мало кто знает. Существуют определенные отличия переработки промышленных и бытовых пластиков, так как полимеры имеют различные свойства.

Так и вторичное сырье, то есть полиэтилен обладает своими свойствами, которые зачастую не удовлетворяют предъявляемым требованиям. Это сравнимо с тем, что переработка полиэтилена включает материалы, отличающиеся по молекулярной структуре. Кроме того, процесс пластификации способствует росту качества перерабатываемого материала.

Процессы переработки

Обычный полиэтилен, в том числе материал, применяемый для упаковки, имеет длительный срок применения. Необходимо помнить, что при применении промышленной пленки, она подвергается атмосферным факторам:

перепад температуры
солнечные лучи
пленка может покрываться слоем пыли, который трудно удалить при тщательной очистке пленки

Что касается условий, то переработка полиэтилена в принципе не отличается от переработки первичного материала. Но переработка отходов полиэтилена, в отдельных случаях, претерпевает незначительные изменения, поэтому существуют ограничения на количество циклов обработки полиэтилена.

Наши дни

В современное время наиболее усовершенствованным способом переработки полиэтилена является использование промежуточного материала для замены деревянных материалов. Сам процесс переработки требует особой очистки вторичного продукта (к примеру, емкости для горюче-смазочных материалов).

Наиболее широкое применения вторичного ПЭ нашло производство канистр способом выдувной формовки. Эти канистры изготавливаются полностью на основе отходов или с экструзией, первичным гранулятом (в этом случае слой вторичного полимера создает сердцевину между 2-мя слоями 1-го полимера). Получаемую продукцию используют на разлив разнообразных моющих средств не малое количество компаний.

Вторым способ считается – ирригационные трубы. Диаметр этих труб достигает до 630 мм. При выполнении литья под давлением, вторичный полиэтилен имеет процентное содержание ниже. Такая технология применяется для обшивочных панелей, мусорных контейнеров и др.

Что касается оборудования, то переработка полиэтилена насчитывает различные виды и марки. Многие производители занимаются выпуском оборудования, успешно выходя на российский рынок.

Вторичная переработка полиэтилена – одна из немногих технологий вторичной переработки, которая обеспечивает решение экологической проблемы отходов, так и способно приносить неплохую прибыль.

Проблема загрязнения планеты полиэтиленом становится всё серьезнее с каждым годом. Использование этого материала настолько распространено, что встречается практически в каждой сфере человеческой жизни. Трудности утилизации и длительный срок разложения угрожают нашей планете. Для решения проблемы разрабатываются технологии переработки и вторичного использования вещества. Это замечательный способ избавиться от огромного количества мусора на свалках вокруг крупных городов и построения на данной основе прибыльного производства. Внедрение этого способа в глобальном масштабе - шанс победить экологическую катастрофу.

Актуальность переработки полиэтилена

Утилизировать данный материал непросто - структура и состав полиэтилена предусматривают стойкость к действию различных химических факторов, что и делает его таким популярным. В плане использования, эти качества - именно то, что нужно. Однако именно эти же свойства ведут к воздействию отходов на экологию.

Распад полиэтилена занимает около 300 лет. Опасным фактором является также то, что при разложении полиэтиленовые предметы способны выбрасывать в биосферу опасные химические элементы, которые загрязняют воздух, почву, грунтовые воды. В сумме это действие сказывается на состоянии окружающей среды и общественном здоровье.

Если данный материал обладает такими поразительными свойствами и хранится несколько сотен лет, возникает вопрос, почему бы не воспользоваться этими качествами отходов. Современная техника позволяет осуществлять вторичную переработку отходов полиэтилена на таком уровне, что материал становится вновь пригодным для использования. Это одновременно и способ экономии на новых материалах, и решение проблемы загрязнения природы.

Для слаженного и постоянного функционирования системы по переработки, необходимым является условие сбора сырья и наличие нужного оборудования. Последующая переработка подарит отходам новую жизнь в роли повседневных бытовых предметов.

Количество предприятий, занимающихся переработкой отходов полиэтилена закономерно увеличивается с каждым годом - этому способствует актуальность и востребованность данной услуги. Дешевизна исходного материала и широкие возможности производства товаров, спрос на которые не падает - вот ключевые преимущества такого бизнеса.

Важный момент. Использование изделий из переработанного полиэтилена должно укладываться на упаковке продукта, при этом по качеству вторичный продукт уступает первичному полиэтилену. Данный факт следует учитывать.

Как происходит процесс переработки сырья?

Отходы проходят переработку в несколько последовательных шагов:

сбор сырья;
сортировка;
первичная обработка;
измельчение;
обработка в центрифуге;
действие температуры;
использование материала для производства изделий.

Сбор сырья и его сортировка - начало процесса. На этом этапе отходы делят на категории, которые соответствуют виду сырья. Сортировка может производиться вручную или с использованием механизированных устройств.

Отсортированные отходы необходимо очистить от загрязнений, деталей из инородного материала. Сырье очищается в специальных промывочных машинах. Некоторые сборщики сырья сами проводят данную процедуру, увеличивая цену на него.

Измельчение очищенного и подготовленного сырья производится в специальных машинах, с помощью дробления. Следующий шаг обработки - центрифугирование. Это избавляет материал от влаги, примесей. После измельчения следует термическая обработка материала.

Сырье готово к вторичному использованию и производству предметов из него.

Необходимое оборудование для переработки полиэтилена

Для полноценного и качественного процесса переработки вторсырья используется следующее оборудование:

промывочная машина;
машина для измельчения отходов;
центрифуга;
установка для термической обработки;
агломератор - для уменьшения объема сырья;
гранулятор;
экструдер - для формирования однородного сырья, с помощью использования температуры.

Автоматизация процесса осуществляется с помощью использования конвейера - это ускоряет процесс и позволяет контролировать его поэтапно.

Использования агломератора - один из способов повышений эффективности и экономичности переработки. На выходе получается товарный продукт - агломерат.

Принцип работы агломератора для переработки полиэтилена смотрите на видео:

Использование экструдера позволяет получить полиэтилен низкого давления, который устойчив к физическим и химическим факторам.

Экструдеры также используют для переработки сырья (агломерата) в однородный расплав с приданием ему определенной формы.

Полиэтилен - самый широко применяемый полимерный материал в мире с долей около 39% в мировом объеме производства термопластов. Ближайший конкурент, полипропилен, занимает всего 24%. В этой статье мы рассмотрим наиболее распространенные способы переработки полиэтилена и их технологические особенности.

Переработка первичного полиэтилена

Первичным называют полиэтилен, синтезированный на производстве путем полимеризации этилена. Чаще всего это гранулированное сырье молочно-белого цвета (если марка не окрашивалась). Вот наиболее распространенные способы переработки полиэитлена:

Экструзия. Более 70% полиэтилена в России перерабатывается экструзивным методом, так как он является весьма универсальным. Суть способа заключается в подаче расплава полимера на головку экструдера под давлением. При этом головка может иметь различную форму, и, проходя через нее, полимер приобретает необходимую форму. Прежде всего таким образом перерабатывается ПЭ «трубных» и «пленочных» марок для производства соответствующей продукции. Кроме того, методом экструзии изготавливают кабельную изоляцию и листовой ПЭ различной толщины.
Ротационное формирование. Метод применяется для изготовления различных полых емкостей из ПЭ: от небольших пищевых контейнеров до крупной тары объемом до 10 тыс. литров. Суть метода заключается в загрузке необходимого количества гранул полиэтилена марки, применимой для ротационного формования, в специальную форму, которая одновременно разогревается и вращается в нескольких осях. В результате внутри образуется расплав, который равномерно покрывает стенки формы и позволяет получить изделие с различной толщиной стенок.
Литье под давлением. Технология подходит для изготовления изделий различного назначения, чаще всего из марок ПНД. Суть метода заключается в подаче расплава полиэтилена в форму нужной геометрии под давлением. Литьевые марки отличаются повышенной текучестью расплава, что позволяет полимеру точно повторить очертания формы и добиться правильности геометрии готового изделия.

Переработка вторичного полиэтилена

Учитывая негативное влияние отходов ПЭ на экологию, весьма актуальным является вопрос переработки отработанного сырья и повторного его применения. Практически любые отходы из ПЭ проходят следующий алгоритм:

Сортировка. Полимер отделяется от других отходов на полуавтоматических линиях: часть работы делают люди вручную, частично механическую смесь отходов сортируют машины.
Промывка и очистка. Чтобы полиэтилен мог быть переработан, его нужно максимально очистить от примесей, для чего он промывается под потоками воды и водяного пара.
Измельчение в дробилках и фильтрация с помощью центрифуги. Материал окончательно очищается от посторонних примесей.
Еще одна промывка и сушка. После того, как измельченная смесь снова просушивается, вторичное сырье можно считать готовым для дальнейшей переработки.

Для вторичного сырья чаще всего применяется метод экструзии и литья под давлением. При этом далеко не все виды изделий могут быть изготовлены из вторичного ПЭ, так как технологические свойства материала после такой переработки все-таки существенно ухудшаются.