Мы принимаем решение о пластиковой линии по трем цифрам, которые никогда не указываются в проспекте — это количество кубометров свежей воды, которое она потребляет на тон поступающего материала, количество киловатт-часов, которое она расходует на килограмм чистой продукции, и количество входного материала, который уцелевает в процессе и превращается в продаваемую стружку. Все остальное — количество танков, длина транспортеров, размер кабинета управления — вторично по сравнению с этими тремя показателями. Линия, которая производит красивые стружки, потребляя при этом восемь кубометров воды на тон исходного сырья, не является экологичной рециклирующей линией. Это просто проблема очистки воды, облеченная в форму рецикилинга.

Фраза «австрийская технологическая линия по мытью пластика» широко используется на рынке оборудования для переработки отходов и обычно понимается как сокращенное название конкретного инженерного маршрута, который возник в Центральной Европе в 1990-2000-х годах, когда ужесточение ограничений на сброс и высокие цены на промышленную энергию заставили проектировщиков рассматривать воду и электроэнергию как ограничения, а не как расходные материалы. Этот маршрут определен измеряемыми характеристиками, а не маркировкой: замкнутый цикл рециркуляции воды, низкое удельное энергопотребление, интенсивность механической очистки вместо химической, модульные группы процессов, которые можно расширять поэтапно, и полная система приборов, позволяющая измерять состояние каждой моющей емкости, а не предполагать его.

Полиретек, фабрика Wanplas, строит линии для мойки и переработки по точно такому инженерному маршруту. Имея историю производства, со старой датой, начиная с 2010, и бренд, существующий с 2017 года, Polyretec выполнила более 100 проектов по переработке в 50 странах, опираясь на команду из 24 инженера-комиссаров и инженера-процессов. Заявленный подход фабрики — австрийское процессуальное проектирование в сочетании с китайским производственным потенциалом — не является маркетинговым слоганом, а является описанием того, как линии проектируются: европейские цели по водному и энергетическому балансу, реализуемые при структуре издержек на производство, которая делает эти цели доступными для заводов на развивающихся рынках переработки. В этом руководстве подробно рассмотрено проектирование этого маршрута, каждый стадии процесса сопровождается параметрами и точками контроля, рассмотрены вопросы водоочистки и эмиссии, что придает линии ее экологические преимущества, а заключение содержит реальные конфигурации линейных объектов, таблицы выбора параметров и рекомендации по техническому обслуживанию.

Что на самом деле означает «аустернская технология» в линии по стирке?

Австрийскую архитектуру мойки можно наилучшим образом определить по шести инженерным характеристикам, которые могут быть измерены на commissioned линии. Если линия соответствует всем шести, она принадлежит к этой инженерному традиции независимо от того, где она построена; если она соответствует двум из шести, любое упоминание национальности в технической спецификации не меняет ее характера. Шесть нижеприведенных характеристик являются основной спецификацией, которую Polyretec использует при проектировании линии, и их следует использовать при сравнении предложений.

1. Рециркуляция воды в замкнутом цикле на 85-95%.

В традиционной линии стирки вода течет в одном направлении: чистая вода поступает в резервуары для стирки, грязная вода выводится в осадочный пруд или отводится. В архитектуре замкнутого цикла вода течёт в цикле. Каждый резервуар отбирает воду из обрабатываемого водного буфера, выводит её в сборную емкость, а та, в свою очередь, снабжает тренировочную установку, которая возвращает очищенную воду в буфер. Только три потери нарушают цикл: вода, выводимая вместе с мокрыми осадками, вода, выводимая с обезвоженного мусора, и испарение из горячих резервуаров. В сумме эти потери определяют потребление пресной воды, а правильно спроектированный цикл обеспечивает рециркуляцию в диапазоне от 85 до 95%.

Для достижения этого требуются решение вопросы, принимаемые на начальном этапе работы очистной установки. Размыв напротив течения необходим обязательно: чистая вода попадает в последний резервуар для промывки и постепенно вкатывается назад к грязи из самых загрязнённых предварительного ополаскивания, что означает, что каждый литр воды проделывает полезную работу по три или четыре раза, прежде чем попадает в очистку. Мелкие частицы и осадок должны удаляться непрерывно, а не ведётся каждые неделю, поскольку резервуар, забитый осадком, повышает мутность воды каждый раз, когда перестаёт работать сифон. Кроме того, цикл горячей промывки должен быть гидравлически отделен от цикла холодной промывки, чтобы горячая вода с высоким содержанием каустики не разводилась в инвентаре всей установки.

2. Определенная энергия составляет от 0,12 до 0,25 кВт*ч на килограмм

Специфическая энергия определяется как общая затрата электрической энергии, разделенная на чистую массу выпускаемого продукта, измеренная в течение полного производственного смены, включая запуск. Для линии на подшивку листов из щипчатого сырья характерен интервал в пределах 0,12–0,18 кВт·ч на килограм. Для линии на производство пленки с высоким содержанием примесей, многокадровой мойкой и тепловой сушкой этот интервал составляет 0,18–0,25 кВт·ч на килограм. Более древние линии с высокопроизводительными нерушимыми двигателями, без рекуперации тепла на горячей мойке и перечисленным в списке поточным бункером для сушки механически работают на 40–70 процентов более высоко.

Экономия средств идет от не особо впечатляющей инженерной конструкции: двигатели переменного тока с переменной частотою для всех моторов, превышающих 7,5 кВт, чтобы шкивы и насосы работали с частотой, соответствующей требованиям материала, а не по номинальному показателю; правильно выбранные центробежные насосы, работающие вблизи точки наибольшей эффективности, а не работающие на меньших оборотах из-за частично закрытой вентиля. Обратите внимание, что для этого требуется учет сопутствующей гидравлической нагрузки на систему. Уплотненные емкости для нагретых растворов с крышками, чтобы сократить потери тепловой энергии от излучения и испарения. Встроенная система обмена теплом между загрязненными растворами ксенона и подающей водой, которая позволяет перенаправить значительную часть термической нагрузки от сливной линии.

3. Потребление пресной воды в объеме от 0,8 до 3,0 кубических метров на тон

Потребление пресной воды напрямую зависит от скорости рециркуляции и типа материала. Чистые упакованные бутылки из ПЭТ, обрабатываемые на линии с закрытым циклом, потребляют от 0,8 до 1,5 кубических метров на тон. Жёсткая ПП и ПЭТ-упаковка, в которой содержится больше продуктового остатка, потребляет от 1,2 до 2,0. Отходы упаковки постпотребительского происхождения потребляют от 1,8 до 2,5. Углеродная плёнка, загрязанная грунтом, потребляет от 2,5 до 3,0, поскольку каждый тон отделенной грязи и мусора выносит воду с собой. Конвенциональная линия с открытым циклом, обрабатывающая такую же углеродную плёнку, потребляет от шести до десяти кубических метров на тон, что является самым крупным экологическим преимуществом такой архитектуры.

4. Модульные группы процессов с поэтапным расширением

Линии роторного типа Астронэстрони построены как группы процессов, а не как одна монолитная машина: группа ввода и уменьшения размера, группа предварительного мытья и удаления крупных частиц, группа трения и ополаскивания, группа горячего мытья, группа разделения и группа обезвоживания и сушки. Каждая группа имеет свой собственный каркас, свой локальный узел управления на основе полевой сети и свой определенный гидравлический и электрический интерфейс с группами по обе стороны.

Практическое значение заключается в поэтапных инвестициях. Завод может запустить линию холодной мойки с производительностью 1000 кг / ч, эксплуатировать ее в течение сезона для обес¬печения поставки исходного материала и его отгрузки, а затем вставить группу горячей мойки между группой трения и группой разделения без переоборудования водного цикла или замены системы управления — при условии, что в исходном проекте было предусмотрено достаточный запас объема насоса, резервуара и контроля для обеспечения возмож¬ности такого введения. Запас такой мощности стоит очень мало на стадии проектирования и является практически невозможным для модернизации, поэтому вопрос о модульности следует решить еще до заключения первого контракта, а не после.

5. Шредер среднего размера: наиболее выгодный универсальный вариант.

Решить задачу выбора процесса очистки на Центральноевропейском маршруте можно, добиваясь чистоты механическим путем — при высоком степени трения, контролируемом времени контакта и агрессивном протиточно движущемся ополаскивании, — а не за счет использования тяжелых химических веществ. Каустическая сода и пенообразователь используются там, где действительно необходимы химические средства, главным образом для удаления адгезивных остатков и этикеток с ПЭТ, и дозы этих веществ контролируются за счет измерения проводимости в процессе работы, а не за счет наливания в бак.

Это решение имеет три последствия. Потребление химикатов на тон снижается радикально, что снижает как операционные издержки, так и нагрузку солью в сточных водах. Биологическая обработка ниже по течению становится приемлемой, поскольку более низкая и стабильная нагрузка химических веществ поддерживает здоровье популяции активного мусора. Кроме того, на поверхности пластин происходит меньшее повреждение химическими веществами, что важно для пищевых полиэтилентерефталетов (ПЭТ), где избыточное воздействие щелочных веществ вызывает потерю внутренней вязкости и мутнение поверхности.

6. Полная аппаратура, отслеживание данных и дизайн безопасности в соответствии с директивой ЕС

У каждого дежурного бака на линии австрийского маршрута измеряется состояние: температура по RTD, уровень по ультразвуковому или гидростатическому датчику и для горячей соляной ванны – концентрация по проводимостимноготональному измерителю. В водном цикле установлены трансмитеры для измерения тургорности и рН на входе и выходе аппарата. Ток двигателей дробилки, трущихся элемента и центрифуги деаэрации регистрируется постоянно, так как рост общего токовода вызывает максимально ионизацию в баке и служит предупреждением о наступающей возможной поломке.

Все эти данные загружаются в ПЛК и сохраняются, что позволяет перевести обслуживание с реактивного вида на базовое и предоставить заводу документированный производственный отчет — обязательное требование, когда выпускаемый продукт продается в качестве материала, предназначенного для контакта с продуктами питания, и аудитор покупателя просит предоставить записи температуры мойки и концентрации извеществ для конкретного партии продукции. Конструкторская документация соответствует методологии оценки рисков по стандарту EN ISO 12100 и директиве ЕС о машинном оборудовании: защитное ограждение вращающегося оборудования, промежуточные защитные двери на дробилке и стенде с трением, категоризация аварийного отключения по всему заводу, а не для отдельных машин, а также мероприятия по блокировке всех горячих и подвижных схем.

Полная цепь процесса очистки, этап по этапу

Линия порошкового очистки представляет собой последовательность отделений, каждое из которых использует различие физических свойств между целевым полимером и загрязнениями, которые он несет. Сокращение размера обнажает поверхности, трение удаляет легко связанные частицы, повышение температуры и химические средства удаляют химически связанные примеси, а разность плотности позволяет отделить один полимер от другого. Наконец, механическое и термическое сушении подготовляет фракционные частицы к хранению или экструдированию. Понимание того, что может и не может сделать каждый этап, — это разница между спецификацией линии, которая соответствует целевому уровню калориметрической чистоты фракций, и покупкой линии, которая произвела материал, который никто не хочет.

Забор, ручное предварительное сортирование и сортировка с ближним инфракрасным диапазоном

Все, что линия мойки не может удалить, должно быть удалено до того, как материал станет влажным. Свертка раскрывается с помощью сортировщика сверток или передается на наклонный ленточный конвейер с рабочей скоростью 0,2-0,4 м/с, преднамеренно медленной, чтобы платформа для сортировки могла работать с потоком. Ручная сортировка устраняет крупный чужеродный материал, который повреждает оборудование или загрязняет продукт: металлические части, древесину, камни, текстиль, излишне крупные жёсткие предметы, кочущие по полю среза, а также цветные или нецелевые полимеры, если контракт требует выпуска изделий с единичным полимером одного цвета.

Нир-сортировка позволяет решать задачи, которые человеческие глаза не могут выполнять надежно при высоких временных затратах. NIR-стоики определяют тип полимера по спектрам отражения в диапазоне от 1000 до 1700 нанометров и удаляют нестандартные фракции с помощью клапанов для компрессионного воздуха. На линии по выпуску бутылок из ПЭТ NIR удаляет бутылки из ПВХ — единственный наиболее опасный для переработки исследователь в смеси ПЭТ, так как ПВХ при обработке ПЭТ разлагается при температурах переработки и выделяет хлорный газ, который окрашивает расплав и повреждает оборудование. NIR также отделяет ПП от ПЭ в смеси жестких фракций и извлекает многослойные упаковочные материалы, которые в противном случае попадали бы в неправильную фракцию по плотности. Практичный способ размещения предусматривает расположение NIR-стояков на ленте предварительной сортировки, а для выхода соответствующего качества продукта — еще один NIR-стойк на сухую стружку после сушки, где более мелкие и хорошо представленные частицы позволяют обеспечить гораздо высокую точность обнаружения.

Удаление феррума и сепарация неферриумных материалов с помощью эффекта Эди — сохраняет лопастное оборудование в хорошем состоянии.

Магниты над ленточным транспортером устанавливаются еще раз непосредственно перед дробилкой, поскольку один стальной болт, достигающий ротора, разрушает ножи и может разрушить диск ротора. Сила магнитного поля на поверхности ленты должна достигать 800-1200 гауссов для надежного захватывания материала в 200-300 мм. Если поток находится ниже, магнит недостаточно силен, или лента перегружена.

Сепараторы на основе ЭДС обрабатывают цветные металлы – алюминиевые крышки и кольца, фрагменты фольги из ламинированной упаковки, мелкие отливки в постпромышленном боксе. Высшие частоты ротора в поводке транспортного механизма создают циркулирующие ток в проводящих частиц, генерируя repulsive force, которая отбрасывает их от поверхности пластины разделения, а пластик направляется по обычной траектории. ЭДС наиболее эффективно работает с частицами, имеющими размеры около 5 миллиметров и при равномерно распределённом слое, поэтому её следует устанавливать после первичного обогащения на жестких линиях и на вибрирующем подавателе, а не на лентовом выгрузном устройстве. Финальный детектор металлов в конце линии выполняет роль дополнительной меры безопасности для изделий, не прошедших оба этапа.

Мокрая дробление

Пресс измельчает бутылки, контейнеры и пленку до размера частиц, который можно обработать ввиде мокрого процесса. Влажная дробилка — распыление 0,5-1,5 кубометров рециркулированной воды в час в камеру дробилки — является стандартной процедурой австрийского подхода по трем причинам: она устраняет пыль и риск возгорания, связанный с сухим измельчением сухой пленки, а также запускает процесс мойки, смывая с только что созданной поверхности свободный грунт, и охлаждает ножи, благодаря чему чувствительные к температуре материалы, такие как ПЭТ, не образуют пленки, которая впоследствии будет задерживать загрязнения.

Расстояние между ножами – это параметр, который больше всего влияет как на качество фрагмента, так и на стоимость износа. Расстояние от 0,3 до 0,8 миллиметров считается рабочей зоной: ниже 0,3 миллиметра ножи соприкасаются под воздействием термального расширения, что приводит к образованию фрагментов; выше 0,8 миллиметра материал отрывается, а не режется, в результате образуются хвосты и мелкие куски. Отверстие на ситенге контролирует распределение размеров частиц, следовательно, всё вниз по потоку – сетка размером от 30 до 40 миллиметров дает мелкий фрагмент, предпочитаемный для пищевого ПЭТ, размер от 50 до 60 миллиметров подходит для жёсткого ПП и HDPE, а размер от 60 до 80 миллиметров является нормальным для пленочных материалов, где большое отверстие уменьшает количество мелких фрагментов и защищает пяточные валки от затуманивания. Скорость ротора обычно находится в диапазоне от 350 до 550 оборотов в минуту с ротором V-образной формы или двойной фасонной конструкцией при реже для жёстких материалов и конструкцией с прямыми лопастями при реже для пленочных материалов.

Контрольные точки на этом этапе: тенденция изменения тока двигателя, проверка зазора ножа при каждой замене ножа, осмотр сетки каждый сменный период и перекрестное регулирование потока воды в камере дробилки, так что ротор не может работать без воды. Если дробилка перестанет подавать воду при просвечивании пленки, она будет генерировать достаточно трения, чтобы материал молниеносно затвердеть и расплавиться до адгезии к сетке.

Предварительное омывание и удаление крупных частиц

Предварительное моение удаляет крупные загрязнения, которые иначе перегружали бы каждый последующий этап. Металлическая сетка — вращающийся перфорированный барабан длиной от 3 до 6 метров с отверстиями размером от 8 до 15 миллиметров, наклонным на 3–5 градусов и вращающимся со速стью от 12 до 20 об/мин с внутренними распрыскивающимися штифтами, — миксирует измельченный материал, а песок, почва, осколки стекла и мелкие полосы отделяются через перфорации. Для аграрного полимерного материала абразивный барабан является наиболее ценным оборудованием на линии, поскольку традиционно удаляет от 60 до 80 % поступающего минерального груза, прежде чем он может добраться до рабочего колеса насоса.

Ниже чем на троммеле, канал для оседания песка или гидрокинота задерживают мелкий песок, который остается в расплавленном состоянии. Каналы оседания просты: длинный канал с невысокой скоростью потока, при которой скорость уменьшается до примерно 0,3 м/с, в результате чего частицы, более плотные, чем 2 г/см³, опускаются на дно канала и удаляются через винтовой конвейер, работающий вдоль дна канала. Гидрокиноты более компактны и достигают более тщательного очистки, обычно отделяя частицы размером до 60-100 микрометров. Отказ от этой стадии наиболее часто используется при снижении затрат на дешевые линии, и это выражается в пожизненном износе насосных колец, времени простоя резервуара для чистки и повреждения экрана трения подшипника шарнирной опоры.

Трибообработка

Вспенчитель — это механическое сердце линии. Вертикальный или горизонтальный валик транспортирует лопатки, которые ускоряют поток крупинок и водной суспензии относительно перфорированной сетки, в результате чего крупинки друг с другом и с поверхностью сетки ударяются и натираются с большим относительным скоростным режимом. Загрязнения сбриваются с поверхности крупинок и вместе с водой просачиваются сквозь отверстия сетки, в то время как очищенные крупинки продвигаются в сторону выгрузки.

Параметры работы: скорость вала от 700 до 1200 об/мин в зависимости от материала и диаметра машины, время пребывания 8-20 секунд на один проход, размеры отверстий в экране 1,5-4 мм, прибавка воды 1,5-4 кубических метра в час на машину в зависимости от пропускной способности. Жёсткие гранулы из ПЭТ-материала переносят более высокий край диапазона скоростей и очищаются эффективно одним проходом при скорости 900-1200 оборотов в минуту. Сыпучие материалы требуют другого подхода: более низкая скорость, от 700 до 900 об/мин, более дольше время пребывания и применение двух-трех машин по цепочке вместо одного более мощного агрегата, поскольку при слишком высокой скорости кончика лопасти сыпучие материалы навиваются вокруг вала. Удельная потребляемая мощность на стадии трения составляет обычно от 0,02 до 0,05 кВтч на килограм, что делает ее вторым наиболее энергоемким главным оборудованием на холодной линии после снижения размеров.

Точки контроля: ток двигателя, который растет до того, как становится очевидно возникновение пробоя; мутность разгрузочной воды, указывающая, продолжает ли машина выполнять полезную работу; изношенность лопастей, которую проверяют с плановыми интервалами, поскольку изношенные лопатки незаметно снижают эффективность очистки до тех пор, пока не потерпят полный выход из строя.

Горячая каустическая мойка

Горячее кислотное моечное средство является химической стадией, и на линии производства этилентерефталатовых (ПЕТ) этикеток и футляров она является обязательной. Ее задачей является растворение или размягчение клея на основе горячего плавления и гибкого клея, при помощи которых приклеиваются этикетки и футляры к бутылкам, содация жиров и масел, удаление остатков продукта и поверхностных олигомеров, а также снижение микробиологической нагрузки. Параметры процесса на ПЕТ линиях – 0,5–2,0 процента натриевой соли (по весу), температура 75–90°C и время пребывания в нагреваемой, перемешивающейся с spiral-конвеером емкости 8–15 минут. Небольшое добавление поверхностно-активных веществ улучшает смачивание и удаление клеевого слоя, а добавление антиоблысника позволяет держать поверхность емкости в приемлемом состоянии.

Окно параметров намного теснее, чем кажется. При температуре ниже 75 градусов Цельсия отделение ленты становится ненадежным и фрагменты этикетки остаются на готовом колечке. При температуре выше 90 градусов Цельсия с концентрацией, близкой к 2%, и продолжительному времени пребывания ПЭТ подвергается заметной гидролитической атаке: внутренняя вискозность падает, поверхность колечка пересыхает, а материал теряет ценность для использования в процессе изготовления бутылок. Правильный подход заключается в том, чтобы поддерживать температуру и концентрацию на минимальном уровне, обеспечивающем отделение этикетки для конкретного сырья, и проверять настройки во время пробного пуска, а не принимать примерные значения.

Для жесткой упаковки из ПП и ПЭЭ целевой стадией является горячая мойка при температуре 60–80 °С с использованием щелочного средства вместо концентрированного щавелевого или карбонатного соды, так как цель заключается в удалении жира и остатков продукта, а не в удалении клея, и полиолефины не переносят острых щелочей, как можно было бы предполагать, если речь идет о заполненных или пигментированных сортах. Контрольные точки: температура в баке по данным измерителя температуры нагрева с запором нагрева, концентрация щавелевой или карбонатной соли по данным измерителя проводимости с автоматическим дозированием, контроль уровня, а также теплообмен с водой или паром с изолированными стенами бака и закрытой крышкой.

Ринс и разделение по плотности с флоатом и нефлоатом.

После горячего мытья на минеральную пену попадают растворенные и взвешенные загрязнения, а также щелочи, которые необходимо удалить перед сушкой. Противодействующая подача воды в два-три этапа позволяет решить эту проблему: свежая или обработанная вода поступает в последнюю емкость и направляется по направлению, противоположному направлению движения пены. Таким образом, пена постепенно сталкивается с все более чистой водой, а вода уже сталкивается с все более загрязненной пенообразованием пенею. PH-баланс в емкости для мойки контролируется, а окончательное смывание должно возвращать пену к состоянию, близкому к нейтральности поверхности.

Сырезачи выполняют также разделение по плотности. В чистой воде, плотностью около 1,0 г/см3, ПЭТ с плотностью от 1,33 до 1,40 тянется на дно, а ПП с плотностью от 0,90 до 0,91 и ПЭ с плотностью от 0,91 до 0,96 плавает. Танк с поверхностным траверсом и дноотливным валом непрерывно отделяет эти две фракции. На линии из ПЭТ плавающая фракция представляет собой полиолефиновая крышка и этикетку, которые оцениваются как вторичный продукт, а не выбрасываются. На линии из полиолефина погружающаяся фракция представляет собой примеси — песок, стекло, металлические фрагменты, остатки ПЭТ, сильно загрязненные или ламинированные предметы.

Необходимо понимать два ограничения. Во-первых, PP и PE не могут быть разделены друг от друга в воде, поскольку оба плавают; для их отделения требуется модифицированный по плотности раствор (соль или спирт, откорректированный до величины примерно 0,93–0,94 г/см³) или сортировка по NIR на сухом комке. Во-вторых, PVC с плотностью 1,35–1,45 г/см³ перекрывает PET и потому погружается вместе с ним; удаление PVC должно выполняться вверх по течению с помощью сортировки по NIR бутылок или вниз по течению с помощью NIR-сортировки на уровне комка или электростатического разделения. Поэтому контроль за загрязнением PVC является проблемой сортировки, а не моечной обработки, и поэтому в ходе пищевого варианта производства PET всегда предусматривается обнаружение на уровне комка.

Отделение вологого вещества центрифугирующим способом.

Центрифугированный сушильный агрегат с вертикальным ротором, который вращается внутри корзины с перфорированной сеткой, удаляет свободную воду механическим путем до того, как будет потрачена термическая энергия. Механическое обезвоживание примерно в порядок дешевле по сравнению с термическим сушением на килограмм удаленной воды, поэтому цель конструкции заключается в том, чтобы оставить как можно меньше воды для стадии сушки горячим воздухом. Правильно настроенный центрифуга обеспечивает остаточную влажность от 2 до 5% для жестких пластин и от 5 до 12% для пленки при частоте вращения ротора в пределах 800-1400 оборотов в минуту и диаметре отверстий в сетке от 1,5 до 3 миллиметров.

Частые проблемы имеют механический характер, а не связаны с процессом: колебания из-за неровного износа палочек или заиливания материала на одном конце ротора, повреждение подшипников из-за попадания воды через изношенные уплотнения и засорение сита мелким наслоением. Мониторинг колебаний на корпусе подшипника ротора с установленным пороговым порогом во время пуска защищает машину и обеспечивает раннее предупреждение о дисбалансе.

Термическая сушка и сушка кристализации ПЭТ

Тепловая сушка завершает то, что начал центрифуга. Для полиолефиновых волокон и пленок, тепловой трубчатый сушильный агрегат или сушильный агрегат с псевдоожиженным слоем при температуре 90–130 °C в комбинации с циклонным сепаратором и извитой воздушной classifying клапаной уменьшает остаточное содержание влаги до 1%, что достаточно для непосредственной подачи пластикового сырья в экструдер с вакуумной десорбцией.

Для ПЭТ, предназначенного для применений в контакте с пищевыми продуктами, требуется больше. Пластиковые частицы должны быть кристаллизированы и подсушены до влажности менее 0,5 процента, а для сорта «от бутылки к бутылке» целевая влажность еще ниже, как правило, она равняется менее 0,02 процента непосредственно перед экструзией. Кристализация осуществляется в помещенном под вращение кристаллизаторе при температуре от 160 до 175 градусов по Цельсию с тропностью от 20 до 40 минут, что повышает кристалличность достаточно, чтобы предотвратить липкость частиц и их смешивание в бункере сушильного агрегата. Некристаллизованные пластиковые частицы, подвергшиеся экструзии без предварительной кристализации, будут застрять и закупоривать бункер — это разрушающаяся ситуация, полностью предсказуема и полностью избежимого. При необходимости соответствия готовой продукции требованиям дезинфекции, подлежащей применению в контакте с пищевыми продуктами, может последовать твердофазная поликонденсация, при которой полимеризация может происходить вакуумом или под инертным газом при температуре от 200 до 215 градусов по Цельсию, что одновременно повышает вязкость до уровня, близкого к уровню виринового материала, и удаляет остаточные летучие загрязнения.

Классификация, окончательный контроль наличия металла и упаковка

Силовой воздушный классификатор выполняет последнюю стадию очистки. Сухой порошок проходит через вертикальный воздушный поток по зигзагообразному трубопроводу, и с каждой сменой направления частицы втягиваются в воздух, поэтому легкие загрязнения — фрагменты этикеток, стружки пленки, пыль и волокна — поднимаются вверх и удаляются в циклон, а тяжелый чистый порошок оседает на выпускную часть. Скорость воздуха регулируется и должна быть настроена под конкретный распределение размеров порошка: слишком низкая и фрагменты этикетки остаются в продукте, слишком высокая — и хороший порошок уходит в циклон отходов. На производстве полиэтилентерефталатов (ПЭТ) воздушный классификатор является стадией, на которой разлагающуюся остаточную массу этикеток сбрасывают до единичных величин от нескольких сот стотых раз в миллион.

Конечный металлоискатель с автоматическим пороговым затвором охраняет нагревательную валку и фильтр расплава. Затем чистый гранулят транспортируется в хранилища, на станцию заполнения больших мешков или в пресс для скрепления. Если процесс промывки и гранулирования осуществляется на одной и той же комбинате, сухой гранулят обычно пропускается через упаковку и поступает в силос, который напрямую подает материал на нагревательную валку, что экономит энергию, поскольку гранулят не охлаждается до температуры окружающего воздуха и не абсорбирует атмосферную влагу.

Специфические маршруты промывки и реалистичные показатели выработки

Ни одна конфигурация не подходит для всех исходных материалов. Последовательность этапов остается примерно такой же, но параметры, количество машин на этапе и нагрузка на очистку воды существенно меняются в зависимости от исходного материала. В таблице ниже приведены шесть наиболее часто используемых маршрутов Polyretec с реалистичными показателями загрязнения, потребления и выхода для каждого из них.

Почему сельскохозяйственный полиэтилен плотно имитирует гранулы.

LDPE сельскохозяйственная пленка заслуживает особого внимания, поскольку она определяет верхний предел того, что должна способна обрабатывать линия по уборке. Пленка, очищаемая с поля, содержит от 30 до 50 % ее общей массы в виде земли, песка, влаги и остатков урожая. Данная минеральная смесь является абразивной и быстро оседает на дне каждого резервуара, а также потребляет водоочистку пропорционально количеству пластика, который она сопровождает. Линия, изначально построена для очистки чистой промышленной пленки и затем начала уборки сельскохозяйственной пленки, будет разрушаться в предсказуемой последовательности: изнашиваются лопасти насосов, оседают отложения в резервуарах, изнашиваются ситовые элементы трения, повышается турбулентность водяного цикла и снижается чистота измельченного материала.

Для правильной конфигурации используют многоступенчатую сепарацию минералов: ударный измельчитель перед дробилкой, длительную обкатную бабку с замысловатой системой распыления, отделенный дренажный канал с непрерывным съемом грязи, разделение наоколо-ответственные банки перед трением и машина для вымешивания или аналогичный устройство с высоким инерционным эффектом в сухом отсеке для самых тяжелых грунтовых нагрузок. Вместимость канала свода глины должна определяться по нагрузке минералов, а не по производству пластика, поскольку на линии, которая выдает 1000 кг/ч сельскохозяйственной пленки, поток сходу может составлять до половины массы потока продукта. Удельные показатели по справке истинных результатов составляют 60-75%, любое предложение поставщика о 90-процентной эффективности на 40-процентное количество грунта в сельскохозяйственной пленке означает, что приводятся цифры на сухую массу пластика, а не по массе получных пучков, и эта дифференцировка имеет огромное значение для экономики завода.

Почему пищевая ПЭТ является наиболее сложным случаем

ПЭТ пищевого класса не является самым грязным сырьём, но он имеет строжайшие требования к выходному продукту. Предельные границы загрязнения измеряются в частях на миллион, а не в процентах. Химический состав моющего раствора имеет узкий диапазон, который защищает внутреннюю вязкость, и весь процесс должен быть хорошо документирован, чтобы обеспечить оценку безопасности переработки с точки зрения контакта с пищевыми продуктами. Эта оценка проходит по определённой схеме: перерабатывающий завод описывает входной поток и его систему сбора, демонстрирует при помощи вызовов на испытание, что процесс удаляет заместительные загрязняющие вещества до задания эффективности дезактивации, и представляет описание процесса и данные для оценки в соответствии с применимым региональным рамочным документом — процедурой EFSA в странах Европейского союза, процедурой отозвания FDA в Соединённых Штатах. Линия мойки поддерживает эту схему, обеспечивая постоянные, зарегистрированные условия процесса и спецификацию на измельченные волокна, на которые может опираться этап дезактивации.

Очистка воды, выбросы и дела в области окружающей среды

Пластиковая линия стирки является экологичной технологией только в том случае, если ее собственный экологический «отпечаток» разработан с такой же строгой системой, как и ее производственный результат. Это означает, что установка по обработке воды не является послесложной деталью, монтируемой для получения разрешения; это специализированное оборудование, построенное параллельно с самой линией стирки, имеющее с ней общую систему управления и общую философию инжиниринга. В этой статье рассматриваются характеристики сточных вод, получаемых на линии стирки, цепь очистки, которая закрывает цикл, а также параметры содержания в воздухе, шума и выбросов углерода, приводящие к полной картине экологического воздействия.

Что на самом деле содержится в сточных водах линии мойки.

Вытягивание из линии мойки пластиковых изделий не похоже ни на городские отходы воды, ни на большинство промышленных сточных вод. Это поток переменной нагрузки, состав которого меняется в зависимости от исходного сырья, и хорошо его очистить требует знания того, что в нем содержится. Химическое потребление кислорода обычно варьируется от 800 до 5000 мг/л, определяемое остатками продукта – сахарами для напитков, моющими средствами, растительными жирами, агрохимикатами и моющими средствами, добавляемыми в процессе. Суспендированные твердые частицы колеблются от 500 до 8000 мг/л и создаются почвой и песком на подвижных линиях мойки, а также волокнами и пылью на жестких линиях. Масла и жиры встречаются в количестве от 50 до 500 мг/л на потоках после потребительской упаковки. Алкал盐ность повышена там, где в цикл попадает каустическая мойка, а рН в точках оттока из горячей мойки может превышать

Есть два свойства, которые делают этот поток требовательным. Он высоко изменчив — каждая партия особенно загрязненных тюков может увеличить содержание твердых веществ в течение часа — поэтому станция очистки нуждается в буферном котле, который способен принимать поток в течение не менее четырех до восьми часов. Кроме того, поток содержит как легко биоразлагаемые органические вещества, так и инертные минеральные твердые вещества, то есть ни физическая, ни биологическая обработка отдельно недостаточны.

Цепь обработки

Стандартная схема работы замкнутой системы мойки следующая, и каждый этап существует для защиты следующего за ним этапа.

Грубая и мелкая сортировка.Скло для разделения в диапазоне от 5 до 10 миллиметров, за которым следует вращающийся барабанный или клиновый стерилизационный экран в диапазоне от 0,5 до 1,0 миллиметра, удаляет фрагменты этикеток, нити пленки и волокна, прежде чем они могут заклинить роторы помп или пробовать материалы вниз по потоку. Отсевы обезвоживаются и обрабатываются как твёрдые отходы.

Выравнивание.Буферный бак, способный приемать от четырех до восьми часов выливаемого потока, гладко снимает пиковые нагрузки и разбавления, смешивает отходы гарячей промывки с высоким содержанием щелочи с охлажденной водой для промывки и позволяет проводить стабильную коррекцию pH. Деликатная смесь не приводит к оседанию твердых частиц в буфере.

Растворенная воздушная флотация.Воду, напряжённую свыше 4—6 бар, выпускают в камеру флотации, где микробубочки размером от 30 до 100 микрометров прикрепляются к масляным каплям, веществам с низкой плотностью и микропластическим включениям и переносят их на поверхность для отделения. Флотация растворённого воздуха — это мощная единица очистки линии промывки: она удаляет от 60 до 85% твёрдых веществ, большую часть свободного масла и подавляющее большинство микропластиковых включений в одной компактной единице. Назначение агломератного средства, такого как неорганический соль алюминия или железа, плюс небольшой дозы полимерного флокулянта, существенно увеличивает степень очистки.

Коагуляция и оседание.Для потоков с высоким содержанием тяжелых минералов цепочка коагуляции и флокуляции, за которой следует ламельный у clarifier или обычный отстойник, удаляет плотную фракцию, оставленную флотацией. Поточный мусор перекачивается на уплотнение.

Биологическая обработка.Процесс активированного муссона анаеробно-кислородного типа (A/O) или мембранный биореактор позволяет снизить химическое потребление кислорода на 80-95%. Мембранный биореактор является лучшим выбором, когда очищенная вода возвращается для дальнейшей очистки в процессе горячего промывки или заключительной промывки, так как он обеспечивает сток практически без взвешенных частиц и не зависит от устойчивости мусса. Биологическая очистка эффективна при использовании низкохимического австрийского метода: стабильное, умеренное нагнетание органических веществ с ограниченным количеством солей и ПАВ позволяет поддерживать здоровый дрожжевой микроорганизм, в то время как сильно дозированная обычная линия часто инфицирует свой собственный биомасс, а затем обвиняет цех в неэффективной работе.

Полировка перед возвращением в горячую обработку и промывание.Многослойная фильтрация песка удаляет остаточную мутность, а активный уголь абсорбирует цветовые тела и остаточные растворенные органические вещества, что важно для заключительного смывки, поскольку повторно используемая вода, содержащая цветовые пигменты, способна загрязнять светлые пластмассы. В тех случаях, когда завод возвращает воду на линию производства полиэтилена стержневого типа, дополнительно устанавливается картридж или барьер ультрафильтрации.

Возврат и пополнение.Очищенная вода возвращается в буфер процесса. Свежий жесткий пенопласт поступает в систему со скоростью, зависящей от потерь, рассмотренных ранее. Датчик электропроводности в буфере предотвращает накопление растворенных солей выше уровня, при котором они влияют на качество поверхности фракций, — это практические основание того, что ни один циркулирующий контур не работает при 100-процентной рециркуляции.

Обработка осадков.В сети флотации погрузочный барабан, подвод воды в очистном устройстве, излишки биологического мусора уплотняются и обезвоживаются с помощью винтового пресса, ленточного пресса или камерного пресса для фильтра, до получается 25–40 прцента сухого остатка. Мусора, полученного из фильтрующих полос, в основном минерального и обычно удаляется как инертный отход; мусор, образующийся в линиях упаковки продуктов, содержит больше органических веществ и обрабатывается соответственно. Производительность обезвоживания непосредственно влияет на потребность в пресной воде, поскольку каждый участок влаги, остающийся в пластине, представляет собой воду, покидающую цикл.

Обращение воздуха, запах и вентиляция

Три потока воздуха требуют внимания на линии стирки. Горячий раздельный участок стирки генерирует воду, насыщенную быстрым дисперсионным аэросолом, и, где используется каустик, энергичный щелочной туман. Закрытые резервуары с местной водоотделкой, соединенные с мокрым скрубером, справляются с этой задачей надежно: скрубер конденсирует пары, нейтрализует остаток щелочи и возвращает конденсат в водную систему, а не в атмосферу, что позволяет восстанавливать как воду, так и тепло.

Отдел сушки удаляет из остаточного продукта летучие органические соединения, используемые в печати и клея, особенно на отработанной упаковке, а также на контейнерах из ПВХ, предназначенных для хранения ароматизированных бытовых продуктов. В случаях, когда местные нормы требуют снижения содержания таких соединений, обычно используется адсорбция на основе активного угля для обработки средних нагрузок, а регенеративная термическая окисление используется для обработки потоков с высоким содержанием таких соединений. Вытяжные газы сушильного отделения также включают в себя пыль и легкие твердые частицы, которые собираются циклоном и мешком-фильтром перед началом этапа очистки.

Запах в первую очередь связан с конструкцией предприятий, а не с борьбой с ним. Пяльцы для хранения, накопители отходов и буферный резервуар являются тремя основными источниками запаха, и все они управляются за счет закрытия, недопущения длительного хранения влажных материалов и поддержания условий аэробиоза в буфере. Биофильтр или химический сорбент на объединенном экстракторе из этих областей обработки позволяет удалить остаточные запахи.

Шум и пыль

Ломобрел, дробилка, центрофуга и компрессор — это источники шума, определяющие, может ли предприятие работать со звуковым уровнем менее 85 дБ(A) на рабочем месте оператора. Практические меры хорошо известны: акустические кожухи на дробилке с коэффициентом вставки от 20 до 30 дБ, антивибрационные опоры и гибкие соединения на центрифуге, глушители на входах компрессора и выхлопных отверстиях сушильного ковша и укрытия на штуцерных линиях с большим расходом воздуха. Расположение тоже имеет значение, как и оборудование. Так, размещение компрессорных камер и сушильного оборудования вдали от рабочих коридоров и комнаты управления не стоит ничего во время планирования.

Пыль контролируется в месте ее возникновения. Сухое измельчение устраняет самый большой источник сухой пыли. Остальные сухие участки — транспортировка измельченных частиц, воздушное разделение, наполнение силосов — обрабатываются с помощью закрытой пневматической транспортировки с циклонами и фильтрами, а также пылеулавливания на местах перехода. Обработка сухой пленочной массы заслуживает особого внимания, поскольку тоненькая пыль из полиолефина является воспламеняющейся. Проточный канал пылеулавливания должен быть спроектирован с необходимой скоростью и соответствующей защитой от взрыва в тех местах, где концентрация пыли требует этого.

Аспекты воздействия на атмосферу

Экологический аргумент в пользу механической рецикляции основан на прямом сравнении: производство килограмма переработанного полимера из промытого постпотребительского материала требует несколько меньшего количества первичной энергии и приводит к выделению небольшого количества парниковых газов по сравнению с процессом производства такого же килограмма из сырой нефти. В случае полиэтилена обратная зависимость измерена в диапазоне от одной трети до половины совокупных затрат энергии на производство переработанной смолы по сравнению с вириной, а сокращение выбросов парниковых газов обычно составляет от 50 до 70% на килограмм, в зависимости от границ системы, состава электрической сети и расстояния транспортировки. Полиолефины также демонстрируют аналогичные преимущества, причем снижение выбросов, как правило, находится в диапазоне от 40 до 70%.

В пределах этих общих преимуществ вклад линии по уборке составляет значительный, но не преобладающий вклад – обычно он составляет скромную долю общих потребностей переработанной смолы, а сбор, транспортировка и превращение в гранулы составляют остальные. Именно поэтому разница между 0,15 и 0,35 кВтч на килограмм специфической энергии имеет значение: это контролируемая доля фактора производства, за который несет прямую ответственность поставщик оборудования. Линия, которая сокращает свое собственное энергомаслоотвод и водоемкость, не только экономит эксплуатационные издержки – она также заметно улучшает углеродный профиль каждой тонны переработанной смолы, которую завод продает, а это все чаще становится контрактным требованием, а не маркетинговым преимуществом, когда заказчик – владелец бренда, который взял на себя обязательства по увеличению содержания вторичной переработки.

Рамка соответствия

Плавильные заводы работают в рамках обеспечения соответствия стандартам, которые за последние десятилетия значительно усилены, и спецификация оборудования должна предвидеть это, а не реагировать на него.

ISO 14001обеспечивает структуру системы управления окружающей средой, которую предпочитают большинство предприятий: оформленные аспекты и воздействие, измеримые цели по управлению водой, энергосбережением и отходами, процедуры оперативного контроля и внутреннего аудита. Линия мойки с непрерывной регистрацией ПЛК параметров воды, энергии и процесса обеспечивает базу для измерения, необходимую для системы ISO 14001, которая превращает иначе обременительную документообменную процедуру в побочный продукт обычного функционирования.

Директива ЕС об одноразовых пластиковых изделияхи связанные с ними правила упаковки устанавливают обязательные требования к содержанию recyclate для бутылок для напитков, а также целевые показатели по отдельному сбору. Практически это означает, что для рециклиста важна спросовая сторона: rPET пищевого сорта – это продукт, который пользуется большим спросом, и линия по мытью, оборудованная только для выпуска волокнистого сырья, подвержена меньшему спреду. Любой, кто строит сегодня, должен в любом случае оставить резерв в плане планировки и рабочей мощности для перехода к производству rPET пищевого сорта, даже если в первую очередь производится волокнистое сырье.

Оценка контакта с пищевыми продуктамидля рециркулируемых материалов существует процесс-ориентированный подход. В Европейском союзе сам процесс рециклинга оценивается с точки зрения его эффективности деконтаминирования, а использованная исходная струя должна быть в основном поступать из замкнутого и контролируемого цикла сбора; EFSA проводит научную оценку и индивидуально разрешает процедуры. В США FDA рассматривает поданные заявки и выдает согласия на использование на основе данных, полученных в ходе контрольных испытаний, и оценки уровня поглощения в рационе; в обоих этих системах линейка мойки способствует формированию документально подтвержденных повторяющихся условий, на которых зависит этап деконтаминирования: температура моющих средств, концентрация щелочи, продолжительность контакта и спецификация кусков для каждого производства.

GRS — глобальный стандарт по рециклингу.Оценка соответствия является наиболее часто запрашиваемой при поступлении переработанных гранчатых или гранул в цепь поставок текстильных и потребительских товаров. Ее требования разделены на четыре группы: подтвержденный переработанный контент при наличии всей документации по цепочке поставок от исходного сырья до готового продукта, социальные критерии, относящиеся к условиям оплаты труда, экологические критерии, касающиеся стока поливных вод и ведения химического процесса на производстве, а также ограничения, связанные с использованием химических веществ при производстве. В случае оценочного центра «избытка» для предприятия по производству моющих средств экологические и химические критерии влияют на оборудование непосредственно — документация, подтверждающая наличие замкнутой системы водоотведения с соответствующей очистной станцией и низкого уровня контролируемого наличия химических веществ упрощает процесс аудита, в то время как линия с открытой циркуляцией и дозами химикатов в барабанах делает процесс аудита болезненным.

Конфигурации и спецификации линий промывки Polyretec.

Компания Polyretec производит линии сортировки в двух основных сериях, а также соответствующую семейство линии гранулирования, все из которых построены в соответствии с описанной выше архитектурой с замкнутым циклом. Конфигурации, приведенные ниже, представляют собой реальные продуктовые линии с соответствующими полосами спецификаций, которые применяются в пределах всего диапазона мощности. Каждая линия рассчитывается с учетом фактического сырья заказчика, а не по номеру каталога, и таблицы показывают используемый диапазон параметров при этом расчете.

Линия для мытья бутылок из ПЭТ пищевого уровня – мощностью 500 – 6000 кг/ч

Это флагманская конфигурация, предназначенная для переработки полиэтиленовых бутылок после их употребления, и построена с возможностью регулировки показателя емкости от 500 кг/ч до 6000 кг/ч. Линия предлагается в различных вариантах уровней крупности обломков, что отличает ее от других. Точно такая же номинальная производительность может быть выполнена для крупности обломков, подходящей для изготовления волокон, для листов и обгонов, или для обработки по полному уровню пищевой годности с горячей промывкой каустиком, расширенной горячей промывкой, сортировкой по фазовым различаемости на первоприце и кристаллизацией сушенья. Выбор варианта уровней крупности на стадии разработки проекта определяет численность резервуаров, мощность нагрева, обьем оборудования для очистки воды и уровень автоматики. Куда дешевле заранее выбрать вариант более высокого уровня крупности, чем модернизировать линию, возведённую в соответствии с более низким уровнем.

Порядок обработки следующий: разрыв тюков, ручное и NIR-предварительное сортирование, ножная магнитная гребка, мокрое дробление, предварительное мытье на грохоте с удалением зольных частиц, первая группа трением барабана-тирки, горячая сернокислая промывка, вторая группа трением барабана-тирки, протиточное горячее ополаскивание, разделение на флотационном сепараторе, окончательное ополаскивание, центробежное отжимание, термическая сушка, кристаллизовающая сушка для пищевого сорта, сортировка по крупности на зигзагообразном воздухоотделителе, НИР- и металлоизыскивание, склад в автобагаже или упаковка в большие пакета.

Линия измельчения и мойки мягкой пластики (PP/PE) — от 500 до 1500 кг/ч

Линия по переработке мягкой пластмассы обрабатывает лицевую сторону бизнеса: сельскохозяйственную пленку LDPE, упаковочную пленку PE, тканевые мешки и рафии и общую постпотребительскую мягкую фракцию. Это совершенно другая машина по сравнению с линией для PET по всем существенным аспектам: скорость вращения плит с боковой очисткой ниже, больше этапов разделения перед группой промывки, значительно большая возможность обработки шлама и секция выжима и термосушки, рассчитанная на стойкое удержание влаги в пленке.

Стандартная настройка в этой линейке — это PTW1000, полностью автоматизированная линия моечных машин для пленки PP/PE с номинальным расходом 1000 кг/ч, которая поставляется для проектов рециклинга пленки после использования конечными потребителями и после промышленного использования в различных странах мира. Линия включает в себя тяжелый измельчитель для упакованной и объемной исходной массы, влажное измельчение, длинный валик с высокой эффективностью распыления, отделение твердых и жидких фракций, многоступенчатую фрикционную и смывную группу, горячую мойку при необходимости удаления отпечатков и остатков продукта, механическое отжимаемость и термическую сушку. Как опция, доступна однократная грануляция, при которой сушеные фрагменты пленки напрямую направляются в установку для экструзии и грануляции, при этом отсутствует необходимость в дополнительном буферизации, что позволяет экономить энергию на повторной обработке и площадь, занимаемую отдельным буферизатором фракций.

Линия гранулирования нового поколения

Третья серия представляет собой линию грануляции нового поколения, предназначенную для тонкостенных пленок LDPE и для рециклата с большим содержанием примесей из PP и PE, которая отличается надежной конструкцией, специально созданной для использованного после расфасовки отхода, а не для чистого промышленного вторсырья. Это имеет большое значение: отходы после расфасовки часто имеют переменную толщину и плотность, оставшуюся влагу и загрязнения, и линейка грануляции, предназначенная для чистого вторсырья, может спровоцировать вспышку и плохо избавляться от газов, а также заблокировать фильтр плавления в течение нескольких часов. Линия грануляции нового поколения подходит для использования в материалах с низкой средней толщиной и плотностью, обладает большим дегазационным потенциалом для влаги и летучих веществ и имеет непрерывную или обратнообратную систему фильтрации плавления, благодаря чему смены фильтров не приводят к приостановлению производства.

Сферы применения

Линии Polyretec выполняют две коммерческие функции, которые завод четко определяет. Первая из них – изготовление пластиковых изделий: переработка отходов пластика в многократное использование в виде кусков, гранул или блоков, которые используются непосредственно для производства – экструдированной пленки и листов, литых ящиков и бытовой химии, труб и профилей, скотч, волокнистых и нетканных изделий, а также в методике обертывания бутылок, когда используется продукт пищевой категории. Вторая – использование возобновляемого ресурса: снижение зависимости производителя от первичного полимерного сырья, что является экологической задачей и задачей обеспечения поставок конвертеров, которые подвержены нестабильным ценам на смолы и обязательствам по содержанию вторичного сырья.

На практике это связано с небольшим количеством повторяющихся типов таких заводов. Заводы по производству рПЕТ, предназначенные для поставок владельцев торговых марок напитков, где выпуск продуктов питания и документально подтвержденный контроль процесса являются неотъемлемыми требованиями. Заклады для производства волокна, предназначенные для текстильных и нетканых производителей из первичного гранулята PET. Очистители сельскохозяйственных пленок, обычно представляющие собой региональные предприятия с сезонными пиками наличия сырья и очень высокими нагрузками на почву. Заводы по переработке упаковочной пленки после использования потребителями, предназначенные для производства гранул для мешков для мусора, строительных пленок и промышленного упаковки. Заводы по переработке жесткой упаковки, обрабатывающие контейнеры из HDPE и PP для бытовых и промышленных товаров. И внутренние установки по переработке в крупных переработчиков, когда линия по мойке обрабатывает предварительно очищенный лом собственного производства и возвращает его в тот же процесс. Компания Polyretec выполнила более 100 проектов в этих категориях в более чем 50 странах, включая установки по гранулированию пленки LDPE для напечатанных мешков и пленки, для переработки резинок и прочных текстильных изделий из PP, а также полностью автоматизированные установки для мойки полиэтиленовых и полипропиленовых пленочных материалов.

Руководство по выбору: соответствие исходного материала конфигурации линии

Выбор линий зависит от четырех параметров: используемого сырья, степени его загрязнения, количества сырья, которое необходимо обработать в час, и качества продукта, которого требуется достичь. Если эти четыре параметра выбраны правильно, то конфигурация линий определяется почти одномерно. В таблице ниже приведены распространенные комбинации параметров с рекомендованной конфигурацией систем Polyretec.

Три вопроса, меняющие ответ

Стабилен ли поставка исходного материала по составу?Работающая на основе одного контракционного сырья предприятие может быть оптимизирована в соответствии с ним. Предприятие, покупающее сырье на открытом рынке, должно быть спроектировано с учетом худшего сценария, с регулируемыми скоростями фрикционных рубашек, регулируемыми настройками горячей мойки и вместимостью шлама для самых загрязненных тюков, которые оно когда-либо увидит. Недооценка гибкости является наиболее распространенной причиной разочарования в первый год эксплуатации.

Растет ли требование к классу готового продукта?Если существует перспектива перехода от сорта «оверлей» к продукту пищевой категории «лист» в течение нескольких лет, то схемы размещения, мощность установок по очистке воды и коммуникации необходимо рассчитать с учетом этого шага уже сейчас. Первоначальные затраты на этапе проектирования незначительны, а дополнительные расходы на переделку группы горячих крахмальных каустиков и связанных с ней установок очистки в уже готовой установке очень велики.

Откуда берется вода и куда она может попасть?На объекте с ограниченным доступом к пресной воде или строгим разрешением на сброс необходимо установка очистного сооружения повышенной мощности и более тесного замкнутого цикла. Это решение влечет за собой изменение размера резервуаров, оборудования и теплообменника. Для объекта с обильной водой и городским водопроводом обычно предпочтительна более простое циркуляционное оборудование, но все равно необходимо оценить полный замкнутый цикл, так как разница в эксплуатационных расходах, как правило, в пользу рециркуляции независимо от наличия воды после учета энергоснабжения.

Диагностирование неисправностей и профилактическое обслуживание

Линия моечного процесса постоянно работает в влажной и абразивной среде, и ее надежность во многом зависит от дисциплинированного профилактического обслуживания, а не от качества компонентов. Вышеперечисленные неисправности составляют подавляющее большинство незапланированных простоев, и практически все они обнаруживаются в процессах обработки еще до остановки линии.

Предупреждающий график, который предотвращает большинство вышеперечисленных явлений.

Ежедневно: записывать токи двигателей на дробилке, фрикционных шлифовальных дисках и центрифуге; проверять температуру и уровень в баках в сравнении с установленными значениями; проверять концентрацию щелочи; осматривать распылительные форсунки; проверять работу системы удаления мусора; опорожнять отсеки.

Еженедельно: проверять лезвия дробилки и экраны, контролировать износ тканевых нагелей; проверять осевое захватывание магнита и вихревых струй; проверять толщину очищенной воды и проводить анализ проводимости; проверять экран центрифуги; проверять насоса системы подбора и сетки сбора.

Ежемесячно: измеряйте вибрации на всех вращающихся механизмах и сравнивайте их с базовым показателем при загрузке; осмотрите поверхности теплообменника на наличие накипи; проведите проверку калибровки приборов на передающие устройства для pH, проводимости и температуры; сравните расход энергии и воды на тон продукта с целевыми значениями – отклонение от нормы в конкретном расходе является единственным лучшим обобщенным показателем общего состояния линии.

Кварталами или ежегодно: полная проверка подшипников и уплотнений на центрифугах и насосных станциях; анализ масла в редукторе и его замена; полное сливание и очистка цистерн; обеззараживание поверхностей нагревателя горячего порошкового мытья; функциональная проверка системы безопасности, включая аварийные стопы, блокировки и световые купола; также проводится документированный анализ водного баланса в соответствии с исходной конструкцией.

Потоковая интеграция: от чистых лосков до гранул.

Сушенные пластины представляют собой придатковый продукт, но большинство заводов добавляют еще больше ценности, перерабатывая его в гранулы на месте. Превращение из сушенных пластин в гранулы — это сфера переплетения двух инженерных дисциплин, и именно здесь некорректное сотрудничество между поставщиками вызывает больше всего проблем — сушильная машина, рассчитанная на влажность 1 процента, подающая материал для экструдера, который требует влажность 0,05 процента, или слабодисперсные пленочные пластины, подаваемые в гравитационную разгрузочную емкость, которая была разработана для перемешивания.

Для низлежащего гранулирования Wanplas поставляет совмещённые двухвинтовые грануляционные системы, которые непосредственно интегрируются с линиями мойки Polyretec, а также одновинтовые системы переработки полимерных отходов для переработки пленки и регранулла, когда конструкция с одним винтом более оптимальна с технической точки зрения. Поскольку на этапе проектирования линии мойки и грануляционной системы определяются вместе, параметры интерфейса согласовываются ещё до сооружения, а не только во время пуска в эксплуатацию. Самые важные из четырёх их параметров следующие.

Остатков влаги и стратегия обезвоживанияПри отрыве фольи с линии мойки при влажности 0,8 процента большое количество воды перемещается в экструдер. Либо сушильник расширяется до влажности 0,3 процента или ниже, либо экструдер должен обладать достаточной дегазационной способностью вакуума для удаления остатка из расплава. Оба метода работают; при отсутствии как одного, так и другого, получается пористый гранулят с пустотой и нестабильным течением расплава.

Массовая плотность и загрузка.Вымытый гранулированный агропленочный ЛДПЭ плотностью от 0,03 до 0,06 г/см³ не обеспечивает надежного загрузки стандартного горизонтального бункера. Необходима принудительная загрузка, компрессор или моечный затвор, а конфигурация установки должна соответствовать фактической удельной массе вымытого гранулированного материала, а не предполагаемой по каталогу.

Фильтрация расплава.Остаточная загрязненность определяет точ-ность фильтра и частоту смены. Хорошенько отмытые частицы пленки обеспечи-вают непрерывную фильтрацию с размером ячеек от 100 до 150 микрон и приемле-мым сроком службы фильтра; частицы с плохой эффективностью очистки при такой же точности приводят к зату-лке фильтра в течение часа. Поэтому спецификации фильтрации напрямую зависят от показателя очистки линии картова-ния, поэтому оба эти параметра должны определяться как единая система.

Исторические данные по температуре.Каждый проход через экструдер приводит к потере свойств полимера: полиэтилен теряет стабильность показателя текучести расплава, полипропилен — молекулярную массу в результате распада цепи, полиэтилентерефталат — внутреннюю вязкость в результате гидролиза. Перемещение холодных сухих гранул непосредственно из сушильного устройства линии промывки в экструдер позволяет исключить одну цикл охлаждения и повторного нагревания, сэкономить электроэнергию на повторной сушке и предотвратить повторное поглощение атмосферной влаги во время хранения. Там, где позволяет планировка производства, прямой путь от силоса в экструдер является наилучшим решением всех трех проблем одновременно.

Обслуживание, испытания и поддержка.

Линия для мытья является активом, срок эксплуатации которого составляет от 15 до 20 лет, и она функционирует в одном из самых сложных сред обкатки пластиков. Структура обслуживания выделяет тот факт, что восьмой год будет похож на первый. Компания Polyretec, действующая под брендом Wanplas, обеспечивает следующие гарантии обслуживания:

Примерные пробные пуско-запуски.Это самая ценная услуга, которую может использовать покупатель оборудования для переработки, но обычно она игнорируется. Заказчик отправляет представительный образец реального сырья – не чистый образец, реальный материал с реальным содержанием примесей, и завод запускает его через тестовое оборудование, чтобы измерить достижимую степень чистоты, реалистичный выход, расход воды и энергии, а также параметр, соответствовавший бы методу трения и горячей обработки. Результаты определяют спецификацию линии с использованием доказательств вместо предположений, и они часто изменяют конфигурацию: если оказывается, что сырьем содержится 40% минеральной составляющей вместо предполагаемых 20%, необходима другая емкость для обработки шлама, и произвести это заключение во время испытаний куда лучше, чем во время пуско-наладки.

Заводской тест перед отправкой.Машины собираются и эксплуатируются на заводе до отправки. Роторное оборудование проверяется на наличие вибрации и температуру подшипников, функционирование системы управления проверяется, в том числе блокировки и аварийные зупинки, а также проверяются групповые интерфейсы, чтобы в полевом монтаже были делались только болтования и соединения, а не решались технические проблемы.

Монтаж и пуско-наладка.Группа из 24 и более инженеров компании Polyretec оказывает помощь на месте при монтаже и пуске установки, включая механическое выравнивание, наполнение и балансировку водяного цикла, настройку системы управления, установку параметров процесса независимо от фактического сырья заказчика и проверку производительности в соответствии с согласованной мощностью и показателями потребления.

Политика запасных частей.Группа Wanplas предоставляет 500 долларов США бесплатных запчастей ежегодно, а также бесплатную замену поврежденных деталей в течение гарантийного срока. На линии по мыслу основное внимание уделяется запасу износоустойчивых компонентов, находящихся на месте эксплуатации: ножовкам для дробилки и скруберам; палкам и скруберам терковотирающих моек; уплотнениям и лопастям насосов; клинкам центрифуги; распылителям и секциям ремней. Именно эти детали являются предметом особой неотложности, а в случае их несоответствия работе линии и отсутствием запасных частей нет возможности ожидать их поступление – необходимо их срочное изготовление.

ОбучениеОбучение операторов включает в себя следующие моменты: последовательность запуска и остановки, настройку параметров при изменении исходного сырья, ежедневную и еженедельную рутину проверок и интерпретацию данных о процессе — особенно что значит повышающийся ток двигателя или рост показаний затуманенности и что нужно делать по этому поводу. Обучение по техническому обслуживанию охватывает замену изнашиваемых деталей, процедуры регулировки и превентивный график.

Отдаленная техническая помощь.Контрольная система на основе ПЛК поддерживает дистанционную диагностику, поэтому инженеры завода могут просматривать тенденции, настройки параметров и историю алармов без визита на место. Большинство процессных неисправностей — снижение чистоты, рост энергопотребления, периодические аварии — можно устранить с помощью удаленного обзора, а также он значительно повышает продуктивность визитов на место, когда это необходимо.

Открытие политики завода.Wanplas проводит открытую заводскую политику во всех своих заводах. Потенциальные клиенты могут посетить завод, осмотреть строящиеся машины, наблюдать за пробным запуском сырья и поговорить напрямую с инженерами, которые возьмут на себя проект монтажа линии. При инвестициях такого масштаба посещение завода стоит больше, чем любой технический документ.

Частые вопросы

Что означает «австрийская технология» в спецификации линии по мойке ПЭТ?

Он описывает технический маршрут, а не метку источника, и определяется следующими шестью измеримыми характеристиками: циркуляция воды в замкнутом цикле в диапазоне от 85 до 95 процентов, энергопотребление в пределах от 0,12 до 0,25 кВтч на килограм, потребность в пресной воде от 0,8 до 3,0 кубометров на тон, модульные группы процессов, которые позволяют поэтапную расширение, интенсивность механической чистки вместо тяжелой химической обработки и полная система контроля с возможностью отслеживания данных в соответствии с директивой ЕС по оборудованию и стандартами EN ISO 12100 по проектированию безопасности. Линия либо соответствует этим показателям, либо нет, и эти показатели могут быть проверены в процессе ввода в эксплуатацию. Компания Polyretec строит свои линии на основе этого маршрута и сочетает его с возможностями китайского производства, чтобы сделать конструкцию доступной по цене.

Сколько пресной воды потребляет циклованная линия по мойке на тон продукта?

От 0,8 до 3,0 кубометров на тон входящего сырья в зависимости от материала. Чистые собранные бутылки из ПЭТ занимают от 0,8 до 1,5 кубометров, жесткая упаковка из полиолефина – от 1,2 до 2,0 кубометров, упаковочная пленка после потребителей – от 1,8 до 2,5 кубометров, а сильно загрязненная сельскохозяйственная пленка – от 2,5 до 3,0 кубометров. Разница обусловлена, в основном, наличием шлама: каждая тонна отделенного песка и земли выносит влагу из циркуляционного обхвата, поэтому при высокой концентрации примесей увеличивается спрос на добавление воды независимо от того, насколько хорошо спроектирован циркуляционный канал. Линия с открытым циклом, обработка которой аналогична, потребляет в три-пять раз больше.

Необходимо ли всегда использовать горячее вымывание каустиком?

Нет. Это относится к ПЭТ пищевого сорта, где необходимо удалить термоплавкое клей, остатки этикеток и поверхностные олигомеры, и где требования к дезактивации особенно строги: от 0,5 до 2,0% натрия гидроксида при температуре от 75 до 90 градусов Цельсия в течение 8-15 минут. Жёсткой ПП и HDPE-оберткам обычно достаточно только теплой мойки с использованием моющих средств при температуре от 60 до 80 градусов Цельсия, поскольку цель заключается в удалении жиров и остатков продукта. Высвободить чистую послефлекционную пленку можно путем механической засмолаживания и обратной промывки, что является самой экономной схемой с точки зрения затрат воды и электроэнергии. При использовании щавелевой кислоты там, где это не требуется, расходы на эксплуатацию увеличиваются, процедура подготовки сточных вод усложняется, а само качество фольги таким образом не улучшается.

Какого результата можно ожидать в реальности, и почему заявленные показатели так сильно различаются друг от друга?

Уровень выхода определяется загрязнением на входе, а не качеством машины. Реалистичные показатели составляют от 85 до 93% для сшитых PET-бутылок, от 82 до 90% для HDPE-бутылок, от 80 до 90% для жесткого ПП, от 65 до 80% для упаковочной пленки после использования потребителем и от 60 до 75% для аграрной пленки с 30–50% содержанием почвы. Указанные показатели отличаются главным образом из-за того, на какой базе они рассчитываются: показатель, вычисленный в соответствии с содержанием сухого пластика, всегда будет выглядеть лучше, чем та же линия, рассчитанная по весу сшитых пучков. Устанавливайте, на каком именно базовом значении даны показатели в предложении, и по возможности проверяйте их на пробной реверсии с вашим собственным материалом.

Как обрабатывается сточная вода, и можно ли её действительно использовать повторно?

В процессе очистки используется цепочка обработки: отбор, эжектирование, диссольвированная аэрофлотация, коагуляция и осаждение, биологическая обработка с использованием реакторов A/O или мембранных биoreactor, полирование песком и активным углем, после чего вода возвращается в буфер. Тягущий осадок и обезвоживание производятся до 25−40 процентов сухого твердого вещества. Да, вода действительно перерабатывается — 85−95 процентов циркулирующего потока постоянно рециркулируется. Предел повторного использования определяется накоплением растворенной соли, а не органических веществ или твердого вещества, поэтому контроль скорости выброса осуществляется посредством прибора для измерения сопротивления; кроме того, 100-процентная рециркуляция ни достижима, ни желательна.

Можно ли отделить ПВХ от ПЭТ на линии промывки?

Не методом разделения по плотности, поскольку ПВХ с плотностью от 1,35 до 1,45 г/см3 перекрывает ПЭТ с плотностью от 1,33 до 1,40 г/см3 и оба они тонут в воде. Управление ПВХ представляет собой проблему сортировки: схемы ближнего инфракрасного инфракрасного оптического разделения на стадии бутылок удаляют все контейнера из ПВХ, а вторичный блок NIR на сухом потоке остатков улавливает фрагменты, которые выжили. Электростатическое разделение является альтернативным вариантом на потоке остатков. Это более важно, чем любые другие вопросы загрязнения на линии ПЭТ, поскольку ПВХ деградирует при температурах обработки ПЭТ и выделяет хлорный водород, который тушит расплав, ускоряет потерю внутренней вязкости и повреждает оборудование. Технические требования к продукции для пищевых целей обычно предусматривают содержание ПВХ менее 5 мг/кг.

Можно ли расширить линию для мойки после построения?

Да, если ее разработали как модульные группы процессов, и если изначально было предусмотрено необходимое количество мощности. Добавление группы горячей мойки, второй группы трения и опрыскивания или модернизация сушки происходит легко, если в системе водопотребления остается свободная гидравлическая мощность, в установке очистки воды имеется свободная мощность нагрузки, архитектура управления имеет свободные узлы фреймворка и помещение имеет свободное пространство между существующими группами. Заранее резервируя этот объем мощности на стадии проектирования, можно значительно сократить поначалу вносимые затраты. А реконструкция установки, в которой такой резерв не был предусмотрен, обходится дорого и, как правило, требует длительного простоя. Вопрос о пути расширения необходимо решить до первого заказа, а не после первого успешного сезона.

В чем разница между гранулами ПЭТ для волокон и гранулами ПЭТ для пищевой промышленности, и изменяет ли это линию?

Оно существенно меняет параметры заготовки. Текстиль, класс которых допускает содержание ПВХ до 50 мг/кг, позволяет использовать более высокое остаточное содержание полихлоров и влаги и может изготавливаться с сокращением процесса гарячей очистки и стандартной термической сушки. Хозяйственный класс требует содержания ПВХ ниже 5 мг/кг, полихлоров — ниже 10 мг/кг, металлов — ниже 5 мг/кг, влаги — ниже 0,5 процента, применение обширной обработки в горячем щелочном растворе с жесткой регулировкой температуры и концентрации, сортировку на фракциях по NIR, классификацию потоков с использованием конвейеров, кристаллизацию при температуре от 160 до 175 °С и хранение документации по каждому партию производства для оценки соответствия продукции стандартам, касающимся контакта с пищевой продукцией. В целом это означает от четырех до шести дополнительных стадий обработки плюс более высокую степень автоматизации, поэтому целевую классификацию необходимо установить, прежде чем начать проект по созданию линии.

Заключение

Экологически безопасная пластиковая мойка — это не линия с зелёной схемой окраски и страницами по устойчивости окружающей среде. Это линия, в которой циркуляция воды повторно использует от 85 до 95 % её потока, в которой собственнорочная энергия колеблется в пределах от 0,12 до 0,25 кВт·ч на килограмм, в которой потребление пресной воды находится в пределах от 0,8 до 3,0 кубических метров на тон, где чистота обеспечивается механической работой, а не химическим объемом, в которой очистное сооружение сбережении холодной воды и конденсата рассчитано как технологический узел, а не как обязанность по получению разрешения, и в которой состояние каждого накопительного бака отображается в системе управления, которая ведёт соответствующие записи. Именно такое значение имеет австрийский инженерный подход в практическом плане, и каждый из перечисленных параметров может быть проверен с помощью измерителя потока, энергомера и лабораторного образца во время запуска линии.

Именно эти характеристики определяют, имеет ли предприятие экономический смысл. Вода и энергия являются двумя крупнейшими постоянными расходами после сырья; урожайность определяет, сколько продаваемого продукта получается из каждой тонны закупленного тюка; а класс продукта — к какому рынку можно доставить полученный продукт. Линия, спроектированная в соответствии с целями, изложенными в этом руководстве, выполняет лучше по всем четырем показателям одновременно, поэтому экологический и коммерческий сценарии указывают в одной и той же области, а не в диаметрально противоположных направлениях.

Polyretec, завод Wanplas с корнями производства, уходящими еще в 2010 год, более 100 выполненных проектов по переработке, охват сервисного обеспечения по 50 странам и команда из более 24 инженеров, разрабатывает линии с обезжелезиванием и грануляцией по спецификации: линии с пищевым качеством для мытья ПЭТ-бутылок с производительностью от 500 до 6 000 кг/ч в качестве волокна и пищевого (хозяйственного) качества, линии для дробления и мытья мягких пластмасс из ПП и ПЕ с производительностью от 500 до 1500 кг/ч, в том числе полностью автоматизированная «PTW1000», и линия грануляции нового поколения для тонкостенных пленок из LDPE и перерабатываемой переработки ПП и ПЕ. В «постпроцессе» Wanplas поставляет совмещённые двойные грануляционные системы, интегрированные напрямую с линиями обезжелезиванию фирмы Polyretec, чтобы интерфейс между фракциями и гранулами разрабатывался только одним производителем, а не переговорным между двумя несвязанными поставщиками.

Если вы планируете построить новую помойную установку, модернизировать линию открытого цикла в систему замкнутого цикла или переходить с сырья фибрового класса на сырье пищевого класса, наиболее продуктивным последующим шагом является пробная проверка. Отправьте представительный образец исходного сырья – натуральный материал с натуральным загрузочным содержанием из источников, от которых вы планируете его приобретать – вместе с показателями производительности, целевого класса готового продукта и любыми местными нормами по сбросу. Инженеры компании Polyretec проведут проверку, расскажут о достижимой степени очистки, выходе, расходах воды и энергии и составят конструкцию установки на основании измеренных данных, а не предположений по каталогам. Клиенты также могут посетить завод Wanplas в рамках открытой производственной политики, осмотреть оборудование, и увидеть, как молотить их собственный материал, прежде чем принять окончательное решение.