В мире, где экономика замкнутого цикла и устойчивое развитие приобретают все большее значение, важность повторного использования полиэтилентерефталата (ПЭТ) сложно переоценить. Переработанный ПЭТ, в частности, приобретает все большее значение в сфере производства упаковки. На сегодняшний день большинство выпускаемых в обращение ПЭТ-бутылок содержит высокий процент переработанных материалов, и он постоянно растет. В процессе рециклинга по принципу «из бутылки в бутылку» важный этап — это очищение расплава вторичного материала, а затем его качественная грануляция.
 |
Цикл переработки начинается с сортировки и очистки ПЭТ-бутылок, которые затем измельчаются на хлопья, служащие основным материалом для вторичной переработки. На следующем этапе предварительно отсортированный материал проходит многоступенчатую фильтрацию, чтобы удалить загрязнения, такие как металлы, посторонние красители и прочее. Затем хлопья плавятся в экструдере, при необходимости очищаются, после чего режутся на гранулы в системе подводного гранулирования.
Очищение расплава
Перерабатываемый расплав полимера, как правило, сильно загрязнен, что делает невозможным его повторное использование в пищевой промышленности. Компания ECON предлагает решение этой проблемы с помощью модуля ESD (устройство замены сита прерывного действия), представляющего собой однопоршневой узел замены сита, обеспечивающий высококачественную фильтрацию расплава сырья с небольшим загрязнением (например, полиолефинов, обычных, конструкционных и высокотемпературных пластмасс). В случае переработки сильно загрязненных полимеров компания ECON рекомендует использовать модуль ESK (устройство замены сита непрерывного действия), оснащенный двумя поршнями и позволяющий заменять сито без остановки производства. Кроме того, компания ECON может дополнительно оснастить этот узел оборудованием для обратной промывки (ESK- B), которое очищает сита в процессе гранулирования, значительно продлевая срок их службы. Еще одной проблемой является давление расплава и его колебания в процессе фильтрации, способные повлиять на качество гранулирования. Для обеспечения постоянного давления при фильтрации и гранулировании компания ECON предлагает насосы для расплава с производительностью до 12 000 кг/ч. Кроме того, в комплекте с насосом для расплава и устройством замены сита будет поставляться гранулятор ECON PET-Edition, формирующий высококачественные гранулы из переработанного ПЭТ.
Гранулятор ECON PET-Edition
В системах гранулирования ECON применяется собственная запатентованная технология теплоизоляции, предотвращающая замерзание отверстий матрицы и снижающая количество некондиционного материала. «Помимо прочего, теплоизоляция предотвращает доступ тепла к технологической воде, что позволяет экономить электроэнергию. В сфере переработки ПЭТ соотношение мощности (кВт) на тонну переработанного материала существенно влияет на прибыльность производственной линии, поэтому применение технологии ECON дает значительное конкурентное преимущество», — заявляет глава отдела продаж Герхард Хеметсбергер. Кроме того, конструкцией гранулятора ECON PET-Edition предусмотрено поддержание высокой конечной температуры гранул (не менее 140°C), а на этапе его разработки особое внимание уделяется изоляции трубной обвязки и резервуара для воды. При проектировании конструкции трубной обвязки гранулятора компания ECON учитывает требования заказчика к конечной температуре гранул после сушки.
Этап кристаллизации
После сушки еще нагретые гранулы перемещаются в узел ECS (система кристаллизации ECON), поддерживающий постоянную температуру ПЭТ для начала кристаллизации (благодаря этому последняя поддерживается на уровне 30-40%). В канале кристаллизации гранулы перемещаются с помощью легкой вибрации и перемешиваются во избежание слипания. «Высокий уровень кристаллизации необходим для предотвращения слипания, происходящего с аморфным ПЭТ в процессе конечного использования гранул (литья под давлением). Благодаря применению системы кристаллизации ECON отпадает необходимость в предварительной сушке гранул. Такая система использует для кристаллизации внутреннее тепло гранул, что является одним из наиболее эффективных методов кристаллизации ПЭТ», — отмечает руководитель команды НИОКР Доминик Нойманн. Таким образом, гранулятор ECON PET-Edition позволяет фильтровать, гранулировать и кристаллизовать ПЭТ всего за один этап, а использование системы подводной рубки гранул вместо обычного стренгового гранулятора предоставляет следующие преимущества:
— гранулирование, сушка и кристаллизация выполняются всего за один производственный этап;
— гранулы получаются качественными, без каверн;
— высокая производительность при небольшой занимаемой площади;
— постоянное качество гранул обеспечивается высокой стабильностью технологического процесса;
— простая и безопасная процедура запуска оборудования.
После гранулирования рециклят ПЭТ перемещается в реактор глубокой очистки, где очищается для возможности повторного применения в упаковке для пищевых продуктов. На этом цикл «от бутылки к бутылке» заканчивается. Еще одним важным направлением вторичной переработки ПЭТ является повышение его характеристической вязкости (IV). Для этой цели служат разные технологические процессы.
Процессы SSP и LSP
При поликонденсации в твердом состоянии (SSP) гранулы или хлопья ПЭТ в течение нескольких часов выдерживаются в вакууме или инертном газе при температуре 200-240°C. Благодаря этому молекулярные цепи удлиняются, а вредные компоненты удаляются. Как следует из названия технологии, ПЭТ остается в твердом состоянии. При поликонденсации в жидком состоянии (LSP) удлинение молекулярных цепей происходит при конденсации жидкой фазы ПЭТ в вакууме. Это позволяет увеличить степень IV и удалить из рециклята опасные химические вещества, благодаря чему его можно снова использовать в пищевой промышленности. В отличие от SSP этот процесс непрерывен, то есть нужная степень IV может поддерживаться постоянно, что экономит время и энергию. Помимо оборудования, упомянутого выше, компания ECON предлагает системы воздушного гранулирования, гибридные системы гранулирования и пиролизные печи.
