Поставщик оборудования для переработки пластмасс: ноу-хау, предоставление ключей, создание ценности.
Да, тканые мешки подлежат переработке. Даже грязный тюк полипропиленовых тканых мешков можно открыть, вымыть, отжать и гранулировать обратно в компаунд для литья под давлением, выдувания пленки или экструзии новой ленты. Большинство переработчиков сталкиваются с проблемой не самого полимера, а оборудования: стандартная линия по производству пленки забивается, наматывается и промывается в течение первого часа. В этом руководстве описан материал, процесс и требования, которые должны предъявлять покупатели в Европе и Северной Америке. Руководство поддерживается компанией KiTech, которая производит эти линии.
Тканые мешки представляют собой практически монополимерный продукт: полипропиленовая лента, вплетенная в ткань, иногда с покрытием и печатью. Переработка такой структуры доказана, и спрос на продукцию — переработанный полипропилен для ящиков, поддонов, пленки и реэкструдированной ленты — существует по всей территории ЕС и Северной Америки. Препятствие заключается в подготовке, а не в химии. Программы сбора отходов у домов не принимают эти мешки, поскольку рыхлая ткань наматывается на сортировочные диски, поэтому исходное сырье — это промышленные отходы: обрезки переработчиков, некачественные мягкие контейнеры, мешки для удобрений и семян, строительные тюки.
Необходимо соблюдение трех условий: материал разделяется на один доминирующий полимер, существующее оборудование обрабатывает его, не разрушая его свойства, и кто-то заинтересован в получении готовой продукции. Здесь выполняются все три условия. Это отличает тканые мешки от многокомпонентных ламинатов, таких как пакеты из ПЭТ/алюминия/ПЭ, где слои невозможно механически разделить, а тюк подвергается вторичной переработке или сжиганию.
Свободно свисающие мешки образуют засоры в бункере, вместо того чтобы попадать в ротор. Целые мешки наматываются на вал измельчителя и останавливают привод. Минеральный наполнитель и песок затупляют лезвия гораздо быстрее, чем пленка. В промывочном баке ткань скатывается в комки и плавает, вместо того чтобы раскрываться в отдельные ленты, задерживая загрязнения в плетении. Нить для сшивания из ПЭТ наматывается на валы и рабочие колеса. Каждая поломка — это конструктивная проблема, для которой существует конструктивное решение.
В основе лежит полипропиленовый компаунд, обычно смешанный с наполнителем из карбоната кальция для снижения стоимости и повышения жесткости. Полимер экструдируется в пленку, разрезается на узкие ленты, растягивается под воздействием тепла и ткется на круговых ткацких станках, затем покрывается покрытием или ламинируется, печатается, нарезается и сшивается. Все последующие этапы производства вытекают из этого: наполнитель превращается в золу в гранулах, растяжение делает материал чувствительным к сдвигу, а в процессе переработки добавляются покрытия, чернила и нити, которые необходимо удалить промывкой.
Растяжение выравнивает полимерные цепи вдоль оси ленты, поэтому мешок весом 70–100 г вмещает 25–50 кг. Такая же ориентация является недостатком при переработке: каждый дополнительный проход ножниц укорачивает эффективную длину волокна, а избыточное тепло повышает индекс текучести расплава и образует гели. Поэтому машина для переработки тканых мешков разрезает, а не разрывает, стирает при контролируемой температуре и пластифицирует с высоким крутящим моментом на низкой скорости.
В большинстве промышленных мешков содержится не только полипропилен: полиэтиленовое или БОПП-покрытие, пленка с обратной печатью, чернила на основе растворителей или воды, иногда полиэтиленовая подкладка, ПЭТ-нить для шитья и термоплавкий клей. Покрытия и чернила необходимо размягчить и смыть или отфильтровать; ПЭТ-нить выдерживает стирку и проявляется в виде твердых частиц в гранулах; остатки клея вызывают подтекание из матрицы. Качество тюка и химический состав воды для стирки определяют, сколько клея необходимо удалить.
Специализированная линия отличается по трем параметрам: способу подачи материала, способу промывки и степени бережного плавления. Эти параметры соответствуют трем физическим проблемам материала: низкой, неравномерной объемной плотности, загрязнениям, застрявшим внутри плетения, и полимеру, уже однажды ориентированному и подвергнутому термообработке.
Свободно сложенные мешки имеют гораздо меньшую плотность, чем тюки прессованной пленки, а их плоская, переплетающаяся форма заставляет их перегибаться через отверстия, а не свободно перемещаться. Специализированная машина для переработки тканых мешков использует бункер большого размера с мешалкой или компактором с принудительной подачей, который с постоянной скоростью подает материал в камеру резки. Без него производительность колеблется: ротор пустеет, затем происходит засорение, потребление тока резко возрастает, привод отключается. Запрашивайте заявленную производительность для тюков тканых мешков — цифра, указанная для полиэтиленовой пленки низкой плотности (LDPE), не будет соответствовать действительности.
В основном, преобладают четыре вида загрязнений. Песок и минеральная пыль оседают в резервуаре предварительной промывки и должны удаляться, иначе они циркулируют и изнашивают насос. Чернила и покрытия требуют горячей промывки — обычно щелочной или моющей при температуре 80–90 °C — а затем фрикционной промывки для удаления размягченного слоя. Четвертым фактором является остаточная влага: несколько процентов поверхностной воды мгновенно превращается в пар в экструдере, вызывая образование пустот, скачки производительности и разрыв цепей.
Поскольку лента уже была натянута один раз, второй термический цикл сужает технологический диапазон. Слишком высокая температура или время выдержки приводят к повышению индекса текучести расплава, образованию гелей, и гранулы теряют жесткость, за которую платят покупатели переработанного полипропилена. Хорошие машины обеспечивают стабильные результаты: высокомоментная низкоскоростная геометрия шнека, вакуумная дегазация, фильтр расплава для нерасплавленных частиц и фрагментов ПЭТ, контролируемая температура фильеры.
Полный цикл производства гранул от тюка до готового гранулированного продукта состоит из шести этапов: удаление тюков, измельчение, мойка, отжим, гранулирование и получение готовых гранул. Производительность и уровень автоматизации могут различаться, но последовательность этапов остается неизменной — нельзя мыть то, что не было вскрыто, и нельзя гранулировать то, что не было отжато.
Мешки поступают обвязанными и спрессованными, часто с остатками продукта. Вскрыватель тюков разрывает обвязку и разрыхляет блок, разделяя его на отдельные мешки с контролируемой скоростью. Здесь, до того, как что-либо плотное попадет в ротор измельчителя, необходимо установить металлодетектор: случайная пряжка, проволока или инструмент являются наиболее распространенной причиной катастрофического повреждения лезвий. Равномерная выгрузка обеспечивает стабильную работу на каждом последующем этапе, предотвращая скачки.
Измельчение — это основной этап измельчения, который часто путают с гранулированием. Измельчитель разрывает целые мешки на полосы на низкоскоростных валах с высоким крутящим моментом; затем гранулятор разрезает этот материал на однородные хлопья, тогда как для промывки требуется более мелкая, рыхлая подача. Эти два процесса указываются и оцениваются отдельно, поэтому учитывайте их при составлении коммерческого предложения. Измельчение обычно проводится во влажном режиме для подавления пыли и охлаждения лезвий, а тканый материал быстрее затупляет лезвия, чем пленочный, из-за наполнителя и песка в плетении.
Процесс мойки включает предварительную стирку, горячую стирку, фрикционную стирку, а затем полоскание. В резервуаре для предварительной стирки удаляются тяжелые фракции — песок, грязь, стекло, металл — через зону осаждения, которая очищается по расписанию. Горячая стирка, обычно щелочная или с моющим средством при температуре 80–90 °C, размягчает чернила и покрытие; затем фрикционная мойка удаляет этот слой, прижимая материал друг к другу под струей воды. Химический состав, температура и время выдержки должны соответствовать вашим тюкам: для БОПП с обратной печатью требуется больше времени выдержки, чем для ткани с поверхностной печатью, а для ламинированного мешка — больше, чем для любого из этих материалов.
Влажная ткань после промывки содержит гораздо больше воды, чем может выдержать экструдер, поэтому отжимное устройство удаляет её механически. Шнековый пресс прижимает хлопья к перфорированному ситу: основная часть воды проходит через сито, и машина выгружает уплотнённую, частично высушенную пробку. В этой конфигурации отжимное устройство является единственным этапом обезвоживания — нет необходимости в термосушилке, её приобретении или питании — а вакуумная дегазация экструдера удаляет всё, что остаётся на поверхности. Проверяйте влажность собственным измерителем на выходе из отжимного устройства, а не полагайтесь на интерфейс оператора, и укажите полученное значение в договоре.
Сжатые хлопья поступают в одно- или двухступенчатый экструдер с вакуумной дегазацией и устройством смены сит, обычно фильтрующим через ячейки размером 80–120 микрон при наличии остаточной печати. В секции расплава необходимо работать с высоким крутящим моментом на низкой скорости и коротким временем пребывания, поскольку избыточное сдвиговое усилие или повышение температуры увеличивают индекс текучести расплава. Резка осуществляется с помощью гранулятора с водяной ванной или с помощью водокольцевого/горячефильерного оборудования при более высокой производительности.
Гранулы охлаждают, просеивают для удаления мелких и крупных частиц, затем отбирают пробы для определения индекса текучести расплава, зольности, влажности и цвета перед упаковкой в 25-килограммовые мешки или биг-бэги. Ведение учета по партиям позволяет продавать продукцию в соответствии со спецификацией, а не по спотовой цене, и именно такие пробы запрашивает покупатель при проведении аудита. Сохраняйте одну пробу из каждой партии: через три месяца это позволяет урегулировать споры о качестве.
Цены редко бывают сопоставимы построчно: в одних ценах указаны пресс для прессования и охладитель, в других — только матрица для гранулирования. В таблице указано, что определяет, подойдет ли указанная цена для вашего материала. Настаивайте на одном документе, в котором все параметры указаны для одного и того же вида сырья, и рассматривайте пустую ячейку как коммерческий риск.
Параметр | Что нужно указать | Вопрос, который следует задать |
Пропускная способность | кг/ч, рассчитано на тюки из полипропиленовых тканых мешков. | Это изображение на плетеных мешках или на пленке? |
Плотность подачи | Минимальная допустимая насыпная плотность | Что произойдет при плотности сыпучего корма 60 кг/м³? |
Установленная мощность | Суммарная мощность в кВт, плюс пиковая нагрузка. | Сколько кВт·ч измеряется на тонну гранул? |
Вода | Объем подпитки м³/ч, коэффициент рециркуляции | Замкнут ли контур промывки с помощью отстойного резервуара? |
Соковыжималка | Диаметр шнека, передаточное отношение, мощность привода в кВт | Винт имеет твердое покрытие, и каков срок его службы? |
Сетка для выжимания | Диаметр отверстия (мм) и материал | Какой марки нержавеющая сталь и каков интервал замены тканых мешков? |
Влага после отжима | % на выходе из пресса | Какой показатель, измеренный на тканых мешках, а не на пленке? |
Фильтрация | Микронный рейтинг, тип смены экрана | Ручной, гидравлический или непрерывный режим? |
Размер гранул | мм, тип резака | Обрыв пряди или водяное кольцо? |
Труд | Количество операторов за смену | Какие этапы автоматизированы? |
В коммерческих предложениях обычно отсутствуют данные по всем трем параметрам пресса: самому прессу, его ситу и влажности на выходе. Без третьего показателя невозможно отличить пресс недостаточного размера от пресса подходящего, а поскольку отжим — это единственный этап обезвоживания на этой линии, этот недостаток отражается на экструдере, где дегазация требует затрат энергии на каждую тонну продукции на протяжении всего срока службы линии.
Гранулы оцениваются по однородности цвета, содержанию золы, стабильности текучести расплава и наличию загрязнений. Из тканого мешочного сырья обычно получаются серые, зеленые или черные гранулы в зависимости от объема печати, что ограничивает их использование для темных применений, если не проводить сортировку. Зола образуется из наполнителя из карбоната кальция и остаточного песка и ограничивает количество переработанного сырья, которое может добавить покупатель.
Реалистичные способы реализации включают литье под давлением ящиков, поддонов, контейнеров и кабельных барабанов; выдувание пленки для строительной пленки и мешков для мусора; повторную экструзию тканой ленты для мешков низкого качества; и компаундирование в качестве основы для пленки. Первым фактором, влияющим на цену, является однородность цвета — тюки, разделенные по объему печати, продаются по более высокой цене, — затем следует зола и загрязнения, такие как ПЭТ-нити.
Электроэнергия составляет основную часть эксплуатационных расходов: измельчение, промывка, отжим и экструзия — все эти процессы происходят с материалом, поступающим влажным. Не принимайте на веру единый показатель кВтч/тонна — запросите измерение с разбивкой по этапам, поскольку именно на перемещение влажной ткани по линии расходуется большая часть энергии. В ЕС промывочная вода — это промышленные сточные воды, требующие коррекции pH, удаления твердых частиц и разрешения на сброс, или замкнутый цикл, в котором осадок обрабатывается отдельно. Целевые показатели содержания переработанного сырья в соответствии с Регламентом ЕС об упаковке и упаковочных отходах, а также государственные программы расширенной ответственности производителя в Калифорнии, Орегоне, Колорадо и Мэне создают спрос на ваши гранулы — проверьте требования вашего региона, прежде чем рассчитывать мощность установки.
На рынке представлено множество квалифицированных производителей и поставщиков, которые переименовывают линии по производству пленочных материалов в линии по производству тканых мешков. Разница видна в секции подачи, химическом составе промывки и фильтрации расплава, а не в брошюре. Три проверки позволяют снизить большую часть риска: пробное использование ваших тюков, использование эталонного предприятия, работающего с тем же сырьем, и прайс-лист на запасные части с указанием сроков поставки.
Отправьте 300–500 кг готовых тюков — с той же нагрузкой печати, уровнем загрязнения и влажности, что и при производстве — и запросите обратно гранулы с измеренной производительностью, влажностью до экструзии, содержанием золы и отчетом о фильтрации. Проверьте эти гранулы на своем оборудовании или отправьте их клиенту. Это выявит заниженные показатели промывки и завышенные заявления о производительности, которые никогда не отображаются на видео. Примените те же проверки к KiTech: разместите наш отчет о тестировании рядом с каждым конкурирующим предложением, полученным на идентичном сырье.
Получите прайс-лист на изнашиваемые детали — режущие лезвия, ситовые блоки, лопасти фрикционных шайб, винтовые элементы, сита и винтовые лопасти, уплотнения насоса — с указанием сроков поставки в вашу страну, а также электрического стандарта, которому соответствует панель (CE или UL, с указанием напряжения и частоты). Подтвердите в письменном виде контроль за установкой, обучение персонала и удаленную поддержку. При работе в две смены потребление лезвий и сит должно быть учтено в вашей модели окупаемости с первого дня.
Да. Это практически монополимерный поток, который можно промыть и гранулировать в переработанный полипропилен для ящиков, пленки и реэкструдированной ленты. Ограничение заключается в сборе и подготовке, а не в самом полимере: для ламинированных, напечатанных и загрязненных тюков необходима линия, предназначенная для переработки текстильного сырья.
В целом, нет. Свободно натянутая ткань обматывается вокруг сортировочных дисков и сит, поэтому большинство муниципальных программ исключают использование мешков. В качестве сырья используются тюки отходов промышленного и сельскохозяйственного назначения — обрезки отходов переработки, не соответствующие стандартам мягкие контейнеры, мешки для удобрений и семян — закупаемые у производителей или агрегаторов.
Линия для производства пленок предполагает плотную, однородную, слегка отпечатанную подачу. Линия для производства тканых мешков добавляет принудительную подачу для получения низкой насыпной плотности, влажное измельчение, горячую и фрикционную промывку для удаления краски и ламината, а также более щадящее плавление с высоким крутящим моментом и фильтрацией расплава.
Размер определяется контрактной поставкой тюков, а не оборудованием. Линия, производительность которой превышает ваш надежный ежемесячный объем сырья, работает с перебоями, что повышает себестоимость тонны и дестабилизирует качество. Многие предприятия начинают с производительности в несколько сотен кг/ч и добавляют вторую линию после того, как обеспечены поставки и спрос.
Цена зависит от производительности, объема автоматизированной мойки и отжима, типа фильтрации и конфигурации гранулятора. Поскольку предложения охватывают разные диапазоны, сравнивайте полные линейки по стоимости за тонну установленной мощности и измеренной кВтч/тонну — и запросите подробную разбивку по каждой линейке.
Компания KiTech проектирует и строит линии по переработке полипропиленовых тканых мешков, охватывающие весь шестиэтапный цикл — вскрытие тюков, измельчение, мойку, отжим, гранулирование и обработку готовых гранул — производительностью от нескольких сотен кг/ч и выше. Наиболее полезным первым шагом является не запрос коммерческого предложения, а тестирование: отправьте 300–500 кг собственных тюков, и KiTech вернет гранулы с измеренной производительностью, влажностью до экструзии, содержанием золы и отчетом о фильтрации — теми же показателями, которые вы бы использовали для сравнения с любым конкурирующим предложением.
Чтобы увидеть оборудование в действии, прежде чем выбирать поставщика, посмотрите видеозаписи процесса на каналах KiTech — показаны подача тюков, выгрузка гранул, промывка и отжим, а не просто вращающийся ротор:
Отправьте сообщение по любому из каналов, указав тип тюков, ежемесячный объем производства и целевые характеристики гранул, и вы получите конфигурацию линии и время для тестового запуска, а не стандартную брошюру.