Библиографическое описание:

Чупрова Л. В., Муллина Э. Р. Технологические особенности производства упаковки из вторичного полиэтилентерефталата (ПЭТ) // Молодой ученый. — 2013. — №5. — С. 123-125.

Современное производство упаковочных материалов и изделий состоит из четырех основных сегментов: упаковка из металла, стекла, полимеров, бумаги и картона.

В последнее время наблюдается тенденция увеличения доли пищевой полимерной упаковки. Эта тенденция на отечественном рынке, полностью соответствует общемировым тенденциям развития рынка тары и упаковки. Практически во всех развитых странах, производство и спрос на пластиковую тару значительно увеличивается. Это связано с тем, что полимеры обладают широкой гаммой свойств и низкой себестоимостью конечной продукции.

Наиболее стремительно растущий в настоящее время сегмент полимерной упаковочной индустрии — производство ПЭТ-упаковки.

Полиэтилентерефталат — продукт поликонденсации терефталевой кислоты. На данный момент он занимает ведущее место среди упаковочных материалов, тара из ПЭТ отличается прозрачностью, легкостью, прочностью, высокой герметичностью, может приобретать сложную геометрическую форму и на 100 % подлежит утилизации. Необходимо отметить исключительную устойчивость ПЭТ к атмосферным воздействиям, действию ультрафиолетовых лучей и излучению. ПЭТ нетоксичен, без запаха, имеет повышенный блеск, химически стоек, не подвержен действию бактерий, может выдерживать стерилизацию.

Из ПЭТ изготавливают многообразные бутылки, пленку, которые применяют в пищевой промышленности, аморфные ПЭТ-пленки и тому подобное. Учитывая такую широкую номенклатуру изделий из этого материала, становится понятным вопрос относительно утилизации использованной упаковки. Проблема утилизации пластиковых отходов стала актуальна за рубежом еще в 60-е года прошлого века и значительно позже в России. За один год в России образуется почти 750 тыс. т полимерных отходов. Около 10 % перерабатывается. Переработке подвергаются, главным образом, отходы производства, и лишь некоторые отходы потребления. Следовательно, экологическая проблема в России стоит остро, полимерные отходы необходимо перерабатывать [3].

В настоящее время существуют 3 основных способа переработки ПЭТ — отходов (см. табл. 1).

Таблица 1

Способы переработки ПЭТ-отходов

Способ переработки ПЭТ-отходов

Возможная степень загрязнения отходов

Доля способа переработки в общем объеме перерабатываемых отходов, %

Области применения веществ, полученных в результате переработки

Механический

Низкая и частично средняя

70–75

Для упаковок, производства волокон (напольные покрытия, искусственная шерсть, спортивная одежда), конструкционный пластик для автомобилестроения, строительства

Химический

средняя

5

Получение полиэфиров для производства клеев, покрытий и исходного сырья для повторного синтеза ПЭТ

Термический

сильная

20–21

Сжигание для получения тепловой энергии или пиролиз для получения жидких и газообразных топлив

Наиболее целесообразной является механическая переработка ПЭТ- отходов, что не только экологически безопасно, но и экономически выгодно. ПЭТ-гранулят, который в настоящее время закупается Россией за рубежом, является достаточно дорогим продуктом, а тот, что может быть получен путем вторичной переработки, почти не отличается по физико-механическим и тепло-физическим свойствам от первичного ПЭТ.

Технология механической переработки ПЭТ тары может несколько отличаться в зависимости от фирмы-производителя оборудования, но обязательно включает следующие основные операции: cбор отходов; разбивка кип; первичная мойка; первичное дробление; мойка с флотацией; промывка; сепарация от воды; сушка; измельчение; воздушная сепарация; упаковка [1].

Сбор и сортировка отходов ПЭТ являются наиболее слабым звеном в процессе организации переработки, как технологических отходов, так и в еще большей степени отходов потребления.

В Западной Европе вторичная переработка ПЭТ-бутылок поставлена на государственную основу. Для России и стран СНГ утилизация использованной ПЭТ-тары является экологической проблемой. В Англии на сегодняшний день перерабатывается 70 % ПЭТ-бутылок, в Германии — 80–85 %, в Швеции — 90–95 % (это самый высокий показатель в Европе) [5].

В нашей стране насчитывается около 10–12 предприятий, имеющих оборудование для переработки ПЭТ бутылок в хлопья. Причем, большая часть этих предприятий сосредоточена в Московской области, организуются предприятия в Санкт-Петербурге, Ростове-на-Дону, Нижнем Новгороде. В других густонаселенных регионах подобных производств не имеется.

В Европе два основных способа сбора и переработки ПЭТ тары. Принцип государственного регулирования переработки ПЭТ-тары состоит в том, что ее производители платят специальный налог, в который заложена стоимость будущей переработки. Из этих денег государство финансирует утилизацию.

На улицах западноевропейских городов установлены разноцветные контейнеры для селективного сбора мусора (стекло, макулатура и т. д.). В Швеции жители сортируют мусор дома. Семья, живущая в отдельном доме, платит половинный тариф за вывоз мусора, если подписывает обязательство сортировать пластик, жесть, стекло и бумагу [5].

Для России опыт организации раздельного сбора бытовых отходов в Московской области показал большое значение работы с населением. В течение ряда лет велась активная пропаганда раздельного сбора мусора среди населения, активная роль в этом отводилась школьникам. Ответственность за сбор вторичного сырья была возложена на дворников (получали сдельную оплату), но активность населения составила 80 % (по объему собранного вторичного сырья). В программу вовлечен весь город, включая предприятия торговли, рынки и учреждения.

В Смоленске было предложено совместить приемный пункт вторичного сырья с сортировкой бытового мусора в одном блоке. Предложенная схема исключает применение спецтранспорта. [4]

В нашем регионе опыт сбора и переработки отходов отсутствует. Чтобы решить проблему сбора ПЭТ-тары рассмотрим несколько вариантов. Первый вариант это создание пунктов сбора и сортировки от самого предприятия по переработке отходов ПЭТ и установление предприятием контейнеров для сбора ПЭТ-тары. Другим вариантом решения проблемы может быть заключение договора с муниципальным предприятием, финансируемым государством. Муниципальные предприятия могут производить сбор и сортировку с помощью жилищно-коммунальных хозяйств или специального предприятия по сбору и сортировке полимерных и других отходов (макулатура, стекло, металлическая тара). В этих пунктах будет проводиться сортировка, первичная отчистка ПЭТ-бутылок и упаковка в кипы и продаваться предприятиям по переработке отходов. Цена за килограмм такой тары примерно составляет 6–8 рублей и может зависеть от ее качества. Тем самым решается экологическая проблема и проблема создания новых рабочих мест, что актуально в условия кризиса.

После сбора очищенная, распакованная и предварительно подготовленная в порезке, ПЭТ-тара измельчается, проходит стадии отмывки и поступает в агломератор, где за счет трения разогревается и сворачивается в агломерат. Агломерат выгружается в устройство для выгрузки и подается в бункер гранулятора или на затаривание. Хлопья, агломерат и гранулят являются готовым сырьем, которое можно продавать или получать из него различные материалы. Например, из гранулята получают различную тару, ленту, пленки, волокно, композит.

Далее в зависимости от качества оборудования, степени очистки сырья и качества полученного гранулята выбирается способ переработки, а также и вид производимой упаковки.

С целью выбора оптимального варианта для производства упаковки из ВПЭТ была произведена оценка изменения показателя текучести расплава (ПТР) ППЭТ и ВПЭТ в зависимости от процентного содержания первичного и вторичного ПЭТ в расплаве. Показатели текучести расплава измеряли на приборе ИИРТ при температуре 250 °С и нагрузке 2,16 кгс, время между отсечениями 10 сек. Результаты эксперимента приведены на рисунке 1.

Рис. 1. Диаграмма зависимости ПТР расплава полимерных композиционных материалов, содержащих ВПЭТ и ПЭТ, от состава этих композиций

В результате эксперимента удалось определить, что оптимальным видом переработки ПЭТ-отходов является литье под давлением. Композиция с содержанием вторичного ПЭТ от 20 до 40 % имеет ПТР от 13 до 15 г/10мин, что соответствует среднему показателю текучести расплава, оптимальным условиям переработки композиции.

Композиция из первичного и вторичного ПЭТ, содержащая от 20 до 40 % вторичного сырья, может использоваться для производства ПЭТ-бутылкок многослойным литьем преформ по технологии Bottle-to-bottle (бутылка-в-бутылку), которая активно используется на Западе. [2] Многослойное литье, будучи вариантом традиционного литья под давлением, является более доступной для внедрения на действующих предприятиях и позволяет включить до 40 % от веса преформ вторичного ПЭТ в качестве внутреннего слоя, который полностью закрыт внешним слоем первичного ПЭТ. Так как ВПЭТ не входит в контакт, как с содержанием упаковки, так и с потребителем, для среднего слоя контейнера может быть использован как 100 % вторичный ПЭТ, так и оптимальная композиция первичного и вторичного ПЭТ содержащая от 20 до 40 % вторичного сырья.

Литература:

1.         Милицкая Е. А., Андреева Т. И. Обзорная информация. Производство и переработка пластических масс. Материалы на основе ПЭТФ.- М.: НИИТЭХИМ, 2003. — 109 с.

2.         Производство упаковки из ПЭТ. Д. Брукс. Дж. Джайлз (ред); пер. с англ. под ред. О. Ю. Сабсая — СПб.: Профессия, 2006. с. 182–183.

3.         ПЭТ-упаковка. Достижения и будущее. // Российский продовольственный рынок. — 2005. — № 3. — с. 84–85.

4.         Татьянченко А. Из ПЭТ-упаковки можно делать ПЭТ-упаковку // Тара и упаковка. — 2002.- № 1. — с. 18–19.

5.         Утилизация пластиковой упаковки в западной Европе // Тара и упаковка. — 2000.- № 1. — с. 38.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle