Как перерабатывают пластик: этапы переработки от сбора до нового сырья
Переработка пластика: цепочка механических и термических операций, которые превращают использованные изделия в гранулы вторичного полимера. Процесс начинается со сбора и сортировки отходов и заканчивается производством гранул, пригодных для повторного использования в промышленности. Технология зависит от типа пластика: каждый полимер требует своих режимов переработки.
Сортировка и подготовка: первый и самый важный этап
Основная проблема переработки пластика: смешение разных полимеров. ПЭТ (код 1, бутылки из-под напитков), ПЭНД (код 2, канистры и флаконы), ПВХ (код 3, трубы и упаковка), ПЭВД (код 4, плёнка), ПП (код 5, ящики и контейнеры), ПС (код 6, одноразовые стаканы) имеют разные температуры плавления и несовместимы друг с другом. Если расплавить их вместе, получится хрупкая неоднородная масса без промышленной ценности.
На сортировочных станциях пластик разделяют несколькими методами. Ближняя инфракрасная спектроскопия (NIR) позволяет автоматическим сортировщикам распознавать тип полимера по отражённому излучению; производительность одной линии 3–5 тонн в час. Флотация разделяет материалы по плотности: ПЭТ тонет в воде (плотность 1,38 г/см³), а ПП и ПЭВД всплывают (0,9–0,97 г/см³). Ручная досортировка устраняет остатки загрязнений.
Измельчение и мойка
Отсортированный пластик подаётся в дробилку или шредер с ножевым ротором. Материал измельчают до хлопьев или крошки размером 8–12 мм, так называемого флекса. Измельчение снижает объём сырья в 5–10 раз и ускоряет дальнейшую обработку.
Флекс поступает в мойку. Поверхностные загрязнения (этикетки, клей, остатки содержимого) удаляют в горячей щелочной воде при температуре 80–90 градусов с добавлением каустической соды. Затем флекс многократно промывают чистой водой и центрифугируют. Для ПЭТ-флекса из пищевой тары требования особенно жёсткие: по нормам регулятора содержание загрязнений не должно превышать 0,008 процента.
После мойки флекс сушат в барабанных или ленточных сушилках до влажности не более 0,5 процента. Остаточная вода при плавлении вызывает гидролиз полимерных цепочек и резко снижает прочность готового материала.
Плавление, фильтрация и грануляция
Сухой чистый флекс загружают в экструдер — шнековый пресс с обогреваемым цилиндром. Шнек медленно перемещает материал от загрузочной зоны к фильере, постепенно нагревая его выше точки плавления. ПЭТ плавится при 250–265 градусах, ПП при 165–175 градусах, ПЭНД при 130–140 градусах. Давление в цилиндре достигает 150–250 атм.
Расплав проходит через фильтровальные сетки с ячейкой 40–100 мкм, которые задерживают нерасплавившиеся включения, металлические частицы и нерастворимые загрязнения. Загрязнённые сетки меняют вручную или с помощью автоматического смещающегося фильтра, без остановки производства.
На выходе из фильеры расплавленный полимер продавливается через множество отверстий диаметром 2–4 мм и вытягивается в нити. Нити охлаждают водой или воздухом и рубят на гранулы длиной 3–5 мм. Этот способ называют стрендовой грануляцией. Альтернатива — подводная грануляция, при которой нити режутся прямо в потоке воды вращающимися ножами: производительность выше, а гранулы получаются ровнее.
Куда идут вторичные гранулы
Вторичный ПЭТ-флекс и гранулы используют для производства полиэфирных волокон (они идут на набивку подушек, одежду, геотекстиль), плёнки, новых ПЭТ-бутылок (при наличии сертификата пищевого контакта) и упаковочных лент. Из вторичного ПП делают ящики, паллеты, садовую мебель, трубы для канализации. Вторичный ПС используется в производстве строительных материалов и сувениров.
Российская отрасль переработки пластика активно развивается: в стране работают десятки крупных и несколько сотен малых предприятий по переработке ПЭТ и плёночных полимеров. Крупнейшие кластеры расположены в Подмосковье, Ленинградской области и Татарстане. По данным отраслевых ассоциаций, в стране перерабатывается порядка 15–20 процентов собранного пластика, остальное уходит на полигоны; потенциал роста отрасли значительный.
