Неуклонно увеличивающееся потребление бутылок из  полиэтилентерефталата (ПЭТ), совершенствование системы их сбора и изменения в европейском законодательстве обусловили новые возможности быстро развивающейся в последнее время индустрии рециклинга

Существует широкий перечень продуктов, при производстве которых замена нового сырья на продукт регенерации, так называемый „PET Bottle Flakes", экономически и технологически рациональна. Это может быть, например, штапельное волокно, поливочная плёнка и продукты глубокой вытяжки, упаковочные ленты, или даже мастербатч и различные бутылки. Такие продукты из регенирированного ПЭТ по своим свойствам и качеству отвечают требованиям, предъявляемым к изделиям из новых материалов, несмотря на специфичные вязкость, цвет прозрачность, отрицательно воздействующие чужеродные частицы или загрязнения расплава (бумага, песок, клейкие вещества или другие полимеры, как ПП, ПВХ и т.д.). Наивысшее качество продукции при рециклинге обеспечивает так называемый процесс "бутылка к бутылке". В этом случае метод только тогда реален и экономически целесообразен, когда отходы поступают из определённого контролируемого источника, такого, как например, возвратная бутылочная тара.

В таре же, собранной из домашних мусорных контейнеров, существует опасность наличия неизвестных загрязнений. Кроме того, при этом необходимы дорогостоящие сортировочые и моющие установки, которые вызывают повышение дополнительных затрат на обработку PET Bottle Flakes. По уровню требований, предъявляемых к качеству PET Bottle Flakes, разнообразные продукты подразделяются следующим образом:

Уровень качества 1:
Бутылки для напитков и упаковка для продуктов питания

Уровень качества 2:
• Технические филаментные нити
• Упаковочные ленты POY (Частично ориентированная нить, пряжа)
• Тонкие нетканые материалы из волокна, поступающего непосредственно с прядильной машины.
• BCF (Объемная ковровая филаментная нить)
• Материалы для покрытия изделий из стали

Уровень качества 3:
• Плёнка глубокой вытяжки
• Бутылки, не предназначенные для продуктов питания
• ВОРЕТ (Двухосноориентированная ПЭТ-плёнка)

Уровень качества 4:
• Грубые нетканые материалы из волокна, поступающего непосредственно с прядильной машины
• Штапельное волокно

Уровень качества 5:
• Технические пластмассы

Существующие способы сбора, прессования в тюки, дробления, мойки и сушки, экструзии, фильтрации, грануляции, так же как полимеризации твёрдых веществ (SSP) предоставляют большие возможности для снижения затрат и тем самым повышения эффективности производства.
Существенное снижение производственных затрат при изготовлении вышеперечисленной продукции достигается посредством прямой переработки вымытых и осушенных Bottle Flakes, то есть экструдированием без грануляции. Производство продуктов путём прямой переработки PET Bottle Flakes без промежуточной грануляции обуславливает чрезвычайно высокие требования к процессу фильтрации. Фильтрующая система при этом должна работать автоматически, эффективно использовать фильтрующую среду, способствуя тем самым снижению текущих затрат. Она должна обеспечивать высшую степень стабильности производственного процесса, предотращая резкие колебания технологических параметров, вызванных загрязнениями.

Ротационные (вращающиеся) фильтрационные системы RSF-genius, разработанные и изготовленные фирмой "Гнойсс Кунстштоффтехник" (Gneuss Kunststofftechnik GmbH) обеспечивают полностью автоматический процесс производства, постоянство таких параметров, как температура и давление, способствуют высокой эффективности производства. Эти особенности идеально удовлетворяют требованиям, предъявляемым к процессам прямого рециклинга PET Bottle Flakes, что и объясняет широкую популярность применения в данном случае фильтров от Гнойсс.

Характеристики RSF-genius. представляющие особый интерес в процессе пере¬работки вторичного ПЭТ, приводятся ниже:

Автоматическое приспособление к различным нагрузкам, вызванным загрязнениями
• Постоянный процесс производства
• Постоянство давления
• Полностью автоматический режим работы
• Короткое время пребывания расплава в системе (< 2 мин.)
• Короткое время пребывания загрязнений в расплаве (< 100 мин.)
• Система обратной самоочистки, способствующая эффективному использованию материала.
• Возможность многократного (свыше 200 раз) применения сеток
• Возможен размер фильтрации до 3 мкм
• Смена фильтр-элементов без нарушения и остановки процесса производства.

Примеры прямого рециклинга PET Bottle Flakes:

а) в гранулят для изготовления бутылок

В данном случае требуется высочайшее качество материала. Даже если процессы мойки и дальнейшей переработки достаточно эффективны, сохраняются определённые трудности с сохранением кристаллов, сопоставимых по качеству с кристаллами, получаемыми при производстве из первичного сырья. Для этого используется предварительная сушка, необходимы экструзия с вакуумом или без, фильтрация расплава, измельчение до кристаллов, кристаллизация и полимеризация твердого вещества (SSP). В фильтрующих системах большое значение имеет время плавления ПЭТ. В данном случае оно должно быть предельно минимизировано. Для того, чтобы отделить едва видимые загрязнения, размер фильтрации должен составлять от 25 до 50 мкм. Частицы крекинга необходимо постоянно отделять от конечного продукта, в особенности в период замены сеток и самоочистки. Фильтрующая система должна автоматически преодолевать различные нагрузки, вызванные загрязнениями.
В изложенном и заключаются ключевые функциональные особенности полностью автоматических фильтрующих систем RSFgenius.

б) плёнка из А-ПЭТ

Использование PET Bottle Flakes при изготовлении плёнки особо привлекательно с точки зрения снижения затрат на сырьё. При этом плёнка должна быть абсолютно свободна от видимых недостатков, таких как тёмные вкрапления и т.д. Высокие требования предъявляются и к стабильности процесса производства. В большинстве случаев фильтр находится за шестерёнчатым насосом, который обеспечивает постоянное давление. С целью ускоренной окупаемости, фильтрующая система должна работать автоматически и эффективно, что достигается минимизацией потерь материала и многократным использованием фильтрующих элементов. Этим требованиям система RSF-genius отвечает в полной мере. Размер фильтрации зависит от типа плёнки и области её применения и колеблется в пределах от 20 до 200 мкм.

в)  POY, штапельное волокно и нетканые материалы

При прядении из PET Bottle Flakes необходимо учитывать определённые технологические принципы:

1)  высокая скорость фильтрации.
Процесс прядения при производстве P0Y требует обычно начальной скорости - I.V. (initial velocity) величиной от 0,62 до 0,64 дл/г (децилитр на грамм). При применении PET Bottle Flakes её можно регулировать подсушиванием или применением добавок и модификаторов. Для нормальноматированной или глубокоматированной нити необходима добавка TiО2.

2) фильтрация расплава, как основное условие предотвращения быстрой закупорки фильеры.
Необходимый размер фильтрации при этом составляет обычно 20 мкм или тоньше.

3) штапельное волокно прядется при меньшей начальной скорости фильтрации, величина которой составляет от 0,58 до 0,62 дл/г.
Необходимая скорость также устанавливается степенью подсушки, либо применением добавок и модификаторов. Здесь также однозначно необходимо применение экономически эффективного и технологически обоснованного способа фильтрации, препятствующего преждевременной закупорке фильеры. Типичный размер прохода при фильтрации равен 36 мкм.

4)  При изготовлении нетканых материалов, как тонких типов для текстильной промышленности, так и грубых, применяемых в качестве основы для кровли или дорожных покрытий, также возможно применение PET Bottle Flakes. Величина начальной ско¬рости  прядения, установленная соответствующим образом, составляет обычно около 0.64 дл/г. На основании размера фильеры определяется имеющий большое значение тип фильтрующей системы. Размер фильтрации зависит от прядильного титра. При всех вариантах производства волокна решающее значение имеет стабильность процесса, так как резкие колебания давления и длительное время прохождения расплава могут привести к разрыву нитей.

г) упаковочные ленты, особо прочные монофиламенты
Для производителей этой продукции применение PET Bottle Flakes представляет большой интерес с точки зрения поддержания низких затрат на используемое сырьё. В обоих случаях исходное сырьё ПЭТ-гранулят производят из РЕТ-Bottle Flakes, которые с целью увеличения начальной скорости (I.V.) до 1,0 -1,5 дл/г, в твёрдом состоянии были заново полимеризованы (при изготовлении упаковочных лент в некоторых случаях возможно получение продукции приемлемого качества из смеси PET Bottle Flakes с новым материалом). Особо прочные упаковочные ленты производятся методом экструзии из тесьмы и других одноосно ориентированных материалов; монофиламенты - формированием волокна из расплава с последующей вытяжкой. Вследствие высокой начальной скорости I.V. и относительно большого поперечного сечения продукта, размер фильтрации обычно превышает 70 мкм. Постоянство давления обеспечивает предотвращение обрыва нити.

Фильтрующая система от Гнойсс RSFgenius предлагает высочайший уровень стабильности давления, при этом его колебания не превышают ± 2 бар даже во время осуществления обратной самоочистки. В сравнении с громоздкими "Керценфильтрами" (по форме напоминающим свечу - "Kerze") или двухпоршневыми системами с заменой сеток с их циклическими колебаниями давления (особенно в последнем случае, характеризующемся значительным повышением давления в период смены сеток) RSFgenius выглядит гораздо привлекательнее. Кроме того, RSF-genius обеспечивает относительно тонкую фильтрацию.
Полностью автоматический способ работы, который реализует данная фильтрационная система, является положительным фактором и с точки зрения экономической эффективности производственного процесса.

Заключение

Фильтрующая система от Гнойсс RSFgenius успешно применяется во всём мире при переработке PET Bottle Flakes в многочисленных процессах прямого рециклинга при производстве:

• ПЭТ-гранулята, предназначенного для пищевых продуктов (около 20 линий производительностью от 800 до 1500 кг/час)
•    Штапельного волокна - пряжи (около 40 линий производительностью 300 - 1300 кг /час)
•   Нетканых материалов - пряжи (около 20 линий; 400 - 1000 кг /час).
•    А - ПЭТ- плёнки для глубокой вытяжки и упаковки (около 110 линий)

Gneuss Kunststofftechnik GmbH
Monichhusen 42,
D-32549 Bad Oeyenhausen (Германия)
тел.: +43 (0)5731-0,
факс: +43 (0)5731-77
e-mail: gneuss@gneuss.com;
www.gneuss.com