Полное руководство по оборудованию для переработки ПНД (HDPE)

Полиэтилен низкого давления (ПНД, или HDPE) — это невероятно универсальный и прочный пластик. Он повсюду — от кувшинов для молока и бутылок из-под шампуня до больших синих бочек для химикатов и промышленных труб. Однако эта долговечность также представляет собой серьезную экологическую проблему. Жесткие отходы ПНД объемны, трудны в обращении и, если их захоронить, занимают огромное пространство и сохраняются веками.

Но внутри этой проблемы кроется огромная возможность. Эти горы «отходов» на самом деле являются чрезвычайно ценным промышленным сырьем. Благодаря передовым системам оборудования для переработки ПНД, предприятия могут превращать загрязненные бытовые отходы ПНД в чистые, пригодные для повторного использования пластиковые гранулы (вторичные гранулы), не только получая значительную экономическую прибыль, но и внося вклад в экономику замкнутого цикла.

Это руководство написано командой технических экспертов Boxin Machinery. У нас более 20 лет технического опыта в области переработки пластика и производства оборудования, и мы специализируемся на предоставлении индивидуальных решений от мойки до гранулирования. Мы не теоретики, рассуждающие гипотетически; мы инженеры, которые каждый день проектируют, строят и вводят в эксплуатацию мощные линии переработки.

Прежде чем делать крупные инвестиции, крайне важно прояснить один ключевой факт: «оборудование для переработки ПНД» — это не одна единица оборудования. Этот термин очень неоднозначен и, в зависимости от типа лома, может относиться к:

Отдельному компоненту: Такому как гранулятор или дробилка, подходящему для обработки собственных заводских отходов (например, отходов экструзии или бракованной продукции).
Полной системе: Известной как «Линия мойки и переработки ПНД», которая представляет собой сложную систему, состоящую из множества машин, специально разработанных для обработки загрязненных смешанных бытовых отходов (таких как бутылки и бочки, собранные в центрах переработки).

В этом руководстве основное внимание будет уделено второму типу — полной системе мойки и переработки ПНД. Мы глубоко погрузимся в каждый процесс, основное оборудование и критически важные решения о покупке, необходимые для превращения загрязненных отходов ПНД в ценные переработанные гранулы.

Что такое полная система переработки ПНД? (Пять основных этапов)

Чтобы превратить смешанный, загрязненный бытовой ПНД (например, бочки из-под химикатов, покрытые песком, или молочные бутылки с этикетками) в чистое сырье, готовое к повторному производству, необходима многоступенчатая система обработки промышленного класса. Одна дробилка или гранулятор не могут выполнить эту задачу.

Целью проектирования полной, эффективной системы мойки и переработки ПНД является автоматическое выполнение уменьшения размера, отделения загрязнений, глубокой очистки, сушки и (опционально) гранулирования. Весь процесс разбит на пять четких логических этапов, каждый из которых выполняется определенным основным оборудованием.

В следующей таблице описаны основные этапы полной линии мойки и переработки ПНД и соответствующие функции оборудования.

Этап	Основное оборудование	Главная функция
1. Уменьшение размера	Дробилка / Шредер	Дробление жестких материалов ПНД (таких как бочки, бутылки) на мелкие однородные хлопья.
2. Разделение	Ванна ополаскивания / Ванна флотации	Использует плотность воды для отделения ПНД/ПП (которые плавают) от загрязнений (таких как ПЭТ, металл, песок) (которые тонут).
3. Мойка	Высокоскоростная фрикционная мойка	Заставляет материалы тереться друг о друга на высокой скорости для удаления этикеток, клея и грязи.
4. Очистка	Система горячей мойки (Опционально)	Использует горячую воду и моющие средства для удаления стойкого клея и масляных пятен.
5. Сушка	Центробежная машина обезвоживания / Отжимная сушилка	Механически удаляет влагу, снижая влажность материала до уровня ниже 5%.
6. Последующий этап	Гранулятор (Опционально)	Плавит и экструдирует чистый материал для производства однородных вторичных гранул.

5-этапный технологический процесс переработки ПНД: Подробный инженерный разбор

Понимание этого рабочего процесса имеет решающее значение для любого инвестора, желающего войти в сектор переработки ПНД. Конфигурация линии — особенно этапы мойки и разделения — будет существенно различаться в зависимости от уровня загрязнения вашего сырья и целевого качества вашего конечного продукта (хлопья или гранулы).

Этап 1: Уменьшение размера (Дробилка vs. Шредер)

Все процессы переработки начинаются с уменьшения размера. Жесткие материалы ПНД сначала должны быть разбиты на более мелкие, более однородные хлопья (обычно 12 мм), чтобы обеспечить эффективную последующую мойку и разделение.

Стандартная отраслевая практика: Многие поставщики используют двухступенчатую структуру «шредер + дробилка». Шредер сначала разрывает крупные предметы (например, целые бочки) на полосы, а затем дробилка (или гранулятор) нарезает их на мелкие хлопья. Эта практика распределяет нагрузку, но требует больше площади, имеет более высокие затраты на обслуживание (две машины) и более высокое энергопотребление.
Инженерная инновация Boxin Machinery: Основываясь на нашем опыте работы с высокопрочными полипропиленовыми ткаными мешками, мы разработали улучшенную конструкцию камеры дробления и систему ножевого вала. Эта конструкция позволяет нашей мощной дробилке пропустить этап предварительного шредирования, напрямую «проглатывая» и эффективно дробя спрессованные кипы бутылок ПНД или большие бочки.

Эту эффективную конструкцию прямого дробления нелегко реализовать; она предъявляет чрезвычайно высокие требования к долговечности и прочности ножей.

Вот почему мы используем инструментальную сталь D2 (SKD-11) в сочетании с глубокой криогенной обработкой. Этот передовой процесс обработки материалов значительно повышает твердость и износостойкость лезвий, позволяя им выдерживать удары высокой интенсивности. Хотя цикл заточки ножей для этой модели прямого дробления может быть немного быстрее, чем для модели «шредер + дробилка» (примерно на 20%), экономия на инвестициях в оборудование, площади и затратах на обслуживание является существенной.

Этап 2 и 3: Мойка, разделение и очистка

Это сердце всей линии переработки и ключ, определяющий качество конечного продукта. Загрязнения ПНД разнообразны: песок, металл, стекло, бумажные этикетки, клей, жир и другие виды пластика (например, крышки от ПЭТ-бутылок и этикетки из ПВХ).

Эта сложная серия моечного оборудования спроектирована так, чтобы быть «настроенной на основе условий сырья, предоставленных клиентом».

Ванна ополаскивания (Флотационное разделение): Это первый и самый важный этап разделения. Измельченный материал поступает в длинный резервуар с водой. Основываясь на принципе плотности: ПНД (и ПП) имеют плотность менее 1, поэтому они будут плавать на поверхности воды. Все тяжелые загрязнения, такие как ПЭТ, ПВХ, песок, стекло и металл, утонут на дно и будут выгружены с помощью шнекового конвейера в основании.
Высокоскоростная фрикционная мойка: Одного замачивания недостаточно. Материал нужно «оттереть». Материал поступает в цилиндрическую камеру, где внутренний высокоскоростной вращающийся вал (часто >1200 об/мин) приводит в движение лопасти, заставляя хлопья ПНД тереться друг о друга и о сетку. В этом процессе грязь, бумажная масса (от этикеток) и песок, прилипшие к поверхности, эффективно сдираются.
Система горячей мойки (Опционально, но критически важно): Для определенных высокоценных применений или для обработки специфических загрязнений (таких как бутылки из-под моторного масла или косметические флаконы) трения в холодной воде недостаточно. Здесь требуется система горячей мойки. Материал подается в бак с мешалкой, содержащий горячую воду и добавленное моющее средство (например, каустическую соду). Высокая температура и химические агенты эффективно расщепляют стойкий клей, жир и химические остатки.

Этап 4: Сушка и обезвоживание

После мойки влажные хлопья ПНД должны быть высушены, прежде чем их можно будет хранить, продавать или отправлять на следующий этап гранулирования. Влажный пластик (влажность >5%) создаст пузырьки во время гранулирования, что приведет к снижению качества гранул.

В отрасли существуют две основные технологии сушки, представляющие варианты «Хорошо» и «Лучше»:

Хорошо (Стандартная конфигурация): Центробежная машина обезвоживания

Это вертикальная или горизонтальная машина, которая использует центробежную силу, создаваемую высокоскоростным вращением, для сбрасывания влаги с хлопьев. Она часто сочетается с трубчатой системой сушки горячим воздухом, которая может снизить влажность хлопьев до 1–3%. Этого достаточно для большинства переработчиков, продающих хлопья.

Этап 5 (Опционально): Гранулирование / Грануляция

Это последний шаг для максимизации ценности переработки. Хотя чистые хлопья ПНД можно продавать напрямую, переработка их в однородные вторичные гранулы удваивает их стоимость. Гранулы — это стандартизированное промышленное сырье, которое можно использовать непосредственно в машинах для литья под давлением, выдувного формования или экструзии труб.

Гранулятор нагреет и расплавит сухие хлопья, продавит расплав через сетчатый фильтр (для удаления оставшихся мелких примесей), а затем экструдирует его из фильерной головки в виде нитей (стренг), которые, наконец, нарезаются на однородные гранулы вращающейся системой резки.

Хлопья vs. Гранулы: Какова ваша цель?

Это основное бизнес-решение, которое клиенты должны принять при планировании своего завода.

Цель: Продажа хлопьев. Вам нужна полная линия мойки (Этапы 1-4). Эти инвестиции относительно ниже, а операции проще.
Цель: Производство гранул (для внутреннего использования или продажи). Вам нужна интегрированная линия мойки и гранулирования. Это решение замкнутого цикла «от отходов к гранулам» обеспечивает самый высокий уровень автоматизации и самую высокую добавленную стоимость продукта.

Boxin Machinery предлагает как отдельные линии мойки, так и специализируется на проектировании этих высокоинтегрированных комплексных заводских решений в соответствии с вашими конечными бизнес-целями.