Переработка хлопьев из переработанных ПЭТ-бутылок (rPET) марки 100% в рулоны листов высокой прозрачности, пригодных для термоформования, является одним из наиболее рентабельных и экологически устойчивых решений в сфере современной пластиковой упаковки. Однако rPET создает особые трудности при переработке — в первую очередь это чувствительность к влаге, снижение внутренней вязкости (IV) и наличие примесей.
Для эффективного производства прозрачных и прочных листов из ПЭТ без чрезмерных затрат на энергию производители используют современные технологии экструзии, такие как параллельные двухшнековые экструдеры и системы трёхслойной соэкструзии ABA.
Основные проблемы при переработке вторичных ПЭТ-сколдов
Прежде чем рассматривать конфигурации оборудования, крайне важно понять, что происходит при переработке отходов ПЭТ-бутылок:
- Гидролиз и потери внутривенно: ПЭТ обладает гигроскопичностью. Влага при высоких температурах плавления вызывает гидролиз, приводящий к разрыву полимерных цепей и снижению вязкости собственной (IV), что приводит к появлению хрупких листов.
- Несоответствия в составе примесей: В переработанных хлопьях часто содержатся остатки ПВХ, полиолефинов (крышки/этикетки) или наблюдаются колебания уровня влажности.
- Пожелтение и потеря прозрачности: Термическое разложение при длительном воздействии высокой температуры приводит к появлению оптических дефектов и изменению цвета.
Пошаговый процесс: от чешуек до готовых рулонов листа
Шаг 1: Подготовка и дозирование хлопьев
Осколки бутылок, поступившие из потребителей, промываются, очищаются от металла и сортируются по цвету. Многокомпонентные гравиметрические дозаторы обеспечивают точную подачу осколков rPET, первичного ПЭТ-гранулята или добавок в виде мастербатча.
Этап 2: Экструзия и удаление летучих веществ (сушка или без сушки)
Традиционно для производства ПЭТ требовалось 4–6 часов энергоемкой предварительной сушки и кристаллизации. Современное экструзионное оборудование позволяет обойтись без этого этапа.
Машина для экструзии листов ПЭТ с двумя параллельными шнеками (Технология без сушки): Оснащенные многоступенчатой системой высоковакуумной дегазации (вакуум до < 5 мбар), параллельные двухшнековые экструдеры непрерывно удаляют влагу и летучие вещества непосредственно из расплава. Это предотвращает гидролиз без необходимости использования отдельного оборудования для предварительной сушки, что значительно снижает потребление энергии.
Шаг 3: Фильтрация при плавлении и дозирование с помощью шестеренчатого насоса
Поскольку в хлопьях из переработанных бутылок содержатся микроскопические примеси, их отфильтровывают с помощью непрерывных сменных фильтров большой площади (с обратной промывкой или гидравлическим поршнем). Затем высокоточный насос для расплава обеспечивает стабильное давление без пульсаций на Т-образную матрицу.
Шаг 4: Соэкструзия и формирование слоёвой структуры (структура ABA)
Для оптимизации затрат на материалы при одновременном сохранении превосходных свойств поверхности производители упаковки используют метод соэкструзии.
Линии соэкструзии трехслойных листов ABA PET:
- A. Слои (наружные поверхности, по ~10–20% каждый): Первичный ПЭТ или высококачественная антиблокирующая смесь на основе первичного ПЭТ, обеспечивающая превосходную прозрачность, печатаемость и соответствие требованиям к материалам, контактирующим с пищевыми продуктами.
- Слой B (основной слой, ~60–80%): 100% — хлопья из переработанного ПЭТ (rPET) или отходы внутреннего каркаса.
Такая конструкция позволяет производителям максимально использовать rPET в сердечнике, обеспечивая при этом хрустящие, безопасные для пищевых продуктов и пригодные для термоформования наружные поверхности.
Этап 5: Каландрирование, охлаждение и намотка
Расплавленный лист выходит из Т-образной матрицы в 3-валковый каландр для точного контроля толщины, охлаждения и обработки поверхности (глянцевая или матовая). Охлажденный лист непрерывно обрезается, проходит сканирование на точность толщины и наматывается в плотные рулоны.
Сравнение технологических решений для переработки ПЭТ-чешуек
| Особенности экструзии | Одношнековый (традиционный) | Параллельный двухшнековый | Трехслойная соэкструзия ABA |
|---|---|---|---|
| Доля хлопьев rPET | 20% – 50% (макс.) | До 100% | До 100% основной слой |
| Требования к предварительной сушке | Обязательно (осушение) | Не требуется (высокий вакуум) | Зависит от выбора экструдера |
| Потребление энергии | Выше (требуется предварительный нагрев) | 30-40% нижний | Оптимизировано для каждого слоя |
| Однородность расплава | Умеренный | Превосходные характеристики сдвига и перемешивания | Идеальное решение для экономичной обработки различных материалов |
| Основное преимущество | Более низкие капитальные затраты | Прямая переработка чешуек | Высококачественная поверхность + сердечник из высококачественного rPET |
Почему компания TZ Machinery Equipment является лидером в области экструзии ПЭТ-листов
При выборе экструзионной линии для переработки стружки из ПЭТ-бутылок первостепенное значение имеют стабильность процесса и энергоэффективность. Компания TZ Machinery предлагает специализированные технические конфигурации, разработанные специально для переработки стружки с высоким содержанием ПЭТ:
- Машина для экструзии листов ПЭТ с двумя параллельными шнеками: Оборудование оснащено модульными однонаправленно вращающимися сдвоенными шнеками, которые обеспечивают превосходную дисперсию, самоочищающееся перемешивание расплава и глубокую вакуумную дегазацию для прямой переработки rPET без предварительной сушки.
- Линии соэкструзии трехслойных листов ABA PET: Разработана для обеспечения максимальной рентабельности, что позволяет предприятиям использовать в центральном слое более дешёвую переработанную стружку, сохраняя при этом кристально прозрачные наружные слои для пищевых контейнеров, блистерной упаковки и термоформованных изделий.
Часто задаваемые вопросы
Можно ли изготовить ПЭТ-лист из переработанных бутылочных хлопьев марки 100%?
Да. С помощью линии экструзии ПЭТ-листов с параллельными двухшнековыми экструдерами и высоковакуумной дегазацией ПЭТ-осадок из вторичного сырья 100% можно напрямую перерабатывать в рулоны листов, пригодных для термоформования, без предварительной кристаллизации или осушения.
В чем заключается преимущество структуры ABA при соэкструзии листов ПЭТ?
Трехслойная структура ABA позволяет производителям размещать переработанные ПЭТ-чешуйки или измельченный заводской обрез в центральном слое (слой B), а первичный ПЭТ или функциональные добавки — во внешних слоях (слои A). Это снижает затраты на сырье, сохраняя при этом внешний вид поверхности и безопасность при контакте с пищевыми продуктами.
Почему при экструзии ПЭТ-чешуек необходимо вакуумное дегазирование?
ПЭТ быстро разлагается под воздействием тепла и влаги (гидролиз). Многоступенчатая дегазация в условиях высокого вакуума позволяет удалять водяной пар и летучие примеси непосредственно из полимерного расплава в процессе двухшнековой экструзии, сохраняя внутреннюю вязкость (IV) материала.