Экономика ПЭТ-бутылки

 

Производство и использование ПЭТ

ПЭТ, ПЭТФ (PET, валокс, ULTRADUR, CELANEX, RYNITE) — полиэтилентерефталат, линейный термопластичный полиэфир.

Сырьем для производства служит диметиловый эфир терефталевой кислоты с этиленгликолем. Получают поликонденсацией терефталевой кислоты или ее диметилового эфира с этиленгликолем.

После завершения процесса расплав гранулируется или направляется на формование волокна.

Ежегодно в мире производится более 10 миллионов тонн ПЭТ. Основные регионы производства - КНР, Республика Корея, страны Юго-Восточной Азии, Западная Европа, США, Мексика.

В 2007 году суммарная мощность российских производителей ПЭТ-гранулята - ОАО «Сибур-ПЭТ» и ООО «Завод новых полимеров «Сенеж» - составила 142,5 тыс. тонн в год.

Доля ПЭТ-гранулята импортного производства в 2007 году - 74,5% от объема российского рынка в натуральном выражении. 78,2% импорта - продукция из Республики Корея.

Средняя цена на первичный ПЭТ в 2008 г. - $1800 за тонну.

95,4% ПЭТ в России расходовалось на производство преформ для ПЭТ-бутылки.

К недостаткам ПЭТ-тары относят относительно низкие барьерные свойства - пропускает в бутылку ультрафиолетовые лучи и кислород, а наружу - углекислоту, что ухудшает качество и сокращает срок хранения в частности пива.

Максимальное повышение степени газо- и светонепроницаемости пластиковой бутылки является насущной проблемой. Особенно активно работают над решением этой задачи компании "Sidel", "SIG Corpoplast" и "Sipa". В частности, разрабатывая многослойные бутылки.

Между пленочными слоями ПЭТ помещается барьерный слой (или слои) полимера.

Недостатком многослойной тары является более высокая цена.

Многослойную ПЭТ-бутылку используют для розлива своих брэндов компании "Budweiser", "Carlsberg", "Grolsch", "Holsten", "Miller" и другие.

Применение многослойной технологии производства ПЭТ-бутылки ограничивает возможность ее вторичной переработки.

Альтернативным материалом для изготовления пластиковой пивной бутылки является полиэтиленнафталат. ПЭН имеет высокие барьерные и термоустойчивые свойства (на порядок выше, чем у ПЭТа), что продлевает срок годности пива и позволяет пастеризовать его. В то же время цена на этот полимер все еще остается довольно высокой (относительно полиэтилентерефталата), что ограничивает его широкое применение. Исключением являются страны, в которых правительство стимулирует использование пивоварами многоразовой пластиковой тары.

В Европе около 40% от общего количества тары, используемой при розливе пива, занимает многоразовая ПЭН-бутылка. От одноразовой ее отличает вес - около 100 граммов. Использоваться такая бутылка может до 40 раз. При каждом розливе на бутылку наносится специальная отметка, благодаря чему ведется учет "оборотов" тары. После нанесения последней отметки бутылка идет на общую утилизацию. В европейском регионе в многоразовую ПЭН-бутылку разливаются бренды "Carlsberg" и "Tuborg".

Вторичный ПЭТ

Основной источник отходов ПЭТ - бутылки и тара пищевого происхождения.

В Англии перерабатывается 70% ПЭТ-бутылок, в Германии - 80-85%, в Швеции - 90-95% (это самый высокий показатель в Европе).

В России – едва-ли 10%. Собирают до 50 тысяч тонн вторичного ПЭТ в год при 600 тыс. т первичного ПЭТ.

Примерно пятую часть вторичного ПЭТ в виде флекса (рубленый ПЭТ) страны Евросоюза экспортируют — в основном в Юго-Восточную Азию.

Приблизительно 70% всего вторичного европейского ПЭТ используется для производства волокон полиэстера. Волокна большого диаметра используются как утеплитель спортивной одежды, спальных мешков и как наполнитель для мягких игрушек.

Из тонких волокон получают искусственную шерсть, используемую для трикотажных рубашек, свитеров и шарфов. Такие ткани могут содержать до 100% вторичного материала.

Лист производится для изготовления пластмассовых коробок. На контейнеры для яиц и другие пластмассовые коробки уходит приблизительно 9% общего объема вторичного ПЭТ. http://www.business-magazine.ru/ideas/startups/pub287999.

В мире все большее распространение приобретают трехслойные пленки ПЭТ, состоящие из двух (внешних) слоев (верхний и нижний) первичного сырья, и серединного слоя вторичного полиэтилентерефталата (пленки А-В-А).

Соотношение вторичного сырья к первичному может доходить до 70% к 30%. Такая технология применяется для того, чтобы существенно сократить себестоимость пленки за счет добавления вторичного ПЭТ, а также иметь возможность использовать конечный продукт из такой пленки для упаковки пищевых продуктов.

Основным недостатком трехслойных пленок с внутренним слоем из вторичного ПЭТФ является то, что такие пленки должны быть окрашены в массе, например в коричневый цвет.

Механический рециклинг.

Процесс переработки бутылок в чистые хлопья пластика (на примере линии System Redoma производительностью на входе 500 кг/ч шведской компании Retech Recycling Technology AB) состоит из следующих основных стадий: хранение и равномерная подача; ручная сортировка; дробление; первичная воздушная классификация и вибросепарация; флотация; отмывка, полоскание, водоотделение и сушка; измельчение (товарного продукта); вторичная воздушная классификация; пылеулавливание.

В зависимости от степени чистоты перерабатываемого материала требуется 3-4 рабочих для его сортировки. Необходимо разделять бутылки из окрашенного и неокрашенного ПЭТ, а также удалять посторонние объекты, такие как резина, стекло, бумага, металл, другие типы пластиков (ПВХ, ПЭН, ПЭВД, ПС и т. д.).

Емкости с ПЭТ-бутылками опорожняются в загрузочный приемник ленточного конвейера и транспортируются в приемный бункер дробилки. Система предварительного измельчения уменьшает объем перерабатываемого материала для дальнейших операций, а большинство этикеток отделяется от пластика. Сушка хлопьев происходит во вращающемся барабане.

Предварительно измельченный материал проходит через вертикальный воздушный классификатор. Тяжелые частицы (ПЭТ) падают, а легкие (бумага, пленка, пыль) уносятся вверх потоком воздуха и собираются в специальном сборнике.

Флотационная емкость предназначена для удаления крышечек и прочих загрязнений. Частицы ПЭТ опускаются на наклонное дно, и шнек непрерывно выгружает их на водоотделительный экран.

Плавучие частицы (крышки и кольца из ПП или ПЭ) перемещаются в заднюю часть танка и удаляются. Этот материал собирается в специальной емкости с сетчатым днищем, которая служит одновременно для отделения как воды, нагнетаемой вместе с ПЭТ из флотатора, так и тонких фракций загрязнения.

Предварительно раздробленный материал отмывается в двухступенчатом вращающемся барабане. На первой стадии хлопья моются в водных турбулентных потоках, на второй - материал обрабатывается струями горячей воды. Органические и неорганические частицы, бумага, мелкие частицы пластика проходят через барабан и отделяются с помощью конвейера с лентой из мелкоячеистой сетки и фильтрующей корзины, являющейся элементом емкости для нагрева воды.

Отмытые хлопья попадают во вращающийся барабан, где под струями горячей воды тонкие фракции загрязнения собираются в фильтрующей корзине. Сушка хлопьев происходит во вращающемся барабане.

Система чистового измельчения позволяет получить хлопья ПЭТ заданных размеров с помощью использования сменных сит. Конечная стадия процесса аналогична процессу первичной воздушной классификации.

Эффективнее перевозить не брикетированные в кипы бутылки, собранные на полигонах ТБО, а полупродукт (т.е. уже отмытые ПЭТ хлопья), имеющий относительно высокую степень чистоты и насыпную плотность. При этом рентабельность сбора и переработки ПЭТ тары существенно возрастает.

Шведская корпорация Ekostrom Recycling производит перерабатывающую линию, которая помещается в обычном 20-футовом контейнере и способна ежемесячно перерабатывать до 100 тонн ПЭТ-бутылки, принимая при этом так называемую «полигонную» бутылку — грязную, с этикетками и т. д.

Мини-завод сконструирован для эксплуатации широким кругом переработчиков ПЭТ бутылок: владельцы полигонов ТБО, муниципальные или частные сборщики и сортировщики ТБО, предприятия по переработке пластмасс, комбинаты по разливу пива и безалкогольных напитков и т.д.

ПЭТ хлопья, получаемые в результате переработки бутылок на мини-заводе, имеют достаточную степень чистоты для переработки в гранулы, пригодные для получения широкого ассортимента конечных изделий получаемых в результате процессов экструзии, литья под давлением и в волоконных производствах.

Стоимость установки – 300 тыс. евро.

Рынок пищевого ПЭТ огромен, а вторичного — узко специализирован и нерегулярен.

Одним из наиболее перспективных способов переработки считается получение гранулята, пригодного для контакта с пищевыми продуктами, то есть получение материала для повторной отливки преформ. Такой материал получают путем неоднократной перекристаллизации и экстракции при глубоком вакууме, используя оборудование Erema, Buhler, OHL, Kreyenborg, Berstorff.

Линия фирмы Werner & Pfleiderer, Германия, позволяет получать качественной вторичный кристаллический гранулят путем полного расплава сырья, его фильтрации и стренгового гранулирования.

Химический рециклинг отходов ПЭТ

Использование процесса деполимеризации принципиально изменяет ситуацию — отходы становятся сырьем для производства, порождающего эти отходы.

Это может быть гидролиз, в результате которого получаются исходные мономеры — терефталевая кислота (ТФК) и моноэтиленгликоль (МЭГ).

Второй вариант — процесс переэтерификации (метанолиз), при котором получаются некоторые низкомолекулярные сложные эфиры. Еще один метод переработки ПЭТ — расщепление при высоких температурах и возможность применить их в лакокрасочной промышленности или в качестве клеев.

За рубежом химический рециклинг широко распространен и рентабелен.

Потребители вторичного ПЭТ

Имеется 3-4 крупных предприятия, выпускающих волокно, и  до 50, которые используют флекс.

АО «Комитекс» - лидер в переработке вторичного ПЭТ, производстве нетканых материалов и синтетических волокон в России. Город Сыктывкар, Республика Коми.

Имеет несколько дочерних компаний, представляющих интересы предприятия в различных регионах России: ООО «Комитекс сервис» (г. Москва), ООО «Комитекс НЕВА» (г. Санкт-Петербург), ЗАО «Комитекс-Авто» (г. Тольятти), Филиал «Комитекс-Киров» (г. Киров), ООО «Комитекс трейдинг» (г. Сыктывкар), ООО «Комитекс Лин» (г. Сыктывкар) и другие.

«Полифлекс» перерабатывает до 800 тонн вторичного ПЭТ в месяц.

«Полифлекс» открыл шесть площадок по переработке ПЭТа — в С.Питербурге, Тихорецке, Воронеже, Гусь-Хрустальном, Новокуйбышевске, Новосибирске.

«Полифлекс» часть флекса продает Комитексу. Планирует открыть волоконный завод в Гусь-Хрустальном.

СпектраСорт™ – отделение АО «ЭкоТехнологии», владеет know-how автоматической сортировке потока ПЭТ-бутылок.

ЭкоТехнология в 2009 г. переработала более 5300 тонн вторичного ПЭТ, выпущено более 450 тонн вторичных ПЭ/ПП гранул и микса вторичных полимеров.

Возит вторичный ПЭТ в г.Тверь из Москвы и Московской обл.; Рязани; Ярославля; Санкт-Петербурга; Ульяновска; из Твери в Сыктывкар.

За 2005-2008 годы (37 месяцев) переработано 25 000 тонн вторичного ПЭТ.

Сбор

Сбор и сортировка — самое слабое звено в цепочке вторичного использования тары и упаковки. Выполнение этой задачи требует дотаций и поддержки либо со стороны властей, либо со стороны производителей.

Выгоднее заниматься переработкой отсортированного материала, чем обработкой несортированного. Более высокую рентабельность можно получить, если объединить сбор и переработку в одну технологическую цепочку.

Оптимальная переработка по критериям производительности, качества, чистоты и рентабельности является результатом организации системы сбора, эффективной предварительной подготовки и сортировки сырья.

По возможности бутылки должны собираться в уже отсортированном виде, не смешиваясь с другими пластиками и загрязняющими объектами.

Особенно тщательно необходимо удалять бутылки из поливинилхлорида, т. к. даже небольшие количества ПВХ могут вызвать затруднения при дальнейшей переработке ПЭТ в изделия. Допустимо максимальный уровень содержания ПВХ в чистых хлопьях ПЭТ составляет 0,25%.

Полигоны ТБО вручную собирают ПЭТа гораздо больше, чем мусороперерабатывающие заводы. Но им выгоднее выбирать алюминиевую банку, металл, картон. Огромное количество ПЭТ-пластика закапывают или жгут.

Средний московский полигон годовой мощностью 500 тыс. т в год принимает около 5 тыс. т ПЭТ-бутылок.

При обороте такого полигона примерно в 500 млн.руб. ему мало интереса заниматься ПЭТ-бутылками.

В Москве 5 пунктов раздельного сбора ТБО. Предприятия выживают на сборе металлолома и макулатуры.

1 тонна черного металла стоит от 1100 до 3800 рублей. Дешевле ценится тонкий металл, дороже идет металлический массив. Крупногабаритный лом стоит вдвое дешевле компактного.

1 кг латуни — 5 рублей, меди — 15. Алюминиевая банка – 30 коп. Переработчики принимают алюминиевое вторсырье по 30 рублей за килограмм при партии в 5–10 тонн.

Стеклянные бутылки из-под "Ярпива", "Сибирской короны" и "Клинского" – 1 руб./шт. Остальные стеклянные бутылки – 10 – 50 коп. 1 т стеклобоя - 700 рублей. При условии сортировки по цвету.

Тонна упакованной, то есть брикетированной макулатуры стоит порядка 1000-1800 руб.

Заготовка вторичного ПЭТ через сети приемных пунктов экономически малоэффективна.

Низкая заготовительная стоимость бутылки не стимулирует население к сдаче вторичного сырья. Принимают ПЭТ-бутылки в среднем по 6 рублей за килограмм. Это примерно 25 полуторалитровых бутылок.

АО «ЭкоТехнологии» в ноябре 2009 г. покупала ПЭТ-бутылку по цене не выше 7 рублей за килограмм.

Средняя цена на закупку загрязненного материала: прозрачные 9 руб. / кг; голубые 8,5 руб. / кг; зеленые 7,5 руб./ кг; коричневые 7 руб. / кг.

Стоимость полигонной бутылки прессованной в миксе (смешанная по цветам) 7000 рублей, плюс доставка (если фурой, то примерно 1000 рублей на тонну). http://www.solidwaste.ru/publ/view/312.html

Предприятия торговли, общественного питания производят и затем вывозят большое количество упаковочного мусора. Вывоз отходов оплачивают сами хозяйствующие субъекты.

Заготовители могут по договорам закупать отходы. В частности, ПЭТ-тару. Предварительно спрессованную. Использование флэт-установок в барах, ресторанах, супер- и гипермаркетах, санаториях и других местах массового образования отходов полимерной тары позволяет получить переработчикам достаточно чистое сырье, а хозяевам полимерных отходов исключить транспортные расходы и расходы на захоронение, и получить доход от продажи использованных ПЭТ бутылок.

Средняя цена на готовый флекс: Прозрачные - 21 руб/кг, Голубые - 20 руб/кг, Зеленые - 18 руб/кг, Коричневые -17 руб/кг.

Цена за тонну флекса на мировом рынке в пределах $800–1000.

Коэффициент использования грязной ПЭТ-бутылки – 0,7.

Самая дорогая прозрачная бутылка — самого плохого качества. Мелкие и средние производители используют клеи и наклейки самого разного свойства.

 

Заключение

Проблема пищевой тары, прежде всего ПЭТ-бутылок, экологически очень значима.

Частичное решение ее возможно за счет развития системы предварительной сортировки ТБО и создания участков переработки ПЭТ-бутылок на полигонах за счет потребителей.