Современное производство упаковочных материалов и изделий состоит из четырех основных сегментов: упаковка из металла, стекла, полимеров, бумаги и картона.
В последнее время наблюдается тенденция увеличения доли пищевой полимерной упаковки. Эта тенденция на отечественном рынке, полностью соответствует общемировым тенденциям развития рынка тары и упаковки. Практически во всех развитых странах, производство и спрос на пластиковую тару значительно увеличивается. Это связано с тем, что полимеры обладают широкой гаммой свойств и низкой себестоимостью конечной продукции.
Наиболее стремительно растущий в настоящее время сегмент полимерной упаковочной индустрии — производство ПЭТ — упаковки.
Полиэтилентерефталат — продукт поликонденсации терефталевой кислоты. На данный момент он занимает ведущее место среди упаковочных материалов, тара из ПЭТ отличается прозрачностью, легкостью, прочностью, высокой герметичностью, может приобретать сложную геометрическую форму и на 100 % подлежит утилизации. Необходимо отметить исключительную устойчивость ПЭТ к атмосферным воздействиям, действию ультрафиолетовых лучей и излучению. ПЭТ нетоксичен, без запаха, имеет повышенный блеск, химически стоек, не подвержен действию бактерий, может выдерживать стерилизацию.
Из ПЭТ изготавливают многообразные бутылки, пленку, которые применяют в пищевой промышленности, аморфные ПЭТ — пленки и тому подобное. Учитывая такую широкую номенклатуру изделий из этого материала, становится понятным вопрос относительно утилизации использованной упаковки. Проблема утилизации пластиковых отходов стала актуальна за рубежом еще в 60-е года прошлого века и значительно позже в России. За один год в России образуется почти 750 тыс. т полимерных отходов. Около 10 % перерабатывается. Переработке подвергаются, главным образом, отходы производства, и лишь некоторые отходы потребления. Следовательно, экологическая проблема в России стоит остро, полимерные отходы необходимо перерабатывать [3].
Наиболее целесообразной является механическая переработка ПЭТ — отходов, что не только экологически безопасно, но и экономически выгодно. ПЭТ — гранулят, который в настоящее время закупается Россией за рубежом, является достаточно дорогим продуктом, а тот, что может быть получен путем вторичной переработки, почти не отличается по физико — механическим и тепло — физическим свойствам от первичного ПЭТ.
Технология механической переработки ПЭТ тары может несколько отличаться в зависимости от фирмы — производителя оборудования, но обязательно включает следующие основные операции: cбор отходов; разбивка кип; первичная мойка; первичное дробление; мойка с флотацией; промывка; сепарация от воды; сушка; измельчение; воздушная сепарация; упаковка [1].
Сбор и сортировка отходов ПЭТ являются наиболее слабым звеном в процессе организации переработки, как технологических отходов, так и в еще большей степени отходов потребления.
В Западной Европе вторичная переработка ПЭТ — бутылок поставлена на государственную основу. Для России и стран СНГ утилизация использованной ПЭТ — тары является экологической проблемой. В Англии на сегодняшний день перерабатывается 70 % ПЭТ — бутылок, в Германии — 80–85 %, в Швеции — 90–95 % (это самый высокий показатель в Европе) [5].
В нашей стране насчитывается около 10–12 предприятий, имеющих оборудование для переработки ПЭТ бутылок в хлопья. Причем, большая часть этих предприятий сосредоточена в Московской области, организуются предприятия в Санкт-Петербурге, Ростове-на-Дону, Нижнем Новгороде. В других густонаселенных регионах подобных производств не имеется.
В Европе два основных способа сбора и переработки ПЭТ тары. Принцип государственного регулирования переработки ПЭТ — тары состоит в том, что ее производители платят специальный налог, в который заложена стоимость будущей переработки. Из этих денег государство финансирует утилизацию.
На улицах западноевропейских городов установлены разноцветные контейнеры для селективного сбора мусора (стекло, макулатура и т.д.). В Швеции жители сортируют мусор дома. Семья, живущая в отдельном доме, платит половинный тариф за вывоз мусора, если подписывает обязательство сортировать пластик, жесть, стекло и бумагу [5].
Для России опыт организации раздельного сбора бытовых отходов в Московской области показал большое значение работы с населением. В течение ряда лет велась активная пропаганда раздельного сбора мусора среди населения, активная роль в этом отводилась школьникам. Ответственность за сбор вторичного сырья была возложена на дворников (получали сдельную оплату), но активность населения составила 80 % (по объему собранного вторичного сырья). В программу вовлечен весь город, включая предприятия торговли, рынки и учреждения.
В Смоленске было предложено совместить приемный пункт вторичного сырья с сортировкой бытового мусора в одном блоке. Предложенная схема исключает применение спецтранспорта [4].
В нашем регионе опыт сбора и переработки отходов отсутствует. Чтобы решить проблему сбора ПЭТ — тары рассмотрим несколько вариантов. Первый вариант это создание пунктов сбора и сортировки от самого предприятия по переработке отходов ПЭТ и установление предприятием контейнеров для сбора ПЭТ — тары. Другим вариантом решения проблемы может быть заключение договора с муниципальным предприятием, финансируемым государством. Муниципальные предприятия могут производить сбор и сортировку с помощью жилищно — коммунальных хозяйств или специального предприятия по сбору и сортировке полимерных и других отходов (макулатура, стекло, металлическая тара). В этих пунктах будет проводиться сортировка, первичная отчистка ПЭТ — бутылок и упаковка в кипы и продаваться предприятиям по переработке отходов. Цена за килограмм такой тары примерно составляет 6–8 рублей и может зависеть от ее качества. Тем самым решается экологическая проблема и проблема создания новых рабочих мест, что актуально в условия кризиса. После сбора очищенная, распакованная и предварительно подготовленная в порезке, ПЭТ — тара измельчается, проходит стадии отмывки и поступает в агломератор, где за счет трения разогревается и сворачивается в агломерат. Агломерат выгружается в устройство для выгрузки и подается в бункер гранулятора или на затаривание. Хлопья, агломерат и гранулят являются готовым сырьем, которое можно продавать или получать из него различные материалы. Например, из гранулята получают различную тару, ленту, пленки, волокно, композит.
Далее в зависимости от качества оборудования, степени очистки сырья и качества полученного гранулята выбирается способ переработки, а также и вид производимой упаковки.
С целью выбора оптимального варианта для производства упаковки из ВПЭТ была произведена оценка изменения показателя текучести расплава (ПТР) ППЭТ и ВПЭТ в зависимости от процентного содержания первичного и вторичного ПЭТ в расплаве. Показатели текучести расплава измеряли на приборе ИИРТ при температуре 250 °С и нагрузке 2,16 кгс, время между отсечениями 10 сек. Результаты эксперимента приведены на рисунке 1.
Рисунок 1 — Диаграмма зависимости ПТР расплава полимерных композиционных материалов, содержащих ВПЭТ и ПЭТ, от состава этих композиций
В результате эксперимента удалось определить, что оптимальным видом переработки ПЭТ — отходов является литье под давлением. Композиция с содержанием вторичного ПЭТ от 20 до 40 % имеет ПТР от 13 до 15 г/10мин, что соответствует среднему показателю текучести расплава, оптимальным условиям переработки композиции.
Композиция из первичного и вторичного ПЭТ, содержащая от 20 до 40 % вторичного сырья, может использоваться для производства ПЭТ — бутылкок многослойным литьем преформ по технологии Bottle — to — bottle (бутылка — в — бутылку), которая активно используется на Западе [2]. Многослойное литье, будучи вариантом традиционного литья под давлением, является более доступной для внедрения на действующих предприятиях и позволяет включить до 40 % от веса преформ вторичного ПЭТ в качестве внутреннего слоя, который полностью закрыт внешним слоем первичного ПЭТ. Так как ВПЭТ не входит в контакт, как с содержанием упаковки, так и с потребителем, для среднего слоя контейнера может быть использован как 100 % вторичный ПЭТ, так и оптимальная композиция первичного и вторичного ПЭТ содержащая от 20 до 40 % вторичного сырья.
Список использованной литературы
1. Милицкая Е. А., Андреева Т. И. Обзорная информация. Производство и переработка пластических масс. Материалы на основе ПЭТФ. — М.: НИИТЭХИМ, 2003. — 109 с.
2. Производство упаковки из ПЭТ. Д. Брукс. Дж. Джайлз (ред); пер. с англ. под ред. О. Ю. Сабсая — СПб.: Профессия, 2006. с. 182–183.
3. ПЭТ — упаковка. Достижения и будущее. // Российский продовольственный рынок. — 2005. — № 3. — с. 84–85.
4. Татьянченко А. Из ПЭТ — упаковки можно делать ПЭТ — упаковку // Тара и упаковка. — 2002. — № 1. — с. 18–19.
5. Утилизация пластиковой упаковки в западной Европе // Тара и упаковка. — 2000. — № 1. — с. 38.