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盘点当下先进的PET瓶回收技术

PET,中文称聚酯,很多人叫它涤纶,是一种线型热塑性塑料。一般在废塑料行业里,PET做的最多的就是瓶片,其中包括了可乐瓶、矿泉书瓶、饮料瓶等。

在美国,回收率最高的塑料也是PET,尤其是PET碳酸饮料瓶,现在几乎都是用三分之二的再生PET瓶粒子和三分之一的新料共挤出拉伸吹塑而成,或其它注拉吹工艺而成。PET有良好的阻隔性,回收率高达32%。

由于重量轻、保存性佳等特点,PET瓶成为今日饮用包装的主流,但是,PET瓶大多为一次性包装制品,回收成为其发展的一个重点课题。“瓶到瓶”的闭环回收技术被认为是当前最高效的回收方法之一。

EREMA全球应用最多的VACUREMA

在聚酯瓶到瓶领域,Erema公司自1998年开发其Vacurema®技术至今,成为了在该领域全球使用最多的技术。该技术已成为针对用后PET瓶片、PET废品及PE-HD瓶碎片回收的全球使用最广泛的技术。其最大的技术优势在于:对于进料的疏松密度要求灵活,对聚酯废料的形态和混合要求低,具体可以是聚酯二级原材料如瓶片,破碎后的栅料,新料,边缘料或者其不同比例混合。而产品可以是FDA认可的深冲膜,纤维或者包装带。另一优势是对于进料的水分要求宽容(允许达到1.5%),允许湿度不稳定性,而聚酯熔体粘度能保持稳定及低降解。

在美国,有一半的再生PET都是采用奥地利EREMA公司的VACUREMA技术生产,其所占市场份额高达到50%。在欧洲,EREMA在该行业的市场份额也已达到30%。至2014年底,在全球已有160套Vacurema设备用于PET瓶回收造粒,每年生产约100万吨的用于食品FDA包装标准PET再生颗粒。

在回收过程中,VACUREMA所有系统都连续监控相关参数,使其达到直接与食品接触的法规要求。其采用的食品接触控制(FCC)功能监控贮存的工艺参数,只需按下按钮就可以将工艺参数切换成生产相应回收料所需的工艺参数。如果参数超出了限制值,就会自动发出警报,材料流从生产线中分流出去,保证可追溯性。

与其他技术相比,VACUREMA技术具有最佳的能效等级。一家独立测试机构测试了市场上现有的8种不同PET回收技术的电和热性能。德国一家客户的VACUREMA在线片材系统在与市场上现有其他系统进行的能效比较中名列第一,其单位总能耗(包括片材生产线下辅设备)最低,为0.29 kWh/kg,比其他系统能效高40%。

EREMA过滤系统极大的有效过滤面积同样也为系统的高性能做出了贡献。VACUREMA配备有结构紧凑的在线结晶(CIC)装置,是市场上唯一可以生产拉条粒料的系统。由于约有80%新材料是以拉条形式生产的,所以现在用VACUREMA生产的再生粒料可以与新材料方便地混合。

Krones旗下生产食品级的MetaPure

德国Krones公司以针对饮料和食品的灌装生产线闻名,不过它也推出了PET回收生产线。“我们供应整套饮料生产线,我们也确保PET包装具有可持续发展性,推出了回收生产线,我们的产品涉及整个产业链。”近期,其PET回收产品经理Astrid Kadlubski在接受VDMA相关主题访谈时表示,“Krones 旗下名为‘MetaPure’的回收生产线的客户主要用其来加工自己产生的回收料。MetaPure生产线适用于多种要求,不仅适用于制瓶商,也适用于回收商。”

MetaPure PET 回收设备由两个模块以及选配的前端系统组成,它们涵盖了 rPET 生产的各个工作步骤。前端系统先将 PET 塑料瓶一一分开,去除粗污物颗粒并碾碎。 在之后的清洗模块中,先将获得的 PET 塑片预干洗一遍,然后才碱洗,以完全清除残留的标签和粘胶。 接着,从 PET 塑片中分离出 PO 密封材料。 经过一次多级漂洗之后,干净的 PET 塑片进入干燥过程。 之后,零星金属残留物将由金属分离装置排出。

去污模块去除掉 PET 中含有的全部有害物质并生产出食品级 rPET。 分级预热塑片后,真空反应器以低于熔点的温度去除塑片所含有害物质并清除已析出成分。 在这一阶段,可根据要求提高 IV 指标。 之后,筛出零星的细小颗粒并排出残留的有色塑片或金属颗粒。

最后便可决定生产哪种成品。 塑片既能直接使用也能用于造粒。 也可以将去污后的塑片直接用于预坯挤出成型。

采用Krones工艺可以任意选择最终产品的形态。 原则上,仅在处理塑片时执行食品工业要求的去污消毒步骤。 之后,既可直接使用塑片也可将其用于造粒。 经过去污消毒的塑片直接用作挤压成型材料,也能进一步节省能源,这是MetaPure回收设备加工rPET 时的一个亮点。

MeaPure已被编入欧盟Eco-Innovation项目,为实现2020-20的气候目标做出贡献。由欧盟设定的气候目标包括每个成员国的自主承诺:最迟到 2020 年,减少一次能源的消耗。 因此,需要将二氧化碳排放量减少 20%、让使用可再生能源的比例达到 20%,而且将能源效率提高 20%。

AMUT清洗标签分离机

意大利AMUT公司成功研发出塑料瓶标签分离机,为PET瓶循环再生商带来了福音。新研发的机器能够将塑料瓶与标签进行自动分离,解决了PET瓶循环生产过程中面临的难题。这意味着80%带有收缩性瓶口的PET瓶如今都可以简单便捷地进行二次生产了。

AMUT高处理能力清洗生产线保障可靠的瓶到瓶工艺质量,而且也用于适合处理更坚韧材料的预清洗和干洗系统。AMUT公司机械与技术用于PET瓶清洗关键场合的许多工序。从De-labeler整体收缩套标签去除系统 (DLB-60 型号,正在申请专利)开始,到专利PW-180/5 高摩擦整瓶清洗技术,用于在AMUT湿粉碎工艺前清洗整瓶。对于PET瓶片的最终清洗,AMUT提供专利的热洗摩擦清洗技术(hot Flake Friction Washing )AX 150/5机器。

De-Labeler采用完全干预清洗系统(无水),可以去除整体收缩套标签、其他标签和一般污染物。

AMUT的先进清洗技术成为CarbonLITE Recycling LLC公司新项目中的一部分。新项目工厂达2万平方米,将把废塑料瓶加工成pcrPET(消费者终端回收的PET)粒料,这些粒料可用于制造新瓶。其产能约为每年4.5万成品,设备与基础建设总投资超过6000万美元。 在引进AMUT技术后,Carbon LITE公司位于美国德克萨斯州Abilene新塑料回收厂的生产能力扩大了一倍。

广西梧州市国龙再生资源公司也与意大利AMUT举行再生塑料PET设备采购签约仪式。国龙再生资源公司将引进AMUT的PET瓶回收生产线和食品级PET片材共挤生产线:6万t/a食品包装的PET瓶回收生产线和2万t/a食品级PET片材共挤生产线,其新投资的PET生产线是中国目前最先进的工艺设备之一,也是中国目前投资最大、产量最高的食品级PET生产线,项目投产后预计年产值10亿元人民币。

NGR即将面市的液固缩聚流程
奥地利知名塑料回收技术公司NGR成功研发液固相缩聚(LSP)流程,该流程是PET回收新技术开发的关键技术,可通过在材料的熔融状态时的后冷凝来增强PET。

根据NGR公司合作伙伴捷成工业称,NGR凭借其开发的液固相缩聚(LSP)流程,获得了2014年上奥地利创新奖。

NGR技术总监Thomas Pichler表示“NGR团队的该项技术达到了原设计目标,并因此获奖,我们为此感到十分荣幸。上奥地利是一个高度发展的工业区域,也是我们一直以来施展拳脚的竞争环境。这一点使这次的获奖变得更为有意义。”

LSP流程可以使在PET转化中得到的生产废料发生变化。通过将纤维、织物、编织和非编织材料、预成型件、捆扎带和薄膜转化成高质量的树脂,这个流程最终会产生可重复使用的材料,进入到主要的常规塑料加工中。

在PET的转化过程中,PET的特性粘度值(IV)可以在短短几分钟内得到改善,同时提供优异的清洗效率(FDA授予NGR“无异议no objection”认证)。该项目应用于PET反应器中,并且连接多功能的粉碎-喂料-挤出系统,可进行纤维、PET瓶坯、瓶片等的回收。NGR公司将选定用户对LSP进行现场测试,该技术预计于2015年面市销售。

意大利Sorema公司开发了一种新的预洗方法:
(1)自动装料设备的可能性,因而使工人接触污染物的可能性减至最小
(2)加工方法的自动化以及在目前已有任意洗涤设备商使用的可能性
(3)预洗系统使用来自后续洗涤设备的过滤排出水,因此旨在一定程度上增加了水的使用率。

Sorema公司开发了专门用于PET瓶的回收技术Ekopet,该技术由以下步骤完成:瓶子的热洗和分类;湿磨;超级清洗;Ekopet挤出造粒。

Sorema公司称使用该技术得到的PET粒料可重新用于FDA认可的食品包装,而且经过增粘,特性粘度增加了。

Sorema公司的的食品级再生PET生产技术和设备是当今世界一流水平。2014年3月底,Sorema与广西梧州国龙塑料化工有限公司进行了签约仪式。国龙公司的董事长郭家万表示,“食品级PET再生塑料加工项目”是国龙公司经过两年多市场调研后确定的投资项目,通过对国内外知名企业进行多次的考察,并根据生产工艺和生产技术的反复比较和论证,最终确定与意大利SOREMA公司合作,引进目前在全球份额第一,工艺技术居领先地位的食品级PET再生塑料加工生产设备。

GAMMA采用Moby技术回收PET
Gamma Meccanica是意大利著名的塑料机械生产商。其主要从事三大业务:塑料回收生产线、绝缘材料生产系统及设备、聚苯乙烯板生产设备。

在PET回收方面,Gamma在去年的K展上展示了其最新型的PET再生装置
Gamma在K 2013展会上展出其系列新型PET再生装置。通过与开发Moby技术的SB塑料机械公司合作,这些新生产线制造的粒料适用于食品包装,该系统还可用于提高料粒的特性粘度。

其加工工艺由两个阶段组成:第一段是用一台专门设计用于回收PET的Gamma Meccanica生产线回收废料,第二段是采用Moby技术对粒料进行“处理”。其中,用于回收PET的Gamma Meccanica再生生产线采用ECOTRONIC系统和一台水下造粒机,具有极高的能效、生产率,粒料均匀、无缺陷等优点。该生产线可以再生各种尺寸,纤维、织物、薄膜或碎片形式的TPE,生产能力为80Kg/h (对于最小的GM50 COMPAC) 到2200kg/h(GM210 COMPAC)。ECOTRONIC系统大幅降低了能耗。

回收阶段之后,粒料会被输送到变容量贮料仓向Moby供料。Moby是一种同时利用IR和真空处理粒料的系统。与当前市场上的技术相比,该系统拥有多种优点,可制成干燥、脱湿的结晶粒料。此外,能将PET粒子的特性粘度提高到+0.1dl/g/h。由于降低了能源成本,所以可以极快地收回投资。Moby装置处理好的回收粒料是结晶、分级材料,可以贮存或用于生产中。

浙江宝绿特三种等级的PET回收生产线
浙江宝绿特的PET瓶清洗线能够满足不同等级的回收要求,例如瓶到瓶级、长丝级和化纤级。瓶到瓶级的主要配套在食品级再生PET,自动化程度最高,能够避免人为失误,其技术核心是整线采用工业控制电脑、人机交互系统、PLC数据控制,能够直观有效的控制整个生产线的各个参数,而且还可以远程通讯控制,整条线也配置了自动材质分拣机和颜色分拣机,该项目每生产一吨瓶片,用电量在100-150千瓦时,用水量约2-3吨,瓶片中PVC含量<20ppm,总杂质含量<100ppm;长丝级PET瓶回收清洗生产线,拥有T、C、J和S系列数十种生产工艺单元配置的清洗成套设备,其中T系列洗瓶线中投入量1500kg/h和3000kg/h两种是目前市场主流产品;长丝级PET瓶清洗线,其技术核心是利用水媒介重力分选即热洗、退水等,降低杂质含量,该项目每生产一吨瓶片,用电量在100-120千瓦时,用水量约2吨。

自宝绿特成立以来,至2012年已有七十余条PET回收清洗线在全世界运转,产品主要出口美国、墨西哥、加拿大、智利、巴拉圭、马来西亚、印度尼西亚、印度、巴基斯坦、伊朗、阿联酋、沙特、坦桑尼亚、波兰等几十个国家和地区,并逐年扩大市场份额。

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