Сейчас новые товары производят быстрее, чем успевают утилизировать. Загрязнение пластиковыми отходами — одна из серьёзных экологических проблем. Возможным сдвигом к ее решению может быть качественная сортировка и переработка отходов. О том, как пластик превращается во вторичный материал, какие технологии для этого используются, рассказал изданию «Нескучные технологии» Александр Свидовский, генеральный директор компании «Втор-пласт»:
По данным Greenpeace, за 70 лет применения пластика в мире накопилось более 7 млрд тонн отходов. Из них только 10% дошли до переработки. Остальные попали на полигоны, мусоросжигательные заводы или в окружающую среду. Когда мы говорим о пластике, под общим термином скрывается огромное количество видов полимеров. Некоторые обладают бОльшей известностью. Например, при слове пластик у многих возникает ассоциация с таким распространенным материалом, как ПЭТ. Он используется для упаковки газированной или обычной воды.
Особенности и этапы переработки ПЭТ-бутылок
Неспециалисту зачастую сложно отличить один вид полимера от другого. Например, пакеты-майки, которыми мы пользуемся в магазинах, бывают как из ПВД, так и из ПНД. То же самое касается бутылочек для йогуртов или моющих средств. Их делают как из ПЭТ, так и из ПНД. Это различные пластики, и процесс их утилизации имеет свои особенности.
Например, ПЭТ тяжелее воды и на флотационных ваннах тонет, а ПНД наоборот всплывает, и смешивать в переработке один и второй ни в коем случае нельзя. Но так как культура раздельного сбора только формируется, жители по незнанию часто отправляют в специализированные контейнеры малосовместимые материалы. Поэтому перед переработкой все отходы проходят высокоавтоматизированную сортировку на заводе.
Необходимо использовать много высокотехнологичного оборудования, чтобы точно и эффективно отсортировать различные пластики друг от друга. Кроме того, в процессе переработки важно от бутылок отделить этикетки, налипший мусор и пр. Полученное сырье отправляют на дробление, затем очищают, флотируют, моют в горячих мойках с применением промышленной химии и в конце сортируют на высокоточных оптических флейк-сортерах.
Весь процесс позволяет свести загрязнения к минимальным значениям, исчисляющимся миллионными долями. Далее ПЭТ проходит стадию грануляции. Если процесс качественно настроен, то пластик может перерабатываться большое число раз, особенно при добавлении 50% первичного сырья. Но есть и ограничения по числу циклов переработки. Это связано с термическим и механическим воздействием, которое со временем ухудшает свойства самого полимера.
Конечным продуктом высокотехнологичной переработки являются ПЭТ-гранулы, пригодные для производства новых бутылок по технологии «bottle-to-bottle». Этот метод используется для создания ПЭТ-упаковки для пищевых продуктов.
Европа является мировым лидером по переработке ПЭТ-сырья. К 2025 году 25% всех бутылок в ЕС будет производиться из переработанного полиэтилентерефталата. Это решение, которое нуждается в подготовительной работе, а также поддержке со стороны регулирующих органов. В России данная технология только начинает развиваться.
Применение новейших технологий в сортировке пластика
Сейчас мы видим высокий уровень автоматизации и оптимизации работы линий. Современное производство по переработке ПЭТа — это более 100 единиц оборудования, работающих последовательно или параллельно. Нагрузка на технику должна быть равномерно распределена. Это достигается современными системами автоматизации.
В сортировке отходов используются новейшие технологии: оптический спектральный анализ и искусственные нейронные сети. Процесс грануляции ПЭТа также требует высокотехнологичного оборудования. Спектральный анализ выполняется с помощью оптических гиперспектральных камер, которые фиксируют отраженный свет от бутылки или флексы и направляют его в систему анализа. По спектру отраженного света компьютер идентифицирует состав материала, цвет и прочие характеристики, даже невидимые для человеческого глаза.
Искусственные нейронные сети — процессоры, которые работают по алгоритму и анализируют материалы аналогично человеческому глазу. Чтобы обучить нейронную сеть распознавать мусор, необходимо собрать огромную базу фото. Для этого над конвейерами устанавливаются камеры, которые снимают отходы, учитывая характеристики освещенности и другие факторы, влияющие на точность распознавания.
Далее производится разметка фото. За неделю можно разметить 100 тысяч изображений. Нейросеть обучается путем многочисленной демонстрации фотоматериалов. Тренировка системы может занять 2-3 недели. Также этот метод используют для дообучения. Производители товаров могут часто менять этикетки и упаковку продуктов, поэтому нейронные сети необходимо непрерывно обучать и обновлять данные регулярно, желательно минимум раз в полгода.
Процесс грануляции для переработки ПЭТа требует высокоточного оборудования, его задача — отфильтровать, гомогенизировать полученный расплав полимеров и повысить его вязкость. ПЭТ при механической и термической переработке теряет вязкость, поэтому ее уровень важно восстановить. Иначе мы не сможем изготовить из материала новую бутылку.
Влияние санкций на переработку ПЭТ-бутылок в России
После введения санкций со стороны европейских стран и США закупка высокотехнологичного оборудования для применения технологии «bottle-to-bottle» усложнилась. Оптические сепараторы и экструдеры в России не производятся, или их производство находится на начальном этапе. За счет этого цена на оборудование растет. Понадобится время, чтобы наладить новые логистические цепочки оборудования, а также необходимых запчастей и комплектующих. Вероятно, развитие отрасли из-за введенных санкций замедлится, поэтому важна ее поддержка.
