Как перерабатывают пластик: оборудование, открытие бизнеса

Примерно 2,5% образуемого в России бытового мусора – полимерные отходы, которые отправляются на переработку. Остальное отправляется на полигоны твердых бытовых отходов для захоронения, что приводит к заполнению территорий и распространению токсичных выбросов при горении мусора. Для сокращения негативных последствий необходимо осуществлять переработку пластика. Из него получается сырье, применяемое как добавка при первичном производстве или как основной материал при вторичном.

Виды отходов пластика

В зависимости от назначения в производстве используются разные виды пластика, различающиеся составом и физическими характеристиками. Как правило, вторичное сырье производят из однородных видов, не допуская смешивания при переработке.

Виды отходов из пластика:

Воздействие на экологию

Опасность возникает, когда пластик попадает в открытую среду и начинает разлагаться.

Попадание таких веществ в организм приводит к нарушениям в работе дыхательных путей, отравлениям, удушениям. Кроме газообразных выделений, пластик образует твердые и жидкие остатки горения или плавления: сажу, синильную кислоту.

Варианты, куда можно сдать такие отходы

Проблема утилизации пластиковых отходов связана с тем, что они относятся к IV-V классам опасности – наименьшие классы. Это позволяет выбрасывать их в обычные мусорные контейнеры, что приводит к смешиванию с другими отходами и усложнению при возможной дальнейшей переработке. Мусор из контейнеров обычно отправляется на полигоны для захоронения, где происходит разложение отходов в естественных условиях: у некоторых видов пластика срок разложения достигает 1000 лет.

Пластиковые отходы, подходящие для переработки

Для переработки пластика используются 2 основных метода: переплавка, механическое дробление. Для переплавки подходит группа термопластиков, состоящая из ПЭТ, ПНД, ПВХ – на нее приходится более 70 % пластиковых отходов. Такое сырье при переплавке подвергается формовке и может использоваться для изготовления новых товаров. На механическое измельчение отправляются отходы, составляющие группу термореактивного пластика: фенольные смолы, полиуретан, например. В измельченном состоянии частицы применяют для наполнения других товаров.

Способы переработки и утилизации пластика

При обработке пластиковых отходов применяется ряд методов, при которых происходит нарушение целостности поступающего сырья для придания ему формы, пригодной для вторичного использования. В зависимости от используемого оборудования переработка или утилизация пластика происходит при помощи следующих методов:

• термических: сжигание, пиролиз;
• механических: дробление;
• химических: разложение под действием химических реакций;
• физико-химических.

Термические методы

Распространение термических способов переработки и утилизации пластика связано с простотой применения, заключающейся в загрузке отходов в печь и извлечении вторичного сырья. При воздействии на отходы высоких температур ускоряется их разложение. Продуктами разложения являются остатки в трех формах: жидкой, твердой, газообразной. Применение термических методов – наименее приемлемый способ переработки и утилизации из-за ограниченности сферы применения вторичного сырья и опасных выделений, образующихся при горении.

Сжигание отходов

При сжигании пластика решается проблема накопления отходов на полигоне, но не решается проблема рационального использования ресурсов. Это наиболее простой способ уничтожения мусора из-за неприхотливости оборудования: для сжигания в печи отходы могут поставляться без сортировки.

Наибольшую опасность представляют газообразные продукты горения из-за своей токсичности. Для избегания попадания ядовитых газов в атмосферу печи должны оснащаться газоулавливающими фильтрами.

Пиролиз для синтеза топлива

Пиролиз отличается от простого сжигания тем, что для него используется печь, из которой выкачан весь кислород. При бескислородном высокотемпературном сжигании образуется среда, способствующая проведению химических реакций по расщеплению пластика. Используют три температурных режима:

• до 350 °C;
• 450-900 °C;
• более 900 °C.

При сжигании до 350 °C проводится крекинг – основа для смены октанового числа у топлива или производства новых полимерных продуктов. При температурах свыше 450 °C сырье сжигается с образованием и накоплением энергии. Различия в режимах связаны с образующимися продуктами переработки: чем выше температура, тем меньше остается густой жидкой массы, которая заменяется твердым осадком.

Механические методы

Один из наименее затратных и безопасных способов переработки пластиковых отходов – механический. Поступающее сырье подвергается механическому воздействию без изменения температуры, агрегатного состояния, физических свойств.

От состояния отходов зависит выбор метода переработки:

• гранулирование;
• агломерация.

В обоих случаях получаются мелкие твердые частицы: гранулы при измельчении твердого пластика дробилками или шредером, окатыши или флекс – при измельчении мягких отходов и резких температурных колебаниях. Мелкие частицы используются в качестве наполнителей или сырья для вторичного производства.

Операции по механическому измельчению могут проводиться независимо или в составе других операций по переработке: перед переплавкой, например. Кроме того, измельчение позволяет повысить плотность сырья за счет более тесного размещения мелких частиц. Плотность – основной показатель, использующийся при обороте мусора, поэтому снижение значения – шаг к повышению эффективности операций.

Химические методы

Помимо пиролиза, для обработки пластикового мусора применяются и другие методы химического воздействия:

• гидролиз;
• метанолиз;
• гликолиз.

При химической переработке пластик помещается в подготовленную емкость, куда добавляется жидкость и катализаторы. При возникновении химической реакции пластик расщепляется на компоненты, образуя вторичное сырье.

Физико-химические методы

Со временем аналогично старению металлов твердые пластиковые отходы теряют свойства: становятся менее твердыми, более хрупкими или эластичными. Для восстановления свойств материала необходима стабилизация структуры. Для этого отходы проходят две стадии восстановления: механическую обработку, химическую стабилизацию. На механическом этапе пластик измельчается и подвергается плавлению до однородной массы, на химическом – в расплав добавляются стабилизаторы. При смешивании расплава и стабилизаторов получается масса со стабильной структурой, из которой выплавляются новые товары.

Повторное использование для хозяйственных нужд

Любители самостоятельно работать с инструментами пользуются этим при обработке пластиковых отходов, находя для них новое применение. Из старого пластика получаются предметы, упрощающие ведение хозяйства. Чаще всего новое применение находят для пластиковых бутылок на даче: корпус для защиты замка или розеток от осадков, примитивные накопители влаги или умывальники, лопатки, воронки, кормушки.

Используемое оборудование

Выбор оборудования для переработки зависит от числа выполняемых операций и требований ко вторичному продукту. Стандартный цикл по переработке отходов состоит из следующих этапов: сортировка, измельчение, обработка сырья, производство вторичной продукции. Для сортировки используется ручной труд, габаритные рамки, магниты, конвейерные линии или продвинутые автоматизированные станки, сортирующие сырье по результатам замеров (например, при рентгеновском излучении).

Измельчение поступающих материалов – исключительно механическая обработка. Для этого пластик проходит через дробилки, резки или шредеры, где измельчается до необходимого размера – для фильтрации используется сито. Этот этап может быть завершающим, если предприятие занимается выпуском гранул или флекса. Кроме того, измельчение может проводиться под действием прессовальной машины, позволяющей в десятки раз увеличить плотность сырья. Если необходимо избавиться от пластика или произвести новые товары, то измельченные частицы помещаются в печь для сжигания или переплавки.

Количество возможных циклов переработки

Возможность переработки и производства вторичной продукции зависит от состава поступающего сырья. Чем более однородный состав, тем больше возможностей переработать отходы в сырье, пригодное для производства новых товаров. Дополнительно на характеристики пластика влияют условия проведения реакций. Например, если при переплавке нарушена герметичность печи, то возможно попадание воздуха в структуру материала, что вызовет ускоренное разрушение при эксплуатации.

Измельченный пластик добавляют в строительные смеси, строительные отходы при переработке аналогично измельчаются и добавляются в другие смеси – такой цикл практически бесконечен. Если из вторичного пластика производятся новые товары, то для улучшения свойств применяют добавки: порошки, каучук, эластомеры.

Варианты вторичной продукции

При переработке получается 3 группы вторичной продукции:

• энергоресурсы;
• сырье;
• товары.

Энергоресурсы образуются при сжигании пластика при уничтожении или переплавке. При механической переработке пластика получается вторичное сырье: гранулы, флексы. Они применяются как самостоятельные материалы (верхний слой беговых дорожек, наполнители) или как добавки для производства другого сырья (строительных смесей, изоляционных материалов). При производстве гранул или флекса учитывается необходимый размер и состав наполнителя: в некоторых случаях допустимо использование неоднородных гранул. Готовые товары получаются при выплавке из вторичного пластика.

Текущая ситуация по переработке пластиковых отходов в России

Примерно половина всех перерабатываемых в России отходов приходится на пластик. Особенность переработки в России заключается в неполном цикле: из вторичного сырья не изготавливается новая продукция. Производители ограничиваются только проведением механической обработки пластика, связанной с измельчением в гранулы или флекс. Полученное вторсырье отправляется на другие предприятия для последующей обработки – это дополнительный шаг, негативно влияющий на развитие отрасли. Негативный эффект достигается за счет дополнительных перемещений сырья, что приводит к повышению стоимости конечной продукции.

Единственный завод в России, осуществляющий полный цикл переработки – «Пларус» в городе Солнечногорске Московской области. Объем переработки – более 10 тысяч тонн пластика в год.

Открытие бизнеса по переработке пластика

Среди всех материалов, подвергаемых переработке, пластик выделяется тем, что его можно обрабатывать на предприятиях любого размера: от гаражного ручного производства до крупных заводов полного цикла. Для открытия бизнеса необходимо проделать ряд шагов по легализации и подготовке производства:

1. Проанализировать отрасль и перспективы открытия предприятия.
2. Зарегистрировать предприятие.
3. Подобрать и оборудовать производственное помещение.
4. Наладить каналы поступления и сбыта пластика.

Выбор направления

При выборе конкретных видов пластика и выполняемых операций необходимо учитывать структуру образования отходов, возможные каналы поступления и сбыта. Возможность открытия бизнеса в домашних условиях ограничена из-за необходимости получать лицензию для переработки некоторых видов отходов: например, все ПЭТ бутылки относятся к IV классу опасности.

Подготовительный этап

Перед открытием собственного производства необходимо проанализировать деятельность других предприятий в регионе. Поспособствовать выбору направления могут промышленные предприятия: они могут обеспечить стабильные каналы поступления пластика. Достичь высокой рентабельности при обработке бытовых отходов будет сложнее из-за неразвитой системы по раздельному сбору мусора в России.

Пример бизнес-плана.

Легализация бизнеса

Для ведения деятельности по переработке отходов необходимо зарегистрировать предприятие. При открытии небольшого производства будет достаточно зарегистрироваться как ИП, для более крупных лучше подойдет ООО. Различия в регистрации заключаются в размере комплекта документов (у ООО – шире), размере пошлины, способах налогообложения (если ООО, то чаще всего выбирают УСН).

Отходы из полимеров, как правило, относятся к IV-V классу опасности. Лицензирование необходимо проходить для IV класса, а для V класса достаточно показать, что работа ведется только с ним.

Необходимое помещение для работы

Подбор помещения зависит от видов операций, выполняемых при переработке, удаленности от каналов поступления и сбыта сырья.

Для переработки без выпуска готовой продукции понадобится не менее 400 м², с выпуском – не менее 600 м². Обычно заводы располагают в пределах 100 км от каналов поступления и сбыта сырья.

Возможно открытие пункта переработки или сбора в собственном гараже, но в таком случае придется выбрать один из вариантов развития предприятия:

• высокий оборот сырья, чтобы исключить хранение запасов;
• малый оборот сырья и, соответственно, малую прибыль.

Минимальный набор оборудования

Помещение оборудуется необходимыми инструментами и станками в зависимости от видов операций, выполняемых с пластиком. Подбор оборудования по операциям:

• сортировка: конвейер, магниты, очистители, габаритные рамки;
• механическое измельчение и прессование: шредеры, дробилки, резки, прессы;
• переплавка: печь.

Для небольшого гаражного производства достаточно будет станка для механического измельчения, из которого будет получаться пластиковая крошка. Для заводов поставляются комплексные линии по переработке, на которых возможно выполнение всех операций: от сортировки до получения готовой продукции. Недостаток таких линий – сложно адаптировать их под сырье, особенно если необходимо внедрить изменения в технологию переработки.

Требуемый персонал

Переработка отходов не требует привлечения высококвалифицированного персонала, поэтому на предприятие привлекаются простые рабочие. Этого достаточно для выполнения простых операций: приема и сортировки сырья, загрузки в оборудование, запуска станков. Для обслуживания линий привлекаются сервисные организации, что позволит сократить затраты на содержание инженера в штате. Зарплата сотрудников примерно равна средней по региону.

Каналы сбора сырья

В качестве источников поступления сырья выступают промышленные и бытовые отходы. Для сбора промышленных необходимо согласовывать с соответствующими предприятиями – это позволить обеспечить стабильные каналы поступления. Для сбора бытовых отходов необходимо обращаться в профильные организации (региональные операторы, пункты приема) или принимать пластик от населения самостоятельно. Бытовой мусор менее предпочтителен, потому что требует дополнительные стадии обработки: очистку и сортировку.

Каналы сбыта получаемой продукции

От вида производимой продукции зависит выбор каналов сбыта. Если производится вторичное сырье, то сбыть его возможно только в промышленные предприятия в качестве вторсырья. Цена измельченного вторсырья ниже цены готовой продукции примерно в 1,5-2 раза. При производстве готовых товаров добавленная стоимость конечной продукции возрастает вместе с расширением каналов сбыта: возможна оптовая или розничная продажа посредникам или напрямую покупателям.

Общие затраты на бизнес

От видов выполняемых операций и объемов производства зависит размер инвестиций в предприятие.

Затраты включают:

• разовые: регистрация, закупка оборудования;
• постоянные: зарплата, коммунальные платежи, закупка сырья, транспорт.

При открытии гаражного производства затраты сокращаются в несколько раз, сводясь только к закупке оборудования и сырья.

Расчет прибыли и рентабельности

Чем больше объемы производства, тем быстрее получится выйти на окупаемость. Это связано с автоматизацией операций по переработке, которая характерна для крупных предприятий. При высокой доле ручного труда сроки выхода на окупаемость увеличиваются из-за низкой производительности. В среднем, в мусороперерабатывающей отрасли срок выхода на окупаемость составляет от года до нескольких лет, а рентабельность – примерно 20-40 %.

Возможные проблемы и риски

Наибольший риск открытия бизнеса по переработке связан с нестабильностью каналов поступления сырья. Это связано с отсутствием системы раздельного сбора бытового мусора и законодательных норм, обязывающих рационально использовать отходы производства. К этому добавляются проблемы ведения бизнеса в России, связанные с коррупцией, что может повлечь остановку предприятия по причинам, не связанным с экономическими показателями.

Перспективы развития бизнеса

При ужесточении российского экологического законодательства возможно появление полноценной мусороперерабатывающей отрасли в стране. Для этого необходимо внедрить систему раздельного сбора отходов по фракциям, а также обязать предприятия рационально использовать сырье. Такое законодательство разработано для лесной промышленности, где предприятия будут обязаны использовать 100 % сырья. Это открывает нишу по переработке отходов деревянного производства или по их уничтожению с выработкой энергии. Внедрение этой нормы перенесено на 2022 год, а аналогичные нормы должны внедряться и в других направлениях промышленности.