变废为宝,PET 瓶的闭环回收之路

2019-10-10 240 荣格国际食品加工及包
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塑料的回收利用是指将废弃塑料转变成可重复使用的形式,废旧塑料可以分为硬质塑料和软质塑料两种类型,前者包括容器和瓶子,后者则包括包装薄膜。 PET 塑料是塑料回收再利用市场上最为常见的树脂之一,也是塑料闭环建设的最重要塑料品种。

PET 学名聚对苯二甲酸乙二醇酯,是一种线型热塑性塑料,常被用于制造衣服、热成型产品、食物和液体的容器。 由于重量轻、阻隔性良好等特点,PET 瓶成为了今日饮料包装的主流,包括了可乐瓶、矿泉水瓶、饮料瓶等。一般在废塑料行业里,PET 做的最多的就是瓶片。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 B2B”的闭环回收技术被认为是当前最高效的回收方法之一。

四家行业先锋的成功合作表明,将塑料回收公司、机械制造商和品牌 商的专长绑在一起,使得循环经济的落地成为了可能。

全球解决方案

提起回收再生塑料,以前往往是和“质量低劣”联系在一起。但是现在,通过对废旧塑料进行更加高效的分选、清洗, 可以使回收材料达到原生料的品质,并可在生产和消费环节中循环使用。全球各大知名的零售品牌,如百事可乐、可口可乐、雀巢等,都已经在使用再生 PET 塑料来生产饮料瓶, 在创造经济效益的同时完美地阐释了环保理念,这表明高品质再生 PET 塑料的需求将越来越多。因此,国际上的回收企业已在未雨绸缪,通过新技术、新工艺、新设备的不断升级, 努力优化回收过程,提高产量并改善最终产品的品质,实现更好的 PET 闭环回收。如何能高效率回收 PET 且在质量上接 近原生 PET 材料,国外的成功经验值得中国 PET 循环产业借鉴。接下来就盘点全球当下先进的 PET 瓶回收案例。

从 PET 片料直接到 100%rPET 瓶胚

今年 5 月 15 日,世界首套在单个工艺步骤里由可回 收 PET 薄片直接生产出 100% 食品级 rPET 新料瓶胚的 XTREME“片到胚”系统,在捷克首都布拉格被授予“世界明星包装大奖”。参与合作开发该系统的四家公司 - 奥地利回收机器制造商 EREMA(埃瑞玛)、意大利 PET 包装方案制造商SIPA(西帕)、日本塑料回收企业共荣产业株式会社(Kyoei Industry)和日本饮料企业 Suntory(三得利),对这个塑料闭环的独特典范获得奖项表示高兴。“世界明星包装大奖” 的设立是为了对那些为包装业建立起国际标准的来自世界各地的出色包装方案进行表彰。

获奖技术建立在 EREMA 的 VACUREMA® “瓶到瓶”技术与 SIPA 的 XTREME 可翻新瓶胚生产系统相结合的基础之 上,由 PET 薄片直接生产出全新食品级 PET 瓶胚。该系统已经在日本共荣实业运转有差不多一年的时间,“片到胚”系统不仅生产出品质出众的瓶胚,还产生了生态与经济上的独特表现。该工厂每年的生产能力为 3 亿只容器,顾客是活跃于国际上的日本饮料制造商三得利公司。获奖技术的合作开发最早是在 2014 年由共荣与三得利发起的。

VACUREMA技术

在 PET 瓶到瓶领域,EREMA 公司自 1998 年开发 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 废品回收的全球使用最广泛的技术。在共荣实业的工厂里,VACUREMA® 对 PET 薄片做去污处理,并提高入料在被熔化与过滤之前的粘度。随后食品级的熔体被直接喂入 SIPA 提供的 XTREME 注塑机中。有了这套系统,进一步熔化的过程也就不再需要了,但在传统工艺 中,rPET 粒料的熔化却是必不可少的。就这样,熔体发黄与 形成挥发性有机化合物的风险就荡然无存。所以,由这种瓶胚制成的瓶子与其它100% 由 rPET 制成的瓶子在外观上就截然不同了。

在一套系统中实现去污、特性粘度稳定、熔体过滤和注压成型四种工艺步骤的结合,其能耗与常规系统相比降低了三成, CO2 排放量也减少了四分之一,所以也比由 rPET 原料生产普通 PET 瓶的 CO2 排放量明显降低。因为不会产生rPET 粒料, 所以也不再需要添置干燥器与储存区域,令成本更低。从而完美体现出生态与经济两方面的优势。

如果产业链里的各类角色, 即品牌商、政策制定方、原料生产商、加工者、回收分选商、再生厂家、技术供应商、最终产品制造商,全体通力合作的话,就可以使以“废塑料”为始,“将再生料制造成尽可能等价的产品”为终的产业闭环成 为可能。

MetaPure 瓶到瓶 PET 再生设备

德国 Krones(克朗斯)公司以针对饮料的整套灌装生产线闻名,不过为了确保 PET 包装具有可持续发展性,该公司也推出了 PET 回收生产线 - “MetaPure”,客户主要用其来加工自己产生的回收料。

MetaPure瓶到瓶PET再生设备     国龙PET再生工厂

Mpact 是南非最大的包装材料生产商之一,其设计能力可以将南非饮料工业生产的近四分之一 PET 瓶加工成原料,然后重新生产 PET 瓶。该公司投入使用了一套克朗斯的 MetaPure 瓶到瓶 PET 再生设备,每年能将 2.9 万吨回收 PET 加工成 2.1 万吨 PET 再生料,执行总裁 John Hunt 解释说。“选择克朗斯的关键因素是 FDA 许可,以及设备较低的水耗和能耗。”

MetaPure PET 回收设备由清洗与消毒两个模块以及选配的前端系统组成,它们涵盖 rPET 生产的各个工作步骤。前端系统先将到货的大包 PET 塑料瓶进行预分捡、预洗和破碎。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。 消毒模块去除掉 PET 中含有的全部有害物质,洗净的 PET 塑片被加工为“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(特性粘度)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。

目前全球每年生产塑料约 5 亿吨,其中仅 14% 的塑料包装被收集回收,而 40% 被填埋,32% 被丢弃和流入海洋。如此之大的消费量,如此之低的回收利用率,无疑已经造成严重的污染问题。为此,资源回收利用理念较为成熟的地区已经开始率先行动。目前,欧洲 PET 瓶子的回收率在 58% 左右,欧盟 委员会提出 2025 年 PET 瓶的回收率达到 77%,2030 年达到 90%,到 2025 年 PET 瓶至少应含有 25% 的再生料成分,新的欧盟法规为再生 PET 的市场带来了新的需求。

中国的探索

中国废塑料加工利用企业想要适应愈来愈严格的环保要求,不断拓宽再生塑料的应用领域,就必须选择先进的技术和装备。

在 5 月广州 CHINAPLAS2019展览上,广西梧州国龙再生资源集团与意大利 SOREMA(苏瑞玛)公司、奥地利 EREMA(埃瑞玛)公司、奥地利 SML(兰精)公司、德国 KIEFEL(凯孚尔)公司、德国 TOMRA(陶朗)公司等五家公司,在展会现场隆重举行了再生 PET 生产线合同签约仪式, 采购总金额高达 3000 多万欧元,堪称本届展会的一大爆点。 这是中国乃至全球第一家全部采用欧洲先进技术工艺进行 PET 再生制造的生产线,涵盖了回收、清洗、分选、造粒再生、 片材生产、吸塑热成型、瓶到瓶循环利用。生产设备取得欧盟 EFSA 和美国 FDA 食品管理认证,所有产品达到 EFSA、 FDA 的管理标准。

广西国龙再生资源集团是一家专门从事再生塑料创新发展的企业,主要进行 PET 再生、HDPE 再生、ABS 再生制造,是国内首家实现闭环模式的再生塑料企业。国龙公司董事长郭家万介绍说,再生 PET 瓶片是国龙公司全力打造的项目,全线引进了意大利 SOREMA 的清洗线,达到食品级再生利用,也可利用于高端化纤产品之中。PET 清洗线已于 2018 年 8 月正式投产,可年处理废旧 PET 瓶 6 万吨以上,年产高品质瓶片 5 万吨以上。该项目引进了 EREMA 公司的挤出造粒生产线,涵盖 2 条 PET 食品级片材的净化及挤出部分,1 条 PET 瓶到瓶和瓶 到纤维应用的造粒生产线,以及 2 条 HDPE 瓶片的高端造粒生产线。PET 造粒生产线正在加紧生产过程中,在今年 12 月底可正式投产,可年产食品级颗粒 1.5 万吨。该项目引进了奥地 利 SML 公司的三层共挤 ABA 结构片材生产线,此生产线取得了欧美 EFSA 食品认证、美国 FDA 食品认证,所有产品达到食品包装要求。本次采购的是两条每小时产能 2 吨的片材生产线, 目前正在安装中,今年 9 月份正式投产,可年产食品级片材 3万吨以上。该项目引进了德国 KIEFEL 公司的热成型(吸塑) 生产线,涵盖凯孚尔 10 台全球最畅销的多工位机型 Smart 78 以及 2 台智能化程度最高、产量最大的制杯机 KTR6.1。吸塑生产线正在生产及安装,在今年 9 月份可正式投产,可年产各类食品包装盒 20 亿个,年产各式饮料杯 16 亿多个。该项目还引进了德国 TOMRA(陶朗)公司的光电分选设备,包含 6 台 AUTOSORT 整瓶分选设备和 2 台 AUTOSORT FLAKE 瓶片分选设备。国龙再生 PET 项目是国内第一家实现了从回收、清洗、 瓶片、造粒、瓶到瓶再生、片材制造以及热成型产品的闭环产 业链发展的循环经济模式,真正做到了绿色环保、循环发展的再生资源利用,标志着中国在再生 PET 塑料领域的发展走上了新的轨道。

回收技术引领循环经济变革

中国塑料饮料瓶生产量和消费量均居世界首位,据有关调查数据,国内每年约有 2000 亿只 PET 废瓶产生,且以每年 10% 左右的速度增长,这些废瓶的回收再利用市场空间巨大。 但是,国内塑料垃圾安全回收率仅在 25% 左右,北上广深等一线城市生活垃圾年产量达上千万吨,废弃饮料包装物占包装废弃物总量的 40%-50%。上海从今年 7 月 1 日起强制垃圾分类, 其中废塑料被归入了可回收物,尽管被一些人吐槽为这是史上最严垃圾分类,但它对于中国各地废塑料等生活垃圾回收的示范作用一定是巨大的。

上海生活垃圾的四个新分类

笔者不久前曾听到一句简单却又意义深远的话:地球不是 我们从祖先那里继承来的,而是从了孙后代那里借来的!为防止资源过度开采,保护子孙后代的生存环境,我们需要从“线性经济(即获取原料、制造、使用和废弃)”尽快走向“循环经济”- 资源循环利用体系。我们的塑料循环经济是基于可循环产品设计,减少物料消耗,可再生原料和塑料回收技术(包括物理回收和新的化学回收)的一个整体解决方案。通过废塑料的集中回收、废塑料预处理、洗瓶和选粒、再成型 PET 瓶等路径,推动构建再生塑料的回收、加工及再利用的循环经济闭环, 加快对废塑料再生资源上下游进行整合,打通产业链,让废塑料再生资源行业焕发新的活力,中国塑料循环利用全产业链或将迎来革命性的改变。

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