Способы утилизации пластиковых бутылок

Переработка пластиковых бутылок в домашних условиях: технологии и оборудование

Пластиковые бутылки — это не просто тара для упаковки напитков и жидкостей.

Бутыли из ПЭТ — это уникальный материал, который даже после использования может иметь массу ценных применений.

Ежедневно они выбрасываются сотнями тысяч единиц. Люди и не догадываются, что это не просто мусор, а ценный сырьевой ресурс.

Из них можно изготовить множество полезных вещей и даже организовать мини-производство по переработке пластиковых бутылок в домашних условиях.

Особенности и преимущества рециклинга

Подавляющее большинство тары, которую мы используем для напитков и прочих жидкостей, изготовлено из полиэтилентерефталата (ПЭТ).

Этот материал легко узнаваем, он имеет следующие отличительные характеристики:

1. Идеальная прозрачность. Упаковка из полиэфира отличается отличным светопропусканием.
2. Жесткость. Несмотря на очень малую толщину стенки, материал не деформируется.
3. Легкость. Изделия имеют малый вес по сравнению с объемом.
4. Цвет. Классические цвета: светло-голубой, коричневый, зеленый, прозрачный.

Обратите внимание, что крышки и укупорочные кольца выполнены из другого пластика — полиэтилена или полипропилена.

В промышленности отходы ПЭТ идут на вторичную переработку. Технология рециклинга полиэфира достаточно проста.

Главное преимущество состоит в том, что полиэтилентерефталат имеет очень короткую зону плавления.

То есть для того, чтобы его расплавить, необходимо приложить минимальные усилия и небольшое время нагревания. Он плавится быстро и не выделяет вредных и токсичных веществ.

Кроме того, ПЭТ быстро застывает в обычной воде, то есть для его охлаждения не требуется специального оборудования. А самое главное преимущество — он практически не теряет своих полезных качеств.

Применение вторично переработанного ПЭТ:

• щетки и другие ворсистые изделия;
• нити для 3D-принтеров и ручек;
• волокна, веревки и нити;
• связующее для абразивов и т.д.

Этот очень небольшой список, куда можно применить переработанный ПЭТ из бутылок.

Адаптация переработки к домашним условиям

В переработке отходов тары ПЭТ нет каких-то трудностей.

Но зато есть очень важные ключевые этапы, которые следует неукоснительно соблюдать:

1. Сортировка — самый важный момент. Пластик необходимо отсортировать по цветам, так качество вторичного материала будет намного выше. Крышки, кольца и этикетки нужно полностью удалить.
2. Предварительная мойка. Если это тара из-под воды, то эту стадию можно пропустить. Упаковку из-под молочной продукции и напитков желательно промыть изнутри. Это можно сделать проточной водой.
3. Измельчение бутылок. Идеально подходят роторные дробилки с длинными острыми ножами. Промышленное оборудование очень дорогостоящее, поэтому для дома подойдут самодельные устройства. Варианты конструкций описаны ниже.
4. Мойка. Для отмывки бутылок подойдут обычные тарные емкости (тазы, ведра, баки). Для не сильно загрязненных бутылок достаточно мойки в обычной теплой воде. Для удаления остатков пищи можно использовать трехстадийную мойку: замачивание в содовом растворе, мойку с применением средств для мытья посуды, ополаскивание в проточной воде.
5. Сушка. Можно использовать духовой шкаф. Температура сушки 100-120°С, время 2 часа. Дробленые куски желательно периодически переворачивать.
6. Экструзия. Поскольку предполагается использование исключительно самодельного устройства (описание ниже), то возможны варианты изготовления либо гранулы, либо жгута или нити.

Оборудование для утилизации своими руками

В домашних условиях можно обойтись без некоторых единиц оборудования и максимально упростить технологию. Но все же без дробилки и экструдера (гранулятора) работа будет невозможна.

В интернете можно найти массу советов по сборке и необходимым материалам. Рассмотрим наиболее подходящие и универсальные схемы.

Дробилка

На сайте есть статья с подробным описанием проекта «Дробилка для пластика своими руками«.

Для измельчения ПЭТ лучше подобрать комплект ножей с разными формами зубчиков. Это позволит повысить качество дробленого материала.

Экструдер

Поскольку полиэтилентерефталат быстро переходит в состояние расплава, то стоит рассматривать простейшие схемы агрегата. Потребуются следующие расходные материалы:

1. Металлическое сверло для дрели самого большого диаметра. Это будет импровизированный шнек. Он будет толкать материал к выходу, попутно помогая пластику быстрее расплавиться.
2. Обрезок металлической водопроводной трубы. По длине он должен соответствовать сверлу. Диаметр трубы следует выбирать с небольшим зазором.
3. Мотор-редуктор. Это самая затратная часть. Если не удается найти б/у вариант, то стоит выбрать новый с частотой вращения от 10 до 100 оборотов в минуту.
4. Нагревательный элемент. Для обмотки металлической части можно использовать нагреватель в форме прутка.
5. Теплоизоляционный материал — стальной лист для изготовления бункера загрузки.
6. В качестве формующей части (фильеры) изготавливается металлическая заглушка с отверстием в центре.

Для подключения нагревателя и элемента управления вращением электродвигателя лучше воспользоваться услугами опытного электронщика.

В управлении экструдер достаточно прост. Температуру лучше подбирать опытным путем, ориентируясь на начальный диапазон от 180°С.

Для охлаждения жгута расплавленного материала чаще всего достаточно воздуха, но иногда может потребоваться дополнительное остывание в воде.

Для этого жгут помещают в ванну прямоугольной формы с охлаждающей водой, которую в процессе можно менять по мере нагревания.

Готовый жгут можно наматывать либо в ручную, либо приспособить для этого тянущие ролики (например, от старой стиральной машины).

Применение вторичного ПЭТ

Очень интересным и экономически оправданным является изготовление нитей для 3D-печати. Особенно это актуально для тех, кто постоянно пользуется этими материалами в работе.

ПЭТ — это материал, из которого изготовлено большинство продаваемых сейчас нитей для трехмерной печати. Можно самостоятельно добавлять красители для придания желаемого оттенка изделию.

Кроме этого, можно изготовить:

• волокна и прутки для кустарного производства щеток и метелок;
• абразивные материалы — для этого абразив замешивается вместе с дробленым материалом и подается в экструдер;
• шпагат или упаковочная лента — изменив отверстие в фильере, можно придать любую форму готовому изделию.

Альтернативное использование пластиковых бутылок

Бутылки ПЭТ — отличный материал для изготовления садовых скульптур. Он не разлагается на солнечном свете и может прослужить долгое время. Дизайн конструкции можно выбрать на свой вкус, все ограничивается лишь полетом фантазии.

Более интересны схемы практического использования пластиковых бутылок.

Из прозрачной тары можно построить теплицу. Для этого используют чистые неокрашенные бутыли с крышками. Ведь воздух — это самый лучший теплоизоляционный материал. Пустые емкости отлично подойдут и для утепления фундамента тепличной конструкции.

Очень эффективной схемой может оказаться отопление такой теплицы пиролизными газами, получаемыми при сжигании этих же бутылок. Схема перспективная, поскольку затраты на теплоноситель будут минимальные. Сырье для отопления в буквальном смысле добывается из мусора.

Вопросу изготовления различных поделок и вещей из бутылок посвящена отдельная статья. Также читайте, что можно сделать из крышек.

Видео по теме

Из данного видео вы сможете узнать, как выглядит и как работает самодельный экструдер для утилизации пластиковых бутылок:

Итоги

Пластиковые бутылки в наше время не стоит рассматривать только как отходы. Данная статья убедительно доказывает, что даже при минимальных вложениях можно получать экономически интересные продукты.

Сырье — это мусор, который буквально лежит под ногами. Пустая пластиковая бутылка может быть переработана в полезную вещь, которая обретет вторую жизнь.

Источник

Переработка пластиковых бутылок — что можно сделать в домашних условиях

Тонны использованного пластика ежегодно попадают в окружающую среду. Разложение этого материала в зависимости от плотности занимает от 200 до 700 лет. В последние десятилетия синтетические отходы стали серьезной экологической проблемой, для грамотного решения которой применяют переплавку пластика.

Виды отходов пластика

Сегодня перерабатывают все виды пластика, имеющие особую маркировку. Чтобы ее узнать, нужно найти на поверхности пластикового изделия метку-треугольник, а в нем – цифру, обозначающую вид материала для переплавки:

• 1 – ПЭТ – полиэтилентерефталат для изготовления продовольственной тары;
• 2 – ПЭНД – плотный полиэтилен для создания широкого перечня бытовых изделий, включая толстостенную тару для хранения пищи;
• 3 – ПВХ – поливинилхлорид для производства непищевой тары, труб, деталей мебели;
• 4 – ПЭВД – полиэтилен низкой плотности для пленочных изделий, в том числе предназначенных для хранения пищи, и для гибкой посуды;
• 5 – ПП – полипропилен, безопасный для человека материал, поэтому применяемый для выпуска детских вещей и продуктовых упаковок, а также деталей автомобилей;
• 6 – ПС – полистирол, вредный только при контакте с огнем материал, подходящий для создания канцелярской продукции, теплоизоляционных покрытий, одноразовой тары;
• 7 – OTHER – синтетический материал, не входящий ни в одну вышеуказанную категорию, сюда обычно включают поликарбонат.

Воздействие на экологию

Пластмасса – смесь множества синтетических компонентов. Причем некоторые из веществ – не составная часть химической структуры пластика. Они с легкостью испаряются, попадают в организм, накапливаются в окружающей среде. Стоит человеку подышать воздухом возле горящей свалки или съесть пищу, подогретую в микроволновой печи прямо в пластиковой емкости, и некоторая доля токсичных веществ проникнет в организм.

Наиболее вредят здоровью фталаты – пластификаторы, а также бисфенол А – отвердитель, убивающий эндокринную систему. При разложении биопластика в окружающую среду испаряется метан – один из газов, влияющих на усиление парникового эффекта. Медленно расщепляясь в почве, пластик выделяет хлор, множественные канцерогены, токсины, которые проникают в водоемы и грунтовые воды. Затем эта вода используется для питья, бытовых и промышленных нужд.

Риск вреда от пластика, складируемого на мусорных полигонах, минимальный. Ведь эти площадки сконструированы так, чтобы пластиковый мусор не контактировал с почвой, подземными и поверхностными водами. Гораздо более опасны пластиковые предметы, которые люди выбрасывают в неположенных местах.

Особенно сильно страдает Мировой океан. Существуют 5 мусорных островов. Так называют кучи пластиковых отходов, уходящих в моря с отливами и речными стоками, занимающих гигантские площади. Самый крупный остров, площадь которого превышает 1000000 км2, находится в Тихом океане между западным берегом США и Гавайскими островами. Общий вес его достигает 90000 тонн.

Но то, что находится на поверхности, лишь малая доля общего загрязнения. До 70% пластикового мусора погружено на океаническое дно. По неутешительным научным прогнозам, к середине 21 века в Мировом океане пластиковых отходов будет больше, чем обитателей. Уже сейчас рыба, морские рептилии, млекопитающие и птицы страдают от загрязненности среды. Куски пластика попадают в пищеварительный тракт животных, вызывают мучительную смерть.

Способы переработки и утилизации пластика

Единственный способ сократить негативное воздействие материала на экологию – рециклинг, то есть переработка. Переработанный пластик становится сырьем для вторичного производства либо добавочным компонентом при изготовлении первичной продукции. В России переработка как отрасль пока на зачаточном уровне. Лишь 2-3% пластикового мусора транспортируют на перерабатывающие предприятия, остальная масса сбрасывается на полигоны, где сжигается.

Обработка пластика осуществляется двумя методами: термическим и механическим. Первому типу переработки подвергаются изделия ПЭТ, ПЭНД, ПВХ. Это самая массивная по объему группа отходов, составляющая 75-80%. После плавления пластик формуется, из него изготавливают новую продукцию.

Механически обрабатывают реактопласты, которые невозможно подвергнуть термическому воздействию: пенополиуретан, аминопласты. При производстве изделий из этих материалов в их химической структуре происходят необратимые изменения, делающие продукцию не подверженной плавлению и растворению.

Рассмотрим подробнее основные технологии переработки и утилизации пластика.

Термические методы

Плавка – простой, поэтому распространенный метод превращения пластика в массу для вторичного использования. Высокотемпературное воздействие ускоряет молекулярное расщепление материала, которое в природе длится сотни лет. Несмотря на распространенность, с экологической точки зрения термический метод считается неприемлемым. Во-первых, вторичный материал подходит не для всех сфер производственного применения, во-вторых, горение пластика сопровождается распространением в воздухе токсичных соединений.

Сжигание отходов

Экономичный метод термической обработки пластика – сжигание. Обычно так избавляются от полиэтиленовых изделий. Мусорная масса сгорает вся, остается лишь безопасная для окружающей среды зола, составляющая 10% от изначального объема пластика.

В процессе переработки пластиковую массу загружают в печь. Выделяющуюся при горении тепловую энергию направляют на обогрев городских строений. Для предотвращения поступления летучих токсинов в воздушное пространство печи на перерабатывающих предприятиях оснащают фильтрами.

Пиролиз для синтеза топлива

Пиролиз – реакция разложения пластика на молекулы. Чтобы переработать синтетический материал таким методом, на предприятиях используют бескислородную печь, в которой формируется оптимальная для реакции разложения пластика среда.

Пиролиз пластика может проходить в разных температурных условиях:

1. До 350°C – крекинг – термическое разжижение пластиковых отходов. Процесс позволяет производить топливо и химическое сырье для дальнейших производственных целей.
2. От 450 до 900°C – сгорание пластика с выходом энергии. Разложение высокомолекулярных углеводородов сопровождается выделением газа, который используется для получения тепла.
3. Выше 900°C – тот же процесс. Разница в том, что с повышением температуры меняется агрегатное состояние продуктов пиролиза. С повышением температуры образуется меньше жидких продуктов и больше твердой осадочной массы.

Механические методы

С экологической точки зрения они считаются не самыми лучшими, но удобны, не требуют больших затрат. Тщательная сортировка не нужна, материал не подвергается температурному воздействию, не меняет структуру и физические параметры.

Как лучше перерабатывать пластик, зависит от его физической формы:

1. Грануляция – подготовительный процесс, позволяющий материалу стать пригодным для дальнейшей переработки. Пластиковые отходы обретают сыпучую форму, спрессованную в шарообразные, кубические либо цилиндрические гранулы.
2. Агломерация – способ измельчения пленочных отходов – ПЭНД, ПП, ПЭВД. Получаются шарообразные пластиковые частицы разного размера – 2-15 мм.

Образовавшиеся при механическом методе обработки частицы применяют как наполнители для готовой продукции и как вторичное сырье. Измельчение может быть самостоятельным процессом, а может предварять другие методы, например, термическую обработку пластика.

Химические методы

При химических методах из полимерных отходов добывают основу, из которой они были изготовлены. То есть фактически осуществляют процесс, обратный производству пластика. Полимерную массу загружают в емкость, заполненную жидким катализирующим составом. Пластик разрушается, образовавшиеся вещества становятся сырьем для вторичного производства.

Применяют следующие химические методы переработки пластика:

1. Гидролиз – разрушение материала кислотным раствором при температурном воздействии. Получается чистые от токсинов гранулы.
2. Гликолиз – расщепление пластика под влиянием гликоля при температуре выше 200°C. Процесс сопровождается малым количеством отходов, хотя выделенное сырье нельзя назвать чистым, его не применяют для создания пищевой тары.
3. Метанолиз – разрушение полимерного материала посредством метанола под давлением и высокотемпературным воздействием. Процесс длительный, энергозатратный, требует тщательной сортировки поступающего сырья.

Физико-химические методы

Любой материал с течением времени утрачивает качественные характеристики. Пластик становится менее плотным и эластичным. Перерабатывать его бесконечно без улучшения качества не получится. Материал необходимо стабилизировать.

Процедура состоит из двух этапов: механического и химического. Сначала пластик измельчают и расплавляют, затем в массу примешивают стабилизаторы. Получается пластичное сырье с подходящей для изготовления новой продукции структурой.

Повторное использование для хозяйственных нужд

Обладая навыками работы с инструментами, можно приспособить в хозяйстве пластиковые отходы. Пустая пластиковая бутылка может стать птичьей кормушкой, емкостью для накопления дождевой воды, воронкой, накладкой для защиты металлических предметов от коррозии из-за осадков. И это только примитивные варианты использования. А если решиться на переплавку пластиковых бутылок в домашних условиях, могут получиться замечательные бытовые предметы.

Подготовка пластика к утилизации

На предприятиях пластик перерабатывают в соответствии с законодательно установленными нормами. Поступившую массу сортируют, поскольку разные виды материала имеют неодинаковые физические и химические характеристики. Затем очищают, и только тогда отправляют на переработку.

Источник