Переработка сельскохозяйственной плёнки: как удалить песок, грунт и органику

01Сельхозплёнка — это не одно сырьё

Тепличная, мульчирующая, силосная плёнка и плёнка для обмотки рулонов могут быть из ПВД или ЛПЭНП, но их загрязнённость, толщина, растяжимость и сложность мойки сильно различаются.

Поэтому первый вопрос проекта переработки сельскохозяйственного пластика — не только «какая нужна производительность?», но и «что это за плёнка и сколько непластикового материала на ней?».

02Почему песок опаснее обычной грязи

Песок — не только вопрос качества. Это абразив, который проходит через всю линию, если его не убрать рано, и изнашивает ножи шредеров и дробилок, роторы фрикционных моек, шнековые транспортёры, рабочие колёса насосов, трубы и обезвоживающее оборудование. Мелкий песок к тому же остаётся во взвеси в технологической воде и снова и снова проходит через насосы.

Поэтому линия, хорошо работающая на чистой упаковочной плёнке, на мульчирующей может быстро износиться. Конструкция должна давать песку несколько выходов: крупную грязь — до интенсивной мойки, тяжёлую фракцию — на предварительной мойке или в сепарации по плотности, мелкие частицы — непрерывно из водяного контура.

03Не превращайте весь песок в пульпу слишком рано

Частая ошибка — отправить очень грязную полевую плёнку сразу в высокоскоростную мокрую мойку и надеяться на водяную систему. Когда много грунта смешивается с водой, получается пульпа: мелкие частицы расходятся по ваннам, насосам и трубам, снова оседают на плёнке и сильно усложняют водоочистку.

Для очень грязной плёнки лучше сначала убрать как можно больше свободного песка и тяжёлых включений: контролируемым разрыхлением кип, встряхиванием, грохочением, предочистителем барабанного типа, барабаном предварительной мойки или сепаратором тяжёлых фракций.

04Разрыхление кип и равномерная подача

Сельхозплёнка приходит в спрессованных кипах, и между слоями застревают песок, камни и органика. Если подавать её крупными комками, грязь остаётся запертой между слоями, а машины получают рывки нагрузки вместо ровного потока.

Разрыхлитель кип, разрыхляющий транспортёр или дозатор разделяет плёнку настолько, чтобы свободная грязь начала высыпаться. Цель на этом этапе — не чистая плёнка, а открытый равномерный поток и удаление лёгкой грязи до дорогих стадий мойки.

05Сухая предочистка, когда грунт свободный

Сухая предочистка удаляет свободный песок, комья и камни до того, как они попадут в водяной контур. Она эффективнее всего, когда собранная плёнка достаточно сухая и грязь отпадает сама: перфорированные барабаны, барабанные грохоты и вибротранспортёры переворачивают и изгибают плёнку, а тяжёлые частицы проваливаются.

Она слабее, когда грязь прилипла к мокрой плёнке. Тогда важнее мокрая предварительная мойка со своим отводом тяжёлой фракции. Многие линии используют оба способа: сначала лёгкую сухую грязь, затем воду для того, что прилипло к плёнке.

06Измельчение: открыть грязь, не создавая мелочь

Крупную сельхозплёнку нужно раскрыть или разрезать до интенсивной мойки машиной, которая работает с гибким материалом без наматывания и выдерживает оставшуюся грязь. Для плёнки в кипах часто применяют одновальный шредер — он даёт контролируемую подачу; мокрые дробилки совмещают резку с первой мойкой. Выбор зависит от толщины плёнки, состояния кип и количества грязи — см. шредер или дробилка.

Цель — куски, которые свободно движутся по мойкам и отдают застрявший грунт. Слишком мелкое измельчение полевой плёнки лишь даёт больше мелочи, больше потерь и усложняет водоочистку.

07Мокрое измельчение высвобождает удивительно много песка

Подача воды при шредировании или дроблении использует движение самого материала, чтобы начать его мыть: когда плёнка раскрывается и режется, песок из складок высвобождается.

Это помогает, только если высвобожденные частицы покидают контур. Если грязную воду просто гонять по кругу, песок остаётся в процессе, поэтому мокрое измельчение нужно связать с дренажом, грохочением, отстаиванием или другим выводом тяжёлых частиц.

08Предварительная мойка: сначала убрать камни, твёрдые комья и металл

Для сильно загрязнённой мульчирующей и полевой плёнки отдельная предварительная мойка защищает всё остальное оборудование. Её главная задача — отсеять камни, твёрдые комья грунта, металл и другие тяжёлые включения до того, как плёнка попадёт во фрикционные мойки. Барабан предварительной мойки или предмойщик тяжёлых фракций сочетает смачивание, перекатывание и гравитационную сепарацию.

Обычно эта стадия работает на собственном, более грязном водяном контуре: нет смысла загружать воду основной мойки первой тяжёлой порцией грунта. Чем больше грязи уйдёт здесь, тем меньше износ и нагрузка по взвеси дальше по линии мойки плёнки.

09Крупной фракции и мелкому илу нужны разные решения

Крупную фракцию — камни, гальку, крупные песчинки, металл и плотные комья — лучше убирать рано грохочением и гравитационной сепарацией или сепаратором тяжёлых фракций.

Мелкий ил — тонкий песок и частицы глины — держится на плёнке или циркулирует в воде. Ему нужны фрикционная мойка, достаточный водообмен и настоящая водоочистка. Линия, которая отлично убирает камни, но пускает ил по кругу, всё равно будет выдавать плёнку с песком и изнашивать насосы.

10Фрикционная мойка снимает прилипший грунт с плёнки

Когда основная тяжёлая грязь уже удалена, главным инструментом становится высокоскоростная фрикционная мойка. Плёнку трут, сжимают и разгоняют о ротор, а вода уносит мелкий грунт и отделившуюся органику — это гораздо эффективнее, чем замачивание в ванне.

Для очень грязной плёнки одной фрикционной мойки часто мало: первая делает грубую «грязную» очистку, вторая — более чистую доводку. Не перегружайте мойку: плотно набитая плёнка не получает достаточного механического контакта, и грязь остаётся внутри.

11Силос и другая органика ведут себя иначе

Остатки силоса, сено и листья легче и мягче песка. Они всплывают, распадаются на волокна или частично растворяются, нагружая сита и водоочистку и вызывая сильный запах, если воду не обновлять и не очищать. Поэтому переработка силосной плёнки требует больше управления водой, чем тепличной.

Механическое трение удаляет большую часть прилипшей органики. Химическую или горячую мойку стоит добавлять, только если остаются масло, клей или стойкие остатки и этого требует спецификация гранулы, — она увеличивает затраты на энергию, химию и стоки.

12Флотация полезна, но это не мойка для песка

Плёнка из ПВД и ЛПЭНП всплывает, а камни, песок, металл и многие более тяжёлые материалы тонут, поэтому флотационная ванна удаляет тяжёлые загрязнения. Но неограниченное количество песка она не принимает: избыток грунта образует осадок, мутит воду и перегружает выгрузку тяжёлой фракции. Основная масса песка должна уйти раньше; ванна — ещё один барьер, а не первая линия защиты.

Место ванны зависит от плёнки. При плёнке с большим количеством камней её ставят до фрикционных моек, сразу после предварительной мойки, чтобы камни и твёрдые комья не доходили до быстрых роторов. При более чистой плёнке она может идти после первой фрикционной мойки. Обе схемы рабочие — решает материал.

ПП и ПЭ оба легче воды, поэтому обычная водяная флотационная ванна не может разделить их между собой.

13Гидроциклоны помогают с мелкими тяжёлыми частицами

В некоторых современных линиях после предварительной мойки ставят гидроциклон или центробежный сепаратор по плотности. Большой расход воды и центробежная сила улучшают отделение мелких тяжёлых частиц и более плотных пластиков от всплывающего потока полиолефинов — это полезно, когда смешаны сельхозплёнка и плёнка после потребления.

Гидроциклон не заменяет раннее удаление крупной фракции. Если подавать в него камни и крупный песок, проблема износа просто переносится дальше по линии.

14Водяная система решает, уйдёт грунт или вернётся

Когда мелкий грунт уже в воде, линии нужна продуманная стратегия работы с твёрдыми частицами. Грязная вода перед повторным использованием должна проходить грохочение и отстаивание или осветление, а шлам — физически покидать контур; иначе установка лишь перекладывает грунт из одной ванны в другую.

Многие заводы по переработке сельхозплёнки делят воду на зоны: очень грязный контур предварительной мойки, контур основной мойки и более чистый контур финального ополаскивания, чтобы первая тяжёлая нагрузка не доходила до самых чистых стадий. Свежую воду выгоднее подавать на финальные стадии, где она сильнее всего влияет на качество.

15Удаление шлама — часть линии, а не дополнение

Линия, моющая полевую плёнку, может удалять большую массу грунта каждый час, и всё это становится осадком или шламом. Отстойники должны легко чиститься или иметь непрерывную выгрузку шлама, а насосы и трубы — не иметь застойных зон, где копятся твёрдые частицы.

Если удаление шлама занижено, качество воды падает в течение смены, даже если на старте линия выглядит хорошо. Оценивая линию, спросите, где должен покинуть процесс каждый килограмм песка и грунта.

16Каждая стадия мойки должна быть чище предыдущей

Первые стадии должны агрессивно снимать основную грязь, средние — оттирать мелкий грунт, а последние — ополаскивать более чистой водой, чтобы грязь не осела снова перед сушкой. Постепенная очистка эффективнее, чем попытка заставить одну машину делать всё.

17Сушка плёнки отличается от сушки жёсткого флекса

Отмытая плёнка имеет низкую насыпную плотность и держит много воды между складками, поэтому её сушить намного труднее, чем жёсткий флекс из ПП или ПНД. Центробежное обезвоживание убирает свободную воду, но тонкая плёнка остаётся влажной и объёмной.

Поэтому в линиях для плёнки используют отжимной пресс (отжимную сушилку). Он сжимает и нагревает отмытую плёнку, удаляет большую часть оставшейся воды и уплотняет её, чтобы она хорошо подавалась в линию грануляции плёнки. На наших линиях отжимной пресс доводит плёнку примерно до 5% влажности; если экструдеру нужно более сухое сырьё, термосушилка снижает её примерно до 2%.

18Плёнка для рулонов и стретч требуют внимания при сушке

Стретч-плёнка из ЛПЭНП гораздо эластичнее тепличной и склонна сбиваться во влажные комки. Сушильный участок, рассчитанный только на более толстую плёнку, может пропускать стретч слишком мокрым или подавать его неравномерно.

Сообщите поставщику примерную долю стретч-плёнки, силосной и тонкой мульчирующей плёнки до выбора сушилки и отжимного пресса.

19Тонкая плёнка легко теряется при слишком жёсткой обработке

Мульчирующая плёнка после сезона в поле уже тонкая и деградировавшая. Избыточное шредирование, очень мелкие сита и агрессивная высокоскоростная обработка дают мелкие куски, которые уходят со стоками и шламом.

Хорошая линия уравновешивает интенсивность очистки и выход. Измеряйте выход на испытаниях, сравнивая содержание сухого полимера на входе с годным отмытым продуктом, а не массу грязного сырья с готовым продуктом.

20Рассчитывайте линию по чистому выходу, а не по массе грязной кипы

Грязная кипа может содержать много грунта и воды, поэтому цифры производительности для сельхозплёнки легко вводят в заблуждение. Если в кипах 30–40% грунта, линия на 1 000 кг/ч грязного сырья может выдать лишь около 600–700 кг/ч отмытой плёнки. Поставщик, обещающий 1 000 кг/ч чистого продукта, должен рассчитать входной участок на значительно большую массу.

В каждом коммерческом предложении должно быть указано, к чему относится производительность: к грязному сырью, к сухому полимеру или к чистой отмытой плёнке.

21Типичные проблемы мойки сельхозплёнки

22Практичный процесс для сильно загрязнённой сельхозплёнки

Для трудной мульчирующей или смешанной сельхозплёнки практичная последовательность такова:

1. Разрыхление кип и дозированная подача
2. Сухое грохочение: камни и крупный песок
3. Шредирование или раскрытие
4. Мокрая предмойка с выгрузкой тяжёлых фракций
5. Первая фрикционная мойка
6. Флотационная или центробежная сепарация
7. Вторая фрикционная мойка
8. Горячая мойка по необходимости
9. Ополаскивание чистой водой
10. Центробежное обезвоживание
11. Отжим до влажности около 5%
12. Термосушка до около 2% при необходимости
13. Буферный бункер и подача на грануляцию

Адаптируйте порядок к сырью: более чистой тепличной плёнке могут понадобиться не все стадии, а тонкой мульчирующей плёнке с большим количеством грунта — более мощная предочистка и работа с твёрдыми частицами. Посмотрите работу линии в нашем видео линии мойки сельхозплёнки.

23Что отправить поставщику перед запросом предложения

• Вид плёнки: мульчирующая, тепличная, силосная, для обмотки рулонов или смешанная.
• Полимер: ПВД, ЛПЭНП, ПП или смесь.
• Типичная толщина плёнки, если известна.
• Фото нескольких целых кип и образцов рассыпной плёнки.
• Ориентировочное содержание грунта и песка.
• Характер грязи: сухой песок, мокрая глина, камни, сено, силос или другая органика.
• Верёвки, металлические клипсы, детали ирригации и другие неплёночные предметы.
• Требуемая производительность по чистой плёнке.
• Конечный продукт: отмытая плёнка, отжатый материал или гранулы.
• Целевая влажность перед грануляцией.
• Доступная свежая вода и водоочистка.
• Часы работы в сутки и желаемая степень автоматизации.

Для сельхозплёнки особенно ценно испытание на материале — пришлите нам данные о вашей плёнке, и мы можем её протестировать.

24Что проверить при испытании на материале

• Сколько свободного песка высыпается до мокрой мойки.
• Уходят ли камни и тяжёлые включения до основной мойки.
• Как быстро моечная вода становится мутной.
• Остаётся ли мелкий грунт на плёнке после фрикционной мойки.
• Сколько плёнки теряется с ситами и шламом.
• Состояние насосов, ножей и изнашиваемых поверхностей после испытания.
• Влажность после центробежного обезвоживания и после отжима.
• Насыпная плотность и поведение при подаче высушенной или отжатой плёнки.
• Давление на фильтре грануляции, если испытание доходит до экструзии.

Короткой чистой на вид пробы недостаточно. Линия должна стабильно работать на непрерывной подаче грязного сырья после того, как водяная система вышла на обычную нагрузку по грязи.

25Вывод: удаляйте загрязнения в правильном порядке

Сельхозплёнку можно успешно перерабатывать, но линию нужно строить вокруг загрязнений, а не только вокруг полимера. Сначала уходят камни и крупный песок; мелкий грунт оттирается и выводится из водяного контура; органика отмывается так, чтобы вода не стала циркулирующим источником загрязнения; плёнка обезвоживается и уплотняется для стабильной грануляции.

Для самой грязной плёнки важнейшее оборудование — часто не финальная мойка или сушилка, а ранняя предочистка и предварительная мойка, которые не пускают абразивную грязь ко всем следующим машинам. Сравнивая линии мойки сельхозплёнки, спрашивайте, где уходит песок, как удаляется шлам, как контролируются потери плёнки и какой чистый выход гарантирован на вашем сырье.

Частые вопросы