Mpact是南非最大的造紙和包裝材料生產(chǎn)商之一,該企業(yè)與其新成立的部門Mpact Polymer合作,于2015年底投入使用一套metaPure瓶到瓶再生設(shè)備。
該工廠的設(shè)計(jì)能力可以將南非飲料工業(yè)生產(chǎn)的近四分之一PET瓶加工成原料,然后重新生產(chǎn)PET瓶。
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Wadeville位于約翰內(nèi)斯堡以東約60公里,Mpact公司在這里開創(chuàng)了新的業(yè)務(wù)領(lǐng)域:PET再生設(shè)備metaPure是這家南非上市企業(yè)開展再生利用業(yè)務(wù)的一個(gè)必然結(jié)果。根據(jù)全國性PET再生聯(lián)合組織(PETCO)的數(shù)據(jù),南非對PET的需求每年增長8%。2015年,南非PET市場總量接近21萬噸,其中近70%加工成飲料用瓶。2015年,超過7.4萬噸PET瓶得到回收利用。其中大部分被加工成聚酯纖維或者PET原料,重新用于生產(chǎn)瓶子或者食品包裝,由此形成瓶到瓶再生利用的閉環(huán)。
借助新的克朗斯再生設(shè)備,Mpact公司現(xiàn)在可以將2.9萬噸回收PET加工成2.1萬噸PET再生料。
“從長遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益方面看,克朗斯再生設(shè)備是我們的最佳解決方案?!弊笃穑篔ohn Hunt(Mpact再生公司執(zhí)行總裁),Ronald Fairbanks(Mpact Polymers公司總經(jīng)理)以及Bruce Strong(Mpact Operations董事長)。
“總包方案具有特殊魅力”
經(jīng)過仔細(xì)研究,Mpact公司選擇了克朗斯設(shè)備?!霸谕顿Y之前,我們進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)研”,Mpact再生公司執(zhí)行總裁John Hunt解釋說?!皩Υ?,我們與世界各地的再生設(shè)備使用廠家、制瓶廠和飲料生產(chǎn)商進(jìn)行了交流,參觀了各種不同模式。選擇克朗斯的關(guān)鍵因素是FDA許可以及設(shè)備較低的水耗和能耗??死仕咕哂刑峁┤自偕到y(tǒng)的能力,而不是僅僅提供某些部分?!盡pact公司細(xì)致地檢查了克朗斯提供的設(shè)備?!扒逑茨K的工藝非常優(yōu)秀。我們認(rèn)為,克朗斯在這方面受益于通過洗瓶機(jī)取得的多年經(jīng)驗(yàn)。消毒模塊在我們看來也非??煽?。而且前端設(shè)備也由克朗斯提供,使這套設(shè)備成為最吸引我們的總包方案”,Mpact Polymers公司總經(jīng)理Ronald Fairbanks表示?!皬拈L遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益方面看,克朗斯再生設(shè)備是我們的最佳解決方案?!?/p>
Mpact公司采用的metaPure瓶到瓶PET再生設(shè)備:
前端設(shè)備:PET瓶裝在大包中到貨,預(yù)分撿,預(yù)洗和破碎。
清洗模塊:對PET片料進(jìn)行強(qiáng)烈沖洗,去除雜物。
消毒模塊:除掉有害食品的不潔物,將片料加工成顆粒料。
第1級:前端設(shè)備
大袋包裝的PET瓶從收集點(diǎn)運(yùn)到工廠院內(nèi)。所謂的前端設(shè)備將這些大袋在一臺拆包機(jī)中打開,將瓶子均勻地?cái)[放在輸送帶上。第一臺除金屬裝置通過永久磁鐵分離所有的磁性金屬組分。第二臺設(shè)備是沖擊式分離機(jī),分兩次從瓶子上除掉薄膜等扁平狀異物以及污物、灰塵和玻璃等較輕的雜物。在除標(biāo)裝置中,瓶子穿過兩個(gè)滾筒,此后商標(biāo)被機(jī)械去除、分揀,排放到收集桶中。一臺階梯式近紅外光譜儀(NIR)識別出有色PET瓶以及混入的塑料,并將這些物質(zhì)剔除。經(jīng)過階梯式分選之后,只有透明和淺藍(lán)色PET瓶進(jìn)入后續(xù)流程。作為雙重監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)組成部分,在近紅外分選后還要進(jìn)行一次人工分揀。前端設(shè)備的最后一站是破碎機(jī),瓶子在機(jī)器中粉碎成較小的片料。
“通過干法去除商標(biāo)和干法破碎,清洗流程需要更少的水和能源。水耗大約為每千克再生PET 2.5升水,這比工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)大約低40%的”,Ronald Fairbanks解釋說。
大袋包裝的PET瓶從收集點(diǎn)運(yùn)到工廠院內(nèi)。
第二臺設(shè)備是沖擊式分離機(jī),分兩次從瓶子上除掉薄膜等扁平狀異物以及污物、灰塵和玻璃等較輕的雜物。
在除標(biāo)裝置中,瓶子穿過兩個(gè)滾筒,此后商標(biāo)被機(jī)械去除、分揀,排放到收集桶中。
“通過干法去除商標(biāo)和干法破碎,清洗流程需要更少的水和能源。水耗大約為每千克再生PET 2.5升水,這比工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)大約低40%”,Ronald Fairbanks解釋說。
一臺階梯式近紅外光譜儀(NIR)識別出有色PET瓶以及混入的塑料,并將這些物質(zhì)剔除。
經(jīng)過階梯式分選之后,只有透明和淺藍(lán)色PET瓶進(jìn)入后續(xù)流程。
作為雙重監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)組成部分,在近紅外分選后還要進(jìn)行一次人工分揀。
前端設(shè)備的最后一站是破碎機(jī),瓶子在機(jī)器中粉碎成較小的片料。
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第2級:清洗模塊
破碎后的片料輸送至清洗模塊的一個(gè)筒倉,接下來在一臺干混機(jī)和后續(xù)的迷宮式篩分機(jī)中完成預(yù)清洗,除掉灰塵和碎商標(biāo)等輕組分。然后,這些材料在一臺預(yù)洗機(jī)中首次與水接觸,并接受適當(dāng)?shù)臏囟忍幚怼娮旌蜋C(jī)械摩擦作用將夾帶的污物顆粒除掉。在后續(xù)的堿洗流程中,利用熱堿溶解掉殘留商標(biāo)和標(biāo)膠?;谡w設(shè)備的規(guī)模,Mpact Polymers安裝了兩臺堿洗設(shè)備。使用的堿液通過Parcival過濾系統(tǒng)進(jìn)行兩級處理,借此在后續(xù)重復(fù)利用時(shí)保證恒定的質(zhì)量。此后,還要將聚烯烴瓶蓋材料從物料中分離出來。這借助浮選工藝在一臺密度分離機(jī)中完成:聚烯烴向上浮起,較重的PET片料向下沉降。由此,可以生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的片料。然后,用熱水再次對PET片料進(jìn)行多級沖洗,再用熱風(fēng)進(jìn)行機(jī)械和加熱烘干。
破碎后的片料輸送至清洗模塊的一個(gè)筒倉,接下來在一臺干混機(jī)和后續(xù)的迷宮式篩分機(jī)中完成預(yù)清洗,除掉灰塵和碎商標(biāo)等輕組分。
在清洗模塊中,對PET片料進(jìn)行劇烈清洗,分檢出異物。
使用的堿液通過Parcival過濾系統(tǒng)進(jìn)行兩級處理,借此在后續(xù)重復(fù)利用時(shí)保證恒定的質(zhì)量。
此后,還要將聚烯烴瓶蓋材料從物料中分離出來。這借助浮選工藝在一臺密度分離機(jī)中完成:聚烯烴向上浮起,較重的PET片料向下沉降。
然后,用熱水再次對PET片料進(jìn)行多級沖洗,再用熱風(fēng)進(jìn)行機(jī)械和加熱烘干。
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第3級:消毒模塊
在這個(gè)工序,將分揀和清洗后的片料最終處理成符合制瓶要求的再生料。基于設(shè)備能力的原因,Mpact Polymers采用了兩臺能力相同的消毒模塊。根據(jù)德國弗勞恩霍夫研究院在Mpact Polymers公司對metaPure再生設(shè)備的測試報(bào)告,證明所生產(chǎn)的材料滿足制備食品級再生PET包裝的安全規(guī)定。美國食品藥品管理局對克朗斯消毒工藝的認(rèn)證,也突出強(qiáng)調(diào)了其整體有效性?;谛l(wèi)生方面的原因,消毒模塊安裝在單獨(dú)的空間內(nèi)并保持正壓。來自緩沖倉、經(jīng)過清洗的片料首先在第一個(gè)加熱螺旋中預(yù)熱,然后在第二個(gè)螺旋中烘干,并加熱到流程溫度。該溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于PET材料的熔化溫度。此后,進(jìn)入消毒模塊的核心:真空反應(yīng)器。在這個(gè)裝置中,泳移的內(nèi)含物質(zhì)被從材料中去除,特性粘度(IV值)升高。
在消毒流程,將分揀和清洗后的片料最終處理成符合制瓶要求的再生料?;谠O(shè)備能力的原因,Mpact Polymers采用了兩臺能力相同的消毒模塊。
來自緩沖倉、經(jīng)過清洗的片料首先在第一個(gè)加熱螺旋中預(yù)熱,然后在第二個(gè)螺旋中烘干,并加熱到流程溫度。該溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于PET材料的熔化溫度。
此后,進(jìn)入消毒模塊的核心:真空反應(yīng)器。在這個(gè)裝置中,泳移的內(nèi)含物質(zhì)被從材料中去除,特性粘度(IV值)升高。
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“快速消毒”
經(jīng)過上述處理后,形成食品級PET片料。正是在這個(gè)工序,保證了再生設(shè)備相對較低的能源消耗。“與其它的再生工藝相比,這種消毒方式非常迅速。因此,消耗的能源也更少。通過這種巧妙的組合,我們的消耗指標(biāo)低于每千克PET再生料1千瓦小時(shí)”,Ronald Fairbanks斷定。
在后續(xù)的擠出機(jī)中,片料被熔化,通過一臺過濾器擠出,剪切成顆粒。這里需要消耗的能源也比較少,因?yàn)槠弦呀?jīng)被預(yù)熱,以干燥狀態(tài)離開消毒模塊。顆粒料的結(jié)晶化使用余熱完成,因此這個(gè)工序不需要消耗能源。產(chǎn)品冷卻后,裝入大袋,接下來進(jìn)行多項(xiàng)細(xì)致的質(zhì)量檢測。
在后續(xù)的擠出機(jī)中,片料被熔化,通過一臺過濾器擠出,剪切成顆粒。這里需要消耗的能源也比較少,因?yàn)槠弦呀?jīng)被預(yù)熱,以干燥狀態(tài)離開消毒模塊。
顆粒料的結(jié)晶化使用余熱完成,因此這個(gè)工序不需要消耗能源。
產(chǎn)品冷卻后,裝入大袋,接下來進(jìn)行多項(xiàng)細(xì)致的質(zhì)量檢測。
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設(shè)備于2015年中期投入運(yùn)行,安裝過程非常順利,“由于預(yù)先已經(jīng)完成了大量的預(yù)組裝,通過集裝箱發(fā)貨”,F(xiàn)airbanks表示。試運(yùn)行六個(gè)星期之后,第一個(gè)消毒模塊的設(shè)備綜合效率(OEE)就已經(jīng)達(dá)到80%?!芭c克朗斯團(tuán)隊(duì)的合作從一開始就非常順暢,不論是與銷售人員,還是技術(shù)人員、安裝工人以及調(diào)試團(tuán)隊(duì)”,Ronald Fairbanks滿意地說。
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