Разработка эффективного способа переработки отходов пленки полиэтиленовой
|
Оглавление 2
Введение 3
Глава 1. Литературный обзор в области использования биоразлагаемых добавок в полиэтиленовых материалах 7
1.1 Аналитический обзор видов образующихся упаковочных
материалов из полиэтилена и способов их переработки 7
1.2 Литературный обзор в области существующих добавок,
ускоряющих процесс разложения полимерных материалов, и полимерных материалов с биодобавками 21
1.3 Технологический процесс производства упаковочных материалов с
биодобавками 33
1.4 Процесс биодеструкции полимеров 50
Глава 2 Разработка эффективного способа переработки отходов пленки полиэтиленовой 56
2.1 Существующая схема переработки полиэтиленовой пленки на
примере ООО «ЭкоРесурсПоволжье» 56
2.2 Предложение технологии получения биоразлагаемой
полиэтиленовой пленки 58
2.3 Расчет материального баланса 68
2.4 Экспериментальная часть 74
2.5 Расчет технико-экономических показателей 81
2.6 Расчет экономической эффективности 84
Заключение 94
Список используемых источников 96
Введение 3
Глава 1. Литературный обзор в области использования биоразлагаемых добавок в полиэтиленовых материалах 7
1.1 Аналитический обзор видов образующихся упаковочных
материалов из полиэтилена и способов их переработки 7
1.2 Литературный обзор в области существующих добавок,
ускоряющих процесс разложения полимерных материалов, и полимерных материалов с биодобавками 21
1.3 Технологический процесс производства упаковочных материалов с
биодобавками 33
1.4 Процесс биодеструкции полимеров 50
Глава 2 Разработка эффективного способа переработки отходов пленки полиэтиленовой 56
2.1 Существующая схема переработки полиэтиленовой пленки на
примере ООО «ЭкоРесурсПоволжье» 56
2.2 Предложение технологии получения биоразлагаемой
полиэтиленовой пленки 58
2.3 Расчет материального баланса 68
2.4 Экспериментальная часть 74
2.5 Расчет технико-экономических показателей 81
2.6 Расчет экономической эффективности 84
Заключение 94
Список используемых источников 96
Актуальность и научная значимость настоящего исследования
В настоящее время в мире накопилось большое количество отходов от полимерных материалов, которые крайне медленно подвергаются разложению и несут большую угрозу окружающей среде.
Согласно статистике, только 30% образующихся отходов полимеров подвергаются переработке, остальные сжигаются или подлежат захоронению.
Проведенные исследования позволяют спрогнозировать рост объемов отходов полиэтиленов, если предпринимать меры по снижению и нет (рисунок 1).
Как видно из графика, перспективным направлением является применением в производстве полиэтиленовых добавок, позволяющих биоразлагаться полимерам в короткие сроки, а при условии вторичного использования полимеров значительно снижается нагрузка на окружающую среду.
Если рассмотреть мировое сообщество, то в таких странах, как Япония, США, многие страны Евросоюза давно развивают технологии производства биоразлагаемых полимерных материалов. На сегодняшний день разработано более 100 видов полимеров, подверженных биоразложению. По общим объемам производства полимерных материалов это составляет порядка 0,1% всего мирового производства. Но тенденция развития данной отрасли производства биоразлагаемых материалов имеет большой потенциал.
Стоит учесть, что для каждого вида полимера для его биоразложения требуется ведение определенных добавок. Получаемые биоразлагаемые пластики по своим характеристикам должны отвечать всем требованиям, предъявляемым к пластикам без добавок. При этом биоразлагаемые полимерные материалы не должны значительно отличаться в ценовой категории и приводить к полной модернизации технологической линии по производству продукции из полимеров.
Внедрение технологий производства полимерных материалов способствует снижению объемов образования отходов из полимеров и снижению антропогенной нагрузки за счет вторичного использования полимерных материалов.
Объект исследования: способ переработки отходов пленки полиэтиленовой.
Предмет исследования: биоразлагаемые полимеры.
Цель исследования: увеличения объемов производства биоразлагаемых полимеров из отходов пленки полиэтиленовой.
Гипотеза исследования заключается в предположении использования биоразлагаемых полимеров взамен существующих, при этом биоразлагаемое сырье обладает всеми свойствами полимерного, кроме свойства разложения в течении времени (сроки разложения биразлагаемых материалов значительно выше).
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Провести аналитический обзор видов образования отходов упаковочных материалов из отходов пленки полиэтиленовой и способов их переработки.
2. Разработка эффективного способа переработки отходов пленки полиэтиленовой для получения биоразлагаемых полимеров.
3. Расчет эколого-экономических показателей предлагаемого способа переработки получения биоразлагаемых полимеров.
Теоретико-методологическую основу исследования составили: научные труды отечественных и зарубежных ученых: Волковой В.А., Крутько Э.Т., Губанова Л.Н., Клинкова А.С., Любешкина Е.Г., Краснова И.Н., Дуигоу А., Филллин И., Боурмауда А., Дэвиса П., Бэли С., Сигуэла Р.
Базовыми для настоящего исследования явились также: работы Казанцева В.Д., патентные исследования Шевченко Т.В., Устиновой Ю.В., Борисенко Т.В., Мельниковой Е.Д.
Методы исследования: проведение анализа литературных источников, проведение сравнительных анализов технологий, расчетные и экспериментальные методы.
Опытно-экспериментальная база исследования: производственная база ООО «ЭкоРесурсПоволжье» и лаборатории кафедры «Химическая технология и ресурсосбережения Тольяттинского государственного университета.
Научная новизна исследования заключается исследовании свойств биоразлагаемых материалов и количественных соотношений биодобавок в полиэтилене.
Теоретическая значимость исследования заключается в определение количественных соотношений биодобавок в полиэтилене и предложении математической модели зависимости времени разложения биоразлагаемого полиэтилена от количества биодобавки в нем.
Практическая значимость исследования заключается в возможности внедрения предложенной технологии на базе предприятия ООО «ЭкоРесурсПоволжье» и снижения воздействия на окружающую среду за счет уменьшения объемов размещения полиэтилена на полигонах и скорости его разложения.
Достоверность и обоснованность результатов исследования подтверждается экспериментальными данными и расчетами.
Личное участие автора разработка эффективного способа производства биоразлагаемого полиэтилена, проведение экспериментальных исследований и расчетов.
Апробация и внедрение результатов работы проводились на Всероссийской студенческой научно-практической Междисциплинарной конференции «Молодежь. Наука. общество» в декабре 2020 г. со статьей «Разработка эффективного способа переработки отходов пленки полиэтиленовой».
На защиту выносятся:
- Результаты экспериментальных исследований по определению эффективного количества биодобавки при производстве полиэтилена при условии сохранения его потребительских свойств.
Структура магистерской диссертации. Работа состоит из введения, 2 глав, заключения, содержит 22 рисунка, 25 таблиц, список использованной литературы (37 источников). Основной текст работы изложен на 100 страницах.
В настоящее время в мире накопилось большое количество отходов от полимерных материалов, которые крайне медленно подвергаются разложению и несут большую угрозу окружающей среде.
Согласно статистике, только 30% образующихся отходов полимеров подвергаются переработке, остальные сжигаются или подлежат захоронению.
Проведенные исследования позволяют спрогнозировать рост объемов отходов полиэтиленов, если предпринимать меры по снижению и нет (рисунок 1).
Как видно из графика, перспективным направлением является применением в производстве полиэтиленовых добавок, позволяющих биоразлагаться полимерам в короткие сроки, а при условии вторичного использования полимеров значительно снижается нагрузка на окружающую среду.
Если рассмотреть мировое сообщество, то в таких странах, как Япония, США, многие страны Евросоюза давно развивают технологии производства биоразлагаемых полимерных материалов. На сегодняшний день разработано более 100 видов полимеров, подверженных биоразложению. По общим объемам производства полимерных материалов это составляет порядка 0,1% всего мирового производства. Но тенденция развития данной отрасли производства биоразлагаемых материалов имеет большой потенциал.
Стоит учесть, что для каждого вида полимера для его биоразложения требуется ведение определенных добавок. Получаемые биоразлагаемые пластики по своим характеристикам должны отвечать всем требованиям, предъявляемым к пластикам без добавок. При этом биоразлагаемые полимерные материалы не должны значительно отличаться в ценовой категории и приводить к полной модернизации технологической линии по производству продукции из полимеров.
Внедрение технологий производства полимерных материалов способствует снижению объемов образования отходов из полимеров и снижению антропогенной нагрузки за счет вторичного использования полимерных материалов.
Объект исследования: способ переработки отходов пленки полиэтиленовой.
Предмет исследования: биоразлагаемые полимеры.
Цель исследования: увеличения объемов производства биоразлагаемых полимеров из отходов пленки полиэтиленовой.
Гипотеза исследования заключается в предположении использования биоразлагаемых полимеров взамен существующих, при этом биоразлагаемое сырье обладает всеми свойствами полимерного, кроме свойства разложения в течении времени (сроки разложения биразлагаемых материалов значительно выше).
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Провести аналитический обзор видов образования отходов упаковочных материалов из отходов пленки полиэтиленовой и способов их переработки.
2. Разработка эффективного способа переработки отходов пленки полиэтиленовой для получения биоразлагаемых полимеров.
3. Расчет эколого-экономических показателей предлагаемого способа переработки получения биоразлагаемых полимеров.
Теоретико-методологическую основу исследования составили: научные труды отечественных и зарубежных ученых: Волковой В.А., Крутько Э.Т., Губанова Л.Н., Клинкова А.С., Любешкина Е.Г., Краснова И.Н., Дуигоу А., Филллин И., Боурмауда А., Дэвиса П., Бэли С., Сигуэла Р.
Базовыми для настоящего исследования явились также: работы Казанцева В.Д., патентные исследования Шевченко Т.В., Устиновой Ю.В., Борисенко Т.В., Мельниковой Е.Д.
Методы исследования: проведение анализа литературных источников, проведение сравнительных анализов технологий, расчетные и экспериментальные методы.
Опытно-экспериментальная база исследования: производственная база ООО «ЭкоРесурсПоволжье» и лаборатории кафедры «Химическая технология и ресурсосбережения Тольяттинского государственного университета.
Научная новизна исследования заключается исследовании свойств биоразлагаемых материалов и количественных соотношений биодобавок в полиэтилене.
Теоретическая значимость исследования заключается в определение количественных соотношений биодобавок в полиэтилене и предложении математической модели зависимости времени разложения биоразлагаемого полиэтилена от количества биодобавки в нем.
Практическая значимость исследования заключается в возможности внедрения предложенной технологии на базе предприятия ООО «ЭкоРесурсПоволжье» и снижения воздействия на окружающую среду за счет уменьшения объемов размещения полиэтилена на полигонах и скорости его разложения.
Достоверность и обоснованность результатов исследования подтверждается экспериментальными данными и расчетами.
Личное участие автора разработка эффективного способа производства биоразлагаемого полиэтилена, проведение экспериментальных исследований и расчетов.
Апробация и внедрение результатов работы проводились на Всероссийской студенческой научно-практической Междисциплинарной конференции «Молодежь. Наука. общество» в декабре 2020 г. со статьей «Разработка эффективного способа переработки отходов пленки полиэтиленовой».
На защиту выносятся:
- Результаты экспериментальных исследований по определению эффективного количества биодобавки при производстве полиэтилена при условии сохранения его потребительских свойств.
Структура магистерской диссертации. Работа состоит из введения, 2 глав, заключения, содержит 22 рисунка, 25 таблиц, список использованной литературы (37 источников). Основной текст работы изложен на 100 страницах.
Проведен анализ видов упаковочных материалов, объемов их образования и способов утилизации. Выявлено, что чаще всего упаковочные материалы из полимеров подвергаются сжиганию или захоронению, что наносит вред окружающей среде.
Для решения данной проблемы во всем мире разрабатываются технологии, позволяющие производить биоразлагаемые полимеры. Биоразложение достигается за счет введения в состав полимеров определенных добавок.
Изучены процессы биодеструкции полимеров, протекающие по разным путям в зависимости от компонентного состава исходного материала.
Рассмотрена технология производства биоразлагаемого полиэтилена, из которой следует, что модернизация линии по производству обычных полиэтиленовых пакетов не требуется.
Приведено описание существующей технологии переработки поступающих отходов полиэтиленовой пленки незагрязненной. Данный технологический процесс позволяет получать на выходе полиэтиленовые гранулы, которые пригодны для использования в качестве сырья для производства полиэтиленовых пакетов. Чтобы сделать процесс замкнутым, необходимо установить экструдерную линия.
Экологический эффект будет достигнут за счет введения в полученные после переработки гранулы добавки DCP128 для биоразложения полиэтилена. Усовершенствования линии не требуется.
Проведенные экспериментальные исследования по получению биоразлагаемого полиэтилена показывают, что получаемый полимер с внесенной DCP128 в количестве 1% от общей массы, разлагается под воздействием ультрафиолета и при нахождении в почве, при этом все свойства полиэтилена сохраняются.
Расчеты материального баланса и экономической эффективности подтверждают возможность и выгоду установки экструдерной линии для производства биоразлагаемого полиэтилена.
Были проведены расчеты технико-экономических показателей эффективности предлагаемого способа производства биоразлагаемых полиэтиленовых пакетов. Полученные результаты показывают, что монтаж и внедрение экструдерной установки ВМ-900 будет иметь положительный экономический эффект для предприятия в размере 11607826,81 руб./год со сроком окупаемости оборудования 0,06 года. Изготавливаемые биоразлагаемые пакеты будут стоить 41,66 руб./кг, то есть при весе одного пакета 13,7 г его стоимость будет составлять 0,57 рубля.
Таким образом, за счет цикличности технологического процесса переработки и производства биоразлагаемых полиэтиленовых пакетов будет достигнут положительный экологический эффект.
Для решения данной проблемы во всем мире разрабатываются технологии, позволяющие производить биоразлагаемые полимеры. Биоразложение достигается за счет введения в состав полимеров определенных добавок.
Изучены процессы биодеструкции полимеров, протекающие по разным путям в зависимости от компонентного состава исходного материала.
Рассмотрена технология производства биоразлагаемого полиэтилена, из которой следует, что модернизация линии по производству обычных полиэтиленовых пакетов не требуется.
Приведено описание существующей технологии переработки поступающих отходов полиэтиленовой пленки незагрязненной. Данный технологический процесс позволяет получать на выходе полиэтиленовые гранулы, которые пригодны для использования в качестве сырья для производства полиэтиленовых пакетов. Чтобы сделать процесс замкнутым, необходимо установить экструдерную линия.
Экологический эффект будет достигнут за счет введения в полученные после переработки гранулы добавки DCP128 для биоразложения полиэтилена. Усовершенствования линии не требуется.
Проведенные экспериментальные исследования по получению биоразлагаемого полиэтилена показывают, что получаемый полимер с внесенной DCP128 в количестве 1% от общей массы, разлагается под воздействием ультрафиолета и при нахождении в почве, при этом все свойства полиэтилена сохраняются.
Расчеты материального баланса и экономической эффективности подтверждают возможность и выгоду установки экструдерной линии для производства биоразлагаемого полиэтилена.
Были проведены расчеты технико-экономических показателей эффективности предлагаемого способа производства биоразлагаемых полиэтиленовых пакетов. Полученные результаты показывают, что монтаж и внедрение экструдерной установки ВМ-900 будет иметь положительный экономический эффект для предприятия в размере 11607826,81 руб./год со сроком окупаемости оборудования 0,06 года. Изготавливаемые биоразлагаемые пакеты будут стоить 41,66 руб./кг, то есть при весе одного пакета 13,7 г его стоимость будет составлять 0,57 рубля.
Таким образом, за счет цикличности технологического процесса переработки и производства биоразлагаемых полиэтиленовых пакетов будет достигнут положительный экологический эффект.
Подобные работы
- Совершенствование технологического процесса механической переработки ПЭТ флексы для уменьшения примеси в готовой продукции
Магистерская диссертация, химия. Язык работы: Русский. Цена: 5400 р. Год сдачи: 2021 - ТЕРМИЧЕСКАЯ ДЕСТРУКЦИЯ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА И
ПОТРЕБЛЕНИЯ (НА ПРИМЕРЕ ПОЛИЭТИЛЕНА)
Магистерская диссертация, менеджмент. Язык работы: Русский. Цена: 5750 р. Год сдачи: 2018 - Утилизация осадка переработки ПЭТ на ООО «ЭкоРесурсПоволжье»
Бакалаврская работа, химия. Язык работы: Русский. Цена: 4230 р. Год сдачи: 2022 - Анализ финансово-хозяйственной деятельности на ООО «ТПК Директория» и разработка бизнес плана по переработке полимерных отходов
Бакалаврская работа, анализ хозяйственной деятельности. Язык работы: Русский. Цена: 4940 р. Год сдачи: 2016 - Проектирование цеха производства декоративной и этикеточно-упаковочной продукции производительностью 250 м/мин
Бакалаврская работа, технология производства продукции. Язык работы: Русский. Цена: 5600 р. Год сдачи: 2016 - Разработка проекта создания производства ДНК (древесно-полимерный композит) на предприятии ООО «Хамир»
Бакалаврская работа, менеджмент. Язык работы: Русский. Цена: 5750 р. Год сдачи: 2017 - Проектирование цеха производства декоративной и этикеточно-упаковочной продукции производительностью 250 м/мин
Дипломные работы, ВКР, техническая механика. Язык работы: Русский. Цена: 4280 р. Год сдачи: 2016 - ОБОСНОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬСТВА ЗАВОДА ПО
ПРОИЗВОДСТВУ БИОРАЗЛАГАЕМОЙ
УПАКОВКИ НА ЮГЕ ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ
Магистерская диссертация, строительство . Язык работы: Русский. Цена: 5750 р. Год сдачи: 2020