أهمية مرشحات ذوبان إعادة تدوير البلاستيك في قطاع إعادة التدوير

تُعدّ مرشحات ذوبان إعادة تدوير البلاستيك معدات أساسية في إنتاج البلاستيك المُعاد تدويره، حيث تعمل على إزالة الشوائب من البلاستيك المُنصهر وضمان جودة وأداء المواد المُعاد تدويرها. يُوضح التحليل التالي أهميتها في قطاع إعادة التدوير من حيث المبادئ التقنية، وقيمة التطبيق، وتأثيرها على الصناعة.

 1. الوظائف الأساسية لمرشحات الذوبان: إزالة الشوائب بدقة 

1. أهداف الترشيح والمبادئ التقنية 

• أنواع الشوائب

• الشوائب المادية: الغبار، والحطام المعدني، والرمل، والأجسام الغريبة غير المطحونة (مثل ورق الملصقات المتبقي)؛ 

• الشوائب الكيميائية: منتجات تحلل الأكسدة، والمواد المضافة المتبقية (على سبيل المثال، الملدنات، ومثبطات اللهب)، والمذابات المختلطة من أنواع مختلفة من البلاستيك (على سبيل المثال، البولي إيثيلين المخلوط في البولي بروبلين).

• مبدأ الترشيح: 

• يتم اعتراض الجسيمات الصلبة في المصهور بواسطة وسائط مسامية (مثل الشاشات المعدنية أو عناصر الترشيح المُلبَّدة). يُدفع المصهور النقي عبر فرق الضغط، مع الاحتفاظ بالشوائب. على سبيل المثال، يُمكن لشاشة ذات 60 شبكة ترشيح الجسيمات التي تزيد عن 250 ميكرون تقريبًا، بينما يُمكن لشاشة ذات 100 شبكة ترشيح الجسيمات التي تقل عن 150 ميكرون (كلما زاد عدد الشبكات، زادت دقة الترشيح).

2. التأثير المباشر على جودة المواد المعاد تدويرها 

• الخصائص الميكانيكية المحسنة: 

• إزالة الشوائب تُجنّب نقاط الضعف في المواد المُعاد تدويرها. على سبيل المثال، إذا بقيت بقايا معدنية في بولي إيثيلين تيريفثالات (PET) المُعاد تدويره، فإن قوة كسر الألياف ستنخفض بأكثر من 30%.  

• تحسين المظهر: 

• تتحسن شفافية المواد المُعاد تدويرها وتجانس ألوانها بشكل ملحوظ بعد الترشيح. عند استخدام البولي بروبلين المُعاد تدويره في الحاويات الشفافة، يلزم استخدام مرشحات عالية الشبكة (مثل ١٢٠ شبكة) لإزالة الشوائب التي يصل حجمها إلى الميكرون.

• استقرار الانصهار: 

• تسبب الشوائب تقلبات في لزوجة المصهور. بعد الترشيح، يمكن تقليل نطاق تقلب الضغط أثناء البثق من ±10% إلى ±3%، مما يُحسّن دقة أبعاد المنتجات.

 II. الأدوار الرئيسية لمرشحات الذوبان في عملية إعادة التدوير بأكملها 

1. حماية المعدات اللاحقة وخفض تكاليف الصيانة

• حماية مسامير الطارد والقوالب:

• إذا لم تُرَشَّح الشوائب، ستخدش الجسيمات المعدنية أسنان اللولب، مما يُقصِّر من عمرها الافتراضي (العمر الافتراضي الطبيعي: 5-8 سنوات؛ وقد يُقلِّله التآكل الناتج عن الشوائب إلى سنتين أو ثلاث سنوات). في حال انسداد مسارات القالب بالشوائب، يلزم إيقاف التشغيل المتكرر للتنظيف، مما يؤثر على كفاءة الإنتاج (يُكلُّ إيقاف تشغيل يُكلِّف خسائر تتراوح بين 500 و2000 دولار أمريكي تقريبًا). 

• دراسة الحالة: 

• قام مصنع لإعادة تدوير رقائق زجاجات البولي إيثيلين تيرفثالات (PET)، الذي لم يستخدم مرشحًا فعالًا، باستبدال برغي الطارد ثلاث مرات خلال ستة أشهر، مما زاد تكاليف الصيانة بمقدار 200,000 ين. بعد التحول إلى مرشح شمعي، امتد عمر البرغي إلى 4 سنوات، مما وفر 150,000 ين سنويًا. 

2. توسيع سيناريوهات تطبيق المواد المعاد تدويرها

• مثال:

• تحتاج مواد PET المعاد تدويرها من الدرجة الغذائية إلى المرور عبر مرشح ذوبان برقم شبكي يزيد عن 200، جنبًا إلى جنب مع امتصاص الكربون المنشط، لتلبية متطلبات الشوائب والرائحة الخاصة بإدارة الغذاء والدواء الأمريكية (FDA) للبلاستيك الملامس للأغذية.

3. تعزيز القيمة الاقتصادية للمواد المعاد تدويرها

• فرق السعر:

• ويبلغ سعر مواد البولي بروبلين المعاد تدويرها غير المفلترة حوالي 4000 يوان/طن، في حين يمكن أن يصل سعر المواد المفلترة إلى 6000-8000 يوان/طن (اعتمادًا على الدقة)؛ ويمكن أن يتجاوز سعر المواد المعاد تدويرها المستخدمة في المجالات الراقية (مثل مكونات الأجهزة الطبية) 12000 يوان/طن.

• التوازن بين التكلفة والفائدة:

• تبلغ تكلفة فلتر ذوبان تغيير الشاشة التلقائي حوالي 50000-200000 يوان، ولكن يمكنه زيادة قسط المواد المعاد تدويرها بنسبة 20٪ -50٪، وعادة ما يتم استرداد استثمار المعدات في غضون 6-12 شهرًا.

ثالثًا. المزايا التقنية والاستخدامات الممكنة لأنواع مختلفة من مرشحات الذوبان

1. مرشحات لوحة الشاشة (مثل لوحات الشاشة المستخدمة في سلسلة TL650)

• المميزات: هيكل بسيط، ويتم تحقيق الترشيح عن طريق استبدال لوحات الشاشة المعدنية، والتكلفة منخفضة؛

• السيناريوهات القابلة للتطبيق: (قدرة إنتاجية تتراوح بين 500-4000 كجم/ساعة) ومواد النفايات ذات المحتوى العالي من الشوائب (مثل الأفلام الزراعية ونفايات البناء البلاستيكية)؛

• المزايا: لا حاجة لتغيير الشاشة يدويًا بانتظام (استبدالها مرة كل حوالي 20-30 يومًا)، ومع أدوات التفكيك، فإنها تقلل التكاليف بشكل كبير وتحسن الكفاءة للعملاء.

2. مرشحات الشموع

• الميزات: اعتماد عناصر فلتر مسامية ملبدة (مثل تلبيد مسحوق الفولاذ المقاوم للصدأ)، مع مساحة ترشيح كبيرة ودقة عالية (تصل إلى 10 ميكرون)؛

• السيناريوهات القابلة للتطبيق: سيناريوهات إعادة التدوير عالية النقاء مثل رقائق زجاجات PET والبلاستيك الطبي؛

• المزايا: من الممكن إجراء الغسيل العكسي عبر الإنترنت، مما يقلل من وقت التوقف عن العمل ومناسب للإنتاج المستمر.

3. مرشحات تغيير الشاشة التلقائية

• المميزات: يتم استبدال ألواح الشاشة بمحرك هيدروليكي بدون إيقاف التشغيل، ودقة الترشيح قابلة للتعديل من 10 إلى 100 ميكرون؛

• السيناريوهات القابلة للتطبيق: الإنتاج على نطاق واسع (القدرة الإنتاجية > 1 طن / ساعة)، مثل خطوط إعادة تدوير فيلم PE والتحبيب؛

رابعًا. اتجاهات الصناعة: الترقيات التكنولوجية للمرشحات تُحفّز الابتكار في صناعة إعادة التدوير

1. الجمع بين الدقة العالية والذكاء

• اتجاهات التنمية:

  تقديم أنظمة مراقبة بصرية تعتمد على الذكاء الاصطناعي للكشف عن محتوى الشوائب في المصهور في الوقت الفعلي وضبط ضغط الترشيح تلقائيًا؛

  تطوير تقنية الترشيح المتدرج، مع الطبقة الأولى للترشيح الخشن (40 شبكة) لإزالة الجزيئات الكبيرة والطبقة الثانية للترشيح الدقيق (200 شبكة) لإزالة الشوائب على مستوى الميكرون، مما يحسن الكفاءة.

  
  

2. حماية البيئة والتصميم الموفر للطاقة

• مرشحات منخفضة الطاقة:

• دمج التدفئة الكهربائية مع طبقات العزل الحراري لتقليل فقدان الحرارة أثناء عملية الصهر (تستهلك المرشحات التقليدية حوالي 0.3 كيلووات ساعة / كجم، ويمكن تقليل الأنواع الجديدة الموفرة للطاقة إلى 0.15 كيلووات ساعة / كجم)؛

• إعادة تدوير النفايات:

• وإذا كانت الشوائب المعترضة تحتوي على بلاستيك قابل لإعادة التدوير، فيمكن زيادة معدل إعادة تدوير النفايات من 60% إلى أكثر من 90% من خلال تقنيات التكسير والترشيح الثانوي.

  
  

3. المعايير الدولية التي تدفع عجلة الترقيات التكنولوجية

• متطلبات استراتيجية البلاستيك الجديدة للاتحاد الأوروبي:

• بحلول عام 2030، يجب أن تكون جميع مواد التغليف البلاستيكية قابلة لإعادة التدوير بنسبة 100٪، ويجب أن يكون محتوى الشوائب في المواد المعاد تدويرها <0.1٪، مما يعزز تطوير مرشحات الذوبان نحو "high الدقة + الأتمتة"؛

• أحكام معايير الصين للاستخدام الشامل للنفايات البلاستيكية:

• عند استخدام مواد PET المعاد تدويرها في تغليف المواد الغذائية، يجب أن تمر عبر مرشح برقم شبكة أكبر من 150 وتوفر تقرير اختبار من جهة خارجية.

V. الاستنتاج: مرشحات الذوبان كبوابة الجودة لسلسلة صناعة إعادة التدوير

في مجال إعادة تدوير البلاستيك، لا تُعدّ مرشحات الذوبان أدواتٍ لإزالة الشوائب فحسب، بل تُعدّ أيضًا نقاطًا رئيسيةً تربط بين المواد المُعاد تدويرها عالية القيمة والمواد المُعاد تدويرها المُهملة. ويمكن تلخيص أهميتها فيما يلي:

• الجانب الفني: تحديد ما إذا كانت المواد المعاد تدويرها يمكن أن تدخل في مجالات التطبيقات الراقية (مثل تغليف المواد الغذائية والأجهزة الطبية)؛

• الجانب الاقتصادي: كسر الدائرة المفرغة من الجودة المنخفضة والأسعار المنخفضة للمؤسسات التي تقوم بإعادة التدوير من خلال تحسين جودة المواد؛
  

• الجانب البيئي: المساعدة في تحقيق اقتصاد دائري بلاستيكي وتقليل الاستخدام غير الضروري أو التلوث الثانوي للمواد المعاد تدويرها الناجم عن الشوائب.

لذلك، فإن اختيار مرشح الذوبان المناسب (مثل اختيار رقم شبكة لوحة الشاشة وفقًا لنوع النفايات ونظام تغيير الشاشة التلقائي وفقًا لسعة الإنتاج) هو أحد الاستراتيجيات الأساسية لمؤسسات إعادة التدوير لتعزيز قدرتها التنافسية.