Дипломный проект на тему "Переработка одноразовых шприцев". Дипломный проект содержит 103 страницы, 18 рисунков, 34 использованных источников.
Полимеры, полипропилен, полиэтилен, композиции, переработка, твердые бытовые отходы, утилизация, дробление, мойка сушка, грануляция, "горячее" гранулирование, шприц, показатель текучести расплава (ПТР).
Объектом по переработке является линия по переработке бытовых полиэтиленовых и полипропиленовых отходов.
Данная линия перерабатывает использованные одноразовые шприцы с целью получения вторичного сырья из композиции на основе полиэтилена и полипропилена.
В экспериментальной части проекта обосновано (доказано), что возможно перерабатывать композиции в готовое изделие. При этом физико-механические свойства композиции практически не претерпевают значительных изменений.
Актуальность проблемы утилизации одноразовых шприцев заставляет задуматься об их вторичном использовании.
1. Литературный обзор
1.1 Проблема утилизации полимерных отходов
1.2 Классификация полимерных отходов
1.3 Проблема утилизации медицинских отходов
1.4 Классификация одноразовых шприцев и способы их переработки
1.5 Свойства вторичных полимерных материалов
1.5.1 Свойства вторичного полиэтилена
1.5.2 Свойства вторичного полипропилена
1.5.3 Смеси пластиков
1.6 Молекулярные полимер-полимерные композиции. Некоторые аспекты получения
1.7 Продукты деструкции вторично переработки полиолефинов
1.7.1 Окислительная деструкция
1.7.2 Термическая деструкция полиолефинов
1.7.3 Механическая деструкция
1.8 Добавки
1.8.1 Стабилизаторы
1.8.2 Пластификаторы
2. Технологическая часть
2.1 Описание технологического процесса вторичной переработки одноразовых шприцев и последующего изготовления гранул
2.2 Характеристика исходного сырья и вспомогательных материалов
2.3 Описание основного технологического оборудования
2.3.1 Дробильная установка
2.3.2 Моечная машина
2.3.3 Стадия очистки воды
2.3.4 Циклон
2.3.5 Загрузочный бункер
2.3.6 Экструдер-гранулятор
2.4 Расчетная часть
2.4.1 Материальный баланс процесса производства вторичных гранул на основе композиций полиэтилена и полипропилена
2.4.2 Расчет производительности экструдера
3. Экспериментальная часть
3.1 Оценка реологических свойств полимера и композиций на их основе
3.2 Объекты исследования и методика проведения эксперимента
3.3 Результаты эксперимента
3.4 Обсуждение результатов
4. Автоматизация производственных процессов
4.1 Основы автоматизации производства
4.2 Основные характеристики системы автоматизации проектируемого экструдера
4.3 Регулирование значений температуры различных зон пластикационого канала
4.4 Контроль и регулирование давления расплава в пластикационном канале экструдера
4.5 Пульты управления
5. Безопасность и экологичность
5.1 Анализ опасностей и вредных факторов на предприятии по производству пластиковой посуды ООО "Алькор"
5.2 Обеспечение безопасности
5.2.1 Роторная дробилка
5.2.2 Расчет искусственного освещения
5.3 Охрана окружающей среды
5.3.1 Характеристика загрязнений
5.3.2 Очистка сточных вод
5.4 Ликвидация и предупреждение чрезвычайных ситуаций
5.4.1 Возможные чрезвычайные ситуации
5.4.2 Планы ликвидации аварий
6. Бизнес-план инвестиционного проекта
6.1 Характеристика предприятия
6.2 Характеристика производимой продукции и оценка рынка сбыта продукции
6.3 Расчет производственной программы
6.3.1 Режим работы цеха
6.3.2 Определение количества оборудования
6.4 Определение капитальных затрат
6.5 Расчет фонда оплаты труда
6.5.1 Составление баланса рабочего времени
6.5.2 Определение фонда заработной платы рабочих
6.6 Расчет фонда оплаты труда приведен в таблице 6.4
6.6 Расчет себестоимости продукции
6.6.1 Определение стоимости сырья и материалов на единицу продукции
6.6.2 Проектная калькуляция себестоимости продукции
6.7 Финансовая оценка инвестиции
6.7.1 Расчет прибыли
6.7.2 Расчет рентабельности
Заключение
Список использованных источников
В современном мире существует свыше 400 различных видов пластмассовых отходов. Универсального решения экологической проблемы не найдено до сих пор, поэтому идея радикального решения проблемы отходов остается актуальной. Из-за специфических свойств полимерных материалов, которые не подвергаются гниению, коррозии, а при сжигании полимеров образуется токсичная зола и газы, такие как аммиак, оксиды азота, хлороводород, диоксины, - проблема их утилизации носит, прежде всего, экологический характер. Наряду с этим возникают экономические проблемы, так как постепенно возрастают потребности в удешевлении сырья для производства полимеров [1].
Полимерные отходы - это ценное сырье, которое можно регенерировать и повторно использовать для получения полимерных материалов или как сырье для получения мономеров, олигомеров, смазочных масел, строительных материалов, и, наконец, как топливо.
Материальные и энергетические ценности, заключенные в отходах, относительно небольшие затраты на регенерацию предопределяют получение существенного экономического эффекта, усиливающегося благодаря экономии первичного сырья.
Поэтому, в последнее время, большой интерес представляет собой вторичная переработка с получением материалов, продуктов, изделий, пригодных к дальнейшему использованию. В странах Западной Европы наибольшее распространение получил механический рециклинг. Во Франции и Германии способом механического рециклинга перерабатывается 20% полимерных отходов [2,3].
На сегодняшний день от общего объема ТБО количество образующихся отходов одноразовых шприцев составляет 2%. Системы сбора, удаления, переработки и обезвреживания, медицинских отходов в России в настоящее время несовершенны. Количество медицинских отходов имеет устойчивую тенденцию к интенсивному росту [3].
Использованные одноразовые шприцы чаще не проходят процесс сортировки, т.е. не отделяются поршень, цилиндр и игла, которые состоят из разных материалов (ПЭ, ПП и металл соответственно). При этом следует уточнить, что металл всегда легче отделить от полимерных материалов. Отделение же таких материалов, как ПП и ПЭ, в автоматическом режиме представляет собой достаточно дорогостоящий процесс. Поэтому цельюданного дипломного проекта явилась разработка технологической линии по переработке одноразовых шприцев во вторичное сырье.
Задачами данного дипломного проекта являются:
Обзор методов по проблеме переработки одноразовых шприцев.
Определение реологических характеристик (ПТР, эффективная вязкость, напряжение сдвига, скорость сдвига), с целью определения возможности совместной переработки композиций на основе полимеров ПП и ПЭ.
Создание технологической линии по переработке одноразовых шприцев.
За один только год в России образуется почти 750 тыс. т полимерных отходов. Около 10% перерабатывается. Переработке подвергаются, главным образом, отходы производства, и лишь некоторые отходы потребления.
Утилизация полимерных отходов является не менее сложным и дорогостоящим делом, чем производство изделий из полимеров, поэтому большинство отходов складируют вместе с другим мусором на свалках [3,4].
Полностью безотходных технологий в природе не существует, поэтому следует заниматься не только поиском малоотходной технологии, но в большей мере поиском способов утилизации отходов.
Различают три источника образования полимерных отходов:
1. Отходы синтеза полимеров, которые образуются при осуществлении процессов синтеза полимеров. Это - низкомолекулярные фракции полимеров, отходы в виде слитков - выливов, отходов чистки аппаратов, россыпей и др.
2. Отходы переработки полимерных материалов в изделия. Это - бракованные изделия, литниковые системы, слитки из смесей полимеров, образующиеся при чистке аппаратов и другие технологические отходы.
3. Отходы потребления - это изношенные (амортизированные) изделия, которые утратили свои потребительские свойства вследствие физического или морального износа. Это - упаковка, транспортная тара, предметы домашнего обихода, детали машин, приборов и др. Отходы потребления составляют около 85% всех полимерных отходов и по своему объему приближаются к объему выпуска полимерных материалов [5].
Полимерные отходы потребления в своем составе содержат до 50% полиолефинов, до 15% полистиролов и их сополимеров, около 10% поливинилхлоридных пластикатов, около 10% полиэтилентерефталата и в небольших количествах других полимеров.
Полимерные отходы разделяют на отходы производства (технологические) и потребления. Различают следующие типы классификаций, которые представлены в таблице 1.1 [5,6].
Таблица 1.1 - Классификация полимерных отходов
| Тип классификации | Наименование | Характеристика |
| По сложности и цене утилизации | С хорошими свойствами | чистые отходы производства (литники, обрезки, облой, брак), условно чистые отходы потребления |
| Со средними свойствами | отходы производства и потребления, содержащие допустимое количество загрязнений, а также отходы от производств пищевого назначения. | |
| Трудно утилизируемые отходы | сильно загрязненные и смешанные отходы производства и потребления, отходы из композиционных материалов, детали бытовой и автомобильной техники | |
| По видам и типам полимеров | Отходы крупнотоннажных и дорогих конструкционных пластиков | ПЭНП, ПЭВП, ПП, ПС, АБС, ПА, ПК, ПЭТ, ПВХ |
| Отходы упаковки, мебельного производства, строительства | использованная тара из ПЭТ, двух - или многослойные пленки для упаковки пищевых продуктов: ПП/ПА, ПП/ПЭТФ, ПЭ/ПЭТФ, смешанные отходы ПС, ПП, ПЭНП, ПЭВП, ПЭТ, АБС. | |
| По способам утилизации и их экологическому воздействию | Повторное использование | Все виды отходов |
| Переработка отходов полимеров в мономеры и искусственное топливо (пиролизно-сырьевой метод) | Все виды отходов | |
| Сжигание с целью получения тепловой и электрической энергии (энергетический метод) | Все виды отходов | |
| Захоронение на полигонах общего назначения (закапывание). | Все виды отходов |
Медицинские отходы значительно отличаются от остальных отходов тем, что в них кроется опасность для человека, обусловленная, прежде всего наличием в их составе возбудителей различных инфекционных заболеваний, токсических, а нередко и радиоактивных веществ. К тому же длительность выживания в таких отходах патогенных микроорганизмов достаточно велика. Так, например, если в 1г бытовых отходов содержится 0,1-1млрд микроорганизмов, то в медицинских - до 200-300млрд микроорганизмов. При этом следует учитывать, что количество медицинских отходов имеет тенденцию к интенсивному росту, а вследствие увеличения номенклатуры применяемых средств - еще и к вариабельности состава. Проблема утилизации медицинских отходов привлекает к себе все более пристальное внимание. Еще в 1979г. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) отнесла отходы медицинской сферы к группе особо опасных и указала на необходимость создания специализированных служб по их уничтожению и переработке. Базельская конвенция в 1992г. выделила 45 видов опасных отходов, список которых открывают клинические отходы. К 2005г. в мире, по обобщенным данным, их накопилось уже около 1,8 млрд, что составляет примерно 300кг на каждого жителя планеты. Особую опасность представляют инъекционные иглы и шприцы, поскольку неправильное обращение с ними после применения может привести к их использованию [2,6,7].