一种食品级塑料原料回收方法及回收系统与流程

1.本发明涉及塑料瓶回收领域，具体地，涉及一种食品级塑料原料回收方法及回收系统。


背景技术：

2.随着国际各大企业签署“新塑料经济倡议书”后，很多产废企业，由于企业责任和可持续发展要求，均表示在生产过程中要加入特定比例的再生塑料。这些国际大企业对再生塑料品质要求较高，特别是食品接触使用的塑料，然而很少有企业生产的再生塑料制品可以达到食品接触级标准，目前市场上针对塑料饮用瓶的回收利用普遍存在降级使用的现象，绝大部分的塑料饮用瓶被回收用于生产纺织制品，并未实现塑料饮用瓶的更高品质利用。
3.目前消费后塑料瓶回收利用工艺也多以生产纺织制品的用料标准为依据，且前端清洗、破碎等工艺流程较为简单，难以达到生产食品接触级瓶片的后端设备入料要求，因此无法实现塑料饮用瓶的高品质回收。而且现有的塑料瓶回收技术多集中于对回收某一环节单一功能设备，对塑料瓶回收的整体工艺较少，且目前市场上塑料瓶回收工艺普遍存在工艺简单、获得的瓶片含杂量高、机械化水平低等缺点，无法实现瓶片的高价值回收。
4.因此，有必要提出一种食品级塑料原料回收方法及回收系统，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
6.针对现有技术的不足，本发明提出了一种食品级塑料原料回收方法，该回收方法包括：
7.s1、采用滚筒筛将塑料瓶与泥沙、金属、玻璃杂物分开，以减轻杂物对后端设备的磨损及产能消耗；
8.s2、采用脱标机将所述塑料瓶与标签分离；
9.s3、采用光电分选平台，去除pvc、pp、pe材料塑料瓶，保留透明pet材料塑料瓶；
10.s4、采用第一高温热洗机，使用热水清洗所述塑料瓶，去除油污及沙土，得到净瓶；
11.s5、采用粉碎机，将所述净瓶粉碎；
12.s6、采用浮洗机，将瓶身碎片与瓶盖分离；
13.s7、采用第二高温热洗机，将瓶身碎片的杂质去除干净；
14.s8、采用摩擦脱水，进一步去除杂质；
15.s9、经风选去除标签和灰尘；
16.s10、采用材色光电分选设备去除瓶身碎片中的pp、pvc、pe材料；
17.s11、获得食品级pet塑料原料并存储备用。
18.可选地，在s1和s2之间还包括采用涡电流金属分离机去除金属杂质。
19.可选地，在s3之后还包括人工质检，作为光电分选的补充。
20.可选地，根据所需塑料原料的品质要求，增减人工或增加光电分选机数量。
21.可选地，在s4中，所述热水为100℃。
22.可选地，在s5中，所述粉碎机为湿式粉碎机，除利用水冲击增加瓶身碎片清洗效果外，水的冷却作用可降低粉碎机摩擦热，减缓刀具磨损速度、延长刀具使用寿命。
23.可选地，在s6和s7之间还包括采用旋风分离器充分分散瓶身碎片和标签碎片，然后采用旋风分离将轻质标签去除。
24.可选地，在s8和s9之间还包括三级漂洗和脱水干燥步骤，进一步漂洗去除瓶身碎片表面的洗涤剂以及过滤漂浮杂质。
25.可选地，后级漂洗后的水回用至前一级，以节省洗涤剂使用成本，并根据要求将三级漂洗中的一级或多级漂洗的洗涤剂由水更换为碱性清洗剂，以提高漂洗效果。
26.一种食品级塑料原料回收系统，用于完成上述的食品级塑料原料回收方法，所述回收系统包括通过输送机连接的滚筒筛、脱标机、光电分选平台、第一高温热洗机、粉碎机、浮洗机、第二高温热洗机、脱水机、风选机以及材色光电分选设备。
27.本发明提供的一种食品级塑料原料回收方法及回收系统，可以获得高品质的pet透明瓶片，可实现含水率1％以内，其他材质塑料及金属等杂质均50ppm以下，使得塑料瓶的高价值循环回收利用，该高品质塑料瓶片可实现食品接触级应用，进一步通过增粘、造粒等工序真正实现饮用塑料瓶到瓶的高价值回收利用，显著提高塑料瓶片回收价值，实现pet瓶到瓶的回收利用。
附图说明
28.本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的装置及原理。在附图中，
29.图1为本发明的一个实施例中的食品级塑料原料回收方法的流程图；
30.图2为根据本发明的另一个实施例的食品级塑料原料回收方法的流程图；
31.图3为根据本发明的一个实施例的食品级塑料原料回收系统的结构示意图。
具体实施方式
32.在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
33.为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤，以便阐释本发明提出的结构。显然，本发明的施行并不限定于本领域的技术人员所熟悉的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
34.应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
35.目前消费后塑料瓶回收利用工艺多以生产纺织制品的用料标准为依据，且前端清洗、破碎等工艺流程较为简单，难以达到生产食品接触级瓶片的后端设备入料要求，因此无法实现塑料饮用瓶的高品质回收。
36.以往的pet废塑料破碎清洗回收方法中塑料瓶经过瓶砖打散、标签剥离、破碎、瓶盖片与瓶身片分离、瓶身片热洗得到塑料瓶片，该回收工艺是目前比较常见的瓶片回收工艺，但该工艺处理容易造成产品中杂料、粉尘过多，且未对金属、砂石去除，存在人工分拣去除金属、砂石的可能性，因而可能存在机械化程度低的缺点，且所获得的瓶片需要进一步干燥、去杂才可能实现瓶片的高价值回收利用。
37.本技术中采用滚筒筛机械去除砂石，采用涡电流金属分离机及带式除铁器去除金属，并增设了光电分选平台，可有效区分不同材质塑料瓶，人工质检作为辅助；通过多级清洗确保瓶片干净无污渍；最后干燥脱水、风选去轻物质，再加一级材色光电分选确保终产品中杂料含量满足食品级接触生产使用要求。
38.下面结合附图对本发明的食品级塑料原料回收方法及回收系统做进一步的说明。
39.在至少一个实施例中，如图1所示，一种食品级塑料原料回收方法，该回收方法包括：
40.s1、采用滚筒筛将塑料瓶与泥沙、金属、玻璃杂物分开，以减轻杂物对后端设备的磨损及产能消耗；
41.s2、采用脱标机将所述塑料瓶与标签分离；
42.s3、采用光电分选平台，去除pvc、pp、pe材料塑料瓶，保留透明pet材料塑料瓶；
43.s4、采用第一高温热洗机，使用热水清洗所述塑料瓶，去除油污及沙土，得到净瓶；
44.s5、采用粉碎机，将所述净瓶粉碎；
45.s6、采用浮洗机，将瓶身碎片与瓶盖分离；
46.s7、采用第二高温热洗机，将瓶身碎片的杂质去除干净；
47.s8、采用摩擦脱水，进一步去除杂质；
48.s9、经风选去除标签和灰尘；
49.s10、采用材色光电分选设备去除瓶身碎片中的pp、pvc、pe材料；
50.s11、获得食品级pet塑料原料并存储备用。
51.在一个实施例中，在s1和s2之间还包括采用涡电流金属分离机去除金属杂质。
52.在一个实施例中，在s3之后还包括人工质检，作为光电分选的补充。
53.在一个实施例中，根据所需塑料原料的品质要求，增减人工或增加光电分选机数量。
54.在一个实施例中，在s4中，所述热水为100℃。
55.在一个实施例中，在s5中，所述粉碎机为湿式粉碎机，除利用水冲击增加瓶身碎片清洗效果外，水的冷却作用可降低粉碎机摩擦热，减缓刀具磨损速度、延长刀具使用寿命。
56.在一个实施例中，在s6和s7之间还包括采用旋风分离器充分分散瓶身碎片和标签碎片，然后采用旋风分离将轻质标签去除。
57.在一个实施例中，在s8和s9之间还包括三级漂洗和脱水干燥步骤，进一步漂洗去除瓶身碎片表面的洗涤剂以及过滤漂浮杂质。
58.在一个实施例中，后级漂洗后的水回用至前一级，以节省洗涤剂使用成本。
59.在一个实施例中，可根据要求将三级漂洗中的一级或多级漂洗的洗涤剂由水更换为碱性清洗剂，以提高漂洗效果。
60.如图2所示，一种用于消费后塑料饮用瓶的高品质回收工艺，采用叉车将塑料饮用瓶砖放置于链板式输送机，其后输送至解包机解包，解包打散后的塑料瓶通过皮带输送机输送至滚筒筛。
61.滚筒筛可以将塑料瓶与外部的泥沙、金属、石头、玻璃等杂物分开，可以减轻杂物对后端设备的磨损及产能消耗。
62.金属分离采用涡电流金属分离机去除有色金属及带式除铁器除铁，从塑料瓶中分选出铁、铜、易拉罐等金属杂质。
63.去除金属、砂石、玻璃后的塑料瓶进入脱标机，塑料瓶经过脱标机的高速摩擦，使得瓶上标签纸与瓶体分离，脱除标签的净瓶进入整瓶清洗。
64.脱除标签后的净瓶通过全自动光电分选平台，通过光学组件侦测不同颜色、不同材质瓶体，去除pvc/pp/pe等材料，确保清洗段中几乎都是透明pet塑料瓶。
65.人工质检平台作为光电分选的补充，一方面可以检验光电分选效率，另一方面可以根据后端产品质量在该平台上通过增减人工或增加光电分选机数量实现不同品质塑料瓶片要求，更多的分选设备可保证更高的产品品质。
66.整瓶清洗使用～100℃的热水将塑料瓶表面的油污及沙土清洗干净，清洗用水采用循环过滤系统，所有洗涤水都将通过过滤后回用，减少水资源消耗。
67.将除杂、脱标、分选、清洗后的净瓶送入专门的瓶体粉碎机，粉碎机可采用湿式粉碎机，除利用水冲击增加瓶片清洗效果外，水的冷却作用可降低粉碎机摩擦热，减缓刀具磨损速度、延长刀具使用寿命。
68.粉碎后的塑料瓶瓶身片与瓶盖片、瓶圈片是混合在一起的，而瓶盖、瓶圈制造原料是pp或者hdpe，与瓶身材质pet比重存在差异不同，以比重为1的水为媒介，采用浮洗机将pet瓶身碎片沉淀，瓶盖碎片上浮，使瓶身碎片进一步净化，瓶盖碎片收集后可作为副产品销售，浮洗后的pet瓶身碎片经进一步脱水处理后进入下一道工序。
69.前序脱标机不能去除部分变形严重的瓶身标签，因此粉碎后的瓶片难免会包含些许标签塑料碎片，标签碎片可通过内置打散叶片的旋风分离器充分分散pet瓶身碎片和标签碎片，然后采用旋风分离将轻质标签去除。
70.去除标签、瓶盖、瓶圈后的pet瓶身碎片还需进一步利用高温热洗机将pet瓶片残存的杂质、部分顽固的粘胶、油污去除洗净，并在摩擦脱水环节利用瓶片与瓶片之间的摩擦与洗涤剂涡流的剪切力使杂质脱离瓶片表面，并由离心脱水的方式去除，根据瓶体的洁净度可调整洗涤剂的更换频率，洗涤剂可以是一定浓度的烧碱溶液。
71.高温热洗后的瓶片还需进一步漂洗去除瓶片表面的洗涤剂以及过滤可能存在的其他漂浮杂质等，后级漂洗后的水可回用至前一级，可大幅节省洗涤剂使用成本，三级漂洗配备水箱和水泵。
72.漂洗干净后的瓶片经脱水处理及热风干燥后，在瓶片包装前可以将其含水率降低至1％以下。随后进一步经风选去除标签和灰尘后，进入材色光电分选工序去除瓶片中可能的pp、pvc、pe等杂质，以确保得到高品质的pet瓶片，存储后备用，作为生产后端高附加值产品的原料，比如生产食品接触用pet塑料包装盒、pet再生瓶等。
73.本技术在破碎前设置有滚筒筛、金属分离、脱标、光电分选、人工质检和整瓶清洗工艺，采用滚筒筛机械去除砂石，采用涡电流金属分离机及带式除铁器去除金属，并增设了光电分选平台，可有效区分不同材质塑料瓶，人工质检作为辅助，在破碎前充分去除塑料瓶中的标签及砂石、金属等杂料，提高终产品质量并避免对后续设备造成损坏。
74.传统工艺采用分拣平台对塑料瓶进行分类并去除装有金属或者砂石的塑料瓶，而本技术设置了自动化光电分选平台，借助先进的光电识别和传感技术，根据不同物料吸收光谱、散射光谱和发射光谱等的性能差异进行自动分选，有效提升材质和颜色的分选效率，同时采用人工质检作为辅助，在破碎前充分检测并剔除瓶体中多种非pet材质，如pvc/ps/pc/pa/pp/pe/abs等，有效识别各类异色片和金属等。
75.传统工艺采用剪式破碎机机对塑料瓶进行破碎，而本技术采用了更先进的湿式粉碎机，塑料瓶进入粉碎腔以后即被旋转的粉碎环与器壁挟住，在离心力和旋转摩擦力等力的作用下，不同大小的颗粒在腔体内被粉碎和分散，粉碎过程中利用水的冲击增加瓶片清洗效果，同时水的冷却作用可降低粉碎机摩擦热，减缓刀具磨损速度、延长刀具使用寿命。
76.传统工艺仅在破碎后进行蒸煮及最终的风选脱除塑料瓶上的标签，工艺过于简单，无法保证脱标质量，而本技术在破碎前还设置有脱标步骤，塑料瓶经过脱标机的高速摩擦，使得瓶上标签纸与瓶体进行初步分离，同时在高温热洗前也增加一步旋风分离的步骤分离瓶片中的标签杂质。
77.传统工艺在去黑点摩擦洗后只有风选和干燥工艺，而本技术在此基础上增加了三级漂洗，进一步漂洗去除瓶片表面的洗涤剂以及过滤可能存在的其他漂浮杂质。同时在风选和干燥后又设置了一步光电分选，进一步去除终产品中可能存在的pp、pvc、pe等杂质，以确保得到高品质的pet瓶片。
78.瓶砖解包-滚筒筛-金属分离-脱标机-光电分选平台-人工质检-整瓶清洗-粉碎机-浮洗-脱水-旋风分离-高温热洗-摩擦脱水-三级漂洗-脱水干燥-风选-材色光电分选-料仓存储的塑料瓶回收工艺包括了去砂石、去金属、去标签、去杂料、去污渍、去粉尘等塑料瓶片全过程的回收流程，工艺可根据最终获得瓶片质量进行调整。
79.如图3所示，一种食品级塑料原料回收系统，用于完成上述的食品级塑料原料回收方法，所述回收系统包括通过输送机连接的滚筒筛、脱标机、光电分选平台、第一高温热洗机、粉碎机、浮洗机、第二高温热洗机、脱水机、风选机以及材色光电分选设备。
80.基于以上描述，本发明提出的食品级塑料原料回收方法和回收系统至少具有以下优点：
81.1、该塑料瓶回收工艺提出采用整瓶洗加三段瓶片清洗的分步清洗过程，整瓶清洗可去除瓶外油污及沙土，三段瓶片清洗包括浮洗、高温洗以及三级漂洗可实现破碎后瓶片的全方位清洗，实现材料表面瓶盖片、标签、有机物及其他污染物的有效去除。
82.2、该塑料瓶回收工艺创新性的引入两段光电分选 人工复检的模式，两段光电分选可根据产品质量进行实时调整，通过增加光电分选设备数量实现最终瓶片的质量控制，人工复检作为辅助可进一步保证瓶片质量。
83.3、该塑料瓶高品质回收工艺涉及从瓶砖到瓶片全流程处理，机械化程度较高，可以减少人工支出，并避免部分工序外包小作坊引起污染转移问题；整个流程工艺用水实现循环回用，在主工艺流程外附加水循环及处理系统，可以实现节约用水的目的；该回收工艺
引入光电分选设备，避免大量人力分选，可以大大提高材色分离效率；全回收工艺包括了去砂石、去金属、去标签、去杂料、去污渍、去粉尘、干燥等塑料瓶片全过程处理，通过引入一系列先进设备可以实现瓶片高质量回收，下游可用于生产食品接触级产品，进一步配合后续增粘造粒工序可实现塑料瓶的瓶级回收利用。
84.除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施例中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施例，除非该特征在该另一个实施例中不适用或是另有说明。
85.本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。