Перспективы использования МДФ вторичной переработки.

В годы экономического подъёма не экономят, и правило это действует на всех уровнях: в быту, в промышленности, на государственном уровне. Когда у всех всего в достатке, то отходы выбрасывают, даже не задумываясь, что их можно использовать как вторичное сырье. Разве на нем что-то сэкономишь? От силы процентов пять, на которые и усилий тратить не стоит! Только вот экономика устроена так, что подъемы обязательно чередуются со спадами. И лишь испытывая нехватку денег и ресурсов (а то и всего сразу), мы начинаем подсчитывать, сколько теряем, выбрасывая то, что на деле представляет собой ценнейшее сырье.

Дефицит такого сырья давно уже ощутили западноевропейские деревообработчики. Его усугубили экономический кризис и обострившаяся конкуренция со стороны других промышленных отраслей. Одним из путей борьбы с дефицитом признано использование альтернативных источников сырья – например, в производстве МДФ плит, где успешно применяются сельскохозяйственные отходы и древесина с плантаций. Но это отнюдь не единственный путь, существуют и другие возможности. Скажем, переработка и вторичное использование отходов плитного производства, где первенство принадлежит англичанам. Статистика WRAP (организация, занимающаяся обобщением опыта переработки всевозможных отходов) относится к британской отрасли, но достаточно полно отражает перспективы всей деревообрабатывающей отрасли правильно распорядиться отходами производства. Сразу оговоримся, что статистические данные, тарифы и цены, использованные в расчетах, относятся ко времени, когда первые приступили к исследованию возможностей вторичного использования МДФ, то есть к 2007-2009 гг.

ЧТО МЫ ТЕРЯЕМ?

«В нашей жизни не очень просто определить, где найдешь, а где потеряешь», - заметил как-то Виктор Степанович Черномырдин. И продолжил: «На каком-то этапе потеряешь, а зато завтра приобретешь, и как следует». О том, что можно приобрести, мы еще поговорим, а пока посмотрим, что теряется.

Исследование выяснило, что в Великобритании еще до того, как произошла продажа МДФ потребителю, т.е. на этапе производства образуется 131 тыс. тонн отходов ежегодно. Еще примерно столько же, - 150 тыс. тонн, - дают отходы мебельных предприятий, использующих эти плиты. Итого, свыше 280 тыс. тонн МДФ ежегодно вывозится на мусорные свалки или сжигается, причем сжигается зачастую даже без выработки энергии. Но и это не все: если приплюсовать сюда старую мебель (которая целиком идет на свалки), то общий объем отходов пополнится еще примерно на 70 тыс. тонн МДФ.

Теперь посмотрим, что происходит на производствах. На британских заводах, изготавливающих МДФ, отходы составляют около 14% от общего объема. 72% отходов сжигается с выработкой энергии, идущей на отопление зданий и на технологическое тепло. Остальное (то есть 28%) вывозится на свалку. При производстве мебели в отходы идет 18%. Из них 70% отправляют на свалку, остальное сжигается без выработки энергии. Таким образом, суммарно на свалку каждый год вывозится 51% отходов МДФ, остальные 49% сжигаются (треть – без выработки энергии).

Во что обходится подобная утилизация? Самостоятельное сжигание отходов МДФ стоит примерно 5 фунтов стерлингов за тонну, вывоз на свалку – 30 фунтов стерлингов за тонну. Получается, что британская отрасль за 2007-2008 год (т.е. в период жёсткого кризиса) теряла свыше 5 млн фунтов стерлингов! Напомним, что данные относятся к 2007/2008 гг. поскольку тарифы и транспортные издержки имеют неприятное свойство постоянно повышаться, расходы на утилизацию МДФ с тех пор возросли еще больше.

Итак, теперь понятно, сколько отходов теряется и где.

А ЧТО НАХОДИМ?

Вторичная переработка МДФ считалась проблематичной до тех пор, пока новая технология «микроволнового высвобождения» (Microrealease technology) не позволила получать полноценное вторичное сырье, которое, помимо производства той же МДФ, можно использовать в древесно-полимерных композитах, изоляционных материалах и в сорбентах для сбора разлитых нефтепродуктов. Лабораторные опыты показали, что волокна, полученные по этой технологии из отходов МДФ, вполне пригодны для изготовления названных продуктов.

При производстве МДФ можно включать в первичное сырье до 20% сухого веса восстановленных волокон рециклированного МДФ без какого-либо заметного влияния на производственные параметры и без снижения качества. Еще одно потенциальное преимущество – снижение производственных издержек за счет уменьшения количества связующего. Если принять в расчет дефицит древесного сырья, его удорожание и конкуренцию со стороны других отраслей (главным образом, биоэнергетики), то возможность снизить потребление первичного сырья на 20% выглядит весьма заманчиво.

Использование рециклированного МДФ в ДПК – проблема более сложная, и технология подготовки вторичного волокна еще находится на стадии разработки. Кроме того, анализ эффективности затрат показал, что ДПК, произведенные с использованием рециклированного МДФ, сейчас обходятся дороже, чем изготовленные из первичного сырья. Тем не менее специалисты отрасли полагают, что у рециклированного МДФ есть потенциал и на этом направлении, особенно там, где требуется высокая прочность конструкций. ДПК производятся из древесной муки, а волокна рециклированного МДФ, восстановленные по технологии Microrelease, как правило, имеют длину 1-3 мм, что для целлюлозного волокна довольно много. Так что вполне вероятно, что добавка в сырье определенной доли рециклированного МДФ позволит обеспечить повышенную прочность профилей из ДПК.

Очень перспективная область применения рециклированного МДФ – сорбенты для сбора разлившихся нефтепродуктов. Только в США за год в среднем разливается более 100 млн галлонов нефти, а в мире этот показатель превышает 500 млн. Сейчас для сбора разлившейся нефти используют боны, глиссеры-нефтесборщики, химические диспергаторы и различные сорбенты. Последние бывают трех видов: на основе натуральных органических, натуральных неорганических и синтетических материалов. У всех трех видов есть как достоинства, так и недостатки. В частности, синтетические сорбенты не поддаются очистке, а их утилизация – дело трудоемкое и дорогое. Органические сорбенты впитывают не только нефтепродукты, но и воду, из-за чего могут тонуть. Волокна рМДФ теоретически могут обладать лучшей гидрофобностью, и при намокании не будут тонуть в воде. Маркетинговых исследований в этой области не проводилось, но, по мнению экспертов отрасли, за тонну гидрофобных сорбентов можно получать от 500 до 1000 фунтов стерлингов, тогда как негидрофобные стоят около 300 фунтов стерлингов за тонну. То есть использование рМДФ именно в качестве сорбента потенциально может стать наиболее экономически выгодным.

Определено и еще несколько возможностей использования волокон рМДФ: в термоизоляции, гидропонных установках, добавках в асфальт и битум.

Но – насколько сложна сама технология Microrelease?

КАК РАБОТАЕТ НОВИНКА?

Британские отчеты подчеркивают, что совершенствование этой технологии продолжается, а поэтому данные исследований следует воспринимать не как готовую инструкцию по ее внедрению, а скорее как информацию к размышлению.

Технология Microrelease использует для восстановления древесных волокон из МДФ микроволновый нагрев. Одно из главных преимуществ этой технологии в том, что восстановленные волокна не содержат загрязняющих примесей: любые возможные примеси (такие как песок, облицовочные материалы и покрытия) легко удаляются на различных стадиях обработки плиты.

Технология включает в себя следующие основные стадии: размельчение и сортировку сырья, погружение, микроволновую обработку, сбор воды, сушку, отделение непригодного материала и сбор древесных волокон.

После доставки отходов МДФ на установку Microrelease производят размельчение и сортировку сырья, отделяя металлические примеси, вроде шурупов и т.д. Предполагается, что большая часть сырья будет поступать в виде обрезков, таким образом, издержки по его обработке будут достаточно низкими. Предпочтительный исходный материал – необработанная или необлицованная плита, но технология позволяет перерабатывать и ламинированный с одной или двух сторон МДФ и окрашенный.

После размельчения фрагменты плиты погружают в воду на 300 секунд при температуре воды 98С. Расход энергии составляет 159кВт на тонну. Количество впитываемой воды – 3,5 кг, при начальной массе плиты 2,37 кг. Вода, используемая для погружения, очищается от загрязнений, высвободившихся в процессе вымачивания МДФ, и используется повторно.

Следующая стадия – микроволновая обработка. Влажные фрагменты плиты нагревают в микроволновом поле, в результате чего волокна набухают и отделяются. Температура в микроволновом резонаторе составляла 101,5С, энергопотребление 303 кВт/ч на тонну плиты. Из 5,88 кг влажной МДФ плиты после стадии погружения (включая вес воды, поглощенной плитой во время погружения) получается 3,5 кг сухих волокон.

После микроволновой обработки МДФ плиту разбивают, отделяют возможные примеси в виде остатков облицовочных материалов, после чего древесные волокна подвергают сушке. Это самая энергоемкая часть процесса, требующая 963 кВтч на тонну закладываемого сырья. Выделяющуюся в процессе сушки воду собирают для повторного использования, а сухие волокна (содержащие некоторое остаточное количество смолы) отправляют на склад.

Потенциальный диапазон цен на рМДФ, полученный путем анализа эффективности затрат, составляет от 80 до 160 фунтов стерлингов за тонну. Для оценки экономических издержек необходимо учесть стоимость энергии, сырья, вспомогательных материалов и инвестиции в оборудование.

Анализ результатов промышленных испытаний по использованию рМДФ, проводившихся на одном из заводов Glunz (Sonae Industry), показал, что при доле рМДФ в 10-20% от состава первичного сырья технические параметры готовой плиты оставались в пределах требований стандартов, а ежегодная экономия могла бы составить около 400 тыс. евро только на одной производственной линии.

НУЖНА ЛИ РОССИИ ТАКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ?

Утилизация мусора – одна из вечных российских проблем. Здесь отсутствует инфраструктура по сбору и утилизации отходов, нет специалистов в области управления, нет работающего законодательства, которое бы регламентировало переработку и утилизацию твердых бытовых отходов (ТБО). У нас 80-85% ТБО утилизируются путем захоронения на полигонах, тогда как в Европе – всего около 20%. В Нидерландах вторично используют 65% отходов, в Германии 60%. Кстати в Германии больше нет мусорных свалок: они запрещены законодательно.

Мы, понятно, не Германия, но это вряд ли можно считать поводом к тому, чтобы вовсе ничего не делать. В конце концов, речь идет о нашем личном выборе и нашей личной ответственности!

Материал подготовлен по отчету британской компании WRAP, составленному по результатам исследования возможностей вторичного использования МДФ, проведенного под руководством научно-исследовательской организации FIRA International Ltd. (Final Report Demonstration of end uses for recovered MDF fibre).