Ресурсосбережение в индустрии пластмасс на отдельно взятом примере

1. Эффективность использования ресурсов или их сбережение?

«Беречь ресурсы, особенно невозобновляемые…». Кто бы стал спорить с этим призывом, даже не зная стандартизированной трактовки термина «ресурсосбережение» (см. вставку в статью). Но если отнестись к этому призыву в его прямом понимании, то более предпочтительным выглядит также часто встречающийся, но не стандартизированный термин «эффективное использование ресурсов» (ЭИР), который, с одной стороны, не отрицает понятия «сбережение ресурсов» как их «рационального использования и экономного расходования», а с другой стороны, допускает увеличение их расходования в случае расширения производства и (или) увеличения производительности процессов переработки пластмасс.

2. Критерии оценки ЭИР

Пожалуй, наиболее полно оценивать ресурсы в индустрии пластмасс и эффективность их использования, причем не только качественно, но и количественно, предлагает д-р Кристиан Бонтен (Christian Bonten), директор Института технологии пластмасс Университета г. Штутгарта (Германия), в работе [2].

В таблице приведены составляющие эффективности использования производственных ресурсов (ЭИР) и предлагаемые коэффициенты ее оценки k_i, числитель в которых представляет собой одну и ту же величину – количество произведенной продукции (КПП) за определенный период времени (смена, неделя, месяц, квартал, год, …) в соответствующих единицах измерения (кг, шт., пог. м, м², …), а знаменатель – количество израсходованного за тот же период времени некоего i-го ресурса (КИР_i) в его единицах измерения (кг, м, кВт×ч, ч, м², м³, …):

k_i = КПП / КИР_i. (1)

Виды производственных ресурсов и коэффициенты эффективности их использования (источник: IKT)

Примечание. В общем случае к производственным ресурсам следует также отнести сжатый воздух и гидравлические жидкости.

Таким образом, повысить ЭИР можно не только путем уменьшения знаменателя (КИР_i), т.е. экономии i-того ресурса, но и за счет увеличения числителя (КПП), т.е. повышения производительности труда при том же количестве имеющихся на предприятии ресурсов. Так что с точки зрения количественной оценки, понятие ЭИР удобней для анализа путей оптимизации того же «ресурсосбережения», но в более широком смысле этого слова.

3. Концепция Greenline и пути повышения ЭИР

Возвращаясь к концепции Greenline экструзионных линий производства БО-каст-пленок и принимая во внимание упомянутые в разд. 2 критерии оценки ЭИР, рассмотрим по порядку, за счет каких конструкторско-технологических решений удалось повысить эффективность использования отдельных ресурсов. И начнем с сырья, как наиболее весомой доли от себестоимости производства полимерной продукции, в том числе пленочной, составляющей от 50 до 80 % от всех производственных расходов. Тем более, что, по мнению разработчиков, концепция Greenline направлена в первую очередь на максимальную эффективность использования как энергии, так и сырья, в том числе вторичного в виде пленочных ТКО и ТБО. Следует заметить при этом, что, по мнению экспертов AMI, мировое производство, например, полиэтиленовых упаковочных БО-каст-пленок в ближайшие годы существенно возрастет и к 2030 г. догонит по этому показателю экструзионно-раздувные (рукавные) одноосно-ориентированные (ОО) пленки (рис. 1).

3.1. Повышение k_c

Повышения эффективности использования сырья, характеризуемой коэффициентомk_c, удалось добиться за счет нескольких решений.

Во-первых, своим главным достижением в компании Brückner считают, что после нескольких лет исследований и разработок по всей технологической цепочке производства БО-пленок удалось достигнуть 80%-ной доли использования вторсырья в виде ТКО и ТБО, непростого для переработки. Примером служили полипропиленовые БО-каст-пленки. Таким образом, была сведена к минимуму (20 %) доля первичного ПП.

Во-вторых, за счет двухосной ориентации пленки существенно повышаются ее упруго-прочностные свойства и одновременно снижается ее толщина – в данном случае вплоть до 2 мкм (!), а следовательно, и количество используемого сырья при сохранении требуемых механических характеристик пленочной продукции. В том же направлении, кстати, работают и другие ведущие производители пленочного экструзионного оборудования – Windmöller & Hölscher [3] и Reifenhäuser [4].

В-третьих, если используется возобновляемое биосырье для производства пленки, то в этом случае речь идет уже о сохранении невозобновляемого ископаемого сырья, что имеет общественно-социальное значение.

В-четвертых, выпуск прочной БО-пленки в виде мономатериала облегчает, как известно, ее переработку после использования и тем самым позволяет вернуть в производственный цикл в виде вторичного материального ресурса (рис. 2).

И, наконец, что особенно важно по мнению Brückner, в новых пленочных линиях следующего поколения удалось увеличить ширину производимых пленок до 12 м, а это означает значительное повышение как производительности процесса, так и эффективности использования сырья, причем при низком удельном потреблении энергии.

3.2. Повышение k_э

На повышение энергоэффективности процесса, характеризуемой коэффициентом k_э влияют также несколько факторов.

Во-первых, это – прямое дозирование в экструдер пленочных отходов в виде предварительно измельченной и отмытой пушонки, что снижает потребление энергии, поскольку эти отходы не нуждаются в предварительном гранулировании. Но, скорее, это заслуга используемых в линиях Greenline экструдеров партнерской компании Coperion, обеспечивающих переработку таких отходов.

Во-вторых, это – блок рекуперации тепла следующего поколения, который еще больше повышает энергоэффективность и значительно снижает эксплуатационные расходы за счет улавливания и повторного использования отработанного тепла. При этом высокоэнергетический отработанный воздух подается в систему рекуперации тепла, и его тепловая энергия передается всасываемому свежему воздуху.

В-третьих, это – запатентованный тепловой насос для улучшения рекуперации отработанного тепла и повышения его энергии до требуемого уровня.

3.3. Повышение k_о

Повышение эффективности использования оборудования, оцениваемой коэффициентом k_о, достигается главным образом за счет повышения производительности выпуска БО-пленки благодаря увеличению ее ширины, которая в случае линии, представленной на выставке K-2025, составляет 8,7 м. По данным Brückner, эти самые широкие в мире установки для производства сепараторной пленки достигают годового объема ее производства до 500 млн м² (рис. 3). Еще большее повышение коэффициента k_о связано с дальнейшим увеличением рабочей ширины БО-пленки – вплоть до 12 м, как было упомянуто в разд. 3.1. Более подробно о коэффициенте использования оборудования на примере термопластавтоматов (ТПА) и методике его расчета, в том числе с учетом запланированных и незапланированных простоев, говорится в источнике [5].

3.4. Повышение k_п

Повышение эффективности использования рабочей силы, оцениваемой коэффициентом k_п, – как в описываемом случае, так, впрочем, и в других, происходит в основном за счет сокращения персонала в результате автоматизации процессов переработки пластмасс. Линии Greenline работают практически полностью в автоматическом режиме с использованием одного стандартного интерфейса и коммуникационной платформы OPC-UA.

3.5. Повышение k_уп

Повышение значения эффективности использования производственной площади, которая оценивается коэффициентом k_уп, достигается при увеличении съема продукции с единицы оборудования, т.е. числителя в выражении (1), и (или) при более компактном исполнении установок в виде уменьшения занимаемой ими площади, т.е. знаменателя в том же выражении. Характерным примером служат вертикальные ТПА в отличие от горизонтальных. В экструзии также используются вертикальные экструзионно-раздувные линии для производства рукавных пленок, но это не наш случай, в котором речь идет о горизонтальных линиях по выпуску БО-каст-пленок. Здесь повышение k_уп достигается за счет увеличения съема пленочной продукции при большей рабочей ширине производимой пленки, когда незначительное увеличение установочной площади линии более чем компенсируется повышением ее производительности.

3.6. Повышение k_в

О сбережении водного ресурса напрямую не говорится в пресс-материалах компании Brückner, но без воды, причем в большом ее количестве, в случае использования пленочных ТКО и ТБО никак не обойтись, поскольку эти отходы требуют предварительной мойки, пусть даже это осуществляется на другом предприятии – поставщике чистой пушонки. Но это уже отдельная история, связанная с тщательной очисткой сточной воды для ее возвращения в производственный цикл и хорошо описанная в источнике [6].

Заключение

В заключение обратим внимание на несколько аспектов данной тематики.

Во-первых, если связать более тесно краткий анализ путей повышения ЭИР, проведенный в разд. 3, с себестоимостью выпускаемой полимерной продукции, то можно увидеть, что большинство этих мероприятий (хотя и не все) одновременно способствует снижению себестоимости продукции. Примерами противоположного умозаключения являются, наверное, использование более дорогих биоразлагаемых полимеров в качестве сырья для БО-каст-пленки или мероприятия по очистке сточной воды после мойки пленочных отходов. Но в последнем случае соответствующему предприятию никуда не деться от законодательных требований, которые накладывают все больше ограничений на бизнес переработчиков пластмасс – как за рубежом, так и у нас в стране. Взять хотя бы проблемный вопрос об экосборе и его величине.

Во-вторых (как продолжение «во-первых»), если рассматривать эти пути повышения ЭИР прежде всего с точки зрения снижения себестоимости выпускаемой продукции, то переработчику в первую очередь нужно обратить внимание на самый значимый в этом смысле коэффициент – k_в, т.е. на эффективность использования сырья. Не забывая, конечно, и про другие коэффициенты.

В-третьих, можно также увидеть, как одно из мероприятий по повышению эффективности использования какого-либо ресурса может способствовать повышению ЭИР нескольких других (так называемый каскадный эффект). Примером служит, например, увеличение съема продукции с линии Greenline, выраженного в единицах площади, за счет утонения БО-каст-пленки, т.е. увеличение числителя КПП в выражении (1), что приводит к увеличения значений всех коэффициентов ЭИР.

Наконец, в-четвертых (а, по справедливости, могло бы быть и «во-первых»), если говорить о таком факторе, как эффективность использования рабочей силы, и вспомнить опять же выражение (1), то формально ее повышение напрямую связано с сокращением производственного персонала. А если не формально, то от человеческого фактора, с которого, собственно, и начинаются инновационные разработки, зависит реализация всех других перечисленных в данной работе путей повышения ЭИР и, соответственно, коэффициентов оценки ЭИР. Так что фраза «кадры решают всё» не теряет актуальности, а проблема кадров становится все более острой в нашей индустрии пластмасс, но это тема отдельного разговора.

В. А. Гончаренко

Литература

1. Folienreckanlagen auf neuem Niveau // Kunststoffe. – 2025. – Nr. 9. – S. 57.
2. Бонтен К. Эффективность использования ресурсов в индустрии пластмасс // Полимерные материалы. – 2020. – № 10. – С. 44–50.
3. Леопольд Т. Растягивая границы возможностей // Полимерные материалы. – 2015. – № 5. – С. 22–25.
4. Одноосно-ориентированная ПЭ-пленка становится еще тоньше // Полимерные материалы. – 2025. – № 11. – С. 18–19.
5. Окороков В. В. Коэффициент использования оборудования и прибыльность производства // Полимерные материалы. – 2010. – № 1. – С. 8–11.
6. Галихайдаров Е. В. «Подводные камни» и нюансы водоочистки при переработке отходов полимеров // Полимерные материалы. – 2024. – № 8. – С. 26–31.

Resource Conservation in the Plastics Industry Using a Single Example

Atthe K Show in Düsseldorf (08-15.10.2025), Brückner presented a new, resource-saving Greenline line concept for the high-performance production of ultrathin biaxially oriented cast film. The achieved technical and economic indicators and the means to achieve them give reason to address in more detail the topic of resource conservation, which, by the way, is the main topic in this issue of the journal.

Опубликовано в журнале «Полимерные материалы» № 3 (322) 2026 г., с. 12-15.