増大する農業プラスチック廃棄物の課題
世界の農業は、プラスチックフィルムに大きく依存している。雑草を抑え、水を節約するマルチフィルムから、栽培期間を延長する温室やトンネルのカバーまで、これらの素材は主に低密度ポリエチレン（LDPE）や直鎖状低密度ポリエチレン（LLDPE）であり、現代の食糧生産に欠かせないものである。
しかし、このような依存によって、毎年数百万トンもの高濃度汚染廃プラスチックが発生している。消費者向けの包装とは異なり、農業用フィルムはリサイクルが難しいことで知られている。土、砂、岩石、水分、農薬、有機残留物など、ベール重量の50%から80%を占めることが多い。
この材料を埋め立てや焼却で処分することは、環境的にも経済的にも失敗である。唯一の持続可能な解決策は、産業グレードの特殊な農業用フィルム・リサイクル・ラインで処理することです。この工程は複雑で、ひどい汚れや研磨材を扱うために特別に設計された頑丈な機械が必要です。
この記事では、汚染されたベールから高品質で市場性のあるペレットまで、完全な農業用フィルム・リサイクル・ラインのワークフローをステップ・バイ・ステップで詳しく紹介する。
原料を理解する：Agフィルムはなぜ違うのか
ワークフローを分析する前に、投入原料を理解しなければならない。農業用フィルムのリサイクル・ラインは、画一的なソリューションではない。ラインの設計、特に洗浄部門は、フィルムの種類とその汚染度によって全く異なります。
- マルチフィルム： 最も難しいカテゴリーである。地面に直接敷いて使用するため、土、砂、石が非常に多く含まれる。
- 温室映画： この材料は、一般的にマルチフィルムよりも清潔だが、多くの場合厚く、紫外線安定剤を含んでいる。ほこりや有機物の残留物も含まれる。
- サイレージバッグ／バンカーカバー これらは、家畜飼料の残渣、水分、有機廃棄物で汚染された、頑丈でしばしば多層フィルムである。
リサイクル作業を成功させるには、このコンタミを効率的に分離し、下流の機器を保護し、最終製品の純度を確保するよう設計されたラインが必要である。
完全なワークフローステップ・バイ・ステップ
廃プラスチックを再利用可能な資源に変えるには、次の2つの主要なシステムが関わっている。 洗濯・乾燥ライン そして ペレット化ライン.これらのシステムは、破砕、スクラブ、分離、乾燥、溶融、濾過、ペレット化を順に行う。
フェーズ1：前処理とサイズ縮小
初期段階では、かさばる汚染物質を洗浄工程に準備する。
- デバリングとフィーディング： 廃棄フィルムは、きつく圧縮されたベールの状態で到着します。ベールブレーカー（またはデブラー）を使って、このベールをばらばらにし、材料をほぐします。この塊は、過負荷を防ぐため、ベルトコンベア上に均一に供給される。金属配線、大きな石、木材のような明らかに大きな汚染物を取り除くために、ここで手作業による選別が行われることがある。
- 最初のシュレッダー（一次サイズ削減）： ルースフィルムは、頑丈なシングルシャフトまたはダブルシャフトシュレッダーに投入される。ここでの目的は、最終的なフレークサイズを作ることではなく、フィルムをより大きな（例えば4～10インチ）断片に裂くことである。この "開く "工程は非常に重要で、汚染された表面を露出させ、その後の洗浄工程で水と摩擦が材料に浸透するようにする。
第2段階：洗濯ライン（冷洗濯と温洗濯）
この段階は、システム全体の中で最も重要な段階です。ここで原料の洗浄を十分に行わないと、ペレットの品質が悪くなり、ペレット押出機に致命的な損傷を与えます。
- 予洗いと浸漬： 細断されたフィルム片は、予備洗浄ドラムまたは浸漬タンクに入る。このステップでは、水を使って最初のすすぎを行い、こびりついた泥をほぐし、石や小さな金属片のような重い汚染物質が早めに落ちるようにします。
- 湿式粉砕（二次粉砕）： 予備洗浄された材料は、湿式破砕機または造粒機に移動する。ドライシュレッダーとは異なり、この機械は一定の水流で作動する。フィルムをより小さく均一なフレーク状（例えば1～2インチ）に切断すると同時に、スクラビング工程を開始する。水スプレーはブレードを冷却し、解放された汚染物質を洗い流します。
- 高速摩擦洗浄： これがこのラインの中核をなすスクラビング・エンジンである。フレークは高速フリクション・ウォッシャーに供給され、スクリーン付きシリンダー内で毎分1,000回転以上の高速で回転するパドルを使用します。この高速攪拌により、プラスチックフレーク間に激しい摩擦が生じ、フレーク同士やスクリーンに擦り付けられ、紙ラベル、接着剤、埋め込まれた汚れを効果的に洗い落とす。
- フロートとシンクの分離： スクラビングされたフレークはフロートシンクタンク（セパレーションタンクとも呼ばれる）に入る。ここが重要な分離段階である。密度に基づき、LDPE/LLDPE（比重＜1.0）は水に浮きます。砂、土、ガラス、金属、PET（ポリエチレンテレフタレート）のような他の種類のプラスチックなど、重い汚染物質はすべて底に沈み、スクリューオーガーで取り除かれる。パドルが、浮いてきたきれいなLDPEフィルムを出口に向かって静かに押し出す。高純度レベルを達成するために、この工程はしばしば繰り返される（複数のタンクを使用）。
- 温水洗浄（オプションだが推奨）： 油分、農薬（殺虫剤／除草剤）、頑固な接着剤で汚染されたフィルムには、ホット・ウォッシング・タンクが必要である。フレークを熱水（60～80℃）に浸し、洗剤や苛性ソーダを加えることが多い。この工程は、接着剤を溶かし、油分を乳化させ、高品質のペレタイジングに必要な完全に清浄な表面を確保する。
第3段階：脱水と乾燥
清浄なプラスチックを溶融する前に、ほぼすべての水分を除去しなければならない。効率的な乾燥は、エネルギー効率と最終製品の品質にとって不可欠です。残った水分は押出機内で蒸気に変わり、最終ペレットに気泡（ボイド）を発生させ、プロセスが不安定になります。
- 機械脱水： 湿ったフレークは、まず機械的脱水機（通常はスクリュープレスまたは遠心式乾燥機）に入る。スクリュープレスは高圧で水を絞り出し、遠心ドライヤーは高速でフレークを回転させ、スクリーンを通して水を飛ばします。この機械的ステップにより、流動性のある水の大部分が効率的に除去されます。
- 熱乾燥システム： 機械乾燥されたフレークは、表面の水分（約10～15%）を保持したまま、熱乾燥システムに投入されます。これは通常、熱風パイプラインを使用し、フレークを熱風の流れの中で転倒させ、最終的な含水率を5%以下（理想的には1%以下）にします。
第4段階：ペレット化（押出とろ過）
最終段階では、清浄で乾燥したフレークを、緻密で均一な、市場性のあるペレット（顆粒とも呼ばれる）に変換する。
- 高密度化と摂食： 軽くてフワフワしたフレーク（しばしば「フィルムフラフ」と呼ばれる）は嵩密度が低いため、押出機に直接投入するのは難しい。このコンパクターは、摩擦と熱を利用して材料をより温かく、より重い「ポップコーンのような」粘稠度にします。この材料は次に、押出機のスクリューに直接投入される。
- 押し出しと脱ガス: 材料はメインの押出機に入る。回転するスクリューがプラスチックを溶かし、混合し、均質化する。この段階は、残留水分やインクを含むことが多い農業用フィルムにとって非常に重要です。押出機には、1つ以上の真空脱気（ベント）ポートが装備されていなければなりません。これらのベントは、溶融プラスチックに真空をかけ、残留する水分、揮発性物質、閉じ込められたガスを吸い出します。
- 溶融濾過: これが最終的な精製工程である。溶融プラスチックは、高圧メルトフィルターシステムに通されます。このシステムには目の細かいスクリーンがあり、洗浄ラインを通過して残ったプラスチック以外の汚染物質（カーボン残渣、未溶融粒子、残留金属）を捕捉します。汚染度の高い農業用フィルムの場合、手作業によるスクリーン交換に伴うダウンタイムを避けるため、連続逆洗式スクリーンチェンジャーを推奨します。
- ペレタイジングと冷却： ろ過されたきれいな溶融プラスチックが押出機のダイヘッドから出てくる。LDPEフィルムで最も一般的な方法は、ウォーターリング・ペレタイザーです。ブレードはダイフェースに対して直接回転し、プラスチックのストランドを小さなペレットに切断します。ペレットは循環するウォーターリングによって直ちに急冷され、冷却／乾燥システムに運ばれます。出来上がったペレットは、均一で密度が高く、袋詰めの準備が整っています。
バイヤーズガイドリサイクルライン投資の主な要因
農業用フィルムのリサイクル・ラインを調達する際、バイヤーは価格だけでは判断できません。ラインの効率と寿命は、お客様のニーズに合わせたエンジニアリングにかかっています。
- インプットを定義する： サプライヤーに正確なデータを提供してください。平均的なコンタミの重量比は？ほとんどが砂や土（堅牢なフロートシンクタンクが必要）ですか、それとも油や化学物質（高温洗浄が必要）ですか？
- 洗うことが重要だ： 洗浄ラインのコストを削減しないでください。不十分な洗浄（例えば、摩擦洗浄機や分離タンクの数が少なすぎる）は、ペレタイザーに汚れや砂を送り込みます。摩耗性の汚染物質は押出機のスクリューとバレルを破壊し、天文学的なメンテナンスコストと絶え間ないダウンタイムにつながります。
- 水処理： 工業用洗浄ラインでは大量の水を使用します。クローズドループの水ろ過・処理システムが不可欠です。このシステムは、プロセス水を浄化して再循環させ、水の消費量を大幅に削減し、汚染された汚泥の排出を管理します。
- 自動化と統合: 最新のラインは、洗浄ラインの処理能力とペレタイジングラインの処理能力を一致させることができるよう、統合されているべきである。供給量、温度、モーター負荷を効率的に管理するために、センサーとPLC制御を備えたシステムを探す。
結論Rumtooで無駄を価値に変える
廃農業用フィルムのリサイクル工程は、プラスチック業界で最も要求の厳しいプロセスのひとつである。シュレッダー、スクラブ、分離、乾燥、溶融、そして高濃度に汚染された原料のろ過が可能な、堅牢な機械による高度で連続的なシステムが必要とされる。
成功するオペレーションは、個々のマシンの上に構築されるのではなく、連携して機能するように設計された完全な統合ソリューションの上に構築される。
Rumtooでは、お客様の特定の課題に合わせた完全なプラスチックリサイクルラインの設計と製造を専門としています。当社の農業用フィルムリサイクルソリューションは、耐久性と効率性を考慮して設計されており、洗浄段階で純度を最大限に高め、ペレット化段階でお客様の投資を保護することに重点を置いています。当社は、困難な廃棄物の流れを高品質のrLDPEペレットに変えるシステムを提供し、価値を創造して真の循環経済をサポートします。
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