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ます。雑草を抑え水分を保つマルチフィルムから、栽培期間を延ばす温室・トンネル用被覆材まで、これらの素材（主に低密度ポリエチレン（LDPE）と直鎖状低密度ポリエチレン（LLDPE））は現代の食料生産に欠かせません。
使用済み農業用フィルムは、土、砂、石、水分、有機残渣の割合が非常に高い状態で入ってくることがあります。実際の汚染度は作物、フィルムの種類、天候、回収方法、保管状況によって異なるため、設備のサイズ決定の前に代表的なベールのサンプリングが不可欠です。
回収体制、許認可、水処理、製品の販路が整っている地域では、専用の PP/PEフィルムリサイクルライン がこの材料を回収できます。この工程には、研磨性の汚れとかさ密度の低いフィルムに対応できる頑丈な設備が必要です。
本記事では、汚れたベールから高品質で販売可能なペレットまで、農業用フィルムリサイクルラインの全工程を段階ごとに詳しく解説します。
投入原料を理解する：農業用フィルムが特別な理由
工程を検討する前に、投入原料を理解する必要があります。農業用フィルムリサイクルラインは万能な解決策ではありません。ラインの設計、特に洗浄工程は、フィルムの種類と汚染レベルによって大きく変わります。
- マルチフィルム： これは最も処理が難しいカテゴリーです。地面に直接敷いて使うため、土や砂、石が大量に付着した状態で回収されます。
- 温室用フィルム: この素材はマルチフィルムより一般的にきれいですが、厚みがあり、UV安定剤を含んでいることが多くあります。汚れは主にホコリや有機物の残渣です。
- サイレージバッグ／バンカーカバー これらはヘビーデューティーな、多くの場合多層のフィルムで、飼料の残渣や水分、有機廃棄物で汚染されています。
リサイクル事業を成功させるには、こうした汚れを効率的に分離できるよう設計されたラインが必要です。下流の設備を守り、最終製品の純度を確保できます。
完全なワークフロー：ステップバイステップ解説
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。 洗浄・乾燥ライン そして本文は 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。
第1段階：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（またはデベーラー）を使ってベールを解体し、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ます。金属ワイヤー、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、ここで手作業による選別が行われることがあります。
- 初期破砕（一次サイズ削減）： フリーのフィルムは、単一または二本のシャフトのシュレッダーに入り、粗加工されます。必要なピースサイズはフィルムの厚み、汚染、および下流の洗浄機によって異なり、目標は一貫した給餌と汚染表面のより良い露出です。
第2段階：洗浄ライン（冷水洗浄と温水洗浄）
洗浄品質は、ペレット化段階でのペレット品質および摩耗に強く影響します。フィルムに残る土と砂は、スクリュー、カム、フィルタ、およびダイの摩耗を加速し、不安定な射出を引き起こすことができます。
- 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ります。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（二次的な粉砕）： 事前洗浄された材料は、湿式クラッシャーやグランュレータに移動します。水は切断エリアを冷やし、解放された汚染を取り除き、スクリーンは下流の洗浄に必要なフラックサイズを制御します。
- 高速の摩擦洗浄： 摩擦洗浄機は、スクリーン入りの円筒内に高速回転するパドルを使用してフィルム表面を洗浄し、解放された土や微粒子を排出します。ロータースピード、滞留時間、およびスクリーン設計は、材料試験に基づいて選択されるべきであり、一般的な仕様からコピーされるべきではありません。
- フロートとシンクの分離： こすり洗いされたフレークはフロートシンクトランク（分離タンクとも呼ばれます）に入ります。ここが重要な分離工程です。密度に基づき、LDPE/LLDPE（比重＜1.0）は水に浮上します。砂、土、ガラス、金属、PET（ポリエチレンテレフタラート）などの他のプラスチックといった重い不純物はすべて槽底に沈み、スクリューオーガーで除去されます。パドルが浮上したクリーンなLDPEフィルムを出口に向けて静かに押し出します。高純度を達成するため、この工程はしばしば繰り返されます（複数のタンクを使用）。
- 温水洗浄（用途による） 油、接着剤、頑固な有機残渣には、管理された温水洗浄が必要な場合があります。温度、滞留時間、薬品条件は、汚染の種類、ポリマー、設備の材質、作業員の安全、廃水処理の許可条件に照らして検証しなければなりません。温水洗浄がすべての農業用フィルムに必要とは限りません。
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りません。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。
- 機械による脱水： 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）に入ります。スクリュープレスは高圧で水を絞り出し、遠心式乾燥機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。この機械的な工程により、流動性のある水分の大部分が効率的に除去されます。
- 熱乾燥システム： 機械的な脱水分離または圧縮が下流の要件に達しない場合、制御された熱風乾燥で追加の表面水分を除去します。最終水分は、エクストルーダーや購入者の仕様に基づいて測定する必要があります。
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。
- 緻密化と給餌： 軽くてふんわりしたフレーク（しばしば「フィルムフラフ」と呼ばれます）は嵩密度が低いため、押出機に直接投入するのは困難です。まずアグロメレーターまたはコンパクターに投入され、摩擦と熱を利用して原料をより温かく重い「ポップコーン状」の状態に緻密化します。この原料はその後、押出機のスクリューに直接投入されます。
- 押出と脱ガス： 原料はメインの押出機に入ります。回転するスクリューがプラスチックを溶融、混合、均質化します。この工程は、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極めて重要です。押出機には1つ以上の真空脱気（ベント）ポートを装備する必要があります。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、揮発分、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す。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内蔵されており、洗浄ラインを通過して残ったプラスチック以外の不純物（カーボン残渣、未溶融粒子、残留金属）を捕捉します。汚れのひど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お勧めします。
- ペレット化と冷却： ろ過されたクリーンな溶融プラスチックが押出機のダイヘッドから吐出されます。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。ブレードがダイ面に直接接して回転し、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ですぐに急冷され、冷却・乾燥システムへ搬送されます。出来上がったペレットは均一で高密度であり、袋詰めの準備が整っています。
使用済みの滴下農膜および灌漑パイプのリサイクル方法
滴下農膜および薄壁灌漑パイプは通常PEベースですが、回収材料には土、植物の残渣、水、接続器、放出器、ラベルおよび混合ポリマーが含まれることがあります。その低い体積密度と高い表面汚染は、慎重な収集と軽量農業フィルム用の洗浄ラインが必要です。
- 作業現場がアクセス可能なうちに回収： できるだけ少ない土と水分でテープを取り外し、マルチフィルム、紐、PVCパイプおよび一般の農場廃棄物から分離して保管してください。
- 非PEコンポーネントを取り除きます： 金属部品、フィルタ、接続器および互換性のないパイプを分離し、放出器の構成を確認し、購入者の承認基準を確認してください。
- 事前に粉砕し、軽い土を取り除きます： 制御されたサイズの減少と乾燥前の清掃により、洗浄水に進入する汚れの負荷を減少させます。
- 洗浄および分離します： 摩擦洗浄、浮沈分離および段階的な洗浄により、砂、有機物およびラベルを取り除きます。安定した運転には水処理が不可欠です。
- 脱水および乾燥します： 圧縮または機械乾燥により体積密度を高め、フィルムを一貫したエキストラージョンに準備します。
- 濾過およびペレット化します： 測定された汚染および印刷レベルに応じて濾過および脱ガスを選択し、ペレットを予定される適用にテストします。
機器購入前に収集すべきプロジェクトデータ
- 一季間当たりの乾燥トン数および収集期間.
- ポリマータイプ、テープの厚み、放出器および接続器の構成.
- 土、水分、有機物およびその他の汚染物の重量.
- 必要な出力：洗浄フィルム、濃縮材料またはペレット.
- 利用可能な水、廃水処理、電力、労働力および貯蔵.
- 確認された購入者仕様および期待される回収率.
収集、清掃および出力販売が経済的に調整された場合にのみ、農業プラスチックの管理を改善します。機器の容量、収益および運転コストの仮定を固定する前に、代表的な終了時のテープでテストを実施してください。
供給条件別の代表的なライン構成
| 供給条件 | 処理の重点 | 評価用設備 |
|---|---|---|
| 清浄な温室フィルム | 制御された開口、洗浄、圧縮、および安定した射出 | シュレッダーまたはクラッシャー、摩擦洗浄、 フィルム圧搾機 そして、粒状化機。 |
| 土の多いマルチフィルム | 乾燥前のクリーン、早期の砂の除去、段階的な洗浄 | デバラー、トロールル、乾燥クリーン、湿式サイズ減少、複数の分離段階、および水処理。 |
| 印刷されたサイレージフィルム | 有機残留物の除去、脱ガス、および溶融フィルタリング | 洗浄、圧縮、カッター-コンパクターエクストルーダーおよび適用に一致するフィルタリング。 |
| ドリップテープおよび薄い灌水チューブ | 収穫品質、エミッターやコネクタの分離、低密度給餌 | 事前分別、サイズ減少、洗浄、乾燥、および 水環式ペレット化システム 適宜な場合に。 |
水バランスと污泥処理は、洗浄プロセスとともに設計されるべきです。懸濁物、油、有機物があるプロジェクトでは、最終的な機器レイアウトを決定する前に、現地の廃水負荷と処理経路を評価してください。
農業用フィルムリサイクル FAQ
なぜ汚染物は乾燥重量で測定する必要があるのでしょうか？
湿バレルは、回収可能なポリマーを増やさずに到着トン数を高く見せることができます。水、土、プラスチック質を分離することで、より現実的な収穫と運営コストの見積もりができます。
温水洗浄は常に必要ですか？
いいえ。その必要性は、油、接着剤、有機物の残留物、購入者の規格、廃水の限界に依存します。冷洗浄と熱洗浄の試験で、追加の複雑さが測定可能な価値を生み出すかどうかを決定します。
フィルムのペレット化前に圧縮が重要な理由は何ですか？
圧縮は水を取り除き、体積密度を高め、給餌の安定性を向上させ、エクストルーダーへの熱負荷を減少させます。必要な排出水分は、ペレット化構成に依存します。
供給者が材料試験で証明すべきことは何ですか？
給餌物の組成、汚染物、乾燥前の質量、ラインの排出、回収収率、排出水分、電力と水の仮定、ペレットのフィルタリング性能、最終製品の品質を記録します。
購入ガイド：リサイクルライン投資の重要要素
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。平均的な汚染物の重量比はどれくらいですか？ほとんどが砂や土（堅牢なシンクフロートタンクが必要）ですか、それとも油や化学物質（高温洗浄が必要）ですか？
- 洗浄性能： 測定された汚染物と必要な排出量に基づいてラインを指定します。フィルターゼルに入る土や砂は、スクリューとバレルの摩耗を加速し、フィルターの交換を増やし、稼働時間を減少させます。
- 水の処理： 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す。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してください。
結論：RUMTOOで廃棄物を価値に変える
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す。シュレッダー、こすり洗い、分離、乾燥、溶融、そして高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ます。
成功するオペレーションは、個々の機械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は、お客様固有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・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追求して設計されており、洗浄段階で純度を最大化し、ペレット化段階への投資を守ることに重点を置いています。処理困難な廃棄物の流れを高品質な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型経済を支援します。
当社のエンジニアリングチームにご連絡ください。 代表的なベール写真、シーズンあたりの乾燥トン数、汚染データ、ピークkg/h、および要求されるペレットまたはフレーク仕様を添えて。
