Публикации на эту тему мы будем размещать и в последующих номерах нашего журнала. Напишите, какие вопросы заданной темы волнуют вас и требуют ответа. Вы можете поучаствовать в формировании статей по этой теме. Для этого необходимо связаться с нашей редакцией и располагать материалами, требующими освещения.

"Хлеб" для производства ПЭТ

21 августа 2003 года в Твери произошло знаковое для России событие. ОАО «Сибур» ввело в эксплуатацию производство гранулированного бутылочного ПЭТФ, годовым объемом 52,6 тыс. тонн. «Сибур» инвестировал в монтаж, пуск-наладку и доведение до проектных показателей около 60млн долларов. Предприятие оснащено оборудованием одной из крупнейших немецких компаний Zimmer AG. Система контроля PROVOX компании Fischer-Rosemout (Германия) отслеживает и поддерживает в заданных значениях технологические параметры, предотвращает аварии и осуществляет мониторинг качества продукции.

До этого события сырье для производства ПЭТ-тары поставлялось в Россию исключительно из-за рубежа. ПЭТФ импортируется из стран Азиатско-тихоокеанского континента, Европы и Беларуси. Чаще всего в качестве стран-экспортеров выступают Корея, Китай, Германия и Беларусь.

На территории СНГ ПЭТ-гранулят делают только на СП «Белпак» в Беларуси. Изначально завод был ориентирован на выпуск сырья под упаковку для косметики, фармацевтики и пищевых товаров, а также видео-, аудио- и фотопленки. Позднее этот список пополнился за счет производства ПЭТ-гранулята для изготовления преформ. Поэтому возникают проблемы с непрерывностью производственного процесса. 

По данным представителей компаний, работающих на белпаковском сырье, основным недостатком его является неоднородность партий. По этой причине литьевые машины требуют более частых остановок для переналадки. Они ведут к увеличению незапланированных отходов и, как следствие, дополнительных затрат.

Как же получилось, что Россия, обладающая уникальными запасами нефти, вынуждена импортировать сырье для ПЭТ из-за границы?

Полиэтилентерефталат, более известный как ПЭТ – это пластик на основе смол, получаемый путем глубокой переработки нефти и ее производных.

«Ключевой составляющей процесса, – как объяснил Председатель Совета директоров компании ОАО «Новотехнолоджи» Юрий Александрович Филолеев, – является терефталевая кислота. А ее в России не производили. Запланированное еще с советских времен строительство серии предприятий, в том числе и в Твери, из-за сложной экономической ситуации не было до конца реализовано. И только три года назад, экономически окрепшее ОАО «Сибур», сумело вложить в приобретение дорогостоящего оборудования для оснащения производства необходимые средства. Приобретя АО «Тверьхимволокно-ПЭТФ (дочернее предприятие ДО «Тверьхимволокно») и оснастив цеха, ОАО «Сибур» открыло первую линию по производству ПЭТФ на территории России». 

Рынок ПЭТ

Какова же потребность России в ПЭТ, и способно ли предприятие в Твери полностью удовлетворить его?

Российский рынок гранулированного ПЭТ начал формироваться в начале 90-х годов. Годовая потребность в ПЭТФ оценивается специалистами в 350-400 тыс. тонн. К 2005 году эта величина возрастет до 480-500 тыс. тонн.

Объем продукции в Твери составляет лишь девятую долю потребностей российского рынка. Однако, по данным господина Филолеева, в 2004 году запланирован ввод в строй еще одного объекта по выпуску терефталевой кислоты. Завод в Башкирии в составе ОАО «Полиэфф», производительностью 230 тыс. тонн в год существенно сократит разрыв. Кроме того, в ОАО «Полиэфф» планируется ввод линии по выпуску ПЭТ-гранулята мощностью 120 тыс. тонн. Пуск предприятия планируется на окончание 2004 года. 

Новую линию по выпуску ПЭТ-гранулята, производительностью 80 тыс. тонн в год ввела в строй компания «ИТЕРА-ПЭТ». Линия установлена на белорусском предприятии «Белпак». 

Таким образом, суммарный объем Пэт-гранулята, который будут выпускать отечественные предприятия, приближается к потребному на рынке. Но не превышает его. Поэтому часть сырья для выпуска ПЭТ-тары будет по-прежнему поступать из-за рубежа. Важно, что потенциальные поставщики ПЭТ-сырья постепенно становятся все более приближающимися к нашей стране. Один из таких объектов – завод по выпуску ПЭТ – намечено пустить в 2004 году в Польше, ближайшем соседе России. Проектная мощность предприятия – 120 тыс. тонн ПЭТФ в год. Проект получил существенную финансовую поддержку Европейского банка реконструкции и развития. Часть средств поступит от экспортно-импортного банка Кореи и из двух корейских коммерческих банков. Так что транспортные издержки, в случае если поставщиком сырья станет польский завод, для отечественных производителей ПЭТ резко сократятся. 

Преформы. Рынок

Тара из ПЭТ широко используется во всем мире для упаковки жидких пищевых продуктов уже более четверти века. Неоспоримыми достоинствами этой упаковки являются относительно низкая стоимость, прозрачность, легкость и прочность. ПЭТ может приобретать самые сложные формы и обладает высокой герметичностью. Площади, необходимые для размещения оборудования по выпуску ПЭТ-бутылок, небольшие, а затраты на оборудование сравнительно невысоки. 

Исходный материал для ПЭТ-бутылок – преформы, из которых после предварительного разогрева, выдуваются бутылки. Преформы изготавливаются методом прессформирования из гранулированного ПЭТФ. Цвет и прозрачность закладываются еще на стадии изготовления преформ из гранул.

Впервые бутылки из ПЭТ были созданы в американской компании Du Pont Company в 1977 году. Применялись они для упаковки под газированные напитки. Сейчас бутылки из ПЭТ занимают лидирующее положение среди упаковок под растительное масло, газированные и негазированные напитки и воды. Все более стремительными темпами ПЭТ-тара завоевывает рынок пива.

Общая потребность в преформах в России составляет 10 млрд. штук в год. Ежегодный прирост потребления – 12%. Российский рынок преформ, в отличие от сырьевого рынка, развивается в двух направлениях: импорт и внутреннее производство. Готовые преформы иностранного производства поставляют на рынок целый ряд компаний как зарубежных, так и отечественных. 

Немного истории

1996 год стал своеобразной вехой в истории развития ПЭТ-производства. В этом году появились первые предприятия по выпуску отечественных преформ. Пионером в области производства ПЭТ-преформ стала компания «Мастер-Групп». Через год примеру лидеров последовала ЗАО «Группа компаний «Ретал», создавшая собственное предприятие по выпуску преформ. В этом же году открыла свое первое предприятие по производству преформ и другая российская компания «Европласт». Три предприятия: АО «Солнечногорский завод Европласт», ЗАО «Югра-Пласт» и группа компаний «Ретал» производят в московском регионе разноцветную высококачественную преформу, составляющую основательную конкуренцию поставкам преформ из-за рубежа. 

Производством и поставкой преформ на российский рынок занимается целый ряд отечественных и зарубежных компаний. 

Крупнейший поставщик и производитель преформ в Европе – бельгийская фирма «Резилюкс», работает на российском рынке добрый десяток лет. С 1998 года она поставляет на рынок преформы, специально разработанные для России. Это преформы под ПЭТ-тару для растительного масла весом 32г; специальные преформы для тары с широким горлом под кетчуп, майонез, горчицу и т.д.; многослойные преформы для тары горячего наполнения и преформы с широким горлом для выпуска банок. «Резилюкс» основала на территории России и собственное производство, выпускающее различные виды преформ.

Изготовление преформ

Процесс изготовления преформ состоит из трех стадий: пластификации гранулята; инжекции гранулята; охлаждении и транспортировки готовых преформ.

Особое значение придается предварительному обезвоживанию ПЭТ-гранул.

Этот фактор напрямую связан с качеством будущей продукции. При избытке влаги преформа получается не монолитной, она расслаивается, и, в принципе, такая преформа для выдува ПЭТ-тары не пригодна. 

Обезвоженный ПЭТ-гранулят подается в шнековый экструдер, в котором при помощи термоэлементов поддерживается температура, необходимая для плавления гранул. Пластифицированный ПЭТ идет в камеры инжекторов, которые производят последующую инжекцию (литье-вспрыскивание) пластика в гнезда пресс-форм. 

Инжекторные пресс-формы – это сердце литьевой машины. От их качества зависит повторяемость (следовательно, и товарная ценность) преформ.

Стоимость матрицы (пресс-формы) может составлять 30-40% от общей стоимости машины. Количество гнезд варьирует от 24 до 96.

Скорость и давление вспрыскиваемой смолы в пресс-форму зависит от вида производимой преформы. Время цикла производства, кроме всего прочего, связано с геометрией и весом изготавливаемых преформ.

Большое значение при разработке литьевой машины уделяется фактору размещения камер инжекторных пресс-форм. Необходимо создать условия для обеспечения оптимальной температуры литья, а, следовательно, и однородности расплавленного ПЭТа. 

После завершения цикла пресс-формы открываются, и горлышко преформы охлаждается. Температура корпуса преформы на выходе снижается примерно до 1050 С. Преформы перемещаются при помощи захватов. Чрезвычайно важно сохранить при этом геометрию резьбы, иначе выйдет брак. После охлаждения преформы сбрасываются в приемную емкость – контейнер. Исключение составляют многостадийные машины, в которых из свежеотлитых преформ сразу же выдувается бутылка. Такие машины изготавливает, в частности, компания Sipa (Италия). В Россию эта компания поставила не один десяток таких многостадийных машин, работа которых не вызывает нареканий.

Рынок оборудования

На мировом рынке литьевых машин обнаруживается тенденция специализации. Все большее внимание уделяется не только качеству преформ, но и новейшим технологиям, «льющим на мельницу качества дополнительную воду». Например, технологии «КРУПП» позволяют просчитывать оптимальную форму и конструкцию преформы заранее, с учетом всех особенностей конфигурации будущей ПЭТ-бутылки. 

Признанные мировые лидеры в области качественного оборудования для производства Пэт-преформ: Hasky (Канада), Nestal Machinery Ltd (Швейцария), Sig Corpoplast GmbH (Германия), Sipa (Италия).

Оборудование этих весьма престижных фирм, хотя и достаточно дорогое, нашло дорогу к отечественным производителям преформ. Оборудованием фирм Netsial и Hasky оснащены предприятия новой формации компании «Европласт». За десять лет работы на российском рынке фирма Nestal зарекомендовала себя неким сервисным уникумом. Приобретая оборудование этой фирмы, покупатели обретают и надежную информационную поддержку. Ее обеспечивает круглосуточный «горячий телефон» и закрепленный за каждой машиной техник, который и отвечает за дальнейшее поведение машины.

Кроме вышеназванных компаний на отечественном рынке представлено оборудование компаний Nissel ASB GmbH (Германия), Steca (Франция), BM BIRA GNI (Италия), Gerosa (Италия), Gefit (Италия) и ряда других европейских производителей.

Отечественные производители оборудования только начали осваивать этот сегмент рынка. В стадии разработки термопласт-автомат для ПЭТ-преформ Санкт-Петербургской фирмы ЗАО «Бастион».

Б/у машины

Вторичный рынок машин для ПЭТ-преформ – источник оборудования для целого ряда отечественных производителей. Подавляющее большинство этих машин попадает на наш рынок нелегально, в обход материнских компаний. Эксперты советуют подходить к приобретению этого, на первый взгляд, выгодного приобретения, очень осторожно. Поскольку такие машины поступают на наш рынок, мягко говоря, не совсем в хорошем состоянии. Особенно изношенными являются пресс-формы. В этом нет ничего удивительного. Поскольку именно им приходится выдерживать высокие температурные нагрузки и большие давления. Типичная ситуация, когда на таком оборудовании пять-семь гнезд оказываются практически нерабочими.

Время цикла при этом увеличивается. Падает производительность. Повышается процент брака. Выход – восстановление старой или покупка новой пресс-формы у завода-изготовителя. Это обходится в копеечку. Но не дороже, чем приобретение новой машины. Кроме того, эксплуатация такой отремонтированной машины быстро окупается. Средний срок окупаемости литьевой машины составляет полтора-два года. Машины малой производительности окупаются несколько дольше, но все зависит от завода-изготовителя. При использовании б/у-машин вообще сложно сказать, когда она окупится. Важно при покупке б/у-оборудования не забыть об инструкции по эксплуатации и ремонту. При отсутствии оной можно вообще попасть в ситуацию, из которой трудно найти выход.

Выдув

Рабочий цикл машин для выдува состоит из запитки преформ, нагревания преформ и выдува, который осуществляется в две стадии. 

Загрузка преформ в машину осуществляется автоматически из специального бункера при помощи системы для ориентирования и ввода преформ.

Перед выдувом преформы с помощью специальных ламп инфракрасного излучения нагреваются до размягчения ПЭТ-материала. Конструктивные особенности нагревателя зависят от конкретного типа машины. Нагревание происходит в соответствии с требуемым режимом выдува бутылок. Система контроля следит за тем, чтобы каждая зона преформы нагревалась до необходимой температуры. Такая технология позволяет оптимизировать распределение толщины материала в стенках выдуваемой бутылки. 

Выдув осуществляется в две стадии. Стадия вытягивания осуществляется с помощью гидравлических стержней с регулируемым ходом и скоростью. На этой стадии разогретая преформа вытягивается вертикально. Одновременно распределитель сжатого воздуха выполняет выдув в две фазы. Сначала сжатый воздух подается под давлением в 10 бар, затем, в зависимости от размеров бутылки, давление сжатого воздуха повышается до 25-40 бар. Блок, держащий пресс-формы, оснащен гидравлической системой закрытия и водяным охлаждением пресс-формы для быстрой стабилизации механических характеристик выдутых бутылок.

Основные закономерности рынка оборудования для выдува

Закономерности рынка оборудования для выдува бутылок и розлива жидкостей в них уже не раз анализировались нами на страницах нашего журнала. Такой анализ содержится, в частности, в журнале № 4 за 2002 год. 

Поэтому в данной статье мы просто повторим основные выводы, касающиеся общих закономерностей развития российского рынка, снабдив их новой современной информацией.

Сверхскоростное оборудование, производительностью 10-30 тыс. бутылок в час, над созданием и совершенствованием которого работают производители развитых стран, в России получило весьма ограниченное распространение. Правда, развивающийся рынок жидких продуктов и возникновение крупных производителей напитков и воды на нашем рынке стимулировали в последнее время потребность и в таком виде оборудования. Однако в начале формирования рынка оборудования для выдува и розлива основной упор был сделан на полуавтоматы.

Первую отечественную установку для выдува сконструировали сотрудники ООО «Висма» (г. Черкесск). Затем увенчались успехом творческие усилия ряда российских компаний: «Даки-Нип» (Нижний Новгород), «Ростспецмаш» (Ростов-на-Дону), «Продвижение» (Москва) и целого ряда компаний в Санкт-Петербурге, Волгограде, Челябинске и других городах и промышленных центрах страны. Было создано достаточно надежное, простое в эксплуатации семейство полуавтоматов, пользующихся у отечественного производителя жидких продуктов заслуженным спросом. В классе полуавтоматического оборудования наша страна оказалась лидирующей.

Сегодняшний этап развития индустрии напитков в ПЭТ-бутылках характеризуется возможностью использования как зарубежного, так и отечественного выдувного и розливного оборудования, поставляемого десятками фирм и компаний. Причем наступил момент, когда предприятия, которые с самого начала сделали выбор в пользу автоматического оборудования, оказались в выигрыше.

«Ленпродмаш» (Санкт-Петербург), «Нитар» (Москва), МиССП, «Мелитопольпродукт» (Украина) и другие предлагают автоматическое оборудование, вполне конкурентоспособное с зарубежными аналогами с тем преимуществом, что сервисное и гарантийное обслуживание машин производится на отечественных предприятиях куда более оперативно, чем на импортных. Выход готовой продукции и качество конечного продукта на отечественных и зарубежных линиях одного класса идентичны. Товаропроизводители, у которых есть потребность в автоматических линиях, похоже, по инерции, останавливаются в выборе на зарубежной технике. Хотя отечественная – ничем не хуже.

Автомат, полуавтомат - вот в чем вопрос

Рынок наполнен предложениями, предоставляющими широкую возможность выбора. Но чтобы выбор оказался не случайным, необходимо учитывать, что реальных изготовителей оборудования не так много. Их на порядок меньше, чем поставщиков. Выбор затруднен тем обстоятельством, что российские производители техники для выдува и розлива до сих пор не могут определиться с терминологией. Что относить к автоматам, а что – к полуавтоматам. 

Предлагаем мнение на этот счет специалистов ЗАО «Ленпродмаш».

Дискуссия на эту тему подпитывается тем, что, начав с полуавтоматов, производители оборудования постепенно приближались к созданию техники следующего поколения – автоматических установок. При этом ряд операций производится на этих автоматах вручную. Кроме того, в автоматических линиях процессы выдува и розлива, следуя друг за другом, связаны транспортерами либо бункерами-ориентирами. Раздельное конструирование машин для выдува и машин для розлива привело к тому, что транспортировка готовых бутылок производится вручную.

Большинство представленного российскими производителями оборудования только с большой натяжкой можно считать автоматическим. Обычно, в таких установках автоматически производится только ориентация преформ с последующим передвижением их через печь разогрева на узел формовки – в пресс-форму. Выгрузка бутылок осуществляется «навалом» в бункер-накопитель.

И дальше «оператор» перетаскивает эти бутылки до линии розлива. Если речь идет об установках производительностью 1500 бут./час, нет ничего зазорного в том, что узел транспортировки готовой продукции от выдува до линии розлива отсутствует. «Автоматы» такого класса занимают достаточно большой сегмент рынка автоматического выдувного оборудования. Но когда речь идет об автоматах производительностью 2500 бут./час и более, то, на наш взгляд, не совсем правильно предлагать машину с не полностью автоматизированными операциями в качестве автомата.

В выдувных машинах «Ленпродмаш» все осуществляется действительно в автоматическом режиме. Необходимо только пересыпать преформы из коробки в бункер транспортера. Все остальное: ориентация преформы, передача ее на носитель, перемещение преформы с вращением в печи разогрева, выдув (с давлением в 40Атм.), передача готовой бутылки в узел выгрузки и дальнейшая ориентация бутылки с передачей на транспортер – происходят в автоматическом режиме. 

Автоматы с завершенным циклом пока, как показал опрос, производит только наша фирма. 

Сейчас, когда многие производители идут на увеличение производительности своих линий, осуществлять это за счет полуавтоматов не выгодно. Для примера приведем характеристики двух линий для розлива растительного масла. Обе имеют производительность 3000 л/час. С той разницей, что одна скомплектована только из полуавтоматического выдувного оборудования, вторая – полностью автоматическая.

1-ая линия (участок выдува – полуавтоматический)

- общее потребление эл. энергии, кВт/час – 52,8

- количество обслуживающего персонала, чел. – 10 

2-ая линия (участок выдува – автоматический)

- общее количество потребляемой эл. энергии, кВт/час. – 44,3

- количество обслуживающего персонала, чел - 6 

примечание: расчет приблизительный, производился только на основное оборудование (выдув, автомат розлива, укупорочный автомат, этикет-автомат, автомат упаковки в термоусадочную пленку, транспортер).

Многих потребителей отпугивает тот факт, что автоматическое оборудование дороже полуавтоматического. Но из вышесказанного совершенно очевидно, что выбор автоматического оборудования обоснован. Он экономит энергоресурсы, человеческие ресурсы. Автоматические линии розлива работают стабильнее, когда ПЭТ-бутылки поступают с автомата выдува, а не с полуавтоматического участка.

Качество бутылок, выдутых на автомате выше, чем на полуавтомате. Практически все автоматы работают на давлении в 40Атм. Справедливости ради стоит заметить, что и полуавтоматические линии и участки линий имеют ряд преимуществ. Но их актуальность для современного сильного предприятия падает день ото дня. Будущее за автоматами и автоматическими линиями. А чтобы их приобрести и не отвлекать собственные денежные средства из оборота, стоит подумать о различных формах лизинга. 

Другой особенностью рынка оборудования для выдува является универсальность. Потребитель нуждается в машинах, которые способны обеспечить выпуск целого набора разнообразной тары. В нее планируют фасовать минеральную воду, лимонад, пиво, ключевую воду, сок, мед, настойки и еще много того, что может производить предприниматель или райпотребсоюз где-нибудь на Алтае, богатом природными ресурсами.

А таких потребителей в самых отдаленных уголках нашей необъятной страны – не сосчитать. Задача обеспечения гибкости производства бутылочной тары успешно решается целым рядом предприятий. Но она далека от завершения, поскольку открывается бескрайнее поле деятельности. А впереди – новые задачи. Формирование многослойных бутылок. Получение теплостойких сосудов путем выдува с последующей кристаллизацией материала, нанесение защитных покрытий на внутреннюю поверхность бутылки и многое другое.