Утилизация упаковки

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования

«Казанский национальный исследовательский

технологический университет»

Е. Н. Мочалова, М. Ф. Галиханов

УТИЛИЗАЦИЯ УПАКОВКИ

Учебно-методическое пособие

Казань

Издательство КНИТУ

2019

УДК 658.567.1:621.798(075)
ББК 30.69:30.182я7

М86

Печатается по решению редакционно-издательского совета 

Казанского национального исследовательского технологического университета

Рецензенты:

д-р техн. наук, проф. Э. Р. Галимов

канд. хим. наук Г. В. Маврин

М86

Мочалова Е. Н.
Утилизация упаковки : учебно-методическое пособие / Е. Н. Мочалова, 
М. Ф. Галиханов; Минобрнауки России, Казан. нац. исслед. 
технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2019. – 92 с.

ISBN 978-5-7882-2592-0

Рассмотрены основные экологические аспекты проблемы возникновения 
и накопления промышленных и бытовых отходов, в том числе отходов упаковки. 
Охарактеризованы основные типы материалов, применяемых в упаковочной 
отрасли, возможные варианты взаимодействия между упаковкой и 
окружающей средой.

Предназначено для бакалавров, обучающихся по направлению 29.03.03 

«Технология полиграфического и упаковочного производства», изучающих 
дисциплину «Утилизация упаковки».

Подготовлено на кафедре технологии переработки полимеров и композиционных 
материалов.

ISBN 978-5-7882-2592-0
© Мочалова Е. Н., Галиханов М. Ф., 2019
© Казанский национальный исследовательский 

технологический университет, 2019

УДК 658.567.1:621.798(075)
ББК 30.69:30.182я7

Содержание

ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................5
1. СОСТАВ, СВОЙСТВА И ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ 
И СПОСОБЫ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ..............................................7
1.1. Общие сведения об отходах потребления, их видах 
и образовании..............................................................................................7
1.2. Управление отходами. Механизмы регулирования 
оборота отходов..........................................................................................9
1.3. Взаимодействие между упаковкой и окружающей средой ...........16
1.4. Типы материалов, применяемых для производства 
тары и упаковки........................................................................................17
1.5. Варианты уничтожения и утилизации отходов упаковки
в массе ТБО...............................................................................................17
2. УТИЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ ПОЛИМЕРНЫХ УПАКОВОК............23
2.1. Классификация и основные способы утилизации 
полимерных отходов ................................................................................23
2.2. Сваливание и захоронение отходов полимерных упаковок..........25
2.3. Сжигание полимерных упаковочных отходов................................26
2.4. Термическое разложение полимерных отходов .............................27
2.5. Повторное использование в качестве оборотной тары..................28
2.6. Вторичная переработка отходов полимерных упаковок ...............29
2.7. Использование в производстве строительных материалов ...........36
2.8. Особенности утилизации комбинированных и многослойных 
материалов.................................................................................................36
3. УТИЛИЗАЦИЯ КАРТОННОЙ И БУМАЖНОЙ ТАРЫ...................39
3.1. Повторное использование картонной и бумажной тары
для производства бумаги и картона........................................................40
3.2. Изготовление упаковки из бумажно-волокнистой массы .............44
3.3. Изготовление теплоизоляционных материалов (эковаты)
и мягких кровельных материалов ...........................................................46
3.4. Изготовление волокнистых и полимерно-бумажных плит ...........47
3.5. Уничтожение в составе твердых бытовых отходов .......................47
3.6. Особенности переработки упаковок из комбинированных 
материалов на основе картона.................................................................48
4. УТИЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ТАРЫ ................51
5. УТИЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ ДЕРЕВЯННОЙ ТАРЫ .........................60
6. УТИЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ ТЕКСТИЛЬНЫХ 
МАТЕРИАЛОВ.........................................................................................63

7. УТИЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ СТЕКЛЯННОЙ ТАРЫ.........................67
7.1. Повторное использование в качестве оборотной тары..................67
7.2. Использование в качестве вторичного сырья 
при производстве стеклянной тары ........................................................70
7.3. Использование в качестве одного из компонентов-
наполнителей в различных производствах ............................................73
8. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ...............75
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.........................................................................................86
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ........................................................................88

4

ВВЕДЕНИЕ

Изменения в образе жизни потребителей после 60-х годов XX в. 

в экономически развитых странах привели к увеличению спроса на небольшие 
порции продуктов питания, т. е. к увеличению количества упаковки 
на единицу продукции. В связи с этим основным источником за-
грязнения окружающей среды становятся изделия с коротким сроком 
службы, главным образом тара и упаковка. Высокие темпы роста про-
изводства и потребления упаковочных материалов стали причиной воз-
никновения такой проблемы в упаковочной отрасли, как уничтожение 
и утилизация упаковочных отходов.

Доля добываемых на планете материальных ресурсов (древе-

сины, нефти, газа и др.), используемых упаковочной отраслью, посто-
янно увеличивается. Однако, выполнив в короткий срок свои упаковоч-
ные функции, эти материалы уничтожаются или утилизируются. Под
утилизацией обычно подразумевается повторное использование отхо-
дов в производственных процессах, уничтожение предполагает перера-
ботку отходов до состояния, когда они практически перестают суще-
ствовать, что в итоге ведет к окончанию обращения с ними. 

С развитием цивилизации к середине XX в. определились 

4 основных упаковочных материала: бумага (и картон), стекло, 
пластмассы и металлы. Со второй половины XX в. к ним добавились
так называемые комбинированные упаковочные материалы.

На протяжении своего жизненного цикла разные виды упаковки 

оказывают различное по степени воздействие на окружающую среду. 
Каждый этап жизненного цикла упаковки предъявляет свои специфиче-
ские требования к материалу и конструкции упаковки, которые часто 
противоречат друг другу.

Вид и количество используемого материала – это главное, что 

необходимо учитывать для определения степени воздействия, которое 
упаковка оказывает на окружающую среду в течение всего своего жиз-
ненного цикла. Уничтожение или утилизация использованной упаковки 
являются заключительным этапом в ее жизненном цикле. Требования 
по удобству обращения с отходами с целью получения наибольшей 
пользы для общества теперь выходят на первое место. Все эти требова-
ния должны учитываться в процессе разработки и конструирования
упаковочной продукции.

Поиск путей утилизации отходов упаковки – важная задача, сто-

ящая как перед производителями упаковки, так и перед ее потребите-
лями. В XXI в. приоритетными являются усилия общества в области 
ограничения бесконтрольного применения упаковочных материалов, 
требования об их вторичной переработке или многократном использо-
вании, о защите окружающей среды.

6

1. СОСТАВ, СВОЙСТВА И ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ 

И СПОСОБЫ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ

1.1. Общие сведения об отходах потребления, их видах

и образовании

В отходы потребления входят изделия и материалы, утратившие 

потребительские свойства в результате физического или морального износа. 
К отходам относят твердые бытовые отходы (ТБО), образующиеся 
в результате жизнедеятельности людей. Сегодня ТБО на 50 % состоят 
из использованной упаковки. Использованная упаковка – это отнюдь 
не мусор. Для переработчиков вторичных ресурсов это крайне 
перспективный востребованный материал, на котором можно выстроить 
прибыльный бизнес.

Следует заметить, что количество упаковочных отходов зависит 

от уровня благосостояния населения. При стабильном экономическом 
развитии общества человек предпочитает приобретать красочно и эффектно 
упакованные товары. Многие производители качественных товаров, 
чтобы поддержать имидж выпускаемой продукции, стремятся 
упаковать ее как можно эффектнее, а это требует дополнительных вложений 
и переориентации целей производства на дополнительную и эффективную 
для продаж упаковку. Доля тех или иных компонентов в со-
ставе ТБО (морфологический состав) также меняется в зависимости от 
уровня развития общества (см. рис. 1.1).

По морфологическому признаку ТБО подразделяются на компо-

ненты: бумагу, картон, пищевые отходы, дерево, металл (черный и 
цветной), текстиль, кости, стекло, кожу, резину, полимерные матери-
алы, а также отсев менее 15 мм. Вторичной переработке могут подвер-
гаться множество материалов, извлекаемых из отходов. В табл. 1.1 при-
ведены основные способы извлечения перерабатываемых фракций 
ТБО.

Сортировка смешанных отходов может быть выполнена в авто-

матизированном режиме за счет отличий в плотностях фракций отхо-
дов, их размеров, электрических или магнитных свойств. Если отходы 
не содержат опасных примесей, их можно сортировать, используя по-
лумеханизированные линии сортировки.

Упаковочные отходы – упаковка и упаковочные материалы, 

полностью или частично утратившие свое первоначальное предназна-
чение и потребительские свойства в конце своего жизненного цикла. 

Они содержат в своем составе практически все морфологические ком-
поненты бытовых и промышленных отходов.

Главные отличия упаковочных отходов, позволяющие выделить 

их в отдельный класс:

– быстрота образования (упаковка превращается в отходы сразу 

после ее приобретения потребителем и после одноразового потребле-
ния);

– упаковка не является целью потребления, а только сопут-

ствует продукту потребления.

Основную и растущую долю составляют упаковочные отходы, 

образующиеся в торговле и в быту.

Рис. 1.1. Распределение отходов по категориям 

в различных странах

Таблица 1.1

Основные способы извлечения перерабатываемых фракций ТБО

1.2. Управление отходами. Механизмы регулирования 

оборота отходов

Применительно к ТБО часто используют термин «управление 

отходами» (waste managment). Он шире понятий «переработка», «ути-
лизация» и даже «обращение с отходами», так как включает в себя ме-
роприятия по первичному уменьшению количества отходов, организа-
цию сбора отходов, а также их утилизацию (включая переработку, сжи-
гание, захоронение и т. д.).

Извлекаемый 

компонент
Способ извлечения

Черные металлы
Электромагнитная сепарация

Цветные ме-
таллы

Извлечение с помощью переменного «бегу-
щего» магнитного поля; дробление и пневмо-
вибрационная сепарация

Бумага
Пневматическое разделение фракций по ско-
рости витания в потоке воздуха; гидропульса-
ция и осаждение тонковолокнистых частей

Текстиль
«Сухое извлечение» в цилиндрических грохо-
тах с крючками; сепарация за счет сохранения 
прочности при смачивании и перетирании

Синтетические
пленки

Пневматическое разделение по скорости вита-
ния в потоке воздуха; сепарация за счет сохра-
нения прочности при смачивании и перетира-
нии; электростатическая сепарация

Стекло
«Мокрая» сепарация в циклонах; пневматиче-
ское отделение в восходящем потоке воздуха 
по скорости витания

Пластмасса и
картон

Оптическое отделение картонных упаковок и 
бутылок

При обращении с отходами в первую очередь должны рассмат-

риваться мероприятия по их первичному сокращению, затем меропри-
ятия по повторному использованию, вторичному сокращению и меро-
приятия по утилизации или захоронению тех отходов, которые не под-
даются переработке.

Под сокращением следует понимать спланированную серию ме-

роприятий, направленных на уменьшение количества производимых
отходов и их вредных свойств и увеличение доли отходов, которые мо-
гут быть использованы повторно.

Сокращение отходов в упаковочной отрасли может быть до-

стигнуто путем переориентации производителей и потребителей на 
продукты и упаковку, приводящие к меньшему количеству отходов на 
единицу упакованной продукции.

Для снижения количества отходов могут быть предложены сле-

дующие рекомендации:

– избегать ненужной упаковки, так как многие предметы в ма-

газинах упаковываются только для того, чтобы привлечь внимание по-
купателя; например так называемые блистерные упаковки – мелкие 
предметы, помещенные на ярко раскрашенную картонную подложку и 
закрытые прозрачным пластиком; 

– отдавать предпочтение упаковкам многоразового использова-

ния;

– отдавать предпочтение минимальной упаковке, т. е. приобре-

тать товары с более легкой упаковкой и товары, продающиеся боль-
шими объемами; 

– отдавать предпочтение упаковке, которую можно вторично 

использовать или переработать;

– отдавать предпочтение упаковке, изготовленной из вторично 

переработанных и/или экологически безвредных материалов;

– использовать термостабилизаторы перед остановкой экструдеров 
или термопластавтоматов в виде так называемого стоп-концентрата
для снижения количества технологических отходов, в первую очередь 
пусковых;

– использовать термо- и светостабилизирующие добавки для 

снижения количества отходов путем увеличения срока работы изделий 
(прежде всего пленок).

Для организации сбора и разделения отходов проводятся мероприятия, 
которые позволяют выделить токсичные компоненты, материалы, 
пригодные для вторичной переработки, органические компоненты 
для сжигания или компостирования.

Основной проблемой в переработке вторичного сырья является 

не отсутствие технологии переработки, а извлечение вторичного сырья 
из массы ТБО и разделение его на компоненты, подлежащие переработке. 
Извлечение вторичного сырья из потока отходов является наиболее 
дорогим и сложным.

Разделение потока отходов может осуществляться как в местах

образования отходов, т. е. самим населением, так и на специальных сортировочных 
установках, расположенных на полигонах, мусоросжигательных 
или мусороперерабатывающих (МПЗ) заводах с элементами 
ручной сортировки.

Процессы ручной сортировки отходов являются малопроизво-

дительными (доля извлекаемых компонентов составляет до 13–17 %), 
но позволяют получить чистые продукты для переработки.

Процессы механизированной сортировки ТБО могут иметь вы-

сокую производительность, но качество выделяемых продуктов низкое
и их сбыт затруднен. Механизированная сортировка максимально 
оправдана в случае ее сочетания с процессами переработки выделенных 
фракций, в частности с термической переработкой горючей фракции. 
При реализации такой схемы в термический процесс направляется 
около 72 % от массы исходных ТБО. Предварительно извлекаются лом 
черных, цветных металлов (4‒5 % от массы ТБО), часть пищевых отхо-
дов и негорючих материалов, которые поступают на захоронение после 
предварительного прессования. На рис. 2 представлена принципиаль-
ная схема мусоросортировочной станции (завода).

Техническое решение утилизации ТБО с целью максимального 

извлечения ценных составляющих предлагает предварительную сушку 
ТБО (130 °С), ультрафиолетовое обеззараживание, ручную и механизи-
рованную сортировку по видам материалов, подготовку к дальнейшей 
переработке (пакетирование, измельчение).

Извлеченное вторичное сырье с сортировочного пункта (ме-

талл, бумага, полиэтилен, стекло, текстиль и др.) вывозится на перера-
батывающие предприятия.

На выходе из мусоросортировочной станции (рис. 1.2) образу-

ются три группы компонентов:

– компоненты, подготовленные к транспортировке на перераба-

тывающие предприятия;

– компоненты, планируемые к переработке на собственных 

мощностях по собственной или привлеченной технологии;

– неутилизируемый остаток (с низкой степенью опасности), не 

подлежащий переработке (пищевые отходы, отсев и шлак, прессован-
ный и подготовленный к захоронению на полигоне).

Утилизации и вторичному использованию могут быть подверг-

нуты многие компоненты из массы ТБО.

Рис. 1.2. Принципиальная схема мусоросортировочной станции