铝塑复合包装材料.doc

湖南工业大学

课 程 设 计

资 料 袋

包装与材料工程 学院（系、部） 2010~ 2011 学年第 1 学期
课程名称 软包装复合工艺与设备 指导教师 向贤伟 职称 教授
学生姓名 王可 专业班级 包工073 班 学号 07404200311
题 目 铝塑复合包装材料
成 绩 起止日期 2011年 1 月 11日～ 2011年 1 月 17 日

目 录 清 单
序号
材 料 名 称
资料数量
备 注
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课程设计任务书
1

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课程设计说明书
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张
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湖南工业大学
课程设计任务书
2010—2011学年第 1 学期

包装与材料工程 学院（系、部） 包装工程 专业 073 、074 班级
课程名称： 软包装复合工艺与设备
设计题目： 铝塑复合包装材料
完成期限：自 2011 年 1 月 11 日至 20101年 1 月 17日共 1 周

内
容
及
任
务

（1）选择一种食品或药品。
(2) 查阅文献资料。
(3) 根据文献资料确定此种食品或药品复合软包装材料的设计。
(4) 论证设计方案的合理性，可行性。
（5）完成设计报告。

进
度
安
排
起止日期
工作内容
2011.1.11
设计前准备
2011.1.12
市场调研
2011.1.13--2011.1.15
文献分析、技术方案确定、理论研究
2011.1.16—2011.1.17
完成课题报告
主
要
参
考
资
料
【1】 向贤伟.食品包装技术[M].国防科技大学出版社，2002
【2】 郭彦峰,许文才.包装测试技术[M].化工工业出版社，2006
【3】 刘喜生.包装材料学[M].吉林大学出版社，2006

指导教师（签字）： 年 月 日
系（教研室）主任（签字）： 年 月 日

铝塑复合包装材料

摘要：铝塑复合包装材料的大量使用，产生了数量庞大的不可降解废弃物，从而给环境保护带来巨大的压力。本文以废弃的铝塑复合包装材料为研究对象，主要阐述了当前铝塑复合包装材料的一些分离技术及效果，并分析各种分离法的优缺点，具有一定的实用性。
关键词： 铝塑复合包装材料 ； 回收 ；分离技术

Study on the recovery and separation technology of aluminum-plastic composite packaging materials
Huang Meijun
(Hunan University of technology, packaging and Materials Engineering, Packaging Engineering 073 class, 15886314977)
ABSTRACT: Aluminum plastic composite packaging materials are widely used, produced a huge number of non-biodegradable waste, which brings great pressure to the environment. In this paper, waste plastic composite packaging material as the research object, the main set of the current aluminum-plastic composite packaging materials and the effect of some separation techniques, and analyze the strengths and weaknesses of various separation, has a certain practicality.
KEYWORDS: Aluminum plastic composite packaging materials; recovery; separation
1 废弃铝塑复合包装材料回收的重要性
铝塑复合包装材料以其良好的阻光保温、无毒安全、成本低廉的特点，广泛应用于食品、医药、化学品、日用品等商品的包装。且用量在逐年递增，其废弃料及边角料也随之增加。由于铝与塑料粘在一起，不能用来炼铝，也不能生产再生塑料，只能被废弃焚烧，既污染环境又浪费资源。据国家有关部门统计，此类废弃的铝塑复合包装物每年高达三百万吨。从理论上讲，完全可以做到100%回收再利用。以目前国内的再生利用水平，保守估算，每吨用后的复合软包装的再生利用价值可达2500 元人民币。这意味着一条潜力高达100亿元人民币的循环经济产业链的市场处于待开发状态。所以，废弃铝塑复合包装材料的回收带来了重大的经济与社会效益，又能解决铝塑复合包装物带来的环境污染问题，变废为宝，正符合节能经济及低碳经济5R的要求。
2 目前铝塑复合包装材料的分离技术进展研究
废弃的铝塑复合包装材料回收具有相当大的重要性，然而回收最重要的一点就是铝塑分离技术。分离方法有机械分离法、化学分离法和半化学半机械法。下面主要介绍铝塑复合包装材料的一些分离技术。
2.1机械分离法
国外，巴西和西班牙采用等离子技术，通过电解惰性气体（氩）而产生高温，使铝和塑料汽化从而得到高纯度的铝锭和石蜡。水力碎浆后的铝塑筛渣可以在等离子氩气的作用下，产生1500℃的高温可得到液态的铝和气体的石蜡，经过冷凝后可形成铝锭和高纯度石蜡。国内，徐考伸发明了废弃铝塑复合材料分离回收方法，将废弃铝塑复合材料进行粉碎成条状和块状，耐压封闭容器内封闭后，对耐压封闭容器进行抽真空处理；加热，温度加热至塑料材料通过加热形成热解气化状态的塑料材料；再次利用抽真空设备将热解气化后的塑料材料，直接抽至塑料回收设备中；其容器内所剩即为铝金属材料。为此，徐考伸发明了一种废弃铝塑复合材料的分离装置，它包括有耐压封闭容器，在所述耐压封闭容器的下方或内侧壁上设有加热装置。
2.2化学分离法
化学分离是采用溶剂来浸泡铝塑复合材料，破坏铝塑间的结合力，让铝和塑料分离。化学分离法是应用最为广泛的方法，并且具有低成本、低能耗的优点。
2.2.1化学分离法的原理
铝塑复合包装废料中金属铝和铝的氧化物具有两性，可溶于酸也可溶于碱，但一般不溶于有机溶剂。利用铝和其氧化物的性质可用酸溶或碱溶的方法把废铝塑片上的铝除去以回收塑料片，含铝的溶液可合成氯化铝、硫酸铝和聚合铝。塑料能够耐酸、碱的侵蚀，可溶于有机溶剂，利用此性质可以回收金属铝，溶液可用于造防潮剂。某些有机溶剂对塑料仅可以溶胀而不能溶解，利用此性质选择最佳溶剂，仅使塑料稍微溶胀，再用分离机械进行分离，再把铝片和塑料片分捡出来。
2.2.2化学分离法的研究现状
2.2.2.1酸溶或碱溶分离法
美国专利US 20040129372 介绍了一种分离铝塑箔片的方法。首先在浓度15～68%的硝酸中浸泡， 然后在40～70℃水中浸泡以加快铝塑的分离。河北科技大学研制了一种铝塑复合包装分离剂，由浓度为5～20%的硫酸或磷酸以及氧化剂组成，使用时将铝塑复合包装材料浸泡在40℃～80℃的含有浓度为5～20%的硫酸或磷酸、0.1～0.5%阳离子表面活性剂或只含有浓度为5～20%的硫酸或磷酸的分离剂中，搅拌均匀；投加氧化剂，搅拌；浸泡1～20 分钟左右铝层和塑料层自动剥离；将包装材料经过二次到三次清水洗涤，除去表面残存的分离剂；将铝箔和塑料层分离。此方法可快速分离铝塑复合包装，且铝箔回收率高，并且为操作者提供了良好的工作环境。
2.2.2.2溶剂分层分离法
河南大学化学化工系，马新起，李明静，张希兰，王玉兰等人以甲苯、乙酸乙酯、粗苯的混合溶剂作为分离溶剂进行铝塑分离试验。把干净的铝塑片加人盛有溶剂的分层槽中, 由于溶剂对PVC塑料具有溶涨作用而使铝片与塑料片分离开，经水洗后分捡出其中的铝片，剩余即是塑料片。北京建筑工程学院城市建设工程系，王崇臣，王鹏，以工业纯醋酸或甲酸作为分层剥离剂，将聚乙烯(PE)铝塑复合材料中的可回收利用物质完整分离。
2.2.2.3溶塑机械分离法
欧洲专利EP 0543302 在低级脂肪酸CnH2n+1(COOH)(n≤4)溶液中100℃加热铝塑复合膜10～20 分钟， 冷却后将脱附后的铝塑复合膜中的铝箔与塑料进行剥离，这是种环保型回收铝的方法。华南理工大学研制了一种将废旧铝塑复合膜中的塑料与金属铝箔进行分离的方法。它首先将废旧铝塑复合膜浸泡在含有3～15 个碳原子的有机溶剂中，并进行搅拌，经过0.5～20h 后，取出铝塑复合膜并放入离心机中，将吸附在铝塑复合膜中的有机溶剂脱附出来，脱附出来的溶剂可以继续使用；同时，采用手工方法，将脱附后的铝塑复合膜中的铝箔与塑料进行剥离与筛选，得到可以再利用的铝箔与塑料。
2.3半化学半机械法
从2007年起，山东天艺塑胶有限公司联合山东聊城大学的专家，共同研发更适合中国国情的铝塑分离技术，其间得到了利乐中国的全方位支持。经过两年的攻关研发和反复调试，“中国版”铝塑分离技术终于取得成功，并于2009年3月在杭州富伦生态循环科技开发有限公司正式投入工业化生产。“中国版”的铝塑分离技术采用半化学半机械的方法。把无菌复合纸包装提取纸浆后而产生的铝塑筛渣进行二次分离。铝塑筛渣是上游工序水力碎浆生产线产生的“废料”，也是铝塑分离生产线的“原材料”。
首先，铝塑筛渣通过风机被输送到反应罐，接着，反应罐中加入适量的蚁酸溶液，并通入蒸汽加温至50℃左右，从而降低铝箔薄片和塑料薄片之间的结合力。接着，反应罐按顺时针方向转动，其内壁的“分流条”不断剥离铝箔薄片和塑料薄片。随后，反应罐按逆时针方向转动，释放出物料，经过两级分离筛的处理和分选，铝箔薄片已经“变身”为铝粉液，并与塑料薄片彻底分离。分离后的塑料薄片经脱水处理后做成塑料颗粒，可作为原材料销售给塑料制品厂商。铝粉液经地下管道输送至锥形除渣器，去除杂质，并经重力脱水和甩干后形成铝粉，真空包装后即可成品销售。
经专业测算，建设一条这样的铝塑分离生产线，设备投资成本大约为500万元人民币，每年可以处理3000吨无菌复合纸包装。
3 结论
机械分离法，其生产成本较高，对设备要求也较高，如果还需要加热的话，加大能源的损耗，不符合节能经济的要求。化学分离法，低成本、低能耗，但是分离时间太长，寻找适合的分离剂是最重要的一点，需要改进。半化学半机械法的分离效果介于二者之间。
目前国内铝塑分离研究主要处于试验阶段。在各种处理铝塑废弃物的工艺中，化学分离法是应用最为广泛的方法，并且具有低成本、低能耗的优点。在铝塑废弃物分离的研究中，寻找一种低成本的环保分离剂是研究工作者的目标。
参考文献
［1］Anon. Alcoa participates in the world's first carton packaging recycling plant using innovative plasma technology: the plasma process separates aluminium and plastic, components of the aseptic package ［J］. Alcoa press release, 13 May 2005,2pp.
［2］徐考伸.废弃铝塑复合材料分离回收方法［P］. 中国专利,申请号:CN200510090807.x
［3］徐考伸.废弃铝塑复合材料分离装置［P］. 中国专利,申请号:CN200520104043.0.
［4］FGD RECYCLING IND CO LTD (FGDR-N),etc. US 20040129372.
［5］河北科技大学. 铝塑复合包装分离剂及其分离回收方法［P］. 申请号: cn200710061834.3.
［6］ Kersting, EP0543302.
［7］ 华南理工大学. 一种回收利用铝塑复合膜的方法［P］. 申请号:CN200510036166.x
［8］ 王崇臣,王鹏.聚乙烯铝塑复合包装材料的一种回收与利用技术［J］.北京建筑工程学院学报，2005，(.4)
［9］ 向贤伟.复合材料包装废弃物的回收和利用［J］.株洲工学院学报,1999(.2)
［10］刘藕耕.利乐包装废料的利用与再开发［J］.中国包装工业,2002(.5)
［11］马新起, 李明静等废铝塑片的回收和利用［J］.河南化工,1995(.8)
［12］铝塑分离：复合纸包装回收利用成就大产业［J］.资源再生，2009(.10)
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