Как изготавливают пенополистирол


Пенопласт – строительный материал, представляющий собой газонаполненные ячеистые массы. Сегодня он массово востребован при строительстве, ремонте и реконструкции зданий и фасадов. В основном, используется для звуко- и теплоизоляции внутренних стен и фасадов для утепления помещений. Как показывает практика, такая отделка полностью окупается впоследствии, благодаря уменьшению затрат на кондиционирование и отопление. Именно поэтому, спрос на производство пенопластовых листов растет с каждым годом, и рынок этого строительного материала ещё далек от насыщения.

Как изготавливают пенополистирол

Чтобы организовать производство пенопласта, следует реально оценить потребительские возможности вашего региона и финансовые затраты на открытие и запуск технологического процесса. Сделать это возможно по следующему алгоритму.

Шаг 1. Оцениваем рынок потребительского спроса


Кто он, потенциальный потребитель? Львиная доля рынка пенопласта, безусловно, принадлежит строительству (около 85%). Остальные 15% – производство упаковки, рыболовецких снастей, спасательных жилетов, заполнителей в лодках и т.д. Но выход на такие сферы сбыта искать нелегко, да и не в каждом регионе он есть, поэтому ориентироваться нужно на массовое потребление.

Как изготавливают пенополистирол

Анализ потребительского спроса должен дать ответ на вопрос, какой вид торговли вам предпочтительнее избрать. Розничная торговля предполагает поставку своей продукции в строительные магазины региона для последующей продажи конечному потребителю. Ориентировочный объем продаж одной торговой точки в месяц – около 30 кубов пенопласта, при этом вам не нужно тратиться на аренду помещения собственного магазина, продавцов, рекламу.

Но следует учитывать минусы розничной торговли:

  • самостоятельная развозка продукции автоматически добавляет к затратам приобретение собственного транспорта и связанных с ним расходов (топливо, водитель, ТО);
  • торговая наценка сети сводит вашу прибыль до минимума, чтобы выдержать конкуренцию с остальными производителями (нередко продажная наценка и, соответственно, прибыль магазина выше, чем завода-изготовителя);
  • порча при транспортировке и хранении. Пенопласт – материал хрупкий, поэтому естественная убыль от поломки листов составит около 5% (этот недостаток решается покупкой дробилки для безотходного производства).

При оптовой торговле продажу можно осуществлять прямо со склада цеха, выделив небольшое помещение для выставки образцов продукции и купив кассовый аппарат. Безусловно, за одним-двумя листами пенопласта никто на склад обращаться не будет. Такая продажа рассчитана на оптового покупателя. К примеру, на утепление фасада одного дома площадью 150 м2 потребуется около 30 кубов пенопласта. Конечно же, такой объем выгоднее приобрести у производителя, без 25-30% торговой наценки строительного магазина.

Впрочем, можно совмещать оптово-розничную торговлю, имея с каждой отрасли свою прибыль, нарабатывая клиентскую базу крупных поставщиков и строительных фирм.

Шаг 3. Выбор оборудования

Как изготавливают пенополистирол

Прежде, чем покупать оборудование, нужно определиться с объемами, так как производительность – один из самых важных показателей, определяющей стоимость технологической линии, и количество изготовленной продукции.

Например, линия «под ключ» для производства листового пенопласта в минимальной комплектации с производительностью 20 куб./смену обойдется около 400 000 руб., 40 куб./смену – 810 000 руб, 100 куб./смену – 1 350 000 руб. В стоимость такого оборудования входит предвспениватель для первичной обработки, бункер для вылеживания, формовочный отсек, станок для нарезки, мешки для бункеров.


Как изготавливают пенополистирол

Для расчетов берем линию с максимальной автоматизацией и комплектацией для производства 40 м3/смену (Цена – 1.2 млн. руб.). В неё входит все оборудование, необходимое для запуска производства (кроме парогенератора, который приобретается отдельно):

  • предвспениватель с пультом управления;
  • транспортер сырья;
  • бункер-сушка;
  • мешки для бункеров;
  • вентиляторы для сушки;
  • пульт для управления пневматической транспортировкой;
  • формовочные блоки;
  • вакуумная насосная станция;
  • автоматический станок для резки;
  • парогенератор;
  • дробилка;
  • весы для контроля вспенивания и веса блоков.

Как изготавливают пенополистирол

Для данной линии расход воды за смену составит около 1000 л, электроэнергия – зависит от вида парогенератора. Дополнительно рекомендуется приобрести оборудование по упаковке (около 130 000 руб.) готовой продукции; тефлоновое покрытие в формовочном бункере (25000 руб.), специальную вытяжку для оборудования (35000 руб.), трубы для пневмотранспорта (45 000 руб.).


Отдельно необходимо приобрести парогенератор (около 250 000 руб) – дизельный, электрический, дровяной, газовый, производительностью не менее 200 кг пара/час. Приблизительный расход топлива: дизель (10-12 л/час), электроэнергия (200 кВт), газ (12 м3/час). Несмотря на высокий расход, рекомендуется приобретать электрический парогенератор – он наиболее безопасен в эксплуатации и не требует дополнительных разрешений, в отличие от дровяного или газового.

Шаг 4. Подбор помещения

Помещения для производственного цеха должно быть с высокими потолками (от 5 м) и общей площадью не менее 150 м2 (при производственной линии 40 м3/смену). Основные требования: хорошая вентиляция, подвод воды для технических нужд (до 3 м3/сутки), электроэнергия, отопление (не меньше +15 С).

Для склада готовой продукции потребуется 50-60 м2 помещения, изолированного от цеха огнестойкими конструкциями (допускается хранение пенопласта под навесом, с обязательной защитой от солнца и осадков).

Шаг 5. Выбор поставщиков и сырья

Материалы и ресурсы, необходимые при производстве пенопласта:

  • вода;
  • электроэнергия;
  • полистирол суспензионный вспенивающийся;
  • пар.Как изготавливают пенополистирол

Производство пенопласта может быть безотходным, «некондиция» измельчается и добавляется заново к сырью перед формированием в монолитный блок.

Сырье (полистирол вспенивающийся) имеет вид полупрозрачного стеклянного бисера, диаметром от 0.2 до 3.5 мм, разделенного на фракции (рассевы) для производства пенопласта соответствующего вида.

Например, для изготовления пенопласта 50 используют рассев №1 (самые мелкие гранулы), а для марки 15 – самые крупные (№4). При выборе отечественного производителя себестоимость сырья будет ниже, импортного – выше производительность (почти на 10% из-за лучшей раскрываемости гранул). Именно поэтому, большинство цехов по изготовлению пенопласта работают на китайском сырье.

Как изготавливают пенополистирол

Шаг 6. Описание технологии производства пенопласа по этапам

1) Вспенивание

Гранулы ПСВ (готового сырья) попадают в камеру предвспенивателя, где «надуваются», приобретая вид шариков. Количество раз вспенивания зависит от вида изготавливаемой продукции. К примеру, для пенопласта с весом выше 12 кг будет достаточно одного раза. А для производства легкого материала низкой плотности (весом ниже 12 кг) необходимо многократное «посещение» камеры предвспенивателя, причем перед каждым гранулам нужно будет «отлежаться» в специальном бункере.


Как изготавливают пенополистирол2) Вылеживание

После процесса вспенивания, сырье с помощью пневмотранспорта подается в бункер для вылеживания. Здесь они находятся не менее 12 ч (до 24 ч). Это время необходимо для хорошей просушки (после предвспенивателя гранулы выходят влажные) и стабилизации внутреннего давления. После вылеживания, гранулы отправляются снова на вспенивание, или далее – на формовку.

Как изготавливают пенополистирол3) Формовка

Из бункера вылеживания гранулы попадают в блок форму. Здесь, под воздействием пара из парогенератора и происходит формирование пенопластового блока. Гранулы расширяются в замкнутом пространстве и склеиваются между собой в монолитную массу.

Как изготавливают пенополистирол
4) Резка блока

После выемки из формы, блок необходимо выдержать минимум 24 часа. За это время монолит успевает просохнуть, и риск получить рваные или неровные края при нарезке — минимален. После сушки, блок режется по горизонтали и вертикали на листы заданной толщины и размера.

Шаг 7. Оцениваем затраты и доходы


Расчет себестоимости 1 м3 пенопласта марки 25 ( весом 16 кг) – самого популярного и востребованного материала при строительстве и утеплении фасадов домов.

Расход сырья – 16 кг на 1 м3 (в среднем, для приготовления 1 кг готового пенопласта расходуется 1 кг сырья).

Примерная стоимость производства 1 м3 – 150 руб. Она формируется из расчета стоимости воды, электроэнергии и зарплаты рабочих (для малого предприятия берем в расчет 2-х рабочих с оплатой 600 руб./день или 30 руб./1 м3 на каждого).

Стоимость сырья с доставкой – 73 руб./1 кг. Стоимость сырья, необходимого для производства 1 м3= 75 руб. x 16 кг = 1200 руб.

Итого: производство 1 м3 = 1200 руб. + 150 руб. = 1350 руб.

Прибыль с 1 м3 пенопласта – составит 300-500 руб. (зависит от продажной цены и условий – опт, розница)

Рассчитываем окупаемость линии для производства пенопласта 40 м3/смену.

Стоимость оборудования (с монтажом, доставкой и обучением персонала) – 1,6 млн. руб.

Чтобы «отбить» стоимость оборудования нужно произвести (и реализовать!) 3200 – 5500 м3 готовой продукции. То есть, при односменной работе и 23 рабочих днях в месяц, срок окупаемости составит от 4 до 7 месяцев. При среднем сроке службы оборудования – 10 лет, можно сделать вывод, что такое вложение очень выгодно (начальный капитал за время эксплуатации увеличится почти в двадцатикратном размере).


Разумеется, все зависит от нормы продаж и сезона. Ведь во время высокого спроса (строительного сезона) производство может работать и в 2-3 смены.

Кроме того, к ежемесячным расходам необходимо прибавить:

  • стоимость аренды (если помещение не в собственности);
  • затраты на открытие фирмы и ведение бухгалтерии (можно доверить аутсорсинговой компании или нанять постоянного бухгалтера);
  • налоги (на зарплату наемных рабочих + на прибыль в зависимости от выбранной системы налогообложения);
  • стоимость транспорта, горючего и зарплату водителя (если планируется развозка продукции по магазинам или доставка к строительным объектам).

Как видно из расчетов, бизнес рентабелен и при правильной организации окупается быстро, дальше принося чистую прибыль. Кроме того, все расчеты проведены для малого бизнеса с достаточно низким порогом вхождения. Месячный объем производства такой линии составит около 1000 м3, со среднемесячным доходом на уровне 250 тыс. рублей.

Пенополистирол экструдированный: технология производства

Экструдированный пенополистирол – однородный синтетический материал. В его прочной микроструктуре распределена масса ячеек, составляющих единое тело.


Экструдированный пенополистирол

Диаметр ячеек очень мал – примерно одна десятая миллиметра, внутри они полые и абсолютно герметичные, то есть имеют капиллярность, приближенную к нулю. Именно это и делает полистирол уникальным материалом с идеальными характеристиками, такими, как:

Схема пенополистирола в качестве утеплителя

  1. Низкая теплопроводность пенополистирола.
  2. Прочность.
  3. Легкость.
  4. Влагостойкость, которая обеспечивается очень низкой степенью водопоглащения.
  5. Сохранение своих свойств под воздействием очень низких температур.
  6. Отличные звукоизоляционные показатели пенополистирола.
  7. Долговечность.
  8. Высокие гигиенические свойства, которые обеспечиваются стойкостью к образованию плесени, росту и размножению бактерий на поверхности пенополистирола.

Все эти свойства пенополистирола делают его идеальным утеплителем. В этом качестве он и используется уже более 70 лет, являясь лидером продаж в этой сфере строительного рынка. В странах Европы и Соединенных Штатах он уже давно вытеснил применение пенопласта.

В нашей стране пенополистирол также набирает популярность благодаря своим эксплуатационным характеристикам и относительно небольшой цене.

Спрос на экструдированный полистирол в России каждый год увеличивается приблизительно на тридцать процентов. Нашел свое широкое применение экструдированный полистирол и в пищевой промышленности для производства тары для упаковки пищевой продукции. Не сложная технология производства полистирола делает возможным его изготовление на небольших производственных линиях.

Технология производства экструдированного пенополистирола

Производство экструдированного пенополистирола

Поначалу технология производства экструдированного пенополистирола представляла собой его вспенивание посредством фреонов. После многочисленных протестов экологов и проведения исследований, установивших, что фреоны входят в список веществ, применение которых участвует в разрушении озонового слоя Земли, в производстве пенополистирола стали использовать углекислый газ СО² как вспенивающий агент.

В общих чертах процесс изготовления выглядит так:

  1. В сырье (суспензионный полистирол) вводятся необходимые добавки для обеспечения противопожарных свойств (антипирены), для обеспечения лучшего распределения осветлителя (нуклеаторы), а так же красители или пигменты. Далее производится процесс загрузки.
  2. Производится предварительное вспенивание и вылеживание вспененных гранул.
  3. Спекание и формовка.
  4. Обработка в тянущем устройстве.
  5. Полотно охлаждается естественным путем, при этом происходит окончательное вспенивание. Иногда на мощных производственных линиях применяется принудительное охлаждение методом перекладывания.
  6. Процесс стабилизации.
  7. Обработка поверхности до достижения гладкости поверхностей.
  8. Процесс нарезки и упаковки пенополистирола.

Загрузка сырья в бункер вспенивающего устройства

Суспензионный полистирол

Сырьем для производства пенополистирола является суспензионный полистирол, вес при насыпке которого приблизительно равен 500 г на кубический м объема (после вспенивания увеличивается до 15-100 кг). Каждая партия сырья имеет свое время, необходимое для вспенивания, которое должно строго выдерживаться. При превышении временных границ происходит разрушение гранул. В технологии производства вспененного полистирола учитывается качество сырья.

Сырье поступает на склады производства обычно упакованным в мешки по 25 кг или в так называемых биг-багах – мягких контейнерах большого размера и грузоподъемности, имеющих стропы петли для погрузки. Условия хранения сырья должны быть строго соблюдены. Оно должно храниться на поддонах при температуре от 20-25ºC. Сырье не предназначено для длительного хранения, так как со временем могут меняться временные показатели вспенивания. Технология хранения обычно указывается на упаковке.

Перед загрузкой сырья производится механическое перемешивание гранул полимера с добавками-модификаторами. Каждая из них выполняет свою функцию. Помимо уже перечисленных выше для улучшения однородности и мелкой структуры пор добавляют стабилизаторы-нуклезиаты, антипиреновые добавки для повышения огнестойкости, термостабилизаторы и антиоксиданты для защиты от термоокислительной диструкции, абиотические добавки для исключения плесневения. Возможно введение антистатических и синергических добавок. Технология введения добавок подбирается с учетом марки экструдированного пенополистирола.

Приспособления для загрузки

Гибкие шнеки

Все современные линии оснащены обеспечивающими высокую пропускную способность приспособлениями для загрузки. Более того, производители предусматривают резервные возможности, если будет необходимо увеличение объемов производства пенополистирола. К устройствам подачи предъявляются высокие требования по надежности и способности транспортировки сырья без его повреждения. Более надежными считаются механические подающие устройства.

  1. Шнеки жесткие определенного диаметра, к которым подсоединена загружающая воронка. Главные преимуществом шнека считается возможность обеспечения при необходимости транспортировки сырья на большие расстояния (до 10 м). Именно жесткий шнек способен обеспечить максимальную сохранность сырья от механического повреждения.
  2. Гибкие шнеки. Состоят из мягкой трубы и проталкивающего устройства – стальной спирали. Главное достоинство – способность обеспечить как вертикальную, так и горизонтальную подачи. Работают в прерывистом режиме из-за невозможности синхронизации подачи сырья и наполнения бункера предварительного вспенивания.
  3. Инжектор для подачи сырья, который вставляется непосредственно в бункер. Оснащен всасывающей трубкой, которая заканчивается штуцером. Для сокращения количества всасываемого с материалом воздуха оснащается регулирующими устройствами. Обеспечивает высокую скорость подачи сырья. Однако это скорее недостаток, чем достоинство, так как повышается вероятность повреждения гранул сырья, а так же из-за попадания воздуха снижается производительность и рентабельность производства.
  4. Вакуумная подача. Производится посредством воздуходувки, работающей при низком давлении, которое автоматически захлопывает клапан загрузки. Воздух выкачивается через фильтр. Работает по прерывистой схеме. Несмотря на малые диаметры подающего устройства, подача сырья происходит в очень высоком скоростном режиме, так что степень повреждения загружаемого материала очень велика.

Процесс предварительного вспенивание и вылеживание сырья

Процесс вспенивания гранул пенополистирола

Свободное или предварительное вспенивание гранул происходит в предвспенивателе при температуре от 100-110°С и давлении 16-0,22 кг/см². Он состоит из емкости с отверстиями для подачи пара в днище и активатора для размешивания. В процессе вспенивания при обработке паром сырье увеличивается приблизительно в 30-50 раз. Целостность и замкнутость ячеек при этом не нарушается. Далее гранулы сырья под давлением поднимаются вверх и в окно выгрузки выдавливаются в промежуточный бункер, из которого транспортируются пневмотранспортом (система труб и вентиляторов) в бункер вылеживания. Здесь происходит стабилизация давления в расширившихся при вспенивании гранул. Здесь же происходит частичное замещение вспенивающего агента на воздух. Вспенивающий агент вытесняется, а частицы воздуха занимают их место.Технология контроля над процессом осуществляется вручную при помощи весов и мерных емкостей.

Процесс вторичного вспенивания

После выдержки в бункере вылеживания вспененные гранулы сырья вновь подвергаются термической обработке, еще раз увеличиваются в объеме, а так как этот процесс происходит в замкнутом пространстве, то увеличивающиеся в объеме сферические частицы вынуждены «спекаться», деформируясь в многогранники. Для технологии производства полистиролов имеются сводные таблицы по нормам загрузки и времени вспенивания.
Обработка поверхности, нарезка и упаковка экструдированного полистирола
Виды обработанной поверхности экструдированного полистирола

Далее происходит выравнивание листов пенополистирола для достижения ровной поверхности. Полотно обрезается с боков, сверху и снизу. Получив правильные геометрические линии, его разрезают на листы необходимых размеров. Технология выравнивания и нарезки пенополистирола на современных линиях автоматизирована.

Производится дробление и гранулирование обрезки, после чего она снова поступает в производство.

Для больших производств рентабельным является применение устройства для дополнительного охлаждения листов, которое позволяет сократить время охлаждения путем перекладывания листов пенополистирола устройством карусельного типа. Лист охлаждается очень быстро, приблизительно за минуту.

Упаковываются листы пенополистирола, уложенные стопами, специальной упаковочной пленкой стретч-худ.

Как изготавливают пенопласт

технология изготовления пенополистиролаРанее мы рассказывали, что такое пенополистирол. Помним, что этот материал состоит из многочисленных ячеек, заполненных воздухом. Значит — процесс изготовления должен включать вспенивание материала.

Так и есть: процесс вспенивания — один из важных в производстве пенополистирола.

Однако это еще не всё.

Рассмотрим:

Этапы технологии изготовления пенопласта

Обычно процесс включает в себя:

как делают пенопласт

Теперь детальнее:

1. Вспенивание. В ходе выполнения этого процесса сырье помещают в специальную емкость (пенообразователь), где под действием давления (используется парогенератор) гранулы увеличиваются примерно в 20-50 раз. Операция выполняется в течение 5 минут. Когда гранулы достигают необходимого размера, оператор выключает парогенератор и выгружает вспененный материал из емкости.

2. Сушка полученных гранул. На данном этапе главная цель — удаление лишней влаги, оставшейся на гранулах. Делается это с помощью горячего воздуха — он направляется снизу вверх. При этом для лучшего просушивания гранулы встряхиваются. Этот процесс также длится недолго — около 5 минут.

3. Стабилизация (отлеживание). Гранулы помещают в бункеры, где и проходит процесс вылеживания. Продолжительность процесса — 4…12 часов (зависит от температуры окружающего воздуха, величины гранул).

Важное примечание: технология изготовления пенополистирола может исключать 2-й этап (сушку). В таком случае стабилизация (отлеживание) будет длиться дольше — до 24 часов.

4. Выпекание. Этот этап производства пенопласта часто называют формованием. Суть заключается в том, чтобы соединить между собой полученные ранее гранулы. Для этого они помещаются в специальную форму, после чего под давлением и под действием высокой температуры водяного пара проходит процесс спекания гранул. Длится примерно 10 минут.

5. Созревание (вылеживание). Цель — избавить полученные листы пенополистирола от лишней влаги, а также от оставшихся внутренних напряжений. Для этого листы располагают в свободном месте производственного цеха на несколько суток. В ряде случаев созревание может проходить до 30 суток.

6. Резка. Изготовленные блоки пенопласта кладут на спецстанок, на котором блоки разрезаются на листы соответствующей толщины, длины, ширины. Этот производственный процесс выполняется с помощью нихромовых струн, нагретых до определенной температуры. Соответственно, проводят как горизонтальную, так и вертикальную резку блоков.

Вот так делают пенопласт.

Разумеется, после перечисленных 6-ти этапов может выполняться 7-й этап — переработка оставшихся обрезков. В результате чего они смешиваются с другими гранулами, которые потом будут подвергаться тем же процессам — спеканию, вылеживанию…

Оборудование, которое используется в ходе производства пенополистирола, показано в виде таблицы:

производство пенополистирола

Технология изготовления пенопласта напрямую влияет на качество

Как мы говорили выше, сейчас рынок наполнен немалым количеством низкокачественного материала. Его могут производить в гаражах, каких-то складских помещениях.

Но основная проблема заключается не в том, где изготавливают материал (хотя окружающая среда также влияет на качество), главная проблема — не соблюдение всех правил изготовления пенопласта.

Какие могут быть отклонения от правильного производства пенополистирола?

Самые различные — начиная от некачественной грануляции и заканчивая плохой, неточной нарезкой блоков пенопласта на листы.

Некоторые умники вообще не проводят как таковую стабилизацию, вылеживание. Для них важна исключительно скорость изготовления пенополистирола.

«Чем больше — тем лучше — больше денег заработаем!»

Из-за этого характеристики пенопласта сильно ухудшаются:

  • он может получиться хрупким, непрочным,
  • гранулы могут быть плохо соединены между собой,
  • плотность может быть неравномерной.

как делают пенополистиролЭто может также происходить из-за низкокачественного, неисправного оборудования, которое использовалось при производстве — вспениватели, сушильные установки, компрессоры, парогенераторы и т.д.

И еще немаловажный момент: при плохой технологии изготовления пенопласт может иметь резкий, неприятный запах. Возможна такая картина: привезли новенькие листы пенополистирола домой, уложили в гараж или другое помещение и… вскоре услышали, что помещение наполнилось каким-то едким, неприятным запахом.

Это очень плохо. Это значит, что пенопласт еще во всю «парит», выделяя вредные вещества. Особенно опасно, когда такой низкосортный материал складывается в жилых помещениях.


Использованные источники

  1. vproizvodstvo.ru/idei/proizvodstvo_penoplasta/
  2. 1poteply.ru/utepliteli/texnologiya-proizvodstva-ekstrudirovannogo-penopolistirola.html
  3. vyborstm.ru/texnologiya-izgotovleniya-penoplasta-kak-delayut-penopolistirol.html

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.