Российские инженеры в свете лучших мировых тенденций в области ресурсосбережения сегодня создают эффективные решения для промышленности, уделяя большое внимание использованию вторичного сырья. Отобрали пять наиболее интересных технологий, представленных на «Иннопром-2021», и изучили их особенности.

Робот, который умеет сортировать отходы

Эта разработка родом из Санкт-Петербурга и представляет собой роботизированную установку с камерами и нейросеть. Камеры создают большое количество снимков содержимого мусорного конвейера, нейросеть их анализирует и принимает решение: стоит брать конкретный предмет или нет. Это принятое решение по команде нейросети исполняет манипулятор. При помощи вакуума он буквально присасывает предмет и убирает с ленты конвейера.

Нейросеть может распознать почти четыре десятка видов отходов: пластиковые бутылки разных цветов, пластиковую упаковку от бытовой химии, тетрапаки и алюминиевые банки. Если в процессе сортировки рабочая часть робота загрязняется, он может сам себя очистить при помощи продувки.

Работа на мусоросортировочном заводе — не самая простая. Это агрессивная среда для человека, и она плохо влияет на его здоровье. Робот-сортировщик способен заменить двух человек в этом процессе, а если отходы поступают в подготовленном виде, после первичной сортировки, то робот заменяет до четырёх человек.

Всего за сутки автоматизированный сортировщик способен разобрать до 2,5 тонны отходов, скорость сортировки при этом составит 45 бутылок в минуту. Чтобы окупить такой агрегат, уйдёт до полутора лет.

Шесть таких роботов-сортировщиков прошли тестирование в промышленных условиях на мусоросортировочном заводе в Санкт-Петербурге. Теперь разработка пущена в работу и в Москве.

«Зелёная гранула», снижающая выбросы парниковых газов

«Зелёная гранула», или полиэтилентерефталат — это смесь первичного и вторичного полиэтиленового сырья в пропорции 75% на 25% во время производства полимера. По задумке разработчиков такой синтез должен снизить нагрузку на экологию: при уменьшении энергоёмкости производства снижается объём выбросов парниковых газов в атмосферу.

Кроме этого, разработка решает проблему с использованием вторичного сырья для производства пищевой упаковки. Если гранулы полностью изготовлены из «вторички», то для этих целей они не годятся, а при соотношении 75 на 25 требования по характеристикам и свойствам остаются в пределах нормы.

В середине 2022 года «зелёную гранулу» начнут производить в промышленных масштабах. К этому моменту на заводе-изготовителе будет модернизирована производственная линия. По плану ежегодно для синтеза полиэтилентерефталата будет использоваться до 34 000 тонн ПЭТ-флексы. На сегодняшний день этот проект является первым в России, где вторичное сырьё задействовано в производстве полимеров для пищевой упаковки.

Подводный беспилотник для работ на большой глубине

«Сарма» — беспилотник, который может автономно работать в глубинах мирового океана до трёх месяцев. Он способен на транспортировку грузов, управление нефтегазовым оборудованием, обслуживание подводных конструкций, геологоразведку и поиск затонувших объектов.

Глубина, на которой может трудиться беспилотник, составляет тысячу метров. Для того чтобы агрегат мог хорошо ориентироваться на такой глубине, разработчики снабдили его «умным» зрением, системой связи и навигационной установкой. «Сарма» может работать и в автономном режиме, например, подо льдом, полагаясь на искусственный интеллект и воздухонезависимые энергосистемы.

Масштабное производство таких беспилотников начнётся в 2024 году. А перед этим пройдут испытания аппарата без спутниковой связи подо льдами Северного морского пути. Тестовый маршрут составит 10 000 километров.

Одноразовая экопосуда и экоупаковка из природных материалов

Бытовые отходы из пластмасс в последнее время стали настоящей проблемой для человечества. Такие отходы долго не разлагаются, а их объёмы растут в геометрической прогрессии. Одним из решений может стать производство биоразлагаемого сырья из растительных полисахаридов. Для изготовления такого экосырья не используются полимеры и загрязняющие материалы — в ход идут вторичные продукты переработки растительного сырья. При попадании в компост упаковка и посуда из биоматериала разлагаются всего за четыре недели, а в результате переработки бактериями образуются безопасные для окружающей среды вещества.

Переработка металлической пыли без отходов

Металлическая пыль — спутник любого металлургического производства. При этом состав пыли может быть неоднородным и содержать железо, цинк, кадмий, свинец. Это отходы, но их можно переработать новым экологически чистым способом.

Разработка основана на пиро- и гидрометаллургическом методах, а также вельц-процессе с применением вращающихся трубных печей. Продуктами такой переработки становятся железорудный окатыш и возгоны цинка, кадмия и свинца. Железорудный полуфабрикат может быть использован, например, для последующей переработки в чугун, а возгоны — в оксид цинка высокой чистоты или концентраты из свинца и кадмия. Оксид цинка сейчас наиболее востребован: он используется при производстве керамики, стекла, каучуков, бумаги, полимеров. Помимо промышленности его применяют в качестве минерального удобрения в сельском хозяйстве, в фармацевтике и косметологии.

Инновационная разработка по переработке металлической пыли уже прошла испытание на двух промышленных предприятиях в Новороссийске. В 2024 году эта технология будет запущена на строящемся металлургическом заводе в Шахтах, где перерабатываться будет не только пыль собственного производства, но и с других предприятий.