Отрасли применения пенопластов

Трудно найти современный материал, который использовался бы так же широко как пенопласт. Спектр его применения настолько велик, что одно перечисление только отраслей, где он используется, займет несколько страниц.

Чтобы понять универсальность пенопласта, следует перечислить несколько отраслей, где он используется наиболее часто:

• судостроение (как заполнитель отсеков, обеспечивающих непотопляемость маломерных судов);
• медицина (изготовление термостабилизирующей тары);
• строительство (тепло- и звукоизоляционный материал а также декоративные элементы внутренней отделки, такие как плинтусы и потолочная плитка);
• торговля (упаковочный материал для различных товаров, в том числе хрупких и пищевых);
• производство товаров народного потребления (поплавков, спасательных жилетов, холодильников и др.).

Как видно, пенопласт используется чуть ли не во всех областях современной жизни. Именно этот факт делает его производство одним из наиболее выгодных и рентабельных

Общая характеристика продукции

Пенопласт - собирательное название для класса материалов, который представляет собой вспененные (ячеистые) пластические массы. Основным полезным свойством пенопластов является их малый удельный вес и низкая плотность (основной объём пенопласта занимает газ, поэтому он ненамного - всего от 9 до 29 раз - тяжелее воздуха).

Этот факт, вкупе с ячеистостью, и обуславливает главные достоинства пенопластов: высокие теплоизоляционные (в отдельно взятой ячейке практически невозможны конвекционные потоки) и звукоизоляционные (тонкие эластичные перегородки ячеек - плохой проводник звуковых колебаний) свойства.

Пенопласты получены из многих наиболее широко применяемых пластмасс (полимеров). Наиболее известными материалами являются полиуретановые, поливинилхлоридные (ПВХ), фенол-формальдегидные, карбамид-формальдегидные и полистирольный пенопласт.

Все эти виды отличаются плотностью, механической прочностью и стойкостью к различным видам воздействия. Выбор конкретного вида пенопласта для применения в тех или иных условиях и целях обусловливается составом сырья и технологией его обработки.

Характеристика полистирольного пенопласта

В нашей и многих других странах наиболее распространен полистирольный пенопласт, или пенополистирол, изготовленный по ГОСТ 15588-86.

Пенополистирол - белое однородное вещество, имеющее структуру из склеенных между собой шариков, упругое на ощупь. Не имеет запаха.

Пенополистирол - экологически чистый, нетоксичный, тепло- и звукоизоляционный материал. Он применяется в строительстве на протяжении полувека и зарекомендовал себя как наиболее экономичный и удобный в применении.

Полистирольный пенопласт является нейтральным материалом, не выделяющим вредных для человека веществ.

Кроме того, пенопласт этого типа переносит присутствие асфальтовых эмульсий, рубероида с асфальтовым покрытием, искусственных удобрений, каустической соды, аммония, жидких удобрений, вспененных красок, мыла и смягчающих растворов, цемента, гипса, извести, растворов соли, воды и всякого рода грунтовых вод.

Единственным отрицательным (разрушающим) фактором для пенопласта является длительное ультрафиолетовое облучение, или, попросту говоря, воздействие прямых солнечных лучей. Этот фактор повышает хрупкость пенополистирола и его подверженность эрозии от ветра, дождя и других погодных явлений. Поэтому при хранении необходимо укрывать плиты от солнца.

Технология производства полистирольного пенопласта

Сырьем для изготовления полистирольного пенопласта (пенополистирола) является специальный вспенивающийся полистирол (ПСВ).

Технология производства пенопласта разделяется на несколько этапов.

На первом из них производится вспенивание исходного материала (однократное или многократное). Гранулы полистирола, попадая в камеру предвспенивателя, вспениваются (надуваются) превращаясь в небольшие шарики.

Если требуется, процесс можно повторить: при многократном вспенивании уже вспененные гранулы повторно подаются в камеру предвспенивателя, где они еще больше увеличиваются в размере (надуваются).

Такой технологией пользуются для получения пенопласта низкой плотности. Плотность пенопласта измеряется в килограммах на кубометр и называется фактическим весом. То есть если говорится о пенополистироле фактическим весом 10 кг, имеется в виду, что 1 кубический метр такого пенополистирола будет весить 10 кг.

Однократное вспенивание дает на выходе пенопласт с фактическим весом 12 кг и выше. При двойном-тройном вспенивании получится пенополистирол с фактическим весом ниже 12 кг.

Второй этап производства - вылеживание. Вспененные гранулы подаются пневматическим путем специальный бункер, где они выдерживаются от полусуток до суток. Этот процесс необходим для высыхания полуфабрикатного пенопласта и стабилизации давления внутри гранул.

Важно повторять вылеживание при каждом повторном вспенивании, т.е. для получения пенополистирола с фактическим весом ниже 12 кг потребуется несколько этапов вылеживания.

После вылеживания происходит формовка аморфной массы пенопласта. Высохшие и дошедшие до кондиции гранулы засыпаются в специальную блок-форму, в которой под действием пара происходит формовка блока пенопласта.

Процесс происходит в закрытом пространстве и пенопластовые шарики-гранулы расширяются, сцепляясь между собой и образуя монолитный блок.

Этот блок выдерживается не менее суток, а затем поступает в резку, где ему придается желаемая форма. Вторая выдержка необходима опять же для высыхания. Если попытаться разрезать мокрый пенопласт, рез получится неровным или рваным.

Подсчет затрат на приобретение необходимого для производства оборудования

Линия по производству пенополистирола несложна в сборке и эксплуатации и совершенно малозатратна. Она состоит из нескольких узлов и агрегатов, минимальный набор которых приведен в таблице ниже.

Рассмотрим таблицу более детально и внесем некоторые дополнения и уточнения. Производство пенопласта не требует никаких материальных затрат, кроме затрат на вспенивающийся суспензионный полистирол. Но кроме этого, требуются еще коммунальные услуги - подача холодной воды и электроэнергии. Кроме того, некоторые парогенераторы в качестве топлива используют природный газ.

Однако в данной таблице указана цена более экономичного парогенератора - на жидком (дизельное топливо) и твердом (дрова, а также торфяные и угольные брикеты) топливе.

Кроме того, всего за 155 тыс. руб. возможно приобретение парового котла с дожигателем (утилизатором) различных отходов - опилок, тырсы, шелухи с семечек, стружки, коры, кусковых отходов и других горючих материалов.

Использование такой аппаратуры позволит не только организовать безотходное и экологичное производство, но и 2-2,5 раза увеличивать производительность паровых котлов при том же расходе топлива и сэкономить таким образом на дорогостоящем топливе. Разница в стоимости между обычным парогенератором и парогенератором с дожигателем окупается в течении нескольких месяцев за счет экономии на топливе.

Однако, несмотря на очевидные достоинства котла такого типа - дешевый вид топлива, малая себестоимость и простота обслуживания, существуют и два существенных недостатка: необходимость постоянного наблюдения за котлом и его обслуживания (засыпки топлива), что требует найма как минимум одной штатной единицы - истопника-кочегара, а также противопожарное требование размещение парогенератора в отдельном помещении, что не всегда возможно по архитектурным причинам.

Поэтому, в случае невозможности использования парового котла на жидком топливе, используются электрические котлы. Их стоимость также невысока - от 56700 руб. до 80000 руб., соответственно, в зависимости от мощности, но используемый ими ресурс (электроэнергия) может существенно повлиять на себестоимость производимой продукции.

Установка предварительного вспенивания обслуживается одним человеком и имеет производительность от 6-7 куб. м в час (при первичном вспенивании) до 10-12 куб. м в час (при вторичном вспенивании).

Необходимо учесть тот момент, что производительность блок-формы рассчитана на однажды вспененный материал, и поэтому также не превышает 6-7 куб.м. Если предприятие специализируется именно на производстве пенополистирола с фактическим весом ниже 12 кг, целесообразно приобрести вторую блок-форму, цена которой в таком случае (т.е. при отдельном приобретении и монтаже дополнительных устройств, не входящих в указанную в таблице линию) составит 109-135 тыс. руб., в зависимости от желаемого размера получаемого блока: 2000х1000х550 мм или 2440х1230х650 мм. Блок-форму обслуживают 1-2 человека. Во втором варианте, то есть при использовании двух блок-форм, придется также приобрести паровой аккумулятор объемом 1,65 куб. м за 85 тыс. руб. взамен аккумулятора объемом 0,7 куб. м, которого хватает для производства 6-7 куб. метров пенопласта в час.

При больших объемах производства как вариант можно использовать электрический стол для резки блоков стоимостью 250000 руб.

Указанное в количество мешков-вкладышей для бункера выдержки вспененных гранул (2 шт.) минимально. На самом деле, количество мешков должно равняться как минимум, числу типов вырабатываемой в смену продукции и зависеть от ее объема.

Например, при объеме выработки 6-7 куб. м (т.е. обычного пенополистирола) в час мешок-вкладыш заполняется полностью за 3 часа работы, а при производстве пенополистирола пониженной плотности – за 2 часа. Следовательно, для первой смены потребуется 3 мешка, а для второй – 4.

Указанная в таблице дробилка с вентилятором стоимостью в 35 тыс. руб. представляет собой аппарат, в который помещаются промышленные отходы (обрезки и т.п.) пенопласта. Производство пенопласта - безотходное: весь некондиционный материал дробится и добавляется к предварительно вспененному полистирольному грануляту перед формованием его в блоки пенопласта в количестве 5-10% от свежего сырья.

Расчет затрат на производство единицы продукции, валовой и чистой прибыли

Как уже упоминалось, для производства любого пенопласта требуется лишь специальный вспенивающийся полистирол. При этом стоит учитывать, что это сырье отличается рядом технических характеристик, самой главной из которых является их цена, зависящая от фракции (величины исходной гранулы), и, конечно, производителя.

В среднем по производителям и фракциям гранул нормальной ценой для вспенивающего полистирола считается 51-61 руб. за 25-килограммовую упаковку. Среднее арифметическое между двумя приведенными цифрами – 56 руб. и примем за расчетную величину.

Далее, выработка пенополистирола из полистирола соотносится как 1:1 по весу, с учетом безотходного производства. Для простоты расчетов примем, что мини-завод работает 8 часов в день, 24 дня в месяц и ежедневно вырабатывает 52 кубических метра (среднее между 5 и 6 кубическими метрами часовой выработки) пенопласта ежедневно, а в месяц – 1248 кубических метров пенопласта.

Допустим, что завод выпускает пенопласт одного типа: фактическим весом ровно в 12 кг. Тогда получается, что ежедневная выработка завода – 624 кг, а ежемесячная – 14976 кг. Таким образом получается, что затраты на материалы ежедневно будут равны 24,96 упаковки вспенивающегося полистирола, а за месяц – 599,04 упаковок.

Для точности добавим некоторое число на усушку, утруску и другие неизбежные при ручном труде необратимые потери материала и округлим полученные цифры до 25 и 600 упаковок в день и месяц соответственно. Итак, дневные затраты на материал составляют всего 1400 рублей, а месячные – 33600 рублей.

Для расчета материальной себестоимости пенополистирола следует получить частное от затрат на материал и выработки. При ежедневных затратах в 1400 руб., разделенных на дневную выработку (52 куб. м) получается сумма в 26,92 руб., которая и является себестоимостью производства 1 куб. м.

Следующим шагом будет изучение цены на готовую продукцию. Как можно догадаться, она зависит от плотности пенопласта – чем материал плотней и обладает большим удельным весом, тем он дороже.

Для нашего же «идеального» пенопласта придется высчитать некую среднюю, статистическую цену. Например, цена 1 кубометра пенопласта фактическим весом 10,5-11 равна 1050 рублей [7]. А цена 1 кубометра пенопласта фактическим весом 13-14,5 кг равна 1250 руб. Вычисляем среднюю цену между двумя наименованиями: 1150 руб. за 1 куб. метр.

Таким образом, чистая материальная прибыль с 1 кубометра пенополистирола составляет 1123,08 руб. Дневная чистая прибыль составит 58400,00 руб., а месячная - 1401600,00 руб. Если принять коммунальные платежи и заработную плату работникам за 40% чистой материальной прибыли, то собственнику бизнеса достается не менее 840960,00 руб. чистого дохода ежемесячно.

Как можно убедиться, вся техника, указанная в таблице, окупается за первый месяц и даже намного ниже первой выручки: 483500 руб. к 840960 руб. Окупаемость составляет 57,49% в первый месяц. Соответственно, 42,51% выручки, или 357460,00 руб. остаются на руках владельца предприятия.

Производство полистирольного пенопласта: Краткое резюме

На примере вышеизложенных описаний можно увидеть, что производство пенопласта из любого материала – полистирола ли, полиуретана ли, поливинилхлорида, или других полимеров является одним из наиболее рентабельных в наши дни.

В самом деле, такие большие цифры показателя рентабельности – 4271,43% практически невозможно встретить ни в какой из других отраслей. Это объясняется соотношением материальных затрат к торговой наценке, которое составляет 1: 41,71 (или 2,34% к 97,66%). Но такое значительное соотношение не случайно – оно в полной мере характеризует соотношение спроса и предложения на пенопласты на российском рынке. Как видно, спрос весьма велик, что и отражается на прибылях организации, которая занимается производством пенопластов вообще и пенополистирола в частности.