МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО СЛЕДА И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОЙ ПИЛОТНОЙ ЛИНИИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БИОРАЗЛАГАЕМОЙ УПАКОВКИ ИЗ АГРООТХОДОВ КАЗАХСТАНА

Abstract

Внедрение технологий глубокой переработки агроотходов в биоразлагаемые материалы требует комплексной оценки экологической эффективности и инженерно-технической реализации. Целью исследования являлась разработка методики оценки жизненного цикла (LCA) для локализованных условий Казахстана и проектирование модульного прототипа пилотной производственной линии для отработки технологии. На основе методологии ISO 14040:2006 создана математическая модель для расчета углеродного следа (Carbon Footprint) с использованием локализованных данных по выбросам при сельхозпроизводстве, транспортировке и энергогенерации в РК. Расчёты показали, что чистая экономия выбросов CO₂-экв. при замещении 1 тонны полипропилена упаковкой из агрокомпозита составляет от 2.1 до 3.4 тонн, в зависимости от сценария утилизации агроотходов. Спроектирован модульный прототип линии, включающий блок подготовки сырья, двухшнековый экструдер с зоной дегазации, гранулятор, термопластавтомат и участок финишной обработки. Ключевым инженерным решением стала рекуперативная система утилизации тепла от экструдера и системы охлаждения для предварительного подогрева сырья и отопления помещения, что позволило снизить прогнозируемое энергопотребление на 18-22%. Разработана принципиальная схема линии и 3D-модель компоновки. Результаты формируют основу для двух ключевых результатов научно-технической программы: 1) создание верифицированного расчетного модуля экологического следа для поддержки принятия решений и сертификации; 2) готовый к тиражированию проект энергоэффективной пилотной линии для апробации технологии и выпуска опытных партий, что соответствует задачам импортозамещения и формирования «зелёной» промышленности в Республике Казахстан