Recientemente, en la fábrica de Shandong Alva Machinery Co., Ltd. (en lo sucesivo, 'Alva Machinery'), toda la línea de desmantelamiento de refrigeradores de residuos diseñada y fabricada de forma independiente por I+D de la empresa completó con éxito la prueba de proceso completo. Verificados por instituciones de pruebas autorizadas por terceros, todos los sistemas de la línea de producción funcionan de manera estable, con una eficiencia de desmantelamiento un 300 % mayor que la de los equipos tradicionales, una pureza de separación de materiales que alcanza el 99,2 % y una tasa de tratamiento inofensivo de sustancias peligrosas del 100 %. Todos los indicadores de desempeño superan los estándares de la industria y cumplen con los objetivos preestablecidos de 'seguridad, eficiencia, protección ambiental y precisión'.
La exitosa prueba de esta línea de desmantelamiento marca que China ha superado las barreras técnicas internacionales en el campo de los equipos básicos para la utilización de recursos de electrodomésticos de desecho y ha establecido un sistema de cadena independiente para toda la industria que cubre la investigación y el desarrollo, la fabricación y la integración de sistemas, proporcionando soporte de equipos para la economía circular verde bajo el objetivo de 'carbono dual'. En la actualidad, la línea de producción ha completado la puesta en marcha y el embalaje previos a la entrega, y será enviada desde el puerto de Qingdao para pronto ponerse en funcionamiento práctico de reciclaje de recursos de refrigeradores de desecho.
I. Antecedentes de la industria: Demanda urgente de eliminación de residuos de refrigeradores, Alva avanza en la mejora de equipos
(1) Producción creciente de refrigeradores de desecho y demanda destacada de eliminación
Con la mejora continua del nivel de vida de los residentes chinos y la aceleración del consumo, la industria de electrodomésticos ha marcado el comienzo de un pico de reemplazo sin precedentes. Como bien de consumo duradero esencial para las familias, los refrigeradores suelen tener una vida útil de 10 a 15 años. Según el 'Informe sobre el desarrollo de la industria de reciclaje de electrodomésticos de China en 2024' publicado por la Asociación de Electrodomésticos de China, la producción de refrigeradores de desecho en China alcanzó los 28 millones de unidades en 2023, y se espera que esta cifra supere los 35 millones de unidades en 2025, con una tasa de crecimiento anual compuesta de más del 12%.
La eliminación inadecuada de refrigeradores usados provocará riesgos ambientales. La espuma de poliuretano del gabinete contiene sustancias que agotan la capa de ozono, como el freón, y su vertido directo o incineración contaminará la atmósfera y el suelo; Los metales pesados del depósito interior y del compresor, así como las sustancias peligrosas de los circuitos, se filtrarán al medio ambiente, afectando a la ecología y a la salud humana. Al mismo tiempo, los refrigeradores usados contienen una gran cantidad de recursos reciclables: el acero representa alrededor del 55%, el plástico alrededor del 30% y los metales no ferrosos como el cobre y el aluminio alrededor del 8%. Se pueden reciclar alrededor de 1.200 toneladas de recursos de cada 10.000 refrigeradores de desecho, lo que equivale a reducir la extracción de mineral de hierro en 3.000 toneladas y ahorrar 800 toneladas de petróleo, lo que demuestra un importante valor de utilización de recursos.
La industria china de desmantelamiento de refrigeradores usados ha estado plagada durante mucho tiempo de problemas como equipos atrasados, baja eficiencia y reciclaje incompleto. El modo tradicional de desmantelamiento manual presenta una alta intensidad de mano de obra, un ambiente de trabajo deficiente, altos riesgos de seguridad, baja precisión de separación de materiales (tasa de recuperación de recursos inferior al 60%) y un tratamiento deficiente de sustancias peligrosas, que pueden causar contaminación secundaria.
(2) Orientación sobre políticas y actualización de equipos para impulsar la demanda del mercado
El desarrollo ecológico es una dirección importante del desarrollo económico y social de China. Como parte integral de la economía circular, el reciclaje y la utilización de electrodomésticos usados han recibido apoyo político. El '14º Plan Quinquenal para el Desarrollo de la Economía Circular' enumera claramente la 'construcción de un sistema de reciclaje y utilización de electrodomésticos' como una tarea clave, y propone 'mejorar la capacidad de desmantelamiento y tratamiento y promover equipos de desmantelamiento inteligentes y ecológicos'. Las 'Opiniones orientadoras sobre la aceleración de la construcción de sistemas de reciclaje y utilización de electrodomésticos' exigen que para 2025 se construyan una serie de proyectos de demostración de desmantelamiento inteligente, con una tasa independiente de equipos centrales superior al 80% y una tasa de utilización integral de recursos que alcance el 95%.
Las políticas proporcionan una dirección de desarrollo para la industria, pero los equipos de desmantelamiento de electrodomésticos de alta gama de China han dependido durante mucho tiempo de las importaciones de Alemania y Japón. La cotización del equipo asciende a más de 80 millones de yuanes, junto con la lenta respuesta del servicio posventa y los altos costos de los repuestos, lo que restringe el desarrollo a gran escala de la industria.
Como empresa líder en la industria de maquinaria trituradora de China, Alva Machinery ha asumido la tarea de I+D de equipos de desmantelamiento independientes de alta gama. El Sr. ALLEN WANG, presidente de la empresa, dijo: 'El reciclaje de residuos de electrodomésticos es una industria relacionada con la seguridad ecológica y de los recursos. Basándose en su acumulación técnica, Alva desarrollará equipos de desmantelamiento que satisfagan las necesidades domésticas y mejoren la eficiencia de la recuperación de recursos'.
(3) Fundamentos técnicos y diseño del proyecto de Alva
Fundada en 2003, Alva Machinery se centra en la I+D y la fabricación de equipos de trituración y cribado y equipos de tratamiento de residuos sólidos, y tiene suficiente acumulación técnica en el campo del reciclaje de residuos.
En 2018, Alva Machinery notó el potencial de la industria de reciclaje de electrodomésticos de desecho, lanzó la preparación para la I+D de equipos relacionados, estableció un equipo especial para realizar investigaciones de la industria e inició oficialmente el proyecto de I+D de la 'línea completa de desmantelamiento de refrigeradores de desecho', catalogándolo como un proyecto estratégico central.
Para garantizar el progreso del proyecto, la empresa adoptó el modelo 'industria-universidad-investigación-aplicación', cooperando con el Instituto de Ingeniería de Procesos de la Academia China de Ciencias y la Escuela de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Qingdao para abordar conjuntamente dificultades técnicas clave en la identificación de materiales, separación precisa, tratamiento de protección ambiental, etc. Al mismo tiempo, cooperó con grandes empresas de reciclaje de electrodomésticos para poner los resultados de I+D en producción piloto, completando el Circuito cerrado de 'optimización de pruebas de I+D'.
II. Avances tecnológicos: superar las dificultades fundamentales y establecer un sistema de equipos independiente
(1) Dificultades técnicas principales y soluciones
Los refrigeradores de desecho tienen estructuras complejas, que contienen múltiples materiales como metales, plásticos, espumas y refrigerantes, con grandes diferencias en marcas y modelos, lo que plantea desafíos a la I+D de la línea de producción. El equipo de I+D de Alva necesitaba resolver cinco problemas técnicos importantes: primero, realizar la alimentación y el posicionamiento automáticos de refrigeradores de diferentes especificaciones; en segundo lugar, mejorar la pureza de separación de materiales como el acero y el plástico; tercero, reciclar eficientemente el freón para lograr un tratamiento inofensivo; cuarto, mejorar la eficiencia general del desmantelamiento mediante un control inteligente; quinto, reducir el consumo de energía de los equipos para lograr un funcionamiento ecológico.
Después de tres años de investigación, el equipo de I+D ha encontrado soluciones a los problemas anteriores. En el enlace de alimentación automática, se adopta el 'sistema de posicionamiento inteligente + sujeción adaptativa'. A través del reconocimiento visual de alta definición y brazos robóticos con múltiples grados de libertad, se logra agarrar, voltear y posicionar automáticamente refrigeradores de diferentes tamaños y pesos, con una precisión de posicionamiento de ±5 mm y una eficiencia de alimentación de 60 unidades por hora, que es mayor que la alimentación manual (15 unidades por hora).
En el enlace de separación de materiales, se desarrolla la tecnología de 'trituración multietapa + clasificación inteligente'. La 'trituradora de cizalla de baja velocidad' se utiliza para el desmontaje inicial de refrigeradores para separar el gabinete del compresor; luego, la 'criba vibratoria de alta frecuencia' separa los desechos de acero y el 'separador de corrientes parásitas' separa los metales no ferrosos como el cobre y el aluminio; La mezcla de plástico y espuma se clasifica mediante la tecnología 'separación de aire + reconocimiento de espectro infrarrojo'. El 'algoritmo de reconocimiento inteligente' desarrollado de forma independiente logra una precisión de reconocimiento de materiales del 99,5 % mediante el aprendizaje automático.
En términos de recuperación de freón, Alva desarrolló de forma independiente el sistema de 'condensación a baja temperatura + succión al vacío', que aumenta la tasa de recuperación al 99,8 % mediante un control preciso de la temperatura y la presión, logrando purificación y reutilización. El sistema está equipado con un dispositivo de monitoreo de fugas, que puede iniciar el tratamiento de emergencia de manera oportuna para garantizar la seguridad ambiental.
El control inteligente adopta la arquitectura de 'sistema de control central + unidad de ejecución distribuida', logrando interacción de datos en tiempo real y control colaborativo de equipos a través de Internet industrial. Los operadores pueden completar arranque-parada, ajuste de parámetros, diagnóstico de fallas y otras operaciones a través del terminal de control central, y el sistema puede ajustar automáticamente la velocidad de operación de acuerdo con el volumen de alimentación. La función de operación y mantenimiento remotos puede realizar monitoreo en tiempo real y resolución de fallas del equipo, reduciendo los costos de operación y mantenimiento.
En términos de diseño de ahorro de energía, se adoptan tecnologías como motores de alta eficiencia y control de conversión de frecuencia, lo que reduce el consumo de energía unitaria de la línea de producción a 1,2 kWh por refrigerador, un 40% menos que el de los equipos importados. El equipo está equipado con dispositivos de recolección de polvo y control de ruido, con una concentración de polvo en el sitio de operación inferior a 10 mg/m³ y un ruido inferior a 75 decibelios, cumpliendo con los estándares nacionales de protección ambiental.
(2) Composición básica e indicadores de desempeño de la línea de producción
Después de tres años de I+D y optimización, Alva ha formado una línea de desmantelamiento de refrigeradores de residuos compuesta por 'un sistema de alimentación automático, un sistema de desmontaje preciso, un sistema de clasificación inteligente, un sistema de tratamiento de protección ambiental y un sistema de control central'. La línea de producción tiene 45 metros de largo, 10 metros de ancho y una superficie de 450 metros cuadrados, con una capacidad de procesamiento de 60 unidades por hora y 1.000 unidades por día, más de 5 veces la de la línea manual tradicional. Sus principales características de rendimiento incluyen:
1. Alto grado de automatización. Toda la línea de producción solo requiere 3 operadores, mientras que la línea manual tradicional necesita entre 20 y 30 personas. La operación automática reduce la intensidad del trabajo y los riesgos de seguridad, y evita el contacto directo del personal con sustancias peligrosas.
2. Alta pureza de separación y tasa de utilización de recursos. La pureza de separación del acero es del 99,5%, del cobre y el aluminio del 99,0% y del plástico del 98,8%, con una tasa de utilización integral de recursos superior al 95%, 35 puntos porcentuales más que el método tradicional. Calculado en base a la capacidad de procesamiento diaria de 1.000 unidades, cada día se pueden reciclar 660 toneladas de acero, 360 toneladas de plástico y 96 toneladas de cobre y aluminio, lo que genera considerables beneficios económicos directos anuales.
3. Cumplimiento de la protección del medio ambiente. La tasa de recuperación de freón es del 99,8% y la tasa de recolección de polvo es del 99,9%. Todos los indicadores de emisiones cumplen con los requisitos de las 'Especificaciones Técnicas de Protección Ambiental para el Desmontaje y Tratamiento de Residuos de Electrodomésticos', realizando un tratamiento inofensivo y basado en recursos.
4. Operación y mantenimiento convenientes. El sistema de control central tiene las funciones de recopilación, análisis y alerta temprana de datos, que pueden monitorear en tiempo real el estado de operación del equipo, el volumen de procesamiento, el consumo de energía y otros datos y generar informes. La operación y el mantenimiento remotos acortan el tiempo promedio de resolución de fallas a 2 horas y la eficiencia general del equipo supera el 90%.
5. Ventaja de costes evidente. El costo de fabricación se reduce en más del 50% en comparación con los equipos importados y el precio de venta es el 40% del de los equipos importados. El servicio posventa y el suministro de repuestos son más convenientes, lo que puede ayudar a los clientes a reducir el costo operativo integral en más del 30%.
III. Proceso de ejecución de prueba: verificación de proceso completo para confirmar la disponibilidad del equipo
(1) Preparación para la ejecución de prueba
Para garantizar el buen progreso de la prueba, Alva estableció un grupo de trabajo especial compuesto por los departamentos de I+D, producción y servicio técnico, y formuló un plan de prueba y un plan de emergencia. Antes de la prueba, el grupo de trabajo completó la inspección exhaustiva y la puesta en servicio de la línea de producción, identificó 2 peligros potenciales y completó 1 optimización y mejora.
Un total de 10 refrigeradores de desecho para la prueba fueron proporcionados por empresas cooperativas de reciclaje, que abarcan marcas como Haier, Midea, Gree y Siemens, incluidos modelos de una puerta, dos puertas, tres puertas y puertas de lado a lado, simulando las condiciones de producción reales.
El Sr. ALLEN WANG, director general de Alva Machinery, dijo en la ceremonia de lanzamiento de la prueba: 'La prueba es una prueba del rendimiento del equipo y las capacidades de servicio de la empresa. Completaremos la prueba de acuerdo con los estándares para garantizar la entrega de equipos calificados a los clientes'.
(2) Proceso de ejecución de la prueba y resultados
Después de que los refrigeradores de residuos son transportados al puerto de alimentación mediante montacargas, los brazos robóticos del sistema de alimentación automático completan el agarre, la colocación y el posicionamiento sin intervención manual, con un tiempo de posicionamiento de 5 segundos por unidad.
En el enlace de desmontaje, la trituradora de cizalla de baja velocidad separa el armario frigorífico del compresor. El equipo adopta el diseño de 'baja velocidad y alto par', que reduce el polvo y el ruido y evita la trituración excesiva de materiales. El compresor separado se envía a una unidad de procesamiento especial, donde los refrigerantes y el aceite lubricante se recuperan mediante calentamiento a alta temperatura y succión al vacío, y luego la carcasa se tritura para separar las bobinas internas de cobre de los componentes de acero.
El gabinete del refrigerador ingresa al sistema de clasificación de múltiples etapas: la criba vibratoria de alta frecuencia separa los desechos de acero de grano grande, que son purificados por el separador magnético para obtener acero residual con una pureza del 99,8%; la mezcla de plástico y espuma se separa mediante separación de aire y la espuma se envía al sistema de recuperación de freón; El plástico se clasifica en ABS, PP, PS y otros tipos mediante el clasificador de espectro infrarrojo y se envía a los contenedores de recolección correspondientes mediante el dispositivo de chorro de aire.
Los operadores en la sala de control central monitorean el funcionamiento de la línea de producción a través de terminales inteligentes y verifican en tiempo real los parámetros del equipo, el volumen de procesamiento, el consumo de energía y otros datos. Un operador presentó: 'El sistema de control puede ajustar automáticamente el estado de operación y emitirá una alarma y solicitará soluciones en caso de fallas, por lo que la dificultad de operación es baja'.
En una hora se desmanteló por completo el primer lote de 6 frigoríficos usados. Las pruebas de muestreo in situ mostraron que la pureza del acero residual fue del 99,5 %, el cobre y el aluminio del 99,0 % y el plástico ABS del 98,9 %, lo que cumplió con las expectativas.
(3) Rectificación de problemas y preparación de envío
Después de la prueba, Alva comenzó la preparación de embalaje y envío de la línea de producción, completó el embalaje sellado y antioxidante del equipo, preparó documentos técnicos y piezas vulnerables, y organizó un equipo técnico para acompañar el equipo. Está previsto que la línea de producción se envíe desde el puerto de Qingdao y se ponga en funcionamiento después de llegar a la fábrica del cliente.
IV. Valor de la industria: promoción de la independencia de los equipos y la actualización industrial
(1) Mejorar el nivel de independencia del equipo
Esta línea de producción logra el control independiente de tecnologías y equipos centrales, cambiando la situación en la que los equipos de desmantelamiento de electrodomésticos de desecho de alta gama de China dependen de las importaciones. Su ventaja de costo-rendimiento proporciona una alternativa para las empresas nacionales y se espera que aumente la tasa independiente de equipos centrales en la industria de menos del 20% a más del 80%.
El Sr. Guo Chengzhan, presidente de la Asociación de la Industria de Protección Ambiental de China, dijo: 'Este logro es un progreso importante en la innovación independiente de los equipos de protección ambiental de China, que impulsará el desarrollo de las cadenas industriales ascendentes y descendentes y mejorará la competitividad internacional de la industria'.
En la actualidad, varias grandes empresas de reciclaje de electrodomésticos han firmado acuerdos de intención de adquisición con Alva, y empresas de países a lo largo de 'La Franja y la Ruta', como Rusia, India y Brasil, también han expresado sus intenciones de cooperación.
(2) Promoción del desarrollo a gran escala de la industria del reciclaje
La baja eficiencia del desmantelamiento manual tradicional dificulta la operación a gran escala, lo que restringe el desarrollo de la industria. La línea de producción de Alva tiene una capacidad de procesamiento diaria de 1.000 unidades y una capacidad de procesamiento anual de 300.000 unidades, que es 5 veces mayor que la línea manual tradicional, y puede mejorar significativamente la capacidad de procesamiento de refrigeradores de residuos de China.
La promoción de esta línea de producción ayudará a construir un sistema de reciclaje que incluya 'recolección a gran escala, desmantelamiento inteligente y utilización de alto valor'. El desmantelamiento a gran escala puede reducir el costo unitario de procesamiento y atraer inversiones de capital social; La separación de alta pureza puede mejorar el valor de utilización de los recursos y proporcionar materias primas para las industrias del acero y el plástico.
Tomando como ejemplo una empresa de reciclaje con una capacidad de procesamiento anual de 500.000 unidades, después de adoptar esta línea de producción, puede reciclar 275.000 toneladas de residuos de acero, 150.000 toneladas de plástico y 40.000 toneladas de cobre y aluminio al año. En comparación con el modo tradicional, puede recuperar 115.000 toneladas adicionales de recursos, mejorando significativamente los beneficios económicos y al mismo tiempo reduciendo la contaminación ambiental y los costos de gobernanza.
(3) Apoyar el logro del objetivo del 'carbono dual'
El reciclaje de residuos de electrodomésticos es una parte importante de la economía circular, que puede reducir las emisiones de carbono. A través de una recuperación eficiente de recursos y un diseño de ahorro de energía, la línea de producción de Alva respalda el objetivo del 'carbono dual'.
Los cálculos muestran que cada refrigerador usado procesado por esta línea de producción puede reducir las emisiones de dióxido de carbono en 0,8 toneladas. Una sola línea de producción con una capacidad de procesamiento anual de 300.000 unidades puede reducir las emisiones de dióxido de carbono en 240.000 toneladas, lo que equivale a plantar 667 hectáreas de árboles. Su diseño de ahorro de energía puede ahorrar alrededor de 547.500 kWh de electricidad y reducir el consumo de carbón en 164 toneladas al año.
Como potente gas de efecto invernadero, la recuperación y utilización del freón es de gran importancia para mitigar el calentamiento global. Con una tasa de recuperación de freón del 99,8%, una sola línea de producción puede recuperar alrededor de 1,5 toneladas de freón al año, lo que equivale a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en 15.000 toneladas.
El Sr. ALLEN WANG, presidente de Alva Machinery, dijo: 'El desarrollo ecológico es una dirección importante para el desarrollo de la empresa. Continuaremos invirtiendo en I+D de equipos de protección ambiental para apoyar el logro del objetivo de 'carbono dual' y el desarrollo de la economía circular'.
V. Plan de Desarrollo: Ampliación de Productos y Mercados para Construir un Ecosistema Industrial
(1) Mejora del sistema del producto
Basándose en la línea de desmantelamiento de refrigeradores, Alva promoverá la investigación y el desarrollo de equipos de desmantelamiento de otros electrodomésticos de desecho, como aires acondicionados, lavadoras y televisores, y planea lanzar una serie de productos para 2025, que abarquen las principales categorías de electrodomésticos de desecho.
Al mismo tiempo, la empresa integrará inteligencia artificial, big data y tecnologías 5G para desarrollar un 'sistema de desmantelamiento de gemelos digitales', optimizando la eficiencia operativa de los equipos y la tasa de recuperación de recursos. Planea invertir 500 millones de yuanes en fondos de I+D en los próximos tres años para abordar tecnologías clave como la identificación de materiales y la clasificación precisa.
(2) Ampliar el mercado internacional
Mientras consolidaba el mercado interno, Alva ha desarrollado sus negocios en el extranjero basándose en la Iniciativa 'La Franja y la Ruta', ha establecido oficinas en el sudeste asiático y África y ha cooperado con empresas locales de reciclaje e instituciones de protección ambiental. La empresa participará en la formulación de estándares internacionales de equipos de protección ambiental para mejorar el reconocimiento internacional de sus productos.
Actualmente, Alva ha llegado a un acuerdo de cooperación con una empresa de reciclaje en la India y los asuntos pertinentes están en curso. También se está negociando la cooperación con empresas de Brasil y Rusia, y el mercado exterior se convertirá en un nuevo punto de crecimiento para la empresa.
(3) Construyendo un ecosistema de desarrollo colaborativo
Con equipos de desmantelamiento como núcleo, Alva construirá un ecosistema industrial de 'I+D-fabricación-reciclaje-utilización' y llevará a cabo una cooperación profunda con empresas de reciclaje, empresas de procesamiento de materiales e instituciones de protección ambiental para formar un grupo industrial con colaboración ascendente y descendente, logrando la operación de circuito cerrado de toda la cadena industrial de electrodomésticos de desecho y mejorando la eficiencia industrial.
La empresa llevará a cabo capacitación técnica sobre reciclaje de residuos de electrodomésticos, participará en la mejora de los estándares de la industria y promoverá el desarrollo estandarizado de la industria. Planea ayudar a varias empresas nacionales de reciclaje a realizar una actualización inteligente a través de la producción de tecnología y el suministro de equipos dentro de cinco años.
Conclusión
Después de tres años de investigación y desarrollo, Alva Machinery completó la innovación independiente y la prueba de la línea de desmantelamiento de refrigeradores de desechos, logrando un gran avance en la localización de equipos centrales en este campo. Esta próxima línea de producción es un logro del desarrollo independiente de la industria de fabricación de equipos de protección ambiental de China, que promoverá la mejora tecnológica de la industria de reciclaje de electrodomésticos.
Impulsada por el objetivo de 'doble carbono' y las políticas de economía circular, la industria del reciclaje de electrodomésticos tiene amplias perspectivas de desarrollo. Las empresas de fabricación de equipos representadas por Alva seguirán centrándose en la innovación tecnológica, mejorar el rendimiento de los equipos y brindar apoyo al desarrollo ecológico y la economía circular global.
Se espera que esta línea de producción funcione de manera estable en las instalaciones del cliente, ayudando a la industria de reciclaje de electrodomésticos de China a lograr un desarrollo inteligente y a gran escala.
