Recentemente, na fábrica da Shandong Alva Machinery Co., Ltd. (doravante denominada 'Alva Machinery'), toda a linha de desmontagem de refrigeradores de resíduos de forma independente de P&D, projetada e fabricada pela empresa, concluiu com sucesso o teste de processo completo. Verificados por instituições de testes terceirizadas e autorizadas, todos os sistemas da linha de produção operam de forma estável, com a eficiência de desmontagem 300% superior à dos equipamentos tradicionais, a pureza da separação de materiais atingindo 99,2% e a taxa de tratamento inofensivo de substâncias perigosas em 100%. Todos os indicadores de desempenho excedem os padrões da indústria e atendem às metas predefinidas de “segurança, eficiência, proteção ambiental e precisão”.
O teste bem-sucedido desta linha de desmantelamento mostra que a China rompeu barreiras técnicas internacionais no campo de equipamentos essenciais para a utilização de recursos de eletrodomésticos residuais e estabeleceu um sistema independente de toda a cadeia industrial, abrangendo P&D, fabricação e integração de sistemas, fornecendo suporte de equipamentos para a economia circular verde sob a meta de 'carbono duplo'. Atualmente, a linha de produção concluiu o comissionamento e embalagem pré-entrega e será enviada do Porto de Qingdao para ser colocada em operação prática de reciclagem de recursos de refrigeradores usados em breve.
I. Histórico da indústria: demanda urgente para descarte de resíduos de refrigeradores, Alva avança atualização de equipamentos
(1) Produção crescente de refrigeradores residuais e demanda proeminente de descarte
Com a melhoria contínua dos padrões de vida dos residentes chineses e a aceleração da modernização do consumo, a indústria de eletrodomésticos deu início a um pico de substituição sem precedentes. Sendo um bem de consumo durável essencial para as famílias, os frigoríficos têm normalmente uma vida útil de 10 a 15 anos. De acordo com o 'Relatório de Desenvolvimento da Indústria de Reciclagem de Eletrodomésticos da China de 2024' divulgado pela Associação de Eletrodomésticos da China, a produção de refrigeradores usados na China atingiu 28 milhões de unidades em 2023, e espera-se que esse número exceda 35 milhões de unidades até 2025, com uma taxa composta de crescimento anual de mais de 12%.
O descarte inadequado de resíduos de refrigeradores causará riscos ambientais. A espuma de poliuretano no gabinete contém substâncias que destroem a camada de ozônio, como Freon, e o aterro direto ou a incineração poluirão a atmosfera e o solo; metais pesados no tanque interno e no compressor, bem como substâncias perigosas nos circuitos, infiltrarão-se no meio ambiente, afetando a ecologia e a saúde humana. Ao mesmo tempo, os resíduos de refrigeradores contêm uma grande quantidade de recursos recicláveis, com o aço representando cerca de 55%, o plástico cerca de 30% e os metais não ferrosos, como cobre e alumínio, cerca de 8%. Cerca de 1.200 toneladas de recursos podem ser recicladas de cada 10.000 refrigeradores usados, o que equivale a reduzir a mineração de minério de ferro em 3.000 toneladas e economizar 800 toneladas de petróleo, mostrando um valor significativo de utilização de recursos.
A indústria de desmantelamento de refrigeradores usados na China tem sido atormentada por problemas como equipamentos atrasados, baixa eficiência e reciclagem incompleta. O modo tradicional de desmontagem manual apresenta alta intensidade de trabalho, mau ambiente de trabalho, altos riscos de segurança, baixa precisão de separação de materiais (taxa de recuperação de recursos inferior a 60%) e tratamento precário de substâncias perigosas, que podem causar poluição secundária.
(2) Orientação política e atualização de equipamentos que impulsionam a demanda do mercado
O desenvolvimento verde é uma direção importante do desenvolvimento económico e social da China. Como parte integrante da economia circular, a reciclagem e a utilização de resíduos de eletrodomésticos receberam apoio político. O '14º Plano Quinquenal para o Desenvolvimento da Economia Circular' lista claramente a 'construção de um sistema de reciclagem e utilização de resíduos de eletrodomésticos' como uma tarefa fundamental e propõe 'melhorar a capacidade de desmantelamento e tratamento e promover equipamentos de desmantelamento inteligentes e ecológicos'. As 'Opiniões Orientadoras sobre Aceleração da Construção de Sistemas de Reciclagem e Utilização de Resíduos de Eletrodomésticos' exigem que, até 2025, uma série de projetos de demonstração de desmantelamento inteligente sejam construídos, com a taxa independente de equipamentos principais excedendo 80% e a taxa abrangente de utilização de recursos atingindo 95%.
As políticas fornecem uma direção de desenvolvimento para a indústria, mas os equipamentos de desmantelamento de eletrodomésticos de alta qualidade da China dependem há muito tempo de importações da Alemanha e do Japão. A cotação do equipamento chega a mais de 80 milhões de yuans, juntamente com a lenta resposta do serviço pós-venda e altos custos de peças de reposição, o que restringe o desenvolvimento em grande escala da indústria.
Como empresa líder na indústria de máquinas de britagem da China, a Alva Machinery assumiu a tarefa de P&D de equipamentos independentes de desmontagem de alta qualidade. ALLEN WANG, presidente da empresa, disse: 'A reciclagem de resíduos de eletrodomésticos é uma indústria relacionada à segurança ecológica e de recursos. Baseando-se em seu acúmulo técnico, a Alva desenvolverá equipamentos de desmontagem que atendam às necessidades domésticas e melhorem a eficiência de recuperação de recursos.'
(3) Base Técnica e Layout do Projeto da Alva
Fundada em 2003, a Alva Machinery concentra-se em P&D e fabricação de equipamentos de britagem e peneiramento e equipamentos de tratamento de resíduos sólidos, e possui acúmulo técnico suficiente na área de reciclagem de resíduos.
Em 2018, a Alva Machinery percebeu o potencial da indústria de reciclagem de resíduos de eletrodomésticos, lançou a preparação para P&D de equipamentos relacionados, estabeleceu uma equipe especial para conduzir pesquisas da indústria e iniciou oficialmente o projeto de P&D de 'toda a linha de desmantelamento de refrigeradores de resíduos', listando-o como um projeto estratégico central.
Para garantir o progresso do projeto, a empresa adotou o modelo 'indústria-universidade-pesquisa-aplicação', cooperando com o Instituto de Engenharia de Processos da Academia Chinesa de Ciências e a Escola de Engenharia Mecânica da Universidade de Qingdao para enfrentar conjuntamente as principais dificuldades técnicas na identificação de materiais, separação precisa, tratamento de proteção ambiental, etc. Ciclo fechado de 'Otimização de testes de P&D'.
II. Avanços Tecnológicos: Superando Dificuldades Fundamentais e Estabelecendo Sistema de Equipamentos Independentes
(1) Principais dificuldades e soluções técnicas
Os refrigeradores de resíduos possuem estruturas complexas, contendo múltiplos materiais como metais, plásticos, espumas e refrigerantes, com grandes diferenças de marcas e modelos, o que traz desafios para P&D da linha de produção. A equipe de P&D da Alva precisava resolver cinco problemas técnicos principais: primeiro, realizar alimentação e posicionamento automáticos de refrigeradores de diferentes especificações; segundo, melhorar a pureza da separação de materiais como aço e plástico; terceiro, reciclar eficientemente Freon para obter um tratamento inofensivo; quarto, melhorar a eficiência geral do desmantelamento através do controle inteligente; quinto, reduzir o consumo de energia dos equipamentos para alcançar uma operação verde.
Após três anos de pesquisa, a equipe de P&D formou soluções para os problemas acima. No link de alimentação automática, é adotado o 'fixação adaptativa + sistema de posicionamento inteligente'. Por meio de reconhecimento visual de alta definição e braços robóticos com vários graus de liberdade, são realizados o agarramento, giro e posicionamento automático de refrigeradores de diferentes tamanhos e pesos, com precisão de posicionamento de ± 5 mm e eficiência de alimentação de 60 unidades por hora, superior à alimentação manual (15 unidades por hora).
No link de separação de materiais, é desenvolvida a tecnologia 'trituração em vários estágios + classificação inteligente'. O 'triturador de cisalhamento de baixa velocidade' é usado para a desmontagem inicial de refrigeradores para separar o gabinete do compressor; em seguida, a 'peneira vibratória de alta frequência' separa as sobras de aço e o 'separador de correntes parasitas' separa metais não ferrosos, como cobre e alumínio; a mistura de plástico e espuma é classificada pela tecnologia 'separação de ar + reconhecimento de espectro infravermelho'. O “algoritmo de reconhecimento inteligente” desenvolvido de forma independente atinge uma precisão de reconhecimento de material de 99,5% por meio de aprendizado de máquina.
Em termos de recuperação de Freon, a Alva desenvolveu de forma independente o sistema 'condensação de baixa temperatura + sucção a vácuo', que aumenta a taxa de recuperação para 99,8% através do controle preciso de temperatura e pressão, realizando purificação e reutilização. O sistema está equipado com um dispositivo de monitoramento de vazamentos, que pode iniciar o tratamento de emergência em tempo hábil para garantir a segurança ambiental.
O controle inteligente adota a arquitetura de 'sistema de controle central + unidade de execução distribuída', realizando interação de dados em tempo real e controle colaborativo de equipamentos através da Internet industrial. Os operadores podem concluir start-stop, ajuste de parâmetros, diagnóstico de falhas e outras operações através do terminal de controle central, e o sistema pode ajustar automaticamente a velocidade de operação de acordo com o volume de alimentação. A função de operação e manutenção remota pode realizar monitoramento em tempo real e solução de problemas de equipamentos, reduzindo custos de operação e manutenção.
Em termos de design de economia de energia, são adotadas tecnologias como motores de alta eficiência e controle de conversão de frequência, reduzindo o consumo unitário de energia da linha de produção para 1,2 kWh por refrigerador, o que é 40% menor que o dos equipamentos importados. O equipamento é equipado com dispositivos de coleta de poeira e controle de ruído, com concentração de poeira no local de operação inferior a 10 mg/m³ e ruído inferior a 75 decibéis, atendendo às normas nacionais de proteção ambiental.
(2) Composição Central e Indicadores de Desempenho da Linha de Produção
Após três anos de pesquisa e desenvolvimento e otimização, a Alva formou uma linha de desmontagem de refrigeradores de resíduos composta por 'sistema de alimentação automática, sistema de desmontagem preciso, sistema de classificação inteligente, sistema de tratamento de proteção ambiental e sistema de controle central'. A linha de produção tem 45 metros de comprimento, 10 metros de largura, cobrindo uma área de 450 metros quadrados, com capacidade de processamento de 60 unidades por hora e 1.000 unidades por dia, o que é mais de 5 vezes maior que a linha manual tradicional. Suas principais características de desempenho incluem:
1. Alto grau de automação. Toda a linha de produção requer apenas 3 operadores, enquanto a linha manual tradicional precisa de 20 a 30 pessoas. A operação automática reduz a intensidade do trabalho e os riscos de segurança e evita o contato direto do pessoal com substâncias perigosas.
2. Alta pureza de separação e taxa de utilização de recursos. A pureza de separação do aço é de 99,5%, cobre e alumínio 99,0% e plástico 98,8%, com a taxa abrangente de utilização de recursos superior a 95%, 35 pontos percentuais superior ao método tradicional. Calculado com base na capacidade diária de processamento de 1.000 unidades, 660 toneladas de aço, 360 toneladas de plástico e 96 toneladas de cobre e alumínio podem ser recicladas todos os dias, trazendo consideráveis benefícios económicos directos anuais.
3. Conformidade com a proteção ambiental. A taxa de recuperação de Freon é de 99,8% e a taxa de coleta de poeira é de 99,9%. Todos os indicadores de emissões atendem aos requisitos das “Especificações Técnicas de Proteção Ambiental para Desmontagem e Tratamento de Resíduos de Eletrodomésticos”, realizando um tratamento inofensivo e baseado em recursos.
4. Operação e manutenção convenientes. O sistema de controle central possui as funções de coleta, análise e alerta antecipado de dados, podendo monitorar em tempo real o status de operação do equipamento, volume de processamento, consumo de energia e outros dados e gerar relatórios. A operação e manutenção remotas reduzem o tempo médio de resolução de falhas para 2 horas e a eficiência geral do equipamento excede 90%.
5. Vantagem de custo óbvia. O custo de fabricação é reduzido em mais de 50% em comparação com equipamentos importados, e o preço de venda é 40% daquele dos equipamentos importados. O serviço pós-venda e o fornecimento de peças de reposição são mais convenientes, o que pode ajudar os clientes a reduzir o custo operacional abrangente em mais de 30%.
III. Processo de execução de teste: verificação completa do processo para confirmar a disponibilidade do equipamento
(1) Preparação para a execução do teste
Para garantir o bom andamento do teste, Alva estabeleceu um grupo de trabalho especial composto pelos departamentos de P&D, produção e serviço técnico, e formulou um plano de teste e um plano de emergência. Antes do teste, o grupo de trabalho concluiu a inspeção abrangente e o comissionamento da linha de produção, identificou 2 perigos potenciais e concluiu 1 otimização e melhoria.
Um total de 10 refrigeradores de resíduos para o teste foram fornecidos por empresas cooperativas de reciclagem, abrangendo marcas como Haier, Midea, Gree e Siemens, incluindo modelos de porta única, porta dupla, três portas e portas lado a lado, simulando condições reais de produção.
O Sr. ALLEN WANG, Gerente Geral da Alva Machinery, disse na cerimônia de lançamento do teste: 'O teste é um teste do desempenho do equipamento e das capacidades de serviço da empresa. Concluiremos o teste de acordo com os padrões para garantir a entrega de equipamentos qualificados aos clientes.'
(2) Processo e resultados de execução de teste
Após o transporte dos resíduos frigoríficos até a porta de alimentação por empilhadeiras, os braços robóticos do sistema de alimentação automática completam a captura, colocação e posicionamento sem intervenção manual, com tempo de posicionamento de 5 segundos por unidade.
No link de desmontagem, o triturador de cisalhamento de baixa velocidade separa o gabinete do refrigerador do compressor. O equipamento adota o design 'baixa velocidade e alto torque', que reduz poeira e ruído e evita esmagamento excessivo de materiais. O compressor separado é enviado para uma unidade de processamento especial, onde os refrigerantes e o óleo lubrificante são recuperados por meio de aquecimento em alta temperatura e sucção a vácuo, e então a carcaça é triturada para separar as bobinas internas de cobre dos componentes de aço.
O gabinete do refrigerador entra no sistema de classificação multiestágio: a peneira vibratória de alta frequência separa as sobras de aço de grãos grandes, que são purificadas pelo separador magnético para obter resíduos de aço com pureza de 99,8%; a mistura de plástico e espuma é separada por separação de ar, e a espuma é enviada para o sistema de recuperação Freon; o plástico é classificado em ABS, PP, PS e outros tipos pelo classificador de espectro infravermelho e enviado para as caixas de coleta correspondentes pelo dispositivo de jato de ar.
Os operadores na sala de controle central monitoram a operação da linha de produção por meio de terminais inteligentes e verificam em tempo real os parâmetros do equipamento, volume de processamento, consumo de energia e outros dados. Um operador apresentou: 'O sistema de controle pode ajustar automaticamente o status da operação e irá alarmar e solicitar soluções em caso de falhas, de modo que a dificuldade de operação seja baixa.'
Em uma hora, o primeiro lote de 6 refrigeradores usados foi completamente desmontado. Testes de amostragem no local mostraram que a pureza dos resíduos de aço era de 99,5%, cobre e alumínio de 99,0% e plástico ABS de 98,9%, o que atendeu às expectativas.
(3) Retificação de Problemas e Preparação para Envio
Após o teste, Alva iniciou a preparação de embalagem e envio da linha de produção, concluiu a embalagem antiferrugem e lacrada do equipamento, preparou documentação técnica e peças vulneráveis, e organizou uma equipe técnica para acompanhar o equipamento. A linha de produção está planejada para ser embarcada do Porto de Qingdao e colocada em operação após chegar à fábrica do cliente.
4. Valor da Indústria: Promovendo a Independência dos Equipamentos e a Atualização Industrial
(1) Melhorando o nível de independência do equipamento
Esta linha de produção realiza o controle independente de tecnologias e equipamentos essenciais, mudando a situação de que os equipamentos de desmontagem de eletrodomésticos de alta qualidade da China dependem de importações. A sua vantagem de custo-desempenho oferece uma alternativa para as empresas nacionais e espera-se que aumente a taxa de independência dos equipamentos principais da indústria de menos de 20% para mais de 80%.
Guo Chengzhan, presidente da Associação da Indústria de Proteção Ambiental da China, disse: 'Esta conquista é um progresso importante na inovação independente dos equipamentos de proteção ambiental da China, que impulsionará o desenvolvimento das cadeias industriais a montante e a jusante e aumentará a competitividade internacional da indústria.'
Atualmente, uma série de grandes empresas de reciclagem de resíduos domésticos de eletrodomésticos assinaram acordos de intenção de aquisição com a Alva, e empresas de países ao longo do 'Cinturão e Rota', como Rússia, Índia e Brasil, também expressaram suas intenções de cooperação.
(2) Promoção do desenvolvimento em larga escala da indústria de reciclagem
A baixa eficiência da desmontagem manual tradicional dificulta a operação em larga escala, o que restringe o desenvolvimento da indústria. A linha de produção da Alva tem uma capacidade de processamento diário de 1.000 unidades e uma capacidade de processamento anual de 300.000 unidades, o que é 5 vezes maior que a linha manual tradicional, e pode melhorar significativamente a capacidade de processamento de resíduos de refrigeradores da China.
A promoção desta linha de produção ajudará a construir um sistema de reciclagem com “coleta em larga escala, desmontagem inteligente e utilização de alto valor”. O desmantelamento em grande escala pode reduzir o custo unitário de processamento e atrair investimento de capital social; a separação de alta pureza pode melhorar o valor da utilização de recursos e fornecer matérias-primas para as indústrias de aço e plástico.
Tomando como exemplo uma empresa de reciclagem com capacidade de processamento anual de 500.000 unidades, após adotar esta linha de produção, ela pode reciclar 275.000 toneladas de resíduos de aço, 150.000 toneladas de plástico e 40.000 toneladas de cobre e alumínio anualmente. Em comparação com o modo tradicional, pode recuperar 115.000 toneladas adicionais de recursos, melhorando significativamente os benefícios económicos e reduzindo a poluição ambiental e os custos de governação.
(3) Apoiar a consecução do objetivo da “dupla carbono”
A reciclagem de resíduos de eletrodomésticos é uma parte importante da economia circular, que pode reduzir as emissões de carbono. Através da recuperação eficiente de recursos e do design que economiza energia, a linha de produção da Alva fornece suporte para a meta de “carbono duplo”.
Os cálculos mostram que cada resíduo de refrigerador processado por esta linha de produção pode reduzir as emissões de dióxido de carbono em 0,8 toneladas. Uma única linha de produção com capacidade de processamento anual de 300 mil unidades pode reduzir as emissões de dióxido de carbono em 240 mil toneladas, o que equivale ao plantio de 667 hectares de árvores. O seu design de poupança de energia pode poupar cerca de 547.500 kWh de eletricidade e reduzir o consumo de carvão em 164 toneladas anualmente.
Sendo um potente gás de efeito estufa, a recuperação e utilização do Freon é de grande importância para a mitigação do aquecimento global. Com uma taxa de recuperação de Freon de 99,8%, uma única linha de produção pode recuperar cerca de 1,5 toneladas de Freon anualmente, o que equivale a reduzir as emissões de gases de efeito estufa em 15.000 toneladas.
ALLEN WANG, presidente da Alva Machinery, disse: 'O desenvolvimento verde é uma direção importante para o desenvolvimento da empresa. Continuaremos a investir em P&D de equipamentos de proteção ambiental para apoiar o alcance da meta de 'carbono duplo' e o desenvolvimento da economia circular.'
V. Plano de Desenvolvimento: Expandindo Produtos e Mercados para Construir um Ecossistema Industrial
(1) Melhorando o Sistema do Produto
Com base na linha de desmantelamento de frigoríficos, a Alva promoverá a I&D de equipamentos de desmantelamento de outros resíduos de eletrodomésticos, como aparelhos de ar condicionado, máquinas de lavar e televisores, e planeia lançar uma série de produtos até 2025, abrangendo as principais categorias de resíduos de eletrodomésticos.
Ao mesmo tempo, a empresa integrará inteligência artificial, big data e tecnologias 5G para desenvolver um “sistema de desmantelamento de gêmeos digitais”, otimizando a eficiência da operação dos equipamentos e a taxa de recuperação de recursos. Ela planeja investir 500 milhões de yuans em fundos de P&D nos próximos três anos para lidar com tecnologias-chave, como identificação de materiais e classificação precisa.
(2) Expansão do Mercado Internacional
Ao consolidar o mercado interno, a Alva desenvolveu seus negócios no exterior com base na Iniciativa 'Belt and Road', estabeleceu escritórios no Sudeste Asiático e na África e realizou cooperação com empresas locais de reciclagem e instituições de proteção ambiental. A empresa participará na formulação de padrões internacionais de equipamentos de proteção ambiental para aumentar o reconhecimento internacional de seus produtos.
Actualmente, Alva alcançou uma intenção de cooperação com uma empresa de reciclagem na Índia e os assuntos relevantes estão em andamento. A cooperação com empresas do Brasil e da Rússia também está em negociação e o mercado externo se tornará um novo ponto de crescimento para a empresa.
(3) Construindo um Ecossistema de Desenvolvimento Colaborativo
Tendo o desmantelamento de equipamentos como núcleo, Alva construirá um ecossistema industrial de 'P&D-fabricação-reciclagem-utilização' e realizará uma cooperação profunda com empresas de reciclagem, empresas de processamento de materiais e instituições de proteção ambiental para formar um cluster industrial com colaboração a montante e a jusante, realizando a operação em circuito fechado de toda a cadeia industrial de resíduos de eletrodomésticos e melhorando a eficiência industrial.
A empresa realizará treinamento técnico sobre reciclagem de resíduos de eletrodomésticos, participará da melhoria dos padrões da indústria e promoverá o desenvolvimento padronizado da indústria. Ela planeja ajudar diversas empresas nacionais de reciclagem a realizar uma atualização inteligente por meio da produção de tecnologia e do fornecimento de equipamentos dentro de cinco anos.
Conclusão
Após três anos de pesquisa e desenvolvimento, a Alva Machinery concluiu a inovação independente e o teste da linha de desmontagem de refrigeradores de resíduos, alcançando um avanço na localização dos principais equipamentos neste campo. Esta próxima linha de produção é uma conquista do desenvolvimento independente da indústria de fabricação de equipamentos de proteção ambiental da China, que promoverá a atualização tecnológica da indústria de reciclagem de resíduos de eletrodomésticos.
Impulsionada pelo objetivo do “carbono duplo” e pelas políticas de economia circular, a indústria de reciclagem de resíduos de eletrodomésticos tem amplas perspectivas de desenvolvimento. As empresas de fabrico de equipamentos representadas pela Alva continuarão a concentrar-se na inovação tecnológica, na melhoria do desempenho dos equipamentos e na prestação de apoio ao desenvolvimento verde e à economia circular global.
Espera-se que esta linha de produção opere de forma estável nas instalações do cliente, ajudando a indústria de reciclagem de resíduos de eletrodomésticos da China a alcançar um desenvolvimento inteligente e em larga escala.
