Зачем измельчать отходы полимеров?
Переработка полимеров невозможна без шредеров и дробилок. Они служат для измельчения, то есть получения кусочков заданного размера.
Размер фракции является одним из важнейших технических параметров оборудования, и от него зависит, насколько затратным будет следующий этап очистки – грануляция.
В некоторых отраслях технология позволяет подмешивать в сырье пластиковую крошку. Здесь еще более важную роль играет гладкость помола, отсутствие пыли и крупных кусков.
Перерабатываемые материалы и способы воздействия
Все вторсырье можно разделить на три вида:
- Пленка – полипропиленовая, акриловая, полиэтиленовая и поливинилхлоридная пленки обладают высокой эластичностью. Для измельчения требуются установки режущего или прерывистого действия.
- Мелкие и тонкостенные – к ним относятся ПЭТ-тара, небольшие емкости для горюче-смазочных и лакокрасочных материалов, пластиковые трубы. Измельчители должны быть оснащены более прочными лезвиями или зубьями.
- Крупные и толстостенные входы, профили и дефекты литья дробятся от удара, сжатия или износа.
Размеры отходов определяют размеры загрузочного окна, контейнера, системы наполнения, привода и профилирующего экрана. Подача может производиться вручную, с помощью ленточного конвейера или подъемной машины.
Одни виды станков интегрированы в производственные линии компаний, другие устанавливаются отдельно.
Есть ряд решений на буксируемом шасси, такие шредеры доставляются на временное рабочее место. Многие производители предлагают своим покупателям модульные конструкции с набором опций, позволяющих использовать одни и те же механизмы в разных условиях.
Принципы работы измельчителей
В зависимости от принципа действия шредеры бывают трех видов:
- ударное действие;
- зажим;
- резать и рвать.
Ударные или молотковые мельницы, часто используемые на горнодобывающих и перерабатывающих предприятиях, также используются для разрушения полимеров.
Они подходят для воздухозаборников и крупных хрупких пластиковых отходов. К преимуществам таких станков можно отнести высокую производительность и возможность работы с трудно поддающимися шлифованию материалами.
Однако они имеют существенные недостатки:
- большая масса каркаса – некоторые модели можно устанавливать только на подготовленное железобетонное основание;
- высокая скорость вращения в сочетании с шарнирными молотками делает механизм источником шума и вибрации.
Зажимные устройства – щековые и конусные дробилки – предназначены для дробления самых крупных отходов. Однако они не могут обрабатывать жесткие полимеры, такие как ABS или полиуретан.
Машины оснащены мощным приводным агрегатом, в качестве силовых агрегатов используются электродвигатели и гидроцилиндры.
Измельчители с режущим и ломающим действием, или роторные, снабжены ножами и зубьями. Они подходят для измельчения большинства видов полимерных отходов. Среди предложений от производителей можно найти модели для промышленного использования, среднего и малого бизнеса.
Распространенные конструкции
Измельчители пластмасс производятся по трем различным кинематическим схемам. Они есть:
- Одиночный вал. В рабочей камере вращается ротор, или статор. Сырье подается через загрузочное окно, а измельченный материал под собственной тяжестью выходит через профилирующее сито. Существуют также машины с принудительной пневматической разгрузкой. Одним из основных элементов одновальной мельницы для средних и крупных отходов является гидравлическая прижимная плита. Он прижимает пластмассовые детали к ротору и обеспечивает их захват зубьями или ножами. Конструкция с одним валом подходит для первичного измельчения полимеров высокой твердости.
- Двойная ручка. Системы с двумя роторами отличаются более высокой степенью измельчения. Со стороны нагрузки оси вращаются относительно друг друга. Условия захвата в двухроторной машине позволяют обойтись без предварительного пресса. Высокий крутящий момент позволяет перерабатывать отходы мягких эластичных пластиков, эластомеров и резинотехнических изделий.
- Четыре вала. Система состоит из двух основных (режущих) и двух вспомогательных (подающих) осей. Такие машины предназначены для дробления крупногабаритных отходов, в том числе пустотелых: контейнеров, бочек, банок. Ножи роторов питателей отделены друг от друга, но имеют положительное перекрытие с ножами на рабочих валах, поэтому также участвуют в процессе измельчения.
Наибольший спрос на роторные шредеры и дробилки для переработки пластмасс.
Они демонстрируют необходимую глубину шлифования при высокой производительности, просты в эксплуатации и не требуют больших затрат на обслуживание.
Измельчение производится лезвиями, прикрепленными к ротору и статору. Для легких и тонких пластиков применяют машины с высокой скоростью вращения, для твердых и крупных отходов — с низкой.
В зависимости от типа пластика применяют ножи со следующей конструкцией:
- диск;
- прямой;
- косой;
- V-образный;
- всепроникающий.
Узкоспециализированные машины
Наибольшая доля отходов при производстве полимерной пленки приходится на кромку. Для измельчения и удаления из рабочей зоны разработаны специализированные установки.
Venti Oelde производит ряд промышленных вытяжных вентиляторов. Контрножи в конструкции отсутствуют, а кромки лезвий имеют пилообразную форму. Маленькие зубья захватывают край и тянут его до тех пор, пока он не сломается, а измельченные отходы потоком воздуха отправляются в приемный контейнер.
Измельчение полиэтиленовых пленок и экструдированного пенополистирола сопровождается нагревом самого материала и ножей.
Во избежание налипания материала дробилки оснащены системами водяного охлаждения. Тем не менее, некоторые производители используют самонагрев для производства агломерата, который является следующим технологическим этапом после измельчения.
Шовные агломераторы представляют собой высокоскоростные (≥1200 мин-1) дробилки, которые производят плотные шары диаметром 3-15 мм. Если сырье не содержало примесей, агломерат направляют на повторное использование без дополнительной обработки.
Производительность оборудования: промышленное и мини
Выбирать пластиковую шлифовальную машину необходимо под конкретные задачи, учитывая производительность.
На примере семейства измельчителей ООО «АТЛАСМАШ» видно, что разброс этого параметра составляет от 50 до 3500 кг в час.
Название модели | WXS-500 | WXS-750 | ВС-600 | ВС-850 | ВС-1100 | ВН-1100 | ВН-1350 | ВН-1600 | WN-1850 | ВН-2100 |
Мощность двигателя, кВт | 11 – 15 | 15 – 18,5 | 18,5 – 30 | 22-37 | 30 — 45 | 55 — 90 | 75 — 110 | 90-132 | 110 — 160 | 110 — 160 |
Производительность, кг/час, слитки | 50 — 60 | 70 — 80 | 400 — 500 | 500–700 | 700 — 1000 | 13:00 — 17:00 | 1500 — 2100 | 1700 — 2500 | 1900 — 2900 | 2200 — 3500 |
Производитель рекомендует использовать мини-измельчители серии WXS, если вам необходимо перерабатывать от 1 до 5 тонн отходов в месяц.
Потребителями таких установок являются предприятия, не занимающиеся утилизацией отходов.
Серия WS — это модель среднего класса, предназначенная для коммерческого использования. WN — промышленные измельчители, рассчитанные на высокие нагрузки.
Также стоит обратить внимание на движущую силу машины. Самые производительные модели потребляют до 160 кВтч электроэнергии.
Виды шредеров и какой подойдет пластику?
Преимуществом шредеров является возможность измельчения практически любого материала, независимо от толщины: металл, шпалы, дерево, мебель, бумага, толстостенный пластик, ТБО, ПЭТ-тара, стеклянный лом и, если подумать, практически все существующие виды твердых и мягких отходов. Но эта шлифовка достаточно грубая, зато гарантированная. В то же время шредеры производят меньше шума, чем шредеры (иногда можно встретить их второе название — «тихоходные шредеры») и имеют меньший износ лезвий.
Существует три типа промышленных измельчителей: одновальные, двухвальные, четырехвальные. Отличаются они количеством валов (какая закрутка!).
В одновальной мельнице гидравлическая пластина «толкает» сырье к ротору (валу) с установленными на нем лопастями, который, в свою очередь, вращается и захватывает материал. Под валом устанавливается фракционная сетка, через которую будет проходить разрезаемый материал. Измельчитель идеально подходит для подачи и твердых пластиков.
В двухвальном измельчителе у нас есть два ротора, которые вращаются друг против друга и захватывают материал крюками на концах. Сырье измельчается и проталкивается между валами. По бокам древков имеются специальные накладки для чистки ножей. На таких измельчителях практично измельчать бутылки и всевозможную тару.
Четырехосевые шлифовальные машины имеют одновременно 4 ротора. Принцип работы аналогичен двухосевому измельчителю. Сверху два вспомогательных ротора захватывают сырье крючковидными ножами и проталкивают его к основным валам внизу. Наконец, они окрашивают кривую ткань. Этот измельчитель способен измельчить большинство материалов. Четырехвальный шедр на видео:
Но на этом классификация измельчителей не заканчивается. Тип сырья все же вносит определенные коррективы в конструкцию, что увеличивает производительность и срок службы. Различают универсальные измельчители (для всех материалов), измельчители для ТБО (например, для большого количества полигонных отходов), измельчители для дерева и измельчители для пластика (гладкие роторы, повышенная износостойкость за счет специальных сплавов и прочности лопастей). Размер выходящей фракции определяется ячейками фракции на сите — до 150 мм.
Если говорить конкретно о полимерах, то здесь в основном используют одновальный измельчитель с последующим измельчением в дробилке. Некоторые виды вещей сразу отправляются в дробилку.
Выходная фракция зависит от типа дробилки — крупного (100+ мм), среднего (25-100 мм) или мелкого дробления (5-25 мм), а также размера сетки фракции.
Читайте также: Маркировка пластика: значение c ldpe, pet, hdpe, pvc, pp, ps
Характеристики шредеров
Одной из важных характеристик измельчителя является диаметр ротора (или роторов для многовальной конструкции). Выбирать необходимо в зависимости от размера измельчаемого продукта и требуемой производительности.
Также важно обратить внимание на мощность двигателя, который приводит в движение ротор. Промышленные измельчители характеризуются мощностью до 200 кВт для одноосных измельчителей и до 220 кВт (110+110 кВт) для двухосных измельчителей. Этого достаточно для работы с крупными, тонкостенными и толстостенными отходами.
Однако для абразивных изделий важна не только мощность двигателя, но и число оборотов вала ротора в минуту (скорость вращения). Например, для крупных отходов, трудно перерабатываемых, необходимо использовать тихоходные измельчители, а для легко перерабатываемых тонкостенных отходов лучше использовать быстроходные измельчители.
Производительность – еще один важный параметр, характеризующий разные модели шредеров. Производительность показывает, сколько килограммов пластика можно переработать за определенный промежуток времени. Средняя производительность измельчителя 300-500 кг/час. Главный аспект заключается в том, что один и тот же измельчитель будет показывать разную производительность в зависимости от материала отходов. На производительность влияют:
- Количество роторов,
- Мощность двигателя,
- Количество оборотов ротора в минуту.
- Диаметр ротора,
- Напрасно тратить,
- Размеры отходов.
Современные шредеры демонстрируют высокую производительность при относительно низких энергетических и эксплуатационных затратах. Некоторые модели могут работать круглосуточно, что немаловажно при переработке пластиковых отходов на крупных перерабатывающих предприятиях.