Дробилки и шредеры для пластика — виды измельчителей, принципы работы и цены

Большинство полимерных материалов химически инертно и не подвержено биологическому разложению.

Существует и биоразлагаемый пластик, но его доля в мировом производстве очень мала.

У долговечности полимеров есть и обратная сторона – отходы, в том числе производственные, нужно утилизировать.

Захоронение на полигонах или сжигание пластмасс наносят непоправимый вред экологии. Поэтому производители полимеров и предприятия по утилизации ТБО осваивают рециклинг.

Это комплекс мероприятий, схема которого выглядит следующим образом:

• сбор и сортировка отходов;
• переработка во вторичное сырье;
• производство конечной продукции.

В этом материале расскажем об измельчителях пластмасс.

Зачем измельчать отходы полимеров?

Переработка полимеров невозможна без шредеров и дробилок. Они служат для измельчения, то есть получения кусков заданной крупности.

Размер фракции – один из ключевых технических параметров оборудования, и от него зависит, насколько затратной будет следующая стадия обработки – гранулирование.

На некоторых производствах технологией допускается подмешивание пластиковой крошки в исходное сырье. Здесь однородность измельчения, отсутствие пыли и слишком крупных кусков играет еще более важную роль.

Виды шредеров и дробилок

Производители и поставщики оборудования часто сталкиваются с просьбой клиента подобрать универсальный шредер или дробилку, которые будут работать со всеми видами пластмасс и выдавать чуть ли не готовый гранулят.

Задача эта практически невыполнима, поскольку полимерные материалы различаются рядом параметров:

• физико-механическими свойствами – прочностью, ударной вязкостью, коэффициентом трения, температурой размягчения;
• структурой – они бывают сплошными, волокнистыми, ячеистыми, композиционными;
• формой и габаритами.

Кроме того, потребители не всегда понимают назначение и принцип работы оборудования. Чтобы не было путаницы, отметим, что оба станка стоят друг за другом в комплексной технологической линии: шредер выполняет первичное измельчение отходов, а дробилка – вторичное. Их конструкции при этом могут быть одинаковыми.

Разделение на две стадии выполняется для оптимизации производства. Например, измельчение толстостенной 200-литровой бочки до фракции нужного размера потребует либо высокомощного привода, либо высоких временных затрат.

Двухстадийное дробление позволяет снизить затраты энергии и повысить скорость переработки.

Некоторые производители делают машины, совмещающие в себе шредер и дробилку. Например, международная группа компаний TRIA разработала серию комбайнов для переработки крупногабаритных блоков и  толстостенных выдувных изделий. Однако для работы с отходами небольших размеров – ПЭТ тары, пленочных материалов – они не подходят.

Оборудование для дробления различается конструктивно, по принципу действия и по виду перерабатываемого материала.

Перерабатываемые материалы и способы воздействия

Все перерабатываемые материалы можно условно разделить на три вида:

1. Пленочные — полипропиленовые, акриловые, полиэтиленовые и ПВХ пленки отличаются высокой эластичностью. Для их измельчения нужны установки разрезающего или разрывного действия.
2. Мелкие и тонкостенные — к ним относятся ПЭТ тара, небольшие канистры для ГСМ и ЛКМ, пластиковые трубы. Измельчители должны быть оснащены более мощными ножами или зубьями.
3. Крупные и толстостенные — литники, профили и брак формовки измельчают ударным способом, сдавливанием или истиранием.

От габаритов отходов зависят размеры загрузочного окна, бункера, системы завалки, исполнительного механизма и профилировочного сита. Подача может выполняться вручную, при помощи ленточного конвейера или грузоподъемной машины.

Некоторые виды машин интегрируются в технологические линии предприятий, другие устанавливаются отдельно.

Существует ряд решений на прицепном шасси, такие шредеры доставляются на место проведения временных работ. Многие производители предлагают своим клиентам модульные конструкции с набором опций, позволяющих использовать одни и те же механизмы в разных условиях.

Принципы работы измельчителей

Различают измельчители трех видов в зависимости от принципа работы:

• ударного действия;
• сдавливающего;
• разрезающего и разрывного.

Измельчители ударного действия, или молотковые дробилки, часто используемые в горнодобывающей промышленности и на обогатительных фабриках, применяются и для разрушения полимеров.

Они подходят для работы с литниками и крупными отходами из хрупких пластиков. К преимуществам таких машин относят высокую производительность и возможность работы с трудноизмельчаемыми материалами.

Однако у них есть существенные недостатки:

• большая масса станины — некоторые модели могут устанавливаться только на подготовленное железобетонное основание;
• высокая скорость вращения в сочетании с шарнирно закрепленными молотками делают механизм источником шума и вибрации.

Аппараты сдавливающего действия — щековые и конусные дробилки — предназначены для измельчения наиболее крупных отходов. Однако они не в состоянии справиться с вязкими полимерами, такими как ABS-пластик или полиуретан.

Машины снабжены мощным приводом, в качестве силовых агрегатов используются электродвигатели и гидравлические цилиндры.

Измельчители разрезающего и разрывного действия, или роторные, оснащены ножами и зубьями. Они подходят для измельчения большинства видов полимерных отходов. Среди предложений производителей можно найти модели для промышленного применения, среднего и малого бизнеса.

Распространенные конструкции

Измельчители для пластмассы выполняются по трем разным кинематическим схемам. Они бывают:

1. Одновальными. Ротор вращается в рабочей камере, или статоре. Сырье подается через загрузочное окно, а измельченный материал под собственным весом выходит через профилировочное сито. Также существуют машины с принудительной пневматической выгрузкой. Один из основных элементов одновального шредера для средних и крупных отходов – гидравлическая плита-подпрессовщик. Она поджимает куски пластика к ротору и обеспечивает их захват зубьями или ножами. Одновальные конструкции подходят для первичного измельчения полимеров с высокой твердостью.
2. Двухвальными. Системы с двумя роторами отличаются более высокой степенью измельчения. Со стороны загрузки валы вращаются навстречу друг другу. Условия захвата в двухроторной машине позволяют обходиться без подпрессовщика. Высокий крутящий момент позволяет перерабатывать отходы мягких упругих пластиков, эластомеров, а также РТИ.
3. Четырехвальными. В состав системы входят два основных (режущих) и два вспомогательных (подающих) вала. Такие машины рассчитаны на дробление крупногабаритных отходов, в том числе пустотных: канистр, бочек, банок. Ножи подающих роторов разнесены между собой, но имеют положительное перекрытие с ножами рабочих валов, поэтому также участвуют в процессе измельчения.

Наибольшим спросом для переработки пластика пользуются роторные шредеры и дробилки.

Они демонстрируют требуемую глубину измельчения при высокой производительности, просты в эксплуатации и не требуют высоких затрат на обслуживание.

Измельчение выполняется ножами, закрепленными на ротор и статор. Для легких и тонких пластиков используются машины с высокой скоростью вращения, для твердых и крупных отходов – с низкой.

В зависимости от вида пластика используются ножи следующих конструкций:

• дисковые;
• прямые;
• косые;
• V-образные;
• каскадные.

Узкоспециализированные машины

Наибольшая доля отходов при производстве полимерной пленки приходится на кромку. Для ее измельчения и удаления из зоны работ разработаны специализированные установки.

Компания Venti Oelde производит серию промышленных разрывных вентиляторов. В их конструкции нет контрножей, а края лопаток имеют пилообразную форму. Мелкие зубья захватывают кромку и тянут ее до момента разрыва, а измельченные отходы потоком воздуха направляются в приемный бункер.

Измельчение полиэтиленовых пленок и экструдированного пенополистирола сопровождается нагревом самого материала и ножей.

Чтобы избежать налипания материала, дробилки снабжают системами водяного охлаждения. Однако некоторые производители используют саморазогрев для получения агломерата – следующего за измельчением этапа переработки.

Пласт-агломераторы представляют собой высокоскоростные (≥1200 мин^-1) дробилки, дающие на выходе плотные шарики диаметром 3 – 15 мм. Если исходное сырье не содержало примесей, агломерат отправляют на повторное использование без дополнительной обработки.

Производительность оборудования: промышленное и мини

Выбирать измельчитель пластика для конкретных задач нужно с учетом его производительности.

На примере семейства шредеров ООО «АТЛАСМАШ» видно, что разброс этого параметра составляет 50 – 3500 кг в час.

Производитель рекомендует использовать линейку мини-шредеров WXS, если необходимо перерабатывать от 1 до 5 тонн отходов в месяц.

Потребители таких установок – предприятия, не занятые рециклингом.

Линейка WS – модели средней производительности, рассчитанные на коммерческое применение. WN – промышленные шредеры, рассчитанные на высокий уровень загрузки.

Также стоит обратить внимание на мощность привода машины. Наиболее производительные модели потребляют до 160 кВт/ч электроэнергии.

Цены измельчителей пластмасс

Приблизительные цены на измельчители для полимеров различных фирм представлены в таблице:

Большинство производителей шредеров и дробилок для пластика не выкладывает цены на свое оборудование, а делает коммерческое предложение по запросу клиента после изучения всех его потребностей.

Например, установка системы охлаждения или циклонного фильтра могут повлечь значительное удорожание оборудования.

Принимать решение о целесообразности покупки шредера или дробилки нужно только после расчетов, консультаций с экономистом и производителем.

Иногда мини-дробилки будет достаточно. В случаях, когда количество полимерных отходов не достигает 1 тонны в год, оптимальным решением будет и вовсе взять мобильный шредер в аренду или заключить договор на сбор, вывоз и утилизацию с профильной компанией.

Итоги

Дробилка и шредер — незаменимые аппараты в деле переработки пластика. Правильно выбранный измельчитель даст хороший старт бизнесу по переработке полимеров и сделает его максимально рентабельным.