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

Большинство полимерных материалов обладает химической инертностью и не поддается биологическому разложению.

Хотя существует биоразлагаемый пластик, его доля в мировом производстве остается крайне незначительной.

Долговечность полимеров имеет и негативные последствия — отходы, включая промышленные, требуют утилизации.

Захоронение на свалках или сжигание пластиков оказывает серьезное воздействие на окружающую среду. В связи с этим производители полимеров и компании по утилизации отходов активно внедряют технологии рециклинга.

Процесс включает несколько этапов:

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

Зачем измельчать отходы полимеров?

Переработка полимерных материалов не обходится без шредеров и дробилок, которые используются для измельчения и получения фракций определённого размера.

Размер получаемой фракции – это важный технический показатель, который напрямую влияет на стоимость последующей обработки, такой как гранулирование.

На некоторых производствах допускается добавление пластиковой крошки в исходное сырьё. В таких случаях особенно важно, чтобы измельчение было равномерным, а готовый материал не содержал пыли и крупных частиц.

Виды шредеров и дробилок

Производители и поставщики оборудования часто сталкиваются с запросами клиентов на подбор универсального шредера или дробилки, которые могли бы работать со всеми типами пластмасс и выдавать практически готовый гранулят.

Однако эта задача практически невыполнима, так как полимерные материалы отличаются по нескольким ключевым параметрам:

• Физико-механические характеристики, такие как прочность, ударная вязкость, коэффициент трения и температура размягчения.
• Структура – сплошная, волокнистая, ячеистая или композиционная.
• Форма и размеры.

Кроме того, потребители не всегда до конца понимают назначение и принцип работы оборудования. Чтобы избежать путаницы, важно отметить, что шредер и дробилка используются последовательно в технологической линии: шредер выполняет первичное измельчение отходов, а дробилка – вторичное. При этом их конструкции могут быть схожими.

Разделение процесса на две стадии помогает оптимизировать производство. Например, измельчение толстостенной 200-литровой бочки до нужной фракции потребует либо очень мощного привода, либо займет значительное время.

Двухстадийное дробление снижает энергозатраты и ускоряет переработку.

Некоторые производители создают машины, которые совмещают функции шредера и дробилки. Оборудование для дробления отличается по конструкции, принципу работы и виду перерабатываемого материала.

Перерабатываемые материалы и способы воздействия

Все перерабатываемые материалы можно условно разделить на три категории:

1. Пленочные материалы — это полипропиленовые, акриловые, полиэтиленовые и ПВХ пленки, которые отличаются высокой эластичностью. Для их измельчения требуются машины с режущими или разрывными механизмами.
2. Мелкие и тонкостенные материалы — сюда входят ПЭТ-упаковка, небольшие канистры для ГСМ и ЛКМ, а также пластиковые трубы. Для их переработки измельчители должны быть оборудованы усиленными ножами или зубьями.
3. Крупные и толстостенные материалы — такие как литники, профили и брак формовки, которые измельчаются ударными методами, сдавливанием или истиранием.

Размеры загрузочного окна, бункера, системы подачи, рабочего механизма и профилировочного сита зависят от габаритов перерабатываемых отходов. Подача может осуществляться вручную, с помощью ленточного конвейера или подъёмного оборудования.

Некоторые типы измельчителей интегрируются в производственные линии, тогда как другие работают как отдельные единицы оборудования. Также существуют мобильные решения на прицепных шасси, что позволяет использовать их для временных работ на различных объектах. Модульные конструкции с набором опций, которые предлагают многие производители, позволяют адаптировать механизмы для работы в различных условиях.

Принципы работы измельчителей

Существуют три основных типа измельчителей, различающихся по принципу работы:

1. Ударные;
2. Сдавливающие;
3. Разрезающие и разрывные.

Измельчители ударного типа, такие как молотковые дробилки, активно применяются в горнодобывающей промышленности и на обогатительных фабриках, а также используются для переработки полимеров.

Эти устройства эффективны при работе с литниками и крупными отходами из хрупкого пластика. Их основными преимуществами являются высокая производительность и способность справляться с трудноперерабатываемыми материалами.

Однако у этих машин есть и свои минусы:

• Большая масса конструкции, из-за чего некоторые модели требуют установки на подготовленное железобетонное основание;
• Высокая скорость вращения и подвижные молотки создают значительный уровень шума и вибрации.

Сдавливающие измельчители, включая щековые и конусные дробилки, используются для измельчения самых крупных отходов. Но они не подходят для переработки вязких полимеров, таких как ABS-пластик или полиуретан.

Эти машины оборудованы мощным приводом, работающим на электродвигателях или гидравлических цилиндрах.

Измельчители разрезающего и разрывного действия, известные как роторные, оснащены ножами и зубьями. Они подходят для переработки большинства видов полимерных отходов. В ассортименте производителей можно найти модели как для крупного промышленного использования, так и для среднего и малого бизнеса.

Распространенные конструкции

Измельчители пластмасс подразделяются на три основные кинематические схемы:

1. Одновальные. В этих машинах ротор вращается в рабочей камере (статоре), куда через загрузочное окно подается сырье. Измельченный материал выходит через профилировочное сито под действием собственного веса. Также встречаются модели с принудительной пневматической выгрузкой. Одним из ключевых элементов одновального шредера для крупногабаритных и средних отходов является гидравлическая плита-подпрессовщик, которая поджимает пластик к ротору, обеспечивая его захват зубьями или ножами. Эти машины отлично подходят для первичной переработки твердых полимеров.
2. Двухвальные. Эти шредеры оснащены двумя роторами, которые вращаются навстречу друг другу, что обеспечивает более эффективное измельчение. Благодаря такой конструкции отсутствует необходимость в подпрессовщике. Высокий крутящий момент позволяет перерабатывать отходы из мягких пластмасс, эластомеров и резинотехнических изделий.
3. Четырехвальные. В их конструкцию входят два основных режущих вала и два вспомогательных, выполняющих функцию подачи. Такие машины идеально подходят для дробления крупногабаритных и полых отходов, таких как канистры, бочки и банки. Вспомогательные роторы также участвуют в измельчении, благодаря перекрытию ножей с основными валами.

Наиболее популярными для переработки пластика являются роторные шредеры и дробилки. Они обеспечивают необходимую степень измельчения при высокой производительности, простоте эксплуатации и низких эксплуатационных затратах.

Процесс измельчения осуществляется с помощью ножей, закрепленных на роторе и статоре. Машины с высокой скоростью вращения используются для легких и тонких пластиков, а для твердых и крупных отходов применяются устройства с низкой скоростью.

В зависимости от типа пластика, для измельчения могут использоваться ножи следующих типов:

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

Узкоспециализированные машины

При производстве полимерной пленки наибольшее количество отходов образуется из-за кромки материала. Для ее измельчения и удаления разработаны специальные установки.

Компания Venti Oelde выпускает серию промышленных вентиляторов разрывного типа. В их конструкции отсутствуют контрножи, а лопатки имеют пилообразные края. Небольшие зубцы захватывают кромку и растягивают ее до разрыва, после чего измельченные отходы потоком воздуха перемещаются в приемный бункер.

Процесс измельчения полиэтиленовых пленок и экструдированного пенополистирола сопровождается нагревом как материала, так и ножей.

Чтобы предотвратить налипание материала, дробилки оснащают системами водяного охлаждения. Однако некоторые производители используют нагрев для получения агломерата — следующего этапа переработки после измельчения.

Пласт-агломераторы представляют собой высокоскоростные дробилки (≥1200 об/мин), которые формируют плотные шарики диаметром 3–15 мм. Если исходное сырье не содержит примесей, агломерат может быть повторно использован без дополнительной обработки.

Производительность оборудования: промышленное и мини

При выборе измельчителя пластика для конкретных задач необходимо учитывать его производительность.

На примере шредеров семейства ООО «АТЛАСМАШ» можно видеть, что их производительность варьируется в пределах от 50 до 3500 кг в час.

Производитель рекомендует серию мини-шредеров WXS для переработки от 1 до 5 тонн отходов в месяц, что идеально подходит для предприятий, не занимающихся переработкой пластика на постоянной основе.

Модели серии WS имеют среднюю производительность и предназначены для коммерческого использования, тогда как шредеры WN относятся к промышленным и рассчитаны на интенсивную эксплуатацию.

Важно также учитывать мощность привода: наиболее мощные модели потребляют до 160 кВт/ч электроэнергии.

Цены измельчителей пластмасс

Ориентировочные цены на измельчители полимеров от разных производителей указаны в таблице:

Многие производители оборудования для переработки пластика, такие как шредеры и дробилки, не публикуют свои цены открыто. Стоимость рассчитывается индивидуально, исходя из потребностей клиента. Например, дополнительные опции, такие как система охлаждения или циклонный фильтр, могут существенно повысить итоговую цену.

Прежде чем принимать решение о покупке шредера или дробилки, важно провести расчеты, проконсультироваться с экономистом и обсудить условия с производителем. В некоторых случаях мини-дробилка может быть достаточной, особенно если объем отходов составляет менее 1 тонны в год. В таких ситуациях рациональнее арендовать мобильный шредер или заключить договор с компанией, занимающейся сбором и утилизацией отходов.

Выводы

Шредеры и дробилки — важные устройства для переработки пластика. Правильный выбор измельчителя может стать ключом к успешному запуску бизнеса по переработке полимеров, обеспечивая его высокую рентабельность.