Поролон входит в число материалов для вторичной переработки. Если в производство встроен процесс по переработке поролона, то это позволяет существенно сократить производственные издержки. Для измельчения под вторичное использование применяются дробилки для поролона, которые перерабатывают его до мелкой крошки. Существует множество разновидностей дробильного оборудования, но одним из самых эффективных являются роторные дробилки, которые разрывают на мелкие части попадающий в измельчительную камеру материал.
Переработка поролона
Измельченный поролон отлично подходит для повторного использования. Конечным продуктом является поролоновая крошка, которая применяется в:
-
Мебельном производстве: изготовление матрасов по беспружинной технологии, разного рода мебели и подиумов для рекламы. Производстве спортинвентаря: спортивные маты, ограждения на площадках, в спортзалах и на стадионах и т.п. Производстве звукоизоляции: обладая отличными звукопоглощающими свойствами, поролон применяется при создании вентиляционных систем, акустических панелей, виброизоляционных материалов для строительства и т.п. Медицинской сфере: для производства ортопедических товаров, кушеток, ковриков и многого другого.
Для некоторых компаний, переработка поролона стала отдельным направлением бизнеса, которое не только помогает сократить расходы основного производства, но и приносит большую пользу другим предприятиям, окружающей среде и людям.
Вторичный поролон обладает более высокой плотностью, что его отличает от первичных поролоновых изделий.
Принцип работы дробилки для поролона
Исходные поролоновые изделия помещаются в бункер для дальнейшей переработки. Из бункера материал подается на вращающийся с большой скоростью барабан, который оснащен ножами. Ножи также расположены и на корпусе. Измельченный поролон собирается в лотке дробилки, попадая туда под собственным весом. Получаются различные по размеру фракции, которые затем подают на фильтрующую сетку (размеры сетки от 2 до 5 мм). Мелкие части проходят через сетку, а более крупные снова подают к вращающемуся барабану на повторное измельчение.
Преимущества дробилок
Достоинствами дробилок для поролона являются высокая производительность и качественное измельчение. При этом нет необходимости предварительно нарезать поролон на более мелкие части, также как не нужно его специально спрессовывать.
Еще одним достоинством является надежность и простота использования. Дробилку очень легко очистить от измельченного материала. При этом режущие части и подшипники могут использоваться продолжительное время без их замены и специального обслуживания. При соблюдении правильной техники эксплуатации, дробилки для поролона не забиваются, выдают стабильный размер фракций, не создавая излишнюю пыль и большие куски. Конечный продукт легко прессуется в мешки для их дальнейшего складирования и транспортировки. Для измельчения подходят любые виды поролона, мягкий пенополиуретан, неликвидные куски и отходы этих материалов.
Одним из основных преимуществ является высокая производительность при низких производственных и эксплуатационных затратах. Аппараты различной мощности используется как на мелких предприятиях, так и на крупных промышленных объектах.
Поролон вторичного вспенивания: оборудование для производства и применение
За последние десятилетия появилось несколько новаторских разработок в сфере утилизации и вторичного использования поролона.
Материал представляет собой вспененный пенополиуретан (ППУ) и имеет широкую сферу применения.
По данным европейских экспертов, доля поролона составляет около 5 % в общей массе полимерных отходов, поэтому его переработка считается одним из наиболее перспективных направлений бизнеса.
Источники отходов и методы переработки
Основными источниками поролона вторичного вспенивания считаются:
- в производственном секторе — обрезки и некондиционный материал;
- в сфере потребления — отходы теплоизолирующих материалов, упаковки, автомобильных деталей, постельных принадлежностей, подложек под ковровые покрытия.
Из всех разработок последних лет наибольшее распространение получили регенерация энергии, химическая и механическая переработка.
Регенерация энергии
По энергоемкости ППУ значительно превосходит древесину и бумагу.
Его можно сравнить с углем, а тепло от сжигания направить на получение электроэнергии или коммунальные нужды.
Этот способ подходит для уничтожения смешанных бытовых отходов с долей поролона до 20 %.
При этом ППУ не вызывает повышения зольности и выделения вредных газов. Сжигание проводят в цементных печах и пиролизных установках.
Химический способ
Деполимеризацию, или разложение на составляющие с меньшей молекулярной массой, проводят двумя способами:
Полученные в результате вещества — полиолы — служат сырьем для жестких и полужестких полиуретанов.
Массовая доля вторичного продукта при производстве составляет до 90 %.
Химическая переработка обеспечивает расщепление макромолекул с полным разрушением поперечных сшивок, однако работает только с однородными отходами с известным составом.
Механическая переработка
Механический рециклинг подразумевает дробление отходов и получение поролона вторичного вспенивания (ПВВ). Крошка из фабричных обрезков служит наполнителем в производстве эластомеров с хорошо прогнозируемыми свойствами.
ПВВ имеет массу применений:
- Мебель. Вторично вспененный поролон применяется для изготовления беспружинных матрасов. Из него делают бескаркасную мебель различных форм и размеров, а также рекламные подиумы.
- Спорт. ПВВ является основой для матов и ограждений. В зависимости от назначения (гимнастические, борцовские, детские, атлетические) применяют продукт с различной плотностью.
- Звукоизоляция. Помимо теплоизолирующих свойств материал отличается хорошим звукопоглощением. Из него делают виброизолирующие развязки для строительных конструкций, вентиляционного оборудования, акустические панели для обшивки стен зданий, кузовов автомобилей.
- Медицина. Вторичный поролон применяют для изготовления ортопедических оснований, кушеток, ковриков для антисептической обработки.
В отличие от первых двух способов, подразумевающих наличие сложного и дорогостоящего промышленного оборудования, большие объемы вторичного сырья, механическая переработка может вестись в условиях небольшого цеха в качестве бизнес-проекта.
Свойства материала
| Свойства | Первичный | Вторичный |
| Кажущаяся плотность, кг/м 3 | 18 – 40 | 45 – 600 |
| Условная прочность на разрыв, кПа | 80 – 120 | 40 – 55 |
| Относительное растяжение при разрыве, % | 120 – 170 | 90 – 350 |
| Напряжения при сжатии, кПа | 2 – 4,5 | 9 – 100 |
Данные для таблицы взяты из рекламных материалов производителей.
Основное отличие вторично вспененного поролона от первичного – более высокая плотность. Это оказывает влияние на сферу применения.
К преимуществам первичного материала относят однородность по структуре и составу, более высокую прочность на разрыв.
Но с учетом того, что изделия из ПВВ работают исключительно на сжатие и имеют высокую износостойкость, спрос на материал оказывается высоким. Кроме того, вторичный поролон выдерживает удары, быстро восстанавливает свою форму после снятия нагрузки.
Дробилки для получения крошки
Для получения крошки используются дробилки разрывного и режущего действия.
Первые представляют собой машины с одним или двумя валами, на которых есть зубья или резцы. Это мощные агрегаты, используемые также для измельчения твердых полимеров.
Для дробления поролона подходят только те валы, где зубья имеют переменный шаг. Основное преимущество валковых дробилок — возможность загружать отходы большой ширины.
К недостаткам относят высокие энергозатраты на изготовление 1 кг крошки, а также дороговизну оборудования для производства.
Аппараты такого типа выбирают крупные производители ППУ и изделий из него для переработки отходов контурной резки и некондиции.
Универсальные ножевые измельчители пользуются большей популярностью, поскольку стоят дешевле и при этом имеют высокую производительность. Однако из-за небольших габаритов приемных отверстий перед дроблением широкие куски поролона приходится разрезать на полосы.
По конструкции дробилка представляет собой барабан, внутри которого вращается вал с ножами. Чаще всего установки имеют прямой привод и вращаются с частотой 1000 — 3000 об/мин.
На внутренней поверхности барабана закреплены ответные (неподвижные) ножи, а часть его представляет собой сменную калибрующую сетку, которая регулирует размер фракции.
При выборе необходимо учесть, что в каталогах указана максимальная производительность дробилок, рассчитанная для идеальных условий эксплуатации. На практике на нее влияют габариты, плотность исходного сырья и квалификация оператора, выполняющего загрузку.
Для повышения производительности и удобства выгрузки готового сырья в конструкцию измельчителей вводят пневмотранспорт — рукав с вентилятором.
Он позволяет набивать сырье сразу в мешки или накопительный бункер для дальнейшей переработки.
В некоторых дробилках ножи и центробежный вентилятор пневмотранспорта насажены на один вал, что значительно снижает габариты конструкции.
Подобные конструкции, оснащенные двигателями 2,2 — 7,5 кВт, способны перерабатывать от 20 до 100 кг ППУ в час.
Технология производства и оборудование
Перерабатывающие предприятия чаще всего продают крошку производителям вторично вспененного поролона. Для производства готового продукта необходимы следующие компоненты:
- полиол — высокомолекулярные спирты с гидроксильнымчислом 50 — 500 и молекулярной массой 400 — 3000 г/моль, являются основой для полиуретановой композиции;
- изоцианат — отвердитель, инициатор полимеризации;
- вода — вспенивающее вещество, пузырьки углекислого газа выделяются в результате ее реакции с изоцианатом.
Для стабилизации текучести смеси и времени полимеризации необходимо подобрать полиол с нужной молекулярной массой и изоцианат с соответствующей реакционной способностью.
Большинство производителей этих химических реактивов продают двухкомпонентные системы, готовые к смешиванию.
Для промышленного производства ПВВ они поставляются в бочках по 220 л.
Технология производства состоит из следующих этапов:
- Смешивание. Крошка подается в премиксер. Там происходит ее смешивание с полиолом (до полного смачивания поверхностей). При этом исходное сырье должно быть сухим. В миксер вторичного смешивания вводятся изоцианат и вспомогательные компоненты.
- Формовка. Смесь заливается в опалубку. Для предотвращения прилипания поверхности, контактирующие со смесью, покрывают полиэтиленовой пленкой. Полиуретан не прилипает к этому материалу.
- Полимеризация. После заливки смесь подпрессовывается до заданного объема и выстаивается. В это время происходит полимеризация жидких компонентов. На некоторых производствах готовый блок дополнительно выстаивается в течение суток после распалубки.
- Производство конечной продукции. Готовый блок распускают на плиты, листы, подвергают контурной резке, вырубке.
Видео по теме
На видео показаны устройство и принцип работы дробилки для поролона:
Заключение
Несмотря на то, что исследования и практическая работа в сфере производства вторично вспененного поролона ведутся уже более десяти лет, некоторые технологические ресурсы этого материала освоены не до конца.
Например, большинству производителей удалось добиться того, что ПВВ выдерживает больше циклов нагрузки, чем первичный ППУ, но далеко не все смогли наладить выпуск изделий с ровной и гладкой поверхностью.
Переработка отходов поролона в крошку.
В данной публикации сделана подборка оборудования предназначенного для переработки отходов поролона. Приведена общая информация их характеристик.
Переработка отходов поролона в крошку.
Переработка отходов поролона в крошку.
Измельчители полимерных отходов ( дробилки, шредеры ) бывают двух типов: режущие (ножевые) и рвущие (барабанные, роторные). У обоих типов есть свои плюсы и минусы.
Дробилки барабанного типа, ещё их называют шредерами — это измельчители, имеющие один или несколько валов с шипами или резцами, либо сборка с набранными фрезами. Предназначены, в основном, для переработки твёрдых полимеров. Для измельчения поролона подойдут не все виды барабанов, а только имеющие шипы или резцы с переменным шагом. Валы с шипами, сейчас практически не делают, а вот второй вариант широко распространен.
Как правило, такие дробилки очень громоздкие и мощные.
Выбор такого типа измельчителя обуславливается ещё одним фактором — в него можно запихивать куски размером в ширину барабана. Ниже, видео работы одновального измельчителя. Эта дробилка стоит в линейке по производству вторичного поролона.
Такой тип дробилок чаще всего выбирают производители поролона и изделий из него. Это связано с тем, что отходы после контурной резки бывают очень большие по размерам.
Основной поставщик дробилок такого типа Китай и Европа (тоже Китай)
Россия и Украина производят такой тип дробилок, но они ориентированы на переработку отходов из полипропилена и АВС пластиков и имеют не очень подходящее устройство ножей. К такому типу можно отнести: AMD-200D, AMD-400D, ИПР-200 по ИПР 450 и ИРПС-150 по ИРПС 400(Украина). Короче говоря, дури много – толку мало.
Устройство режущих (ножевых) дробилок значительно проще и поэтому, стоимость ниже, чем у предыдущего вида. В основном, это ротор с подвижными рубящими ножами и несколькими стационарными ножами, установленными на внутренней стороне кожуха блока измельчения.
Измельчение идёт до той степени, пока кусочки поролона не смогут свободно вылететь через калибрующую решётку. Размер ячеек решётки может быть от 10-ти до 40 мм. Ножевые дробилки поролона делают крошку, в общем объёме, более нормированную по размеру, но в ней часто присутствует достаточно много мелкой поролоновой взвеси. Не всем это нравится, а кто-то не обращает на это внимание. Производительность таких дробилок, также как и у рвущих, может быть от 10 до 400 кг./ час. Основной поставщик дробилок такого типа Китай и Европа (тоже Китай).
Россия производит такой тип дробилок, но они конструктивно ориентированы на переработку отходов из полипропилена и АВС. Основной тип таких дробилок:
1) Универсальные ножевые измельчители полимеров серии ADM-600D и ADM-600DU Производитель ООО «Байкал» г. Щёлково. Мощность 11-15 кВт. Вес 200 и 250 кг. Аналогичные дробилки выпускают в г. Волжский. Это универсальные ножевые измельчители полимеров серии MИ- 600
2) Универсальный ножевой измельчитель полимеров серии ИПР-500 и ИПР-500Р. Заявленная производительность для поролона 3-5 м3/час. Мощность 11, 15 и 30 кВт. Вес 380 кг.
Для измельчения поролона, производители данных дробилок, рекомендуют мощность не менее 15кВт.
Из маломощных ножевых дробилок производства России, на просторах интернета, представлены ИП-5 и ПИ-1 до ПИ-5. (Станок-45, ИП Иванов Е. А.) Мощность двигателя у этих измельчителей 1.1 кВт.
Теперь о ножевых дробилках поролона, рассчитанных на производителя мебели среднего звена. Что можно предложить для производства мягкой мебели с выпуском продукции 100-400 диванов в месяц? Здесь можно выбрать из следующих моделей с производительностью от 50-ти до 200 кг./час.
1. Универсальный ножевой измельчитель полимеров ИПМ-11/3,0.
Пр оизводитель ОАО«НИИпроектасбест». Мощность 3кВт. Производительность не указана, но можно предположить, что до 70-ти кг./час. Вес 15 0 кг. Имеет выхлопной патрубок 160 мм., для подсоединения аспирационной установки. ВИДЕО РАБОТЫ ИПМ-11/3,0.
2.Измельчитель поролона ВС-41 и ВС-50
Производитель ИП «Козлаков В .С.» г. Волжский. Мощность 4 кВт. и 7,5 кВт. Модель рассчитана на измельчение эластичных вспененных полимеров и пенопласта. Имеет довольно широкий патрубок подачи (220х220 мм.) и возможность подсоединение через шланг аспирационной установки для сбора крошки в мешок.
3. Измельчитель поролона ЭМИ-П-5.5/380V. нашего производства.
Мощность 5.5 кВт. Оптимальная производительность 2 м3/час. Вес 71кг. Дробилка предназначена для измельчения поролона (первичный и вторичный), изолона, вспененной резины. Наличие собственного встроенного центробежного вентилятора позволяет нагнетать крошку в мешок-бункер, или через воздуховод в накопительный бункер.
4.Дробилка для поролона Производитель TEXPRO г. Кривой Рог .Мощность 4 кВт. Заявленная оптимальная производительность 250-300 кг./час. Хороший измельчитель, но она выпускается в Украине.
5. Измельчитель поролона УД-1.
Производитель ЗАО НПФ «Элпа». Мощность – 7, 5 кВт производительность – 180-220 кг/час.
Теперь о производительности дробилок поролона.
Из собственной практике испытаний наших дробилок , давно сделал вывод, что «производительность» — параметр весьма относительный (речь идёт только о ножевых дробилках):
1. Плотность или «вязкость» влияет на скорость измельчения и нагрузки на мотор. Здесь эти параметры ведут себя по-разному. Плотный поролон измельчается быстрее, но ударная нагрузка на ножи немного увеличивается. Вязкий поролон увеличивает и время и нагрузки при измельчении.
2. Толщина поролоновых отходов при измельчении влияет на размерность крошки и нагрузки на мотор. При подаче отходов поролона толщиной вдвое превышающей размер ячеек сита, мы получим более нормированную крошку на выходе, нежели при использовании тонкого поролона.
3. Ширина отходов поролона снижает производительность из-за необходимости эти отходы дополнительно разрезать.
Кстати, на многих дробилках стоят конусы для подачи сырья. Широкая часть сделана для удобства забрасывания отходов, но не говорит о том, что можно запихивать большие куски.
Максимальный размер куска, вернее его сечение — это вписанный квадрат в окружность нижней части конуса. Если взять такой кусок поролона, то он всё равно не сможет без посторонней помощи попасть к ножам и будет подпрыгивать на центре вращения вала. Для нормальной работы, требуется сечение отхода вдвое меньше диаметра низа конуса. Поэтому размер патрубка для подачи сырья не всегда говорит о возможностях и удобстве в работе измельчителя.
4.Опыт оператора (человеческий фактор). Производительность может меняться до 20% в ту или другую сторону.
Теперь о том, что заявляют производители дробилок.
Естественно мы указываем производительность при идеальных условиях. Проводим испытания с подготовленным к работе поролоном. На производстве идеальных условий не бывает и следовательно требуется дополнительное время на разрывание, разрезку больших кусков и в конечном итоге производительность за смену значительно ниже заявленной.
Теперь приведу, на мой взгляд, честную информацию на примере ножевых дробилок серии ВС-201 по ВС-203 из Китая. Данные по производительности указаны оптимальные. Производительность может быть повышена за счёт подсоединения дополнительной аспирационной системы типа «Циклон». Они так и предлагают, но ценник соответственно ещё поднимается.
ТАБЛИЦА ДАННЫХ О ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
Если вы посмотрите таблицу, то поймёте, что заявленные «до 30кг./час» у ПИ-1 по ПИ-5, с мощностью двигателя 1,1 кВт — трудно достижимый предел в реальных условиях.
Другой пример — измельчитель УД-1. Производитель ЗАО НПФ «Элпа». Конструктивная особенность этой установки, так же не позволит выдать на ура 220 кг/час. Это при пересчёте, почти 4,5м³ поролона в час. Согласитесь, не хило при сравнении, к примеру, с тем же ИПР-500 с 15кВт-ным двигателем и заявленной производительностью 3-5 м3/час.
Украина делает очень хорошую машину. Их аппарат при идеальных условиях, возможно, и может выдать 150 кг./час.(3,5м³/час), но ни как не 300кг./час.(10м³/час) (ПроизводительTEXPRO г. Кривой Рог)*
Сравнительно честно производительность указана у ВС-41 Производитель ИП «Козлаков В.С.» г.Волжский. (До 2 м³). Это согласуется с перечисленными факторами, влияющими на производительность и она может колебаться от 1 до 2 м³./час.
У нашей дробилки, ЭМИ-П-5,5 уже есть встроенный вентилятор высокого давления и указана оптимальная производительность 2 куб.м./час. Мы указываем производительность при использовании обычного поролона с плотность до 35 кг/м.³ и калибрующей ячейке d-20мм. Производительность 100кг./час. на наших ЭМИ-П-5,5/380V возможна только при измельчении вторичного поролона и подготовленных по ширине полосках. Наша новая модель ЭМИ-П-12 рассчитана на тяжёлые условия работы и прошла проверку у продавца крошки.