La réduction de taille est l'étape la moins glamour d'une installation de recyclage des plastiques et celle qui détruit le plus de profit lorsque les spécifications sont inadéquates. Une ligne de lavage peut être parfaitement conçue, l'extrudeuse de granulés peut être haut de gamme, et toute l'installation ne fonctionnera pas correctement si le concasseur à sa devant produit une taille de particules incorrecte, se recouvre de film tous les vingt minutes ou dévore un ensemble d'oscillateurs tous les deux semaines. Choisir le type de concasseur adéquat pour les déchets de bouteilles en plastique et de film n'est donc pas une question de fournitures : c'est la décision qui détermine le débit, la consommation d'énergie par tonne, les coûts d'usure et la qualité finale du granulé de toute la chaîne de production.
La confusion commence avec le vocabulaire. Les opérateurs utilisent les termes « broyeurs », « concasseurs », « granulateurs », « broyeurs » et « pulvérisateurs » de façon interchangeable, alors que ces machines fonctionnent à des vitesses de rotor différentes de l’ordre de la cinquantaine et produisent des particules de brisage qui diffèrent de trois ordres de grandeur. Un broyeur à deux arbres tournant à 18 tours par minute et un granulateur tournant à 600 tours par minute ne constituent pas des produits concurrents ; ils occupent des positions différentes dans la même chaîne de traitement. Lorsque cette distinction est claire, la deuxième question devient abordable : qu’ont besoin les déchets de bouteille en PET rigide et cassant, et qu’ont-ils besoin les déchets de film en PE/PP, durs, tendrus et contaminants ? Les réponses divergent.
Ce guide, préparé par Polyretec, une usine Wanplas spécialisée dans les équipements de lavage et de recyclage de plastiques depuis 2010, décrit la gamme complète de résidus réduits, le comportement spécifique des bouteilles et des films, la métallurgie des haches et les paramètres d'ébavurage, la dimensionnement des moteurs et des équipements, les systèmes de sécurité et de protection, un arbre décisionnel de sélection pratique, la discipline d'entretien et les erreurs qui se répètent dans les plus de cent projets que Polyretec a réalisés dans plus de cinquante pays. Chaque paramètre donné est une plage de travail en ingénierie, destinée aux études de faisabilité et à la rédaction de spécifications ; les valeurs finales devront toujours être confirmées par la fiche technique du modèle et du matière première concernés.
Table des matières
- La famille de la réduction de taille : broyeur, granulateur, pulvérisateur définis
- Casseurs à un seul arbre vs à double arbre vs à quatre arbres.
- Pourquoi les bouteilles en PET et les films PE/PP se comportent de façons opposées ?
- Itinéraires de réduction par type d'aliments recommandés
- Ingénierie du coupeur : grades d'acier, géométrie et espaçage
- Puissance du moteur, réduction de la vitesse et équilibrage du couple
- Protection, sécurité et conformité environnementale
- L'arbre décisionnel de sélection du broyeur
- Entretien, pièces d'usure et discipline d'exploitation
- Huit erreurs coûteuses lors du choix d'un shredder
- Comment Polyretec configure la réduction de taille pour les chaînes destinées aux bouteilles et aux films
- Questions fréquemment posées
- Conclusion et tableau de vérification des spécifications
La famille de la réduction de taille : broyeur, granulateur, pulvérisateur définis
Les machines de réduction de la taille du plastique sont classées par vitesse du rotor et mécanisme de coupe, et non par le nom imprimé sur l'étiquette. Les machines à faible vitesse et à haute cadence déchirent ; celles à vitesse moyenne coupent contre un tamis ; celles à forte vitesse taillent ; et les broyeurs abîment jusqu'à faire du poudre. Comprendre le mécanisme utilisé par une machine vous permet immédiatement de déterminer le type de matière première qu'elle tolère et le type de produit qu'elle délivre.
A broyeurest une machine à vitesse faible à moyenne, conçue pour la réduction de taille primaire de déchets volumineux, non triés ou en ballots. Son objectif est de réduire le volume et de libérer la matière en une forme transportable et passable au tamis.Granulateur— On appelle également cet élément un coffret sédimentateur.concasseurDans le commerce du recyclage, il s'agit d'un équipement à haute vitesse avec des lames tournantes passant à proximité de couteaux à lit fixe, travaillant contre un treillis perforé qui détermine la taille finale des particules.rABS(grinder) utilise une paire de disques rainurés, l’un tournant et l’autre stationnaire, pour aborder le plastique sec en poudre. Chacun a une place définie dans la chaîne, et dans la plupart des usines de bottles ou de film, au moins deux d’entre eux sont utilisés en série.
Le modèle mental critique est le suivant : un broyeur doit décider si le matériel peut être traité du tout, alors qu’un broyeur à granulés doit déterminer la qualité des granules qui atteignent les étapes de lavage et de pelletage. Alimenter un broyeur à granulés avec du matériel que le broyeur aurait dû traiter est la cause la plus fréquente de pannes planifiées dans les usines de recyclage.
Tableau de comparaison : la famille complète de réduction de taille
| Type de machine. | Vitesse du rotor | Mécanisme de coupe | Taille typique | Écran | Tolérance d'alimentation | Alimentation le mieux adaptée |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Un shredder à un seul arbre. | 80-150 tr/min | Les lames rotatives se coupent contre un couteau fixé à un tapis, et la matière est appauée par un poussoir hydraulique. | D'un diamètre de 20 à 100 mm, uniforme. | Oui, avec des trous de 20 à 100 mm | Moyen — dommages aux petites pièces métalliques aux plaques | Rouleaux de films, purge volumineuse, sacs tissés, big-bags, résidus de plaques, film en ballots |
| Machine à broyer à double arbre (double-arbre) | 12–30 tours par minute | Interlochage des disques de coupe qui déchirent et tirent la matière entre deux arbres contrecourants | 30-150 mm, irrégulier | Normalement pas. | Très grand couple — tolère occasionnellement des gravats métalliques | Objets volumineux, fûts, cages IBC, palettes, caisses, déchets emmêlés et mélange. |
| Broyeur à quatre axes. | 12–30 tours par minute | Braquage à double arbre plus deux contre-axes, dégagement par tamis | 30-80 mm, contrôlé | Oui, 30–80 mm. | Élevé | Décomposition des déchets mixtes complexes, préparation du RDF, enveloppes électroniques, pièces composites |
| Granulateur/traqueur | 400-800 tr/min | 3-9 lames roulants contre 2-4 lames fixes, action de tranchage | 8–20 mm en copeaux | Oui, 8–20 mm. | Mauvaise coloration faible – sensible aux métaux, aux pierres et aux pièces de très grande taille | Les flacons, le matériel pré-traité, les déchets de production, les fins de ligne |
| Broyeur à disques | 3 000 à 3 600 tr/min (disque) | Abrasion entre des disques perforés rotatifs et fixes | Poudre de 300-800 microns | Classificateur / tamis | Très limitée, seulement charges propres. | PVC à mélange sec, poudre de rotomodélage, poudre de PE pour les supports de masterbatch |
Deux observations peuvent être tirées de ce tableau. Premièrement, les dimensions de la sortie ne se chevauchent pas vraiment : un shredder à deux arbre ne peut produire que des copeaux de 12 mm, alors qu'un granulateur ne peut pas faire avaler un compartiment de 200 litres. Deuxièmement, la tolérance d'alimentation est inversement proportionnelle à la finesse de la production. Plus la machine taille finement, plus elle est sensible aux contaminations. Ce compromis est la raison physique pour laquelle presque toutes les chaînes de conditionnement de flacons ou de pellicules utilisent une configuration en deux étapes au lieu d'essayer de tout faire sur une seule machine.
Données fondamentales de fonctionnement.Écart de vitesse du rotor dans la famille : 12 tr/mn (double arbre) à 3 600 tr/mn (disc pulvérisateur). Energie spécifique pour la réduction de tailles de bouteilles PET : 35-60 kWh par tonne. Energie spécifique pour le film PE/PP contaminé : 60-110 kWh par tonne. Marge praticable des lames pour le coupage des films : 0,1-0,3 mm. Gamme de dureté des lames à partir des aciers d'outillage courants : HRC 56-62.
Casseurs à un seul arbre vs à double arbre vs à quatre arbres.
À l'intérieur de la catégorie des broyeurs, le nombre d'axes n'est pas une mesure de la capacité, mais une description de la géométrie de coupe, et chaque géométrie résout un problème différent. Le choix entre elles est le premier volet de l'arbre décisionnel et il dépend presque entièrement de la forme physique des déchets entrant plutôt que du type de polymère.
Casseur à un seul arbre : production contrôlée par un tamis.
Le broyeur à un axe simple est le fer de lance du recyclage des films. Un rotor portant des rangées de petites lames carrées ou en V tourne à 80-150 rpm dans une chambre. Un élément hydraulique pousse la matière contre le rotor à une pression réglable, typiquement de 6 à 12 MPa dans le circuit hydraulique, afin que les matériaux légers et élastiques tels que les films détachés ou les sacs en tissu ne puissent pas rebondir de la zone de coupe. La matière reste dans la chambre jusqu'à ce qu'elle soit suffisamment petite pour passer à travers l'écran perforé installé sous le rotor. Les trous d'écran ont généralement un diamètre de 20 à 100 mm ; un écran de 40 à 60 mm est le choix habituel avant une ligne de lavage des films.
Puisque l'écran contrôle la taille des particules, la sortie est bien plus uniforme que ce que peut atteindre une machine à deux arbres, et cette uniformité est extrêmement importante dans les opérations subséquentes. Un revetement de frottement, un bac de lavage à flotteur et une centrifugeuse d'extraction ne fonctionnent de façon prévisible qu'à condition d'être alimentés avec une bande de particules cohérente. Il y a cependant des compromis : un broyeur à un seul arbre est intolérant aux métaux incorporés, le barreau hydraulique ajoute une mécanique d'entretien, et le changement de tamis nécessite l'intervention d'une équipe de deux personnes, pour une durée d'environ 45 à 90 minutes, selon la taille de la machine.
L'arrangement des lames sur le rotor mérite une attention particulière. Un rotor à rangées droite en engage plusieurs en même temps, ce qui entraîne une charge martelante et une plus forte amplitude de courant. Un rotor à triangles enroulements les lames de façon alternée, ce qui limite l'ensablement des lames et renforce la distribution de la charge de coupe.rotor hélicoptère, où les lames sont disposées en spirale, engagent progressivement, ce qui réduit de 15 à 25 % le couple maximal, diminue le bruit de 3 à 5 dB (A) et garantit une coupe plus lisse sur les pellicules difficiles. Pour le travail sur pellicule, un rotor hélicoïdale avec des lames de type cisaille est quasiment toujours la meilleure spécification.
Broyeurs à double-engrenage : couple avant tout
Le broyeur à deux arbres, l'appellation du dictionnaire est aussi broyeur à double arbre, utilise deux axes roulants rotatifs dans le sens inverse, portant des disques l'un contre l'autre. La vitesse des axes est comprise entre 12 et 30 tours par minute, souvent avec un léger différentiel entre les deux axes (par exemple 14 et 18 tours par minute) de manière à que le matériau soit actif et déchiré plutôt que pincé uniquement. Il n'y a généralement pas d'écran ; la taille des particules est régie par l'épaisseur des disques et le nombre d'hameçons par disque, ce qui donne un matériau d'environ 30 à 150 mm de taille.
Sa force est le couple brut et la tolérance. Un broyeur à deux arbres peut passer un boulon, un petit morceau de ruban d'acier ou un amas de terre compactée sans endommager gravement le machine, et sa logique d'autorecentrage permet de résoudre la plupart des blocages sans intervention de l'opérateur. Cela en fait le premier appareil approprié pour les déchets rigides après consommation : barils en HDPE, cartons, tailles de tuyaux, balots de lard en PP fortement contaminés et films agricoles entremêlés de terre et de pierres. Sa faiblesse est exactement le miroir de ces avantages : la granulométrie est peu cohérente et inconsistante, de sorte qu'il ne peut pas toujours être le dernier procédé de réduction de tailles avant lavage.
Broyeur à quatre axes : contrôle de la taille et du couple.
Un broyeur à quatre arbres ajoute deux arbres contrebalançant au-dessus de la paire principale et inclut un tamis de décharge, combinant l’action de tearing avec une garantie de taille de 30 à 80 mm. C’est la solution spécialisée pour les flux de déchets hétérogènes où une robustesse élevée et une bande de particules définie sont nécessaires – emballages mixtes rigides et souples, boîtiers électroniques avec insertions métalliques ou préparation de combustibles dérivés de déchets. Les coûts d’exploitation et l’énergie spécifique sont supérieurs à ceux d’un broyeur à deux arbres, de sorte que les unités à quatre arbres sont spécifiées lorsque le type de matériau le justifie vraiment et non pas comme une évolution standard.
Tableau de comparaison : architectures des déchiqueteurs comparées
| Critère | Un shredder à un seul arbre. | Machine à broyer à double arbre | Broyeur à quatre axes. |
|---|---|---|---|
| Vitesse du rotor / axe | 80-150 tr/min | 12–30 tours par minute | 12–30 tours par minute |
| Caractéristique de serrage | Moyen en termes de couple, à moyenne vitesse | Très grand couple, très faible vitesse | Très grand couple, très faible vitesse |
| Aide au convoyage | Grue hydraulique, 6-12 MPa | Remplissage automatique par crochets | Remplissage automatique par crochets |
| Écran | 4. D'un diamètre de 20 à 100 mm, perforée. | Aucun | 30-80 mm perforé |
| L'uniformité de la production | Élevé | Faible | Moyenne-élevé |
| Tolérance au tramp metal | Faible à moyenne | Élevé | Moyenne-élevé |
| Manutention du film et du film étirable | Excellente avec galets de coupe | Mauvaise adhérence des films au tambour | Normal |
| Manutention de fûts et caisses rigides. | Normal, débit limité | Excellente | Excellente |
| Niveau de bruit | 88–95 dB(A) | 85–90 dB(A) | 85–92 dB(A) |
| Energiespecific, typique | De taille moyenne à haute | Bas à moyen | De taille moyenne à haute |
| Nombre de lames par machine | lames fines de 40-200 | 20–60 disques de coupe | disques de coupe de 40-120 |
| Coût relatif du capital | Moyen | De taille moyenne à haute | Exceptionnel |
| Coût relatif de l'usure par tonne | Moyen | Faible | Moyen |
Pourquoi les bouteilles en PET et les films PE/PP se comportent de façons opposées ?
Le seul principe le plus utile dans le choix d'un broyeur est que les bouteilles en PET se cassent par fracture fragile tandis que le film en polyoléfine se déchire par rupture ductile, et le machinerie d'ameutisement doit être conçue en fonction de cette différence. Tout le reste – la géométrie des lames, la vitesse du rotor, l'épaisseur de l'interstice, la taille du tamis, la consommation d'énergie – découle de ces deux modes de défaillance.
Déchets de bouteilles PET : Dur, cassant, abrasif
Le PET post-consommation présente une densité d'environ 1,33-1,40 g/cm³, une température de transition vitreuse voisine de 75-80 °C et une résistance à l'impact perforé suffisamment faible pour se fragmenter proprement à température ambiante. Cette fragilité est un atout pour la réduction de taille : un granulateur haute vitesse coupe le PET efficacement, produisant des copeaux à la surface relativement propre et avec peu de fines, à condition que les lames soient affûtées et que l'espacement soit correct. L'énergie spécifique pour la réduction de la taille des bouteilles de PET se situe généralement dans la plage de 35 à 60 kWh par tonne, et un granulateur humide bien ajusté conserve la valeur inférieure de cette plage.
Les complications sont de différents ordres. Les fils de bouleaux, les fermetures aluminium, les anneaux en acier et les fragments de verre arrivant avec les bouleaux sont durs, et la rigidité du PET implique que l’objet étranger est transmis directement vers le bord de coupe plutôt que d’être absorbé. Les lames abimées constituent le mode de défaillance habituel, et un seul morceau de fer de rebut raté peut abimer toutes les lames en rotation en une seule fois. Le PET est légèrement abrasif, notamment lorsque les bouteilles contiennent du sable ou des résidus d’adhésifs d’étiquette, de sorte que le raseage des bords se développe de façon régulière, même sans impacts.
Étant donné que le PET est hygroscopique et que les flocons de bouteilles contiennent des résidus d'étiquette et de collant, la plupart des lignes modernes utilisent unegranulateur humide1 : de l'eau est injectée dans la chambre de coupe à environ 1 à 3 mètres cubes par tonne de débit. L'eau refroidit les lames, supprime la poussière, commence à dissoudre les étiquettes et la colle, et lubrifie l'échappement. L'écran standard pour une ligne de PET conforme aux normes alimentaires est de 12 à 16 mm, ce qui fournit des flocons qui passent le lavage à haute température et la déhydrogénation de manière efficace tout en étant suffisamment gros pour éviter des pertes excessives dans les écrans lors de l'étape de séparation par flottation. La taille du flocon inférieure à environ 8 mm augmente nettement les pertes et l'énergie de séchage ; au-dessus d'environ 20 mm, l'efficacité de la dépoussiérage et du lavage diminuent. 2 : www.polyretecrecycling.com/rust-prevention. 3 : il est possible de démarrer une usine à petite échelle (traquant 25-50 kg/h de déchets plastiques) avec un capital de lancement de 50 000 dollars seulement, et de dégager des bénéfices mensuels constants dans un délai de 6 à 12 mois.
Déchet de films PE et PP : difficiles à mâcher, fibrils, sensibles à la chaleur
Le film en polyolefin est l’inverse. Le LDPE et le LLDPE ont une élasticité dans la gamme 300-800 %, de sorte qu’ils se déforment plutôt que de se casser. Une lame plate avec un exa- ause d’écartement ne coupe pas le film du tout : elle le tire en longues ficelles qui s’enroule ensuite autour de l’axe et de la coque de montage du rotor. Voilà pourquoi le shredder à double axe, si efficace sur les briques, est généralement un choix médiocre pour l’emballage en film élastique ou des films très fins : la traction effective associée à la faible vitesse propulse le film sur les axes, qui s’enroule automatiquement.
Le deuxième problème du film est thermique. Le PE fonde entre 110 et 130°C, tandis que le PP fond entre 160 et 170°C. La zone de coupe d’un shredder surchargé peut facilement dépasser ces températures à certains endroits. Une fois que le film commence à fondre, il se dépose sur les dents et les écrans, cachant les perforations et créant un embouteillage auto-amplifiant qui aboutit à un arrêt et à un nettoyage manuel avec des racleurs. Pour prévenir ce problème, il est nécessaire d’assurer une haute précision des dents, une pression du mandrin contrôlée, une superficie d’ouverture suffisante des écrans et, dans de nombreux cas, un système d’injection d’eau ou d’évacuation forcée à l’éjection.
L'énergie spécifique pour le film est nettement supérieure à celle pour le PET - généralement entre 60 et 110 kWh par tonne, et vers l'extrémité supérieure lorsque le film est épais, humide ou fortement salie. Cela est dû au fait que la déformation ductile absorbe l'énergie avant la fin de la coupe et que la faible densité apparente du film (30 à 80 kg/m³ en vrac, 200 à 400 kg/m³ compressé) implique qu'un grand volume doit être déplacé pour chaque tonne traitée.
Tableau de comparaison : Exigences de découpage de flacons en PET et de films en PE/PP
| Paramètre | Déchets de bouteilles PET | Déchet de film PE/ PP |
|---|---|---|
| Mode de panne lorsque la lame est inactive | Fracture fragile | Découpe / étirement laminaire. |
| Densité. | 1,33–1,40 g/cm³ | 0,90-0,96 g/cm3 |
| Densité de volume après réception. | 250-450 kg/m³ (balé) | 200 à 400 kg/m3 en balade, de 30 à 80 kg/m3 en masse brut |
| Risque primaire | Affaiblissement de lame au contact du métal et du verre lors de la fabrication. | Enroulement de la tige et salissure par fusion. |
| Primary machine of choice | Machine à broyer à double arbre (en option, pour alimentation en bobines ou encombrantes) | Broyeur à un axe avec pile hydraulique, obligatoire |
| Secondary machine of choice | Granulateur humide, tamis 12-16 mm | Granulateur humide, tamis 15-25 mm ou alimentation directe au laveur |
| But de la vérification de la marge des lames | 0,15-0,30 mm | 0,10 à 0,20 mm, strictement contrôlé |
| Géométrie de la lame | Coupe plate ou légèrement négative, biseau solide | Lame de découpe positive, action par scie circulaire |
| Vitesse du rotor à l'étage final | 500-800 tours/minute | 400-600 tr/min |
| Injection d'eau | 1–3 m³ par tonne, mode standard | En option – conseillé, de 1 à 2 m³ par tonne |
| Énergie spécifique | 35 à 60 kWh par tonne | 60–110 kWh par tonne |
| La durée de vie des lames entre deux reprises de coupe | 80–200 tonnes | 20–60 tonnes pour film agricole sableux ; 100–150 tonnes pour film industriel propre |
| Génération typique de fines | 1–3 procents | 0,5 à 2 pour cent |
Cas particuliers : sacs tissés, pièce de film étirable et film agricole
Trois flux reliés au cinéma justifient un traitement distinct.Sacs tissés en PP et grands sacs (FIBC)sont très résistants dans deux directions et comportent souvent des fils de polyester cousus et des revêtements imprimés. Un shredder à axe unique équipé d'un tamis de 40 à 60 mm les traite correctement, mais l'espace entre les lame doit être maintenu serré car les bandes tissées pénètrent aisément entre les lamelles et ne subissent aucun changement. Les big bags munis de lanières de levage doivent être préalablement coupés ou les lanières enlevées, puisqu'elles constituent le plus fréquentement le facteur d'atténuation du pliage.
Films étirables et palettes, films étirables et supports de palettes.les tubes souples sont les plus difficiles à déchirer dans l'industrie : ils sont extrêmement fins, extrêmement élastiques et fournis en bobines denses. Ils nécessitent une machine à un arbre avec un rotor en spirale, des lames de tranchage très lourdes et un tamis dont la taille n'est pas inférieure à 50 mm pour éviter qu'on soit aveuglé. La pression sur le rotor doit être réduite plutôt que augmentée, car forcer le matériau élastique contre le rotor accentue l'étirement plutôt que la découpe.
Film agricolearrive avec du sol, du sable, des pierres et de l’humidité, ce qui peut atteindre 30 à 50 % de la masse totale. La solution appropriée n’est pas une machine à chatter avec une force accrue, mais une phase de pré-traitement : un pré-chatter ou un ouvre-bale suivi d’un panier à tremper ou d’un tamis vibrant pour enlever la majeure partie de la charge minérale avant la réduction de taille principale. La coupe de pellicules de sable avec des lames en acier standard favorise la fin de la vie des lames dans la gamme de 20 à 60 tonnes. Avec un pré-écrimage et des lames en poudre de métal résistant à l’abrasion, cette durée de vie peut généralement être doublée.
Itinéraires de réduction par type d'aliments recommandés
Une voie de réduction de la taille correcte est définie par la forme du matériau entrant et par les exigences du procédé en aval, et dans la grande majorité des installations, elle consiste en deux étapes plutôt qu'en une seule. L'étape primaire rend le matériau transportable et libère les contaminants ; l'étape secondaire définit la granulométrie qu'il faut pour la ligne de lavage et la ligne de pelletisation.
Pour une ligne de lavage de bouteilles PET travaillant des bouteilles à ramassage grossier ou à balaison léger, un broyeur à deux arbres est souvent inutile. Les bouteilles sont vides, leur densité volumique est faible et leur alimentation est facile ; un débalayeur suivi d’un briseur de balaison, d’un tri manuel ou automatique et d’un granulateur humide équipé d’un tamis de 12 à 16 mm constitue un processus complet et efficace. Lorsque les balaisons sont fortement comprimées, qu’elles contiennent des emballages rigides mélangés ou qu’elles proviennent de la collecte municipale et qu’elles ont un taux élevé de matériaux étrangers, un broyeur à deux arbres à faible vitesse en provenance d’un stade de 60 à 80 mm vaut son coût de capital uniquement pour la protection qu’il offre aux lames du granulateur.
Pour le film PE/PP, la route à deux étapes n'est pas facultative. Un broyeur à un arbre doit intervenir en premier, car aucun granulateur n'acceptera de film en bobines sans enveloppe. Après le broyage à 40-60 mm, la matière peut passer directement dans la section humide de la ligne de lavage ou passer par un granulateur humide si une particule plus fine et plus homogène est nécessaire pour un pellet de haute qualité. Le choix dépend de la qualité du pellet ciblée et de la capacité des brosses à frire en aval.
Tableau de sélection des voies.
| Charge d'alimentation. | Étape primaire | Étape secondaire | Taille du produit cible | En aval | Notes |
|---|---|---|---|---|---|
| Bouteilles en PET, balles légères ou déterrées | Brise-palette et tri (pas de broyeur nécessaire) | Granulateur humide, tamis 12-16 mm | Flocons de 12 à 16 mm | Lavage à chaud, séchage par basculement, évaporation | Détection des métaux avant le granulateur est obligatoire |
| Bouteilles en PET, balles municipales denses | Machine à broyer à double arbre, 60-80 mm | Granulateur humide, tamis 12-16 mm | Flocons de 12 à 16 mm | Ligne de lavage par produit chaud | Le pré-traitement rapporte par la durée de vie des lames. |
| Tasses PET et feuilles thermoformées | Broyeur à un axe, tamis de 40 mm | Granulateur humide, 10-14 mm | paillettes de 10–14 mm | Lavage + décontamination | Observez la génération de fines sur des plaques à paroi mince |
| Film LDPE/LLDPE industriel, propre | Broyeur à un axe, tamis de 50–60 mm | Granulateur humide en option | 40–60 mm | Lavage puis moulage, ou moulage direct | Le film propre peut éviter complètement le lavage |
| Film PE d’utilisation postconsommation, imprimé etusi à maculer | Broyeur à un axe, tamis de 40–50 mm | Granulateur humide, 20-25 mm | De 20 à 25 mm. | Chaine de nettoyage complète | Charge d'encre et de liant : augmentation de la charge de lavage |
| Sacs tissés en PP (FIBC) | Broyeur à un axe, tamis de 40–60 mm, très serré | Granulateur humide, 15-20 mm | 15–20 mm | Lavage + pelétisation | Retirer les courroies d'entraînement et les boucles en métal à l'étape de base. |
| Films étirables et palettes, films étirables et supports de palettes. | Broyeur à un arbre, rotor hélicoidal, 50–60 mm, pression du rampon réduite | Généralement aucun | 50–60 mm | Agglomération ou pelletage direct | Le tamis ne doit pas être sous-dimensionné |
| Film agricole avec de la terre et du sable. | Ouvreur de bales + trommel de pré-séparation, puis broyeur à un seul arbre, 50 mm. | Granulateur humide avec pré-lavage | 25–40 mm | Nettoyage intensif, plusieurs étapes de lavage | Lames à poudre métallique fortement recommandées |
| Bassins et caisse en HDPE, tubes | Machine à broyer à double arbre, 50-100 mm | Granulateur, 12 à 18 mm | 12–18 mm | Lavage + pelétisation | Arrangement rigide traditionnel à deux étages |
| Rigide mixte + flexible pour RDF | Broyeur à quatre axes, écran de 30 à 50 mm. | Aucun | 30–50 mm | Préparation des combustibles, sans lavage | Enlèvement du métal par un magnétique d'excès et par courants d'induction. |
Un point sur l'adaptation en aval mérite d'être souligné car il est trop souvent négligé. L'ouverture du tamis choisi au dernier stade de réduction de la taille doit être compatible avec la perforation du centrifugeur de dégel et la maille des tamis de friction. Si on réduit le tamis d'un granulateur de 14 mm à 10 mm pour chasser une paille plus fine, la proportion de particules qui passent à travers le tamis du centrifugeur augmente, du produit est perdu dans le circuit d'eau et la charge du traitement de l'eau augmente. La taille des particules est un paramètre chaîne de montage, et non local. Une fois les paillettes quittées, elles entrent dans la séquence de lavage, que Polyretec configure séparément en fonction de la qualité des paillettes et du niveau de contamination.
Ingénierie du coupeur : grades d'acier, géométrie et espaçage
Les lames sont les articles consommables présentant la plus grande fréquence dans toutes les installations de recyclage et leur spécification détermine à la fois la qualité de coupe et les coûts d'exploitation d'une manière plus directe que tout autre élément individuel. Trois variables sont importantes : l'acier, la géométrie et l'entrefer.
Classes d'aciers de lame
Quatre familles d'acier pour outils couvrent de manière essentielle tous les procédés de réduction de matières plastiques.D2(et son équivalent proche)SKD-11., soit environ Cr12Mo1V1 dans la désignation chinoise) est un acier à basse teneur en carbone et forte teneur en chrome, généralement trempé à HRC 58-62. Il offre une excellente résistance à l'usure et est le choix par défaut pour les lamelles de granulateur qui coupent des matériaux propres ou légèrement contaminés.H13(SKD-61) est un acier de forge à haute dureté, durci à HRC 48–54 ; il est plus résistant aux chocs et aux chocs thermiques, ce qui le rend approprié pour les disques perforateurs à double arbre où la charge de choc domine et où la rétention du profil n'est pas si importante.9CrSiet des grades à faible teneur en alliage semblables apparaissent sur des machines à faible coût et ne sont acceptables que pour les déchets propres destinés à l'activité interne.
Aciers aux outils à poudre métalliquereprésentent la partie supérieure de l'enveloppe. Produits par compression isostatique à froid de poudre atomisée, ils associent une structure en carbure très fine et uniformément distribuée, à la dureté élevée, typiquement HRC 60-64, et offrent une durée de vie deux à quatre fois plus longue que celle de l'acier D2 en utilisation abrasive. Leur coût initial est plus élevé, mais, pour les films agricoles chargés de sable ou pour les flux issus de la consommation finale présentant une contamination minérale persistante, le coût par tonne traitée est généralement inférieur à celui de l'acier conventionnel. On utilise également des inserts et des surfaçages en carbure de tungsten, notamment sur les crochets à deux arbres, dans le but de résister à l'abrasion, plutôt que de maintenir une coupe fine.
Tableau de comparaison des aciers de lame
| Grade d'acier | La dureté typique | Résistance. | Résistance à l'usure | Cycles de recyclage | Coût relatif | La meilleure application |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 9CrSi / faible alliage | HRC 56–58 | Moyen | Faible | 4–6 | Faible | Scrap de production interne propre uniquement |
| D2 / SKD-11 (Cr12Mo1V1) | HRC 58–62 | Moyen | Élevé | 5–8 | Moyen | Lames du granulate, copeaux de PET, surface propre à légèrement contaminée |
| H13 / SKD-61 | HRC 48–54 | Élevé | Moyen | 5–8 | Moyen | Disques de coupe à double arbre, charge importants, fonctionnement à chaud |
| Acier à outil fabriqué par poudre métallurgique. | HRC 60–64 | Élevé | Très élevé | 6–8 | Premium | Film agricole abrasif, déchets après consommation contenant des minéraux. |
| Plaque de coupe en carbone de tungstène ou recouverte de revêtement dur. | HRA 88–92 au point de pic | Bas sur la décharge. | Très élevé | 1–3 (remélangeuse spécialiste) | Premium | Crochets à double arbre, déchets rigides très abrasifs |
Géométrie de la lame
La géométrie est choisie pour correspondre au mode de défaillance du polymèreLame de type V, organisées de sorte que la coupure se propage du centre vers l'extérieur, réduisent la charge élevée et sont courantes sur les rotors à axe unique traitant des matériaux volumineux.Lames carrées— Les placages minces, à quatre tranches, réglables, fixés en rangées, constituent la norme pour les broyeurs à film mono-axe, car chaque lame peut être rotative trois fois avant sa suppression, ce qui permet d'obtenir quatre tranches de coupe par placage et un coût très bas par tranche.Lames de la béquilleLa tension et le traction par les disques de coupe à double arbre engendrent le passage de la matière vers l'intérieur ; le nombre d'avants de crochet par disque (typiquement 2, 3 ou 5) optimise le rapport agressivité d'alimentation/finurage, plus d'avant de crochet engendre un finesse supérieure, mais une plus faible consommation.Armoire rotatoire en spirale.décaler les lames le long d'une spirale de manière à ce que seules quelques-unes soient en contact à chaque instant, donnant un coupe progressif semblable à celui d'une ciseau, beaucoup plus adapté au film.
L'angle de rabotage est tout aussi important que la forme de la lame. Un rabotage positif de 5 à 15 degrés produit une action de tranchage adaptée au film ductile. Un rabotage neutre ou légèrement négatif donne une lame plus forte et mieux soutenue, adaptée au PET frêle et aux matériaux où il existe un risque de dommages par impact. Spécifier une lame à rabotage positif pour un granulateur de bouteilles en PET est une erreur courante qui conduit à un usure rapide des lames.
Le débattement : le paramètre qui détermine si le film coupe ou non
L'espace entre la lame tournante et la lame fixe должна être de 0,1 à 0,3 mm pour la réduction de taille des plastiques et obligatoirement supérieur à la zone la plus étroite pour les films. La mécanique est simple : une coupe se produit lorsque la matière est coincée entre deux bords qui se croisent. Si l'espace dépasse d'une marge significative l'épaisseur de la matière, le film mince est entraîné dans l'espace et étiré au lieu d'être coupé, ce qui produit des fils qui enrouent le rotor. Puisque les films d'emballage typiques ont une épaisseur comprise entre 15 et 120 microns, un espace de 0,5 mm est en fait une porte ouverte.
La précision de la décalage est réglée à l'aide de micrométreurs après chaque changement de lame et après chaque regrindage, en ajustant l'empilement de discrètes pour le couteau de masse. Elle doit être également vérifiée à nouveau après les premières 8 heures d'utilisation et de nouveau après 48 heures d'utilisation après un changement de lame, car le réglage peut se déplacer en raison des variations thermiques et de l'assouplissement des joints boulonnés. Les boulons de fixation de la lame devraient être retordus conformément aux spécifications du fabricant, sur le même calendrier ; un boulon de fixation de la lame desserré est l'un des seuls modes de défaillance pouvant détruire un rotor.
Les lames peuvent généralement être remis à niveau 5 à 8 fois avant que la géométrie du rail des lames n'empêche plus un ajustement de la libre-course correcte. Chaque remise à niveau enlève 0,3 à 0,8 mm de matériau et, après le cycle final, la lame est à jeter. Planifier un cycle de remise à niveau – un ensemble en service, un ensemble dans l'atelier d'affûtage – élimine le temps d'inactivité qui accompagne chaque changement de lame et est la méthode standard dans les installations bien gérées.
Puissance du moteur, réduction de la vitesse et équilibrage du couple
La dimensionnement du générateur pour les broyeurs est un problème de couple, et non de puissance, et cette distinction explique pourquoi deux machines ayant la même puissance installée peuvent avoir des capacités complètement différentes. Un broyeur à deux essieux convertit un rendement modéré du moteur en un couple énorme grâce à un rapport de réduction de 60:1 à 120:1, tandis qu'un granulateur applique sa puissance à 400-800 tr/min avec un entraînement direct ou par courroie et un multiplication du couple relativement faible.
Le couple de la tige peut être estimé comme étant le couple du moteur multiplié par le rapport de transmission et l'efficacité du train d'entraînement. Un moteur de 22 kW à 1 480 t/min produit environ 142 N·m. Par le biais d'un train de réduction planétaire de 90 : 1 à 95 % d'efficacité, ce nombre atteint environ 12 100 N·m à la tige du broyeur, tournant à environ 16 tr/min. C'est pourquoi une machine à double tige équipée de deux moteurs de 22 kW peut déchirer un bac de 200 l qui immobiliserait immédiatement un granulateur de 75 kW.
Tableau de référence sur la puissance et la capacité
| Utilisation et fonction de la machine | 500 kg/h | 1 000 kg/h | 2 000 kg/h | Économies en pourcentage | Type de propulsion |
|---|---|---|---|---|---|
| Broyeur à un arbre, film PE/PP | 37 à 45 kW | De 55 à 75 kW. | 110–132 kW | De 20 à 35 pour | Moteur + boîte de transmission hélicoïdale ou entraînement hydraulique |
| Broyeur à un arbre, rigid/formeur | 30–37 kW | 45–55 kW | 90–110 kW | De 20 à 35 pour | Moteur + boîte de transmission hélicoïdale |
| Machine à broyer à double arbre, déchets rigides | 2 × 11–15 kW | 2 × 18,5-22 kW | 2 × 37-45 kW. | 60 : 1 à 120 : 1 | Moteur + boîte de transmission planétaire ou cycloïdale |
| Broyeur à quatre axes, déchets mixtes. | 2 × 15-18,5 kW | 2 × 22–30 kW | 2 × 45-55 kW. | 60 : 1 à 120 : 1 | Moteur + boîte de transmission planétaire |
| Granulateur humide, bouteilles PET | 30–37 kW | 45–55 kW | 90–110 kW | Correspondance directe ou 1:1 à 1:1,5. | Moteur + courroie V, rotor à masse tournante |
| Granulateur humide, film PE/PP | 37 à 45 kW | De 55 à 75 kW. | 110–160 kW | Correspondance directe ou 1:1. | Moteur + courroie V, rotor à masse tournante |
| Boîtier électrique hydraulique pour grue | 4–5,5 kW | 5.5–7,5 kW | 11–15 kW | — | Unité de pompage séparée |
Ces données supposent une exploitation continuelle avec un apport régulier. La production réelle varie de 30 % ou davantage en fonction de la densité brut, du taux d'humidité, de l'ouverture du tamis et de l'état des couteaux, et un ensemble de couteaux usés peut diviser la production par deux tout en augmentant la consommation d'énergie. Lorsqu'on établit une spécification, on doit toujours indiquer la production requise en kg par heure pour un chargeur et une taille de tamis définis, plutôt que de citer la puissance du moteur en kW, car le kW seul ne garantit rien.
Moteur hydraulique versus moteur électrique et boîte de vitesse
Deux philosophies en matière d'entraînement concurrencent sur le marché des broyeurs.moteur électrique plus boîtier de transmission.Ce système offre une plus grande efficacité énergétique – généralement de 90 à 95 % à travers la chaîne cinétique – une maintenance moindre et un contrôle plus simple, et il représente la solution dominante dans les broyeurs de films à un seul arbre et dans tous les granulateurs.entraînement hydraulique completLorsque un moteur hydraulique entraîne le rotor, la protection contre les surcharges est immanente grâce à la protection contre la surpression, la vitesse variable infiniment et le renversement immédiat, au prix d'un rendement compris entre 70 % et 80 % et à celui d'un système de lubrification nécessitant une refroidissement et une filtration. La transmission hydraulique est principalement utilisée sur les machines de haute puissance qui sont susceptibles de rencontrer fréquemment des blocages et une forte contamination.
Protection contre les surcharges, automatisation de la réversibilité et démarrage progressif
Chaque broyeur doit être équipé d'une réaction définie en cas de surcharge.fonctionnement inversé automatique.capteurs qui surveillent le courant du moteur ou la pression hydraulique et, lorsque le seuil de 105-120% de la charge nominale est dépassé pendant un temps de stationnement de 1-3 secondes, inverse la rotation du rotor pendant une période fixée de 2-5 secondes avant d'essayer de reprendre la rotation avant. Deux ou trois essais sont autorisés ; si la blocage persiste, la machine s'arrête et déclenche une alarme plutôt que de frapper à plusieurs reprises le train d'entraînement. Configurer un nombre illimité d'essais est une erreur qui réduit considérablement la durée de vie de la boîte de vitesses.
Demarreurs souplesIl est fortement recommandé d'utiliser des moteurs à fréquence variable pour toutes les broyeuses dépassant environ 30 kW. Le démarrage direct en ligne d'un rotor massif consomme 6 à 8 fois le courant nominal et provoque un choc très fort sur les couples et les engrenages. Un moteur à fréquence variable permet en outre d'adapter la vitesse du rotor aux caractéristiques de la matière à traiter, en réduisant la vitesse pour les matériaux épais et durs afin d'augmenter le couple, alors qu'elle est augmentée pour les films légers afin d'accroître le débit. Sur les granulateurs, un rotor de type disque à bille massive stocke l'énergie cinétique et smoothit la charge, d'où le fait que la masse du rotor du granulateur constitue un véritable point de spécification et non une simple donnée de marketing.
Protection, sécurité et conformité environnementale
Les systèmes de protection dans une usine de réduction de taille—comprenant la protection contre les corps étrangers et la protection des opérateurs dans la chambre de coupe—tiennent à deux aspects distincts qui ne sont jamais négociables et qui sont régis par des normes internationales établies.
Protection contre les objets étrangers
Les avantages économiques de la suppression des éventuelles contena- tions sont sans équivoque. Un seul boulon en acier atteignant le rotor d'un granulateur à 700 tpm peut casser toutes les lames en rotation au cours d'une seule révolution, et le coût d'un ensemble de lames ainsi que le temps d'interruption pour leur remplacement sont supérieurs à celui de l'équipement de protection de nombreux ordres de grandeur. Une ligne correctement protégée utilise des défenses échelonnées :
- overband magnétiqueau-dessus du convoyeur d'alimentation, en retirant continuellement les éléments ferroser de l'écoulement de matériau sans interrompre le flux.
- Aimant du tambour ou poulie tête magnétiqueà l'emplacement de sortie du convoyeur, captant les fragments ferrous qui auraient pu être enfouies dans le lit de la matière.
- Détecteur de métal.se prolongeant sur la bande, câblée pour stopper le convoyeur et déclencher une alarme quand du métal non ferreux – fermetures en aluminium, fil de cuivre, poids en plomb – est détecté. La sensibilité de détection pour une sphère de 3 à 5 mm est typique sur une bande de 800 à 1 000 mm.
- Séparateur à courants alternatifslorsque le chargement en aluminium est significatif, comme dans le cas des bales de bouteilles municipales mixtes,
- Classificateur d'air ou séparateur en forme de ziguezangaprès le shredder, pour éliminer le papier, la poussière et les feuilles très légères des fractions plus lourdes.
- Trommel ou tamis pré-rotatif.pour éliminer le sol et la pierre avant le broyage du film agricole.
Un système de détection de blocage – des capteurs de niveau dans la goulotte de déchargement et une surveillance du courant du moteur – doit fermer le convoyeur d'alimentations avant que la chambre ne soit complètement remplie. Enlever un blocage dans une chambre à un seul arbre peut prendre plusieurs heures de nettoyage manuel à l'équipe de maintenance.
Sécurité des opérateurs
La conception de sécurité des machines au service de la réduction du volume des matières plastiques est régie par un cadre clairement défini. L'ISO 13857 définit les distances de sécurité empêchant les membres supérieurs et inférieurs de toucher les zones dangereuses, ce qui détermine la profondeur et la géométrie de la cuve de charge : une cuve suffisamment profonde pour qu'aucun bras ne puisse atteindre le rotor constitue la barrière de protection principale de la plupart des machines à un seul arbre. L'ISO 13850 régit la conception de la fonction d'arrêt d'urgence, qui impose l'utilisation de dispositifs fermants accessibles, sans équivoque et à actionner par resserrement manuel. L'ISO 14120 couvre les barrières fixes et mobiles, et l'ISO 14119 les dispositifs d'interdiction associés aux barrières : toute porte d'accès à la chambre de coupe doit être équipée d'un dispositif d'interdiction, et sur les machines à inertie rotative élevée, cet dispositif doit être de type verrouillage de l'écran, c'est-à-dire capable de maintenir la porte fermée jusqu'à ce que le rotor ait atteint son positionnement de repos. La rotation du rotor d'un granulateur de taille importante peut nécessiter entre 30 et 90 secondes après l'interruption de l'alimentation.
La discipline du verrouillage et du déverrouillage est obligatoire pour tout changement de lames, de grille ou d'entrée dans la chambre. La séquence est la suivante : arrêtez, isolez électriquement, isolez et désenfoncez le circuit hydraulique, vérifiez le niveau d'énergie, appliquez les cadenas individuels, puis vérifiez mécaniquement l'immobilité du rotor avant toute entrée d'un homme dans la chambre. La norme européenne EN 12012-1, qui traite des granulateurs et déchiqueteurs à lames destinés aux plastiques et au caoutchouc, est la norme spécifique du produit recommandée pour la spécification d'une machine marquée CE destinée au marché européen.
Bruit et poussière
Les broyeurs et granulats sont parmi les machines les plus bruyantes dans une usine de recyclage. Les niveaux de pression acoustique, mesurés conformément à la norme ISO 11201, varient de 85 à 95 dB(A) à la position de l'opérateur. Lorsque l'exposition prolongée dépasse 85 dB(A), des mesures de maîtrise acoustique sont requises avant de faire confiance à la protection auditive. Les mesures efficaces comprennent un emballage acoustique autour de la machine, qui permet généralement une réduction de 10 à 15 dB(A) ; des supports antibruit sur la base de la machine ; des hoppers de dosage et des conduits de rejet garnis ; ainsi que une réduction de la vitesse du rotor grâce au variateur de fréquence, étant donné que le bruit est en forte croissance avec la vitesse de pointe. Le choix d'un rotor hélicoïdal au lieu d'un rotor à rangées droit permet d'économiser encore 3 à 5 dB(A) sans frais d'exploitation.
La poussière est un problème principalement dans la réduction du matériau en poudre par voie sèche. La granulation de polyester par voie sèche produit de fines particules qui constituent un danger pour la respiration et, dans des volumes confinés, un risque de dépôt combustible. La granulation par voie humide élimine la plupart de ces particules, ce qui est une raison secondaire importante de choisir une opération par voie humide sur les installations de granulation de polyester. Lorsque l'opération par voie sèche est inévitable, un système de extraction de poussière par cyclone et filtre à cartouche, capable de traiter 1 500 à 4 000 m³/h à la sortie du granulateur, est la norme. Les installations de pulvérisation produisant une poudre fine doivent faire l'objet d'une analyse au regard des exigences relatives aux poussières combustibles en vigueur, notamment la zonage ATEX en Europe.
L'arbre décisionnel de sélection du broyeur
Le choix du shredder peut être réduit à six questions successives, chacune d'entre elles réduisant le choix d'équipement, et leur réponse dans l'ordre permet d'éviter les arguments circulaires qui stoppent la plupart des discussions d'achat. L'ordre est important : la forme du matériau doit précéder la capacité, et les besoins en aval doivent précéder le choix final de l'écran.
Étap 1 — Quelle est la forme physique du matériau entrant ?
Les rouleaux, bales, films non attachés, bobines, caisses, déchaussages et les feuilles sont tous alimentés différemment. Les formes de rouleaux et de bales nécessitent une machine à un seul arbre à pales ramassées ou un ouvre-bales. Les éléments rigides en trois dimensions nécessitent un déchiquetage à deux arbres. Les films légers non attachés nécessitent l'aide d'un ram et une alimentation contrôlée. Si plus d'une forme arrive à l'usine, taillez la machine primaire pour celle qui présente les difficultés les plus importantes.
Étape 2 - Quelle est l'atteinte induite par le cours d'eau, d'une manière générale ou pour des substances particulières ?
Le métal, la pierre, le sol, le textile et l'humidité exigent des réponses distinctes. Le risque élevé de métaux entraîne un choix en faveur d'une déchiquetage primaire à double arbre associés à un ensemble complet de détecteurs de métaux. La forte teneur en minéraux nécessite un pré-séparation et des lames en acier PM ou revêtues d'un matériau dur. La forte humidité influence la capacité de production et la charge de séchage en aval.
Étappe 3 — Quelle taille de particule en sortie le processus en aval exige-t-il ?
Travaillez en arrière depuis les spécifications des granulés ou des copeaux. Les copeaux de PET de qualité alimentaire nécessitent une dimension de 12 à 16 mm. Le film lavé à des fins de pelletisation accepte une dimension de 25 à 60 mm. La préparation du combustible accepte une dimension de 30 à 50 mm. Ne sélectionnez jamais une ouverture de tamis sans l'avoir confirmée à l'égard des équipements de décontamination et de lavage.
Étap 4 - Quelle est la capacité requise et à quel taux d'utilisation ?
Spécifier la capacité en kg/h pour la matière première définie. Supposer une utilisation de l'équipement de 80 à 85 % par shift, une fois les changements de coupe, les changements de tamis et le dégorgement des entasseries inclus, et dimensionner la machine de manière à ce que la capacité nominale dépasse en moyenne de 20 à 30 % la capacité requise. Un shredder fonctionnant en permanence à ses limites entraîne une usure disproportionnée des lames.
Étape 5 – Que faire ensuite dans le processus ?
Une ligne de lavage, une ligne de pelletage direct, un aggregeant ou une unité de préparation du combustible imposent tous des exigences particulières en matière de particules. Le pelletage direct de film propre peut accepter des particules plus grossières et moins uniformes que dans une ligne de lavage, car la section de charge de l'extrudeuse peut les gérer. Par contre, une ligne de lavage est très sensible à l'uniformité des particules.
Étape 6 — Quelles sont les contraintes de l'installation ?
La disponibilité d'une alimentation électrique, la hauteur de plafond pour le chargement du bac, la capacité de chargement au sol, les limites de bruit à la limite du site, l'accessibilit
Table de la matrice de décision
| Forme du matériau | Niveau de contamination. | Produit cible | Processus primaire recommandé | Processus secondaire recommandé | Protection de la clé. |
|---|---|---|---|---|---|
| Bouteilles en PET, triées, non rangées | Faible | 12–16 mm | Briseur de bales uniquement | Granulateur humide | overband magnétique + détecteur de métal |
| Bouteilles en PET, balles municipales | Élevé | 12–16 mm | Machine à broyer à double arbre | Granulateur humide | Magnétique + courant de vortex + détecteur de métal |
| Rouleaux de films, industriels | Faible | 40–60 mm | Un shredder à un seul arbre. | Granulateur en option | overband magnétique |
| Bale de film, résidu post-consommation | Moyenne-élevé | 20–40 mm | Un shredder à un seul arbre. | Granulateur humide | Magnétique + détecteur de métal + classificateur à air |
| Film agricole | Très élevé (minéraux). | 25–40 mm | Ouvreur de bales + trommel + seul arbre à trancher. | Granulateur humide, lamelles PM | Pré-séparation + magnétique + piège à pierre |
| Sacs tissés / FIBC | Moyen | 15–20 mm | Un seul arbre, avec un espace de passage étroit. | Granulateur humide | Magnétique pour boucles et clips |
| Fûts et caisses rigides. | Moyenne-élevé | 12–18 mm | Machine à broyer à double arbre | Granulateur | Magnétique + détecteur de métal |
| Rigide et flexible mélangés | Élevé | 30–50 mm | Broyeur à quatre axes. | Aucun | Magnétique + courant de vortex |
| Scrap de production interne propre | Aucun | 8–12 mm | Aucun | Granulateur (à côté de la presse) | Magnétique de base |
Entretien, pièces d'usure et discipline d'exploitation
La fiabilité du shredder dépend presque entièrement de la discipline de maintenance plutôt que de la qualité de la machine, car tous les mécanismes d'usure critiques de la machine sont prévisibles et mesurables. Les installations qui respectent une routine d'inspection écrite présentent généralement une disponibilité de 90 % ou plus ; celles qui fonctionnent jusqu'à la panne ne dépassent généralement pas 70 %.
Contrôles quotidiens et par shifts
Au début de chaque service, l'opérateur doit vérifier visuellement l'état des lames à travers la trappe d'inspection, contrôler l'écran pour détecter les signes d'usure ou d'opacité, s'assurer que la décharge est dégagée, inspecter le magnétique et nettoyer la matière ferreuse accumulée sur celui-ci, vérifier le niveau et la température de l'huile hydraulique, s'assurer qu'aucun bruit ou vibration anormale ne se manifeste au démarrage, et vérifier que toutes les arrêts d'urgence et les systèmes d'interdiction de l'ouverture des portes fonctionnent correctement. Cela dure moins de dix minutes et évite la plupart des arrêts inattendus.
Intervalle de maintenance programmé.
| Tâches | Intervalle | Critère d'acceptation | Les périodes d'immobilisation | Coût relatif |
|---|---|---|---|---|
| Verification du couple de serrage des vis des lames : | Après 8 h et 48 h suivant chaque changement de lame, puis chaque semaine | Dans le couple spécifié par le fabricant. | 20–40 min | Faible |
| Procédé de vérification de la marge des lames | Après chaque changement de lame et réamalgamation ; chaque semaine en exploitation | 0,1-0,3 mm selon planche de mesure. | 30-60 minutes | Faible |
| Rotation de la lame ou recyclage | Chaque 80 à 200 tonnes (PET) ; 20 à 60 tonnes (film abrasif) | Rayon d'extrémité inférieur à 0,3 mm | 2–4 h | Moyen |
| Inspection du tamis. | Semainière | Taille des trous inférieure à 10 % de la valeur nominale. | 30 min | Faible |
| Remplacement du tamis | Tous les 1 500 à 4 000 t, selon l'abrasion | Aperture uniforme restaurée | 45–90 min. | Moyen |
| Réapprovisionnement du roulement | Chaque 500 à 1 000 heures de fonctionnement | Type et quantité de graisse correct, aucune surgraissage. | 30 min | Faible |
| Inspection des joints de la cage du rotor | Mensuel | Pas d’intrusion de matière vers les roulements. | 1 h | Faible |
| Analyse et changement de l'huile de la boîte de vitesse | Chaque 4 000 à 8 000 heures | Dans les limites de viscosité et de nombre de particules. | 3–4 h | Moyen |
| Changement d'huile hydraulique et de filtre | Chaque 2 000 à 4 000 heures | Code de propreté par constructeur | 2–3 h | Moyen |
| Tension et état de la courroie V | Mensuel | Déviation correcte, aucun film ni fissure. | 30 min | Faible |
| remplacement de la lame du lit. | Chaque 3 à 5 ensembles de lame tournantes | Gamme complète de réglages d'évidement rétablie. | 3–5 h | Moyen |
| Remplacement ou repositionnement du rotor | Chaque 5 à 8 ans ou selon l'usure | La lame est installée dans les limites de la tolérance | Plusieurs jours | Très élevé |
Stock de pièces de rechange
Un stock minimal recommandé pour une seule ligne de production comprend un ensemble complet de palettes rotatives et un ensemble d'aiguilles de lit (coût élevé, mais non négociable – une usine sans palettes de rechange arrêtera à terme pendant plusieurs jours), deux écrans dans l'ouverture de travail ainsi qu'un dans une ouverture d'urgence (moyen), un ensemble complet de boulons et de joints pour les palettes, qui doivent toujours être remplacés plutôt que réutilisés (bas), un ensemble de joints pour l'arbre du rotor (bas), un glissière pour les axes principaux (moyen), un kit de joints de pompe hydraulique et des éléments de filtre de rechange (bas), des courroies V en surplus (bas) et un ensemble de capteurs de proximité et de verrouillage de rechange (bas). Les boîtes de vitesse et les groupes hydrauliques ne sont généralement pas stockés en tant qu'unités complètes, sauf dans les installations reculées où le délai de livraison serait prohibitif.
Travail de maintenance
Le temps de travail nécessaire pour les travaux de maintenance préventive chez une unité de réduction de taille bien exploitée varie généralement entre 0,15 et 0,40 h de maintenance par tonne traitée, le chiffre le plus bas s'appliquant aux films industriels purs utilisés sur des machines bien spécifiées, alors que le chiffre le plus élevé concerne les films abrasifs utilisés dans l'agriculture. Traquer cette valeur constitue l'un des meilleurs indicateurs diagnostiques disponibles : une tendance à la hausse indique presque toujours soit une dégradation de la matière première, soit l'exploitation de la machine en dehors de ses limites de conception, et cela s'observera dans les données plusieurs semaines avant qu'une panne ne se produise.
Huit erreurs coûteuses lors du choix d'un shredder
Les mêmes erreurs se reproduisent dans les projets de recyclage à travers le monde, et chacune d'entre elles peut être évitée au stade de la spécification, moyennant des frais infimes en comparaison des coûts de correction post-commissioning.
1 Alimentation du film directement dans un granulateurC'est l'erreur la plus fréquente et la plus coûteuse. La pellicule balayée ou en rouleau entrant dans un granulateur à haute vitesse se retrouve enroulée autour du rotor et des boîtiers de roulements en quelques minutes. La machine s'arrête, il faut couper manuellement la matière, et des incidents répétés endommagent les joints de l'arbre et laissent pénétrer des contaminants dans les roulements. La pellicule a toujours besoin d'un shredder à un seul axe en premier lieu.
2. Transfert de la sortie en double-pousses directement vers la ligne de lavage.Un broyeur à double arbre produit des fragments irréguliers de 30 à 150 mm. Les formes régulièrement perforées captent la saleté, les joints de friction ne peuvent pas effectuer un nettoyage efficace à cette échelle, et la matière ne se sépare pas correctement lors du flot-décharge. Le résultat est une matière lavée qui ne satisfait toujours pas aux spécifications de contamination. Un stade de granulation secondaire est nécessaire.
3. Coûts de fonctionnementLes économies sont récupérées par le premier ensemble de lames détruit par un boulon. La protection métallique est l'investissement à plus forte rentabilité de toute la section de réduction de taille.
4. Différence entre l'ouverture du tamis et les capacités en aval.Choisir un écran de granulateur de meilleure granulométrie sans vérifier le perçage de la céramique et la maille du tamis à friction entraîne des pertes de produit dans le circuit d Water et surcharge le traitement de l’eau. La taille des particules doit être décidée comme paramètre ensemble sur toute la ligne.
5. Permettre au cracheur de s´éloigner.La marge de jeu n'est pas un paramètre de démarrage, mais un paramètre d'entretien. Lorsqu'elle dépasse environ 0,5 mm, la coupe du film s'arrête et le ruban commence à s'enrouler, la capacité de production chute et l'énergie par tonne monte drastiquement. La vérification hebdomadaire au moyen de poils à ultrasons dure quelques minutes.
6. Dimensionnement en kW moteur au lieu de débit pour un chargeur déterminéDeux machines de 75 kW peuvent regrouper un facteur de deux d'écart de débit réel sur le même produit, selon le design de rotor, la surface de la grille, le rapport des pignons et la géométrie des pales. Spécifiez et garantissez en kilogrammes par heure pour une taille de grille et une matière premières données.
7. Ignorer la densité brute dans la conception des convoyeurs et des hoppers.La matière en feuilles à une densité de 30 à 80 kg/m³ nécessite une capacité de manutention volumique très élevée, alors qu'un débit massique limité signale aux transporteurs et aux hoppers la faiblesse du flux brut d'aliments, ce qui entraîne un manque de spectacle dans le transvasoir. De plus, la masse d'aliments ne permet pas une alimentation continue au shredder, ce qui favorise l'usure asymétrique des lames et exige une plus grande consommation énergétique par tonne produite.
8. Guide de sélection : adapter le fourrage à la bonne ligneConfigurer le système de commande pour inverser et répéter indéfiniment transforme un simple blocage en un chargement à choc répété sur la boîte de vitesse et les joints. Deux ou trois tentatives, puis arrêt et alarme, est la bonne configuration.
Comment Polyretec configure la réduction de taille pour les chaînes destinées aux bouteilles et aux films
Polyretec, une usine Wanplas, s'est spécialisée dans les équipements de lavage et de recyclage des plastics depuis 2010, combinant la technologie de process autrichienne à la capacité de fabrication chinoise. Sa méthode de réduction de taille repose sur l'adaptation de la machine aux matières premières plutôt que sur la vente d'une configuration standard. Avec plus de cent projets réalisés dans plus de cinquante pays et une équipe de plus de vingt-quatre ingénieurs disponibles pour le soutien sur site, la pratique en matière de spécification de l'usine reflète une vaste expérience sur le terrain avec exactement les flux de bouteilles et de films abordés dans ce guide.
Pour le travail de lavage des bouteilles en PET, la ligne de lavage de Polyretec utilise des PET de qualité alimentaire, avec des débits allant de 500 kg/h à 6 000 kg/h. Elle est configurée autour d'un granulateur humide produisant des copeaux de 12 à 16 mm, auquel est ajouté un pré-meuleur à double arbre lorsque les ballots d'entrée sont denses ou contaminés. Le ciblage en ce qui concerne la qualité des copeaux permet de sélectionner le tamis, et la section de réduction de taille est adaptée à l'équipement de lavage à chaud et à l'égouttage en aval, dans le cadre d'un système intégré plutôt que de machines achetées séparément.
Pour l'emballage souple, la ligne de broyage et de lavage des plastiques mous en PP/PE couvre la plage de 500 à 1 500 kg/h et est construite autour d'un shredder mono-axe pourvu d'un ramme hydraulique, d'un rotor hélicoïdal et de lames de coupe. Un système de granulage en une étape est disponible lorsqu'un client souhaite transformer directement des films lavés en granulés. Les références sur le terrain illustrent la large gamme des applications : une configuration à décharge rapide combinant un shredder de haute capacité et un batteur, pour des films LDPE avec des étiquettes adhésives au Mexique, une machine de lavage PTW1000 entièrement automatique de films PP/PE à Taïwan, un système de granulage de films imprimés LDPE en Turquie, et un projet de recyclage de gants en non-tissé et en TPE au Vietnam, pour un groupe coté en bourse qui exploite en Europe des équipements similaires.
Lorsque le matériau récupéré doit être converti en granulés, la ligne de pelletisation nouvelle génération de Polyretec équipe les films LDPE à paroi mince et la regrind PE/PP à paroi épaisse, et pour la production de grades à compomer, l'usine Kerke de Wanplas fournit des extrudeurs coudés parallèles à double bout et des systèmes complets de pelletisation qui se connectent directement aux lignes de lavage de Polyretec. Cette capacité interusine au sein de la marque Wanplas permet à un seul fournisseur de couvrir la réduction de taille, le lavage et la pelletisation sans le risque d'interface lié au mélange de fournisseurs à chaque étape.
Polyretec applique les engagements communs de la marque Wanplas pour tous les équipements : une allowance annuelle gratuite pour les pièces de rechange, le remplacement gratuit des pièces défectueuses pendant la période de garantie, une garantie de transport, une garantie de capacité de production et une politique d'usine accessible pour un contrôle de l'installation par les clients avant l'expédition. La mission de Wanplas, « Offrir du confort mondial aux clients avec les machines en plastique chinoises », se manifeste concrètement par des tests avant l'expédition, l'installation et la mise en service assistées par des ingénieurs, ainsi que le soutien technique sur le long terme. À partir de 2026, les usines dotées d'équipements de réduction de taille seront de plus en plus susceptibles d'être tenues de prouver la traçabilité du contenu recyclé et la qualité uniforme des copeaux pour les applications en contact avec les aliments, ce qui renforce l'importance de bien régler la taille des particules et le contrôle de la contamination à l'étape de la déchiquetage.
Questions fréquemment posées
Quelle est la différence entre un broyeur et un granulateur ?
Un broyeur fonctionne à une vitesse de 12 à 150 tours par minute selon le type, et sert à réduire la taille première des déchets encombrants ou en ballots, en produisant des morceaux de 20 à 150 mm. Un granulateur, également appelé broyeur, fonctionne à une vitesse de 400 à 800 t/min, et utilise des lames rotatives coupant contre des lames fixes placées dans une grille perforée. Ces lames produisent des flocons de 8 à 20 mm. Les broyeurs rendent les déchets manipulables ; les granulateurs déterminent la taille des particules finale pour le nettoyage et le pelletage. La plupart des lignes de recyclage de bouteilles et de films utilisent ces deux machines en série.
Une machine peut-elle traiter à la fois les bouteilles en PET et les films PE/ PP ?
Non efficacement. Les deux matériaux se fracassent de manière opposée — la PET se casse, le film s'étire — et ils requièrent ainsi différentes géométries de coupe, réglages de clearance et vitesses de rotor. Un shredder à un seul axe peut traiter les deux si on réajuste les lame et le clearance entre les campagnes, mais le rendement sera compromis pour l'un d'entre eux au moins, et les changements fréquents accélèrent l'usure. Les installations traitant les deux flux pour des volumes importants devraient utiliser des lignes dédiées de réduction de taille.
Pourquoi la film s'arrime-t-elle autour de l'arbre du shredder, et comment est-ce évité ?
Le wrapping se produit lorsque le film est étiré plutôt que coupé, ce qui se produit lorsque l'espacement des lames dépasse environ 0,3 mm, lorsque les lames sont affaiblies ou lorsque la géométrie de la machine tire le matériau le long de l'arbre plutôt que de le ciseler longitudinalement. La prévention nécessite un espacement serré de 0,1 à 0,2 mm, des lames de coupe aiguisées avec un raideur positif, une configuration du rotor en spirale, des étanchéités efficaces de l'arbre et des plaques d'essuyage aux extrémités du rotor ainsi qu'une zone d'ouverture de la grille suffisante pour que le matériau quitte rapidement la chambre.
Quelle taille d'écran dois-je choisir pour une ligne de lavage de bouteilles PET ?
Un tamis de 12 à 16 mm est la norme de l'industrie pour les copeaux de PET de qualité alimentaire. En dessous de 8 mm, on produit de trop grandes fines, les pertes via les tamis en aval augmentent et l'énergie de séchage augmente. Au-dessus de 20 mm, le retrait de l'étiquette et de la colle dans la phase de lavage à haute température devient moins efficace et la séparation des liquides et des sols est lente. Il est indispensable de vérifier la perforation du tamis de la centrifugeuse pour assurer que les flocons ne s'échappent pas dans le circuit d'égouts.
Pendant combien de temps les lames de l’agrégateur durent-elles avant de devoir être remises à neuf ?
La durée de vie des lames dépend très majoritairement de la contamination abrasive plutôt que du polymère. Le traitement des bouteilles PET propres nécessite généralement 80 à 200 tonnes de recyclage, celui des films industriels propres 100 à 150 tonnes, et celui des films agricoles sableux, seulement 20 à 60 tonnes. Les lames en D2 ou SKD-11 peuvent habituellement être recyclées 5 à 8 fois, chaque cycle éliminant 0,3 à 0,8 mm, avant que la géométrie du ceinturier ne permette plus de régler correctement l'espacement. Les lames en poudre métallurgique peuvent allonger la durée de vie abrasive de un facteur de deux à quatre.
Un broyeur à deux axes est-il approprié pour le film plastique ?
En général, non. Un shredder à deux arbres coupe le matériau entre desdisques de coupe qui tournent dans des sens opposés à 12–30 t/min, sans écran, et cette combinaison de faible vitesse et d’action de traction est pratiquement idéale pour bobiner le film sur les arbres. Elle produit également un produit grossier et irrégulier (30–150 mm), que les lignes de lavage ne peuvent pas nettoyer correctement. Pour le film, un shredder à un arbre doté d’un marteau hydraulique et d’un écran est le machine primaire appropriée ; les unités à deux arbres sont adaptées aux déchets rigides et volumineux tels que les bidons, les crates et les tubes.
Combien d'énergie consomme la réduction du volume des plastiques par tonne ?
L'énergie spécifique est généralement comprise entre 35 et 60 kWh par tonne pour le traitement des bouteilles PET et entre 60 et 110 kWh par tonne pour la feuille PE/PP, la dernière valeur étant plus élevée car elle reflète l'énergie absorbée par la déformation ductile et les importants volumes impliqués à basse densité volumique. Les lames bombées, l'écartement incorrect et les tamis de taille insuffisante peuvent porter la consommation de 30 à 50 % au-dessus de ces seuils, ce qui fait de l'énergie par tonne l'un des meilleurs indicateurs d'alerte précoce de l'état de dégradation des lames.
Quelles normes de sécurité s'appliquent aux broyeurs en plastique ?
Les références clés sont l'ISO 13857 pour les distances de sécurité empêchant les membres de toucher les zones dangereuses, l'ISO 13850 pour la conception de dispositifs d'arrêt d'urgence, ISO 14120 pour les garde-corps, ISO 14119 pour les dispositifs d'interdiction pouvant bloquer les garde-corps sur les rotors à forte inertie, ISO 11201 pour la mesure du bruit et la norme européenne EN 12012-1, norme de référence pour les machines de réduction de taille pour les matières plastiques et le caoutchouc. Les machines exportées en Europe doivent être marquées CE. Des procédures de blocage et de débloquage, couvrant l'isolation électrique et hydraulique, doivent être appliquées pour chaque changement de lame ou de tamis.
Ai-je besoin d'un pré-broyeur avant un granulateur PET ?
Cela dépend du balai. Les bouteilles triées, détachées ou légèrement placées dans des balais peuvent être introduites directement dans un granulateur humide après un brise-fameuses, car les bouteilles sont creuses et leurs caractéristiques de convoyage sont faibles. Les balais de déchets municipaux densément compressés contenant un mélange de emballages rigides, de métaux et d'autres objets indésirables justifient l'utilisation d'un pré-brasage à deux arbres à 60-80 mm de sortie ; le coût initial est généralement recoupé grâce à la durée de vie du pignon du granulateur et à la réduction du temps d'arrêt.
Comment se calcule la capacité nécessaire de l’agrégateur ?
Partir de la cible de tonnage annuelle, la diviser par les heures d'exploitation prévues, puis la diviser par un facteur d'utilisation de l'équipement de 0,80 à 0,85 pour prendre en compte les changements de lame, de grille et le dégagement des obstructions. Ajouter une marge de 20 à 30%, afin que la machine ne fonctionne pas en permanence au maximum de sa capacité, car une exploitation continue à pleine charge accelère la usure des lames de manière disproportionnée. Indiquer toujours le résultat en kg/h pour une granulométrie spécifique et un diamètre de grille donné, et jamais en kW du moteur.
Conclusion et tableau de vérification des spécifications
Le choix du type d'éliminateur approprié pour les déchets de bouteilles en plastique et de films repose sur un principe physique : le PET se fracture et les films en polyoléfine se détendent, et aucune configuration d'éliminateur ne convient aux deux cas. Les lignes de traitement des bouteilles en PET sont construites autour d'un éliminateur humide à haute vitesse de 12 à 16 mm, avec un pré-éliminateur à double arbre à basse vitesse ajouté uniquement lorsque la contamination des balles l'exige. Les lignes de traitement des films sont construites autour d'un éliminateur à un seul arbre avec ram hydraulique, rotor hélicoïdal et espace entre les lames très contrôlé de 0,1 à 0,2 mm, suivi d'une granulation humide où l'uniformité des flocons est essentielle. En réglant correctement ces deux voies et en les protégeant par une détection des métaux adaptée, on règle le problème de réduction de taille rencontré dans les installations opérationnelles.
Avant d'émettre une spécification d'achat, vérifiez les éléments suivants : la forme physique et le profil de contamination de la matière première ; la capacité requise, en kg/h, à une ouverture de tamis donnée, avec une marge de 20 à 30 % ; la taille moyenne des particules souhaitée, vérifiée en fonction du dispositif d'élimination de l'eau et du lavage ; la qualité de l'acier des couteaux et la géométrie qui conviennent au polymère et à l'intensité d'abrasion ; la puissance installée et le rapport de réduction du couple adaptés à la demande de couple ; les seuils automatiques et les limites de retente ; un démarrage progressif ou une inversion de tension à fréquence variable au-dessus de 30 kW ; une protection métallique en plusieurs couches ; les dispositifs de protection et les interrupteurs conformes aux normes ISO 13857, ISO 13850, ISO 14119 et ISO 14120 ; la régulation du niveau sonore pour que l'exposition du personnel reste dans des limites acceptables ; un ensemble de pièces de rechange comportant au moins un ensemble complet de couteaux, deux tamis et un ensemble complet de vis.
Polyretec, une usine Wanplas avec plus d'une décennie d'expérience dans les équipements de recyclage dédiés, configure la réduction de la taille dans le cadre d'une solution de lavage et de pelletage intégrée plutôt que comme un achat de machine isolé, avec un soutien en ingénierie pour l'évaluation de la matière première, la planification de l'installation, l'installation, la mise en service et la formation des opérateurs. Que ce projet soit une ligne de lavage de film de 500 kg/h ou une usine de PET de qualité alimentaire de 6 000 kg/h, partager un échantillon représentatif de la matière première et une déclaration claire des spécifications du floc ou du pellet est la méthode la plus rapide pour obtenir une machine de taille appropriée. Contactez l'équipe d'ingénieurs de Polyretec pour discuter de vos besoins en matière de matière première et de capacité, et pour arranger une visite de l'usine dans le cadre de la politique des usines ouvertes de Wanplas.
