CLASSIFICATION AND ANALYSIS OF POLYMER AND RUBBER WASTE SHREDDER DESIGNS
Ключові слова:
полімерні відходи, гумові відходи, вторинне перероблення, подрібнювання, різальні подрібнювачі.
Анотація
Анотація. Метою досліджень було виконання критичного аналізу конструктивно-технологічного оформлення процесу полімерних і гумових відходів за допомогою різальних подрібнювачів.
Розроблено розширену класифікацію різальних подрібнювачів для руйнування різноманітних побутових і промислових полімерних і гумових відходів: об’ємних, погонних, листових і плівкових. Виконано критичний огляд найбільш характерних конструкцій різальних подрібнювачів, запропонованих науковцями, конструкторами й винахідниками провідних країн світу.
Конструкції проаналізовано залежно від принципу перетворення оброблюваних відходів, характеру дії різального інструмента на оброблюваний матеріал в часі, технологічної операції різання, кількості стадій подрібнення, типу руху робочого органа, ступеня універсальності оброблення відходів, форми ротора (роторів), розташування осі ротора (осей роторів) у просторі, форми рухомих різальних елементів роторних подрібнювачів, температури оброблення відходів, а також ступеня мобільності подрібнювача. Виконано критичний аналіз не лише класичних, а й інноваційних конструкцій подрібнювачів, наведених у патентних документах провідних країн світу.
Аналіз сучасного стану і перспектив використання різальних подрібнювачів полімерних і гумових відходів свідчить, що подрібнювачі цього типу залишаються й найближчому майбутньому залишатимуться основним видом обладнання для руйнування полімервмісних відходів з метою їх подальшого перероблення фізичними методами. Основні зусилля при цьому спрямовано на створення універсальних подрібнювачів, здатних переробляти відходи різного типорозміру з різних полімерів та еластомерів, а також максимально позбавлених недоліків традиційних різальних подрібнювачів, передусім високого рівня шуму та відносно низької стійкості різальних елементів.
Посилання
1. Мікульонок І. О. Стан та перспективи поводження з твердими полімерними відходами. Енерготехнології та ресурсозбереження. 2021. № 2. С. 52–73. https://doi.org/10.33070/etars.2.2021.05.
2. Мікульонок І. О. Стан та перспективи поводження з використаними ПЕТ-пляшками. Енерготехнології та ресурсозбереження. 2021. № 4. С. 45–61. https://doi.org/10.33070/etars. 4.2021.05.
3. Мікульонок І. О. Стан та перспективи поводження з пневматичними шинами, що втратили свої споживчі властивості. Енерготехнології та ресурсозбереження. 2021. № 3. С. 63–83. https://doi.org/10.33070/etars.3.2021.06.
4. Recycling of plastic materials / La Mantia F. P. (ed). Toronto–Scarborough: ChemTec Publishing, 1993. 189 p.
5. Handbook of plastics recycling / La Mantia F. P. (ed). Shrewsbury UK: Rapra Technology, 2002. 441 p.
6. Мікульонок І. О. Технологічні основи перероблення полімерних матеріалів. Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020. 292 с. https://ela.kpi.ua/handle/123456789/35084.
7. Wong J. H., Gan M. J. H., Chua B. L., Gakim M., Siambun N. J. Shredder machine for plastic recycling: A review paper. Material and Energy Engineering for Sustainable Advancement (MEESA 2021): IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2022. Article 012007. 10 p. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1217/1/012007.
8. Pranoto H., Arifin Z., Carles H. Innovation Design and Development of PET Plastic Waste Processing Machines by Extruder Method. International Journal of Advanced Technology in Mechanical, Mechatronics and Materials (IJATEC). 2020. № 3. Р. 90–99. https://doi.org/10.37869/ijatec.v1i3.32.
9. Mikulionok I. O. Structural Implementation of the Process of Elasto-Deformation Shredding of Rubber-Containing Wastes (Survey of Patents). Chemical and Petroleum Engineering. 2016. Vol. 51, № 9–10. Зю 604–608. https://doi.org/10.1007/s10556-016-0093-9.
10. Акопян Е. Л., Кармилов А. Ю., Никольский В. Г., Хачат-рян А. М., Ениколопян Н. С. Упругодеформационное измельчение термопластов. Доклады АН СССР. 1986. Т. 291, № 1. С. 133–136.
11. Трофимова Г. М., Новиков Д. Д., Компаниец Л. В., Мединце-ва Т. И., Ян Ю. Б., Прут Э. В. Влияние метода измельчения на структуру резиновой крошки. Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2000. Т. 42, № 7. С. 1238–1245. – URL: http://polymsci.ru/static/ Archive/2000/VMS_2000_T42_7/VMS_2000_T42_7_1238-1245.pdf (дата звернення 08.08.2023).
12. Ахметханов Р. М., Кадыров Р. Г., Минскер К. С. Вторичная переработка отходов поливинилхлорида с использованием метода упруго-деформационного диспергирования. Пластические массы. 2002. № 4. С. 45–46.
13. Торнер Р. В., Акутин М. С. Оборудование заводов по переработке пластмасс. Москва: Химия, 1986. 400 с.
14. Todd D. B. Improving incorporation of fillers in plastics. A special report. Advances in Polymer Technology. 2000. Т. 19, № 1. Р. 54–64. https://doi.org/10.1002/(SICI)1098-2329(20000117)19:1<54::AID-ADV6> 3.0.CO;2-%23.
15. Tadmor Z., Gogos C. G. Principles of polymer processing. 2nd ed. Hoboken: John Wiley & Sons, 2006. 961 p. URL: http://www3.fi.mdp.edu.ar/procesamiento1/material/Tadmor-Gogos.pdf (дата звернення 29.07.2023).
16. Rauwendaal C. Polymer extrusion. 5th ed. Munich: Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG, 2014. 950 p. https://doi.org/10.3139/ 9781569905395. 17. Vlachopoulos J., Polychronopoulos N. D. Understanding rheology and technology of polymer extrusion. Dundas, ON, Canada: Polydynamics Inc., 2019. 337 p. URL: http://www.mie.uth.gr/ekp_yliko/Rheo_Tech_ Book_Part_A.pdf (дата звернення 21.07.2023).
18. Agassant J.-F., Avenas P., Carreau P. J., Vergnes B., Vincent M. Polymer Processing: Principles and Modeling. 2nd ed. Munich: Carl Hanser Verlag, 2017. 841 p.
19. Васильцов Э. А. Ушаков В. Г. Аппараты для перемешивания жидких сред. Ленинград: Машиностроение, 1979. 271 с.
20. Штербачек З., Тауск П. Перемешивание в химической промышленности. Ленинград: Госхимиздат, 1963. 416 с.
21. Сапожников М. Я. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций. Москва: Высшая школа,1971. 382 с.
22. Сиденко П. М. Измельчение в химической промышленности. Москва : Химия, 1977. 368 с.
23. Андреев С. Е., Перов В. А., Зверевич В. В. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых. Москва: Недра, 1980. 415 с.
24. Shaikh M. A., Kadam V. D., Jagtap D. S., Khadtare P. S., Kabugade S. S. Manufacturing of Shredder for used Plastic Bottle. International Journal for Scientific Research & Development (IJSR). 2018. Vol. 6, № 3. P. 212–214. URL: https://www.researchgate.net/publication/ 335378000_Manufacturing_of_Shredder_for_used_Plastic_Bottle (дата звернення 11.08.2023).
25. Лукач Ю. Е., Рябинин Д. Д., Метлов Б. Н. Валковые машины для переработки пластмасс и резиновых смесей. Москва: Машиностроение, 1967. 296 с.
26. Mikulionok I. O. Rollers with Peripheral Heat-Supply Channels for Treatment of Plastics and Rubber Mixtures (a survey of patents). Chemical and Petroleum Engineering. 2013. Vol. 49, № 5–6. P. 382–387. https://doi.org/10.1007/s10556-013-9760-2.
27. Mikulionok I. O. Classification of Hollow Rollers of Roller Machines for the Treatment of Polymeric Materials and Rubber Compounds (Survey of Patents). Chemical and Petroleum Engineering. 2022. Vol. 58, № 5–6. P. 433–438. doi: https://doi.org/10.1007/s10556-022-01109-w.
28. Vatskicheva M., Grigorova I. Chassis loading investigation of two-shaft shredder for construction waste management. Recycling and Sustainable Development. 2017. Vol. 10. P. 15–21. https://doi.org/10.5937/ ror1701015V
29. Kulkarni B. N., Anantharama V. Repercussions of COVID-19 pandemic on municipal solid waste management: Challenges and opportunities. Science of the Total Environment. 2020. Vol. 743. No 140693. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.140693.
30. Parashar N., Hait S. Plastics in the time of COVID-19 pandemic: Protector or polluter? Science of the Total Environment. 2021. Vol. 759. No 144274. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.144274.
31. Dubey D. N., Dable N. A., Kumare S. S., Gadpayle A. S., Padole H. R., Patankar M. G., Gajbhiye R. S. Development of Solar Powered Shredder Machine for Waste Management. International Journal for Innovative Research in Science and Technology (IJIRST). 2020. № 12. P. 874–879. URL: https://www.academia.edu/43433104/Waste_ Management_by_Solar_Powered_Mechanical_Shredder_Machine (дата звернення 19.07.2023).
32. Waghmare M., Nasane D., Charpe J., Kushwaha K., Kose R., Thawkar S., Giripunje M. Development of Solar Powered Shredder Machine for Waste Management. International Journal for Research in Applied Science & Engineering Technology (IJRASET). 2022. Т. 10, № 2. Р. 305–310. https://doi.org/10.22214/ijraset.2022.40248.
2. Мікульонок І. О. Стан та перспективи поводження з використаними ПЕТ-пляшками. Енерготехнології та ресурсозбереження. 2021. № 4. С. 45–61. https://doi.org/10.33070/etars. 4.2021.05.
3. Мікульонок І. О. Стан та перспективи поводження з пневматичними шинами, що втратили свої споживчі властивості. Енерготехнології та ресурсозбереження. 2021. № 3. С. 63–83. https://doi.org/10.33070/etars.3.2021.06.
4. Recycling of plastic materials / La Mantia F. P. (ed). Toronto–Scarborough: ChemTec Publishing, 1993. 189 p.
5. Handbook of plastics recycling / La Mantia F. P. (ed). Shrewsbury UK: Rapra Technology, 2002. 441 p.
6. Мікульонок І. О. Технологічні основи перероблення полімерних матеріалів. Київ : КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2020. 292 с. https://ela.kpi.ua/handle/123456789/35084.
7. Wong J. H., Gan M. J. H., Chua B. L., Gakim M., Siambun N. J. Shredder machine for plastic recycling: A review paper. Material and Energy Engineering for Sustainable Advancement (MEESA 2021): IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2022. Article 012007. 10 p. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1217/1/012007.
8. Pranoto H., Arifin Z., Carles H. Innovation Design and Development of PET Plastic Waste Processing Machines by Extruder Method. International Journal of Advanced Technology in Mechanical, Mechatronics and Materials (IJATEC). 2020. № 3. Р. 90–99. https://doi.org/10.37869/ijatec.v1i3.32.
9. Mikulionok I. O. Structural Implementation of the Process of Elasto-Deformation Shredding of Rubber-Containing Wastes (Survey of Patents). Chemical and Petroleum Engineering. 2016. Vol. 51, № 9–10. Зю 604–608. https://doi.org/10.1007/s10556-016-0093-9.
10. Акопян Е. Л., Кармилов А. Ю., Никольский В. Г., Хачат-рян А. М., Ениколопян Н. С. Упругодеформационное измельчение термопластов. Доклады АН СССР. 1986. Т. 291, № 1. С. 133–136.
11. Трофимова Г. М., Новиков Д. Д., Компаниец Л. В., Мединце-ва Т. И., Ян Ю. Б., Прут Э. В. Влияние метода измельчения на структуру резиновой крошки. Высокомолекулярные соединения. Серия А. 2000. Т. 42, № 7. С. 1238–1245. – URL: http://polymsci.ru/static/ Archive/2000/VMS_2000_T42_7/VMS_2000_T42_7_1238-1245.pdf (дата звернення 08.08.2023).
12. Ахметханов Р. М., Кадыров Р. Г., Минскер К. С. Вторичная переработка отходов поливинилхлорида с использованием метода упруго-деформационного диспергирования. Пластические массы. 2002. № 4. С. 45–46.
13. Торнер Р. В., Акутин М. С. Оборудование заводов по переработке пластмасс. Москва: Химия, 1986. 400 с.
14. Todd D. B. Improving incorporation of fillers in plastics. A special report. Advances in Polymer Technology. 2000. Т. 19, № 1. Р. 54–64. https://doi.org/10.1002/(SICI)1098-2329(20000117)19:1<54::AID-ADV6> 3.0.CO;2-%23.
15. Tadmor Z., Gogos C. G. Principles of polymer processing. 2nd ed. Hoboken: John Wiley & Sons, 2006. 961 p. URL: http://www3.fi.mdp.edu.ar/procesamiento1/material/Tadmor-Gogos.pdf (дата звернення 29.07.2023).
16. Rauwendaal C. Polymer extrusion. 5th ed. Munich: Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG, 2014. 950 p. https://doi.org/10.3139/ 9781569905395. 17. Vlachopoulos J., Polychronopoulos N. D. Understanding rheology and technology of polymer extrusion. Dundas, ON, Canada: Polydynamics Inc., 2019. 337 p. URL: http://www.mie.uth.gr/ekp_yliko/Rheo_Tech_ Book_Part_A.pdf (дата звернення 21.07.2023).
18. Agassant J.-F., Avenas P., Carreau P. J., Vergnes B., Vincent M. Polymer Processing: Principles and Modeling. 2nd ed. Munich: Carl Hanser Verlag, 2017. 841 p.
19. Васильцов Э. А. Ушаков В. Г. Аппараты для перемешивания жидких сред. Ленинград: Машиностроение, 1979. 271 с.
20. Штербачек З., Тауск П. Перемешивание в химической промышленности. Ленинград: Госхимиздат, 1963. 416 с.
21. Сапожников М. Я. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций. Москва: Высшая школа,1971. 382 с.
22. Сиденко П. М. Измельчение в химической промышленности. Москва : Химия, 1977. 368 с.
23. Андреев С. Е., Перов В. А., Зверевич В. В. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых. Москва: Недра, 1980. 415 с.
24. Shaikh M. A., Kadam V. D., Jagtap D. S., Khadtare P. S., Kabugade S. S. Manufacturing of Shredder for used Plastic Bottle. International Journal for Scientific Research & Development (IJSR). 2018. Vol. 6, № 3. P. 212–214. URL: https://www.researchgate.net/publication/ 335378000_Manufacturing_of_Shredder_for_used_Plastic_Bottle (дата звернення 11.08.2023).
25. Лукач Ю. Е., Рябинин Д. Д., Метлов Б. Н. Валковые машины для переработки пластмасс и резиновых смесей. Москва: Машиностроение, 1967. 296 с.
26. Mikulionok I. O. Rollers with Peripheral Heat-Supply Channels for Treatment of Plastics and Rubber Mixtures (a survey of patents). Chemical and Petroleum Engineering. 2013. Vol. 49, № 5–6. P. 382–387. https://doi.org/10.1007/s10556-013-9760-2.
27. Mikulionok I. O. Classification of Hollow Rollers of Roller Machines for the Treatment of Polymeric Materials and Rubber Compounds (Survey of Patents). Chemical and Petroleum Engineering. 2022. Vol. 58, № 5–6. P. 433–438. doi: https://doi.org/10.1007/s10556-022-01109-w.
28. Vatskicheva M., Grigorova I. Chassis loading investigation of two-shaft shredder for construction waste management. Recycling and Sustainable Development. 2017. Vol. 10. P. 15–21. https://doi.org/10.5937/ ror1701015V
29. Kulkarni B. N., Anantharama V. Repercussions of COVID-19 pandemic on municipal solid waste management: Challenges and opportunities. Science of the Total Environment. 2020. Vol. 743. No 140693. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.140693.
30. Parashar N., Hait S. Plastics in the time of COVID-19 pandemic: Protector or polluter? Science of the Total Environment. 2021. Vol. 759. No 144274. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.144274.
31. Dubey D. N., Dable N. A., Kumare S. S., Gadpayle A. S., Padole H. R., Patankar M. G., Gajbhiye R. S. Development of Solar Powered Shredder Machine for Waste Management. International Journal for Innovative Research in Science and Technology (IJIRST). 2020. № 12. P. 874–879. URL: https://www.academia.edu/43433104/Waste_ Management_by_Solar_Powered_Mechanical_Shredder_Machine (дата звернення 19.07.2023).
32. Waghmare M., Nasane D., Charpe J., Kushwaha K., Kose R., Thawkar S., Giripunje M. Development of Solar Powered Shredder Machine for Waste Management. International Journal for Research in Applied Science & Engineering Technology (IJRASET). 2022. Т. 10, № 2. Р. 305–310. https://doi.org/10.22214/ijraset.2022.40248.
Опубліковано
2023-11-10
Як цитувати
Mikulionok, I. (2023). CLASSIFICATION AND ANALYSIS OF POLYMER AND RUBBER WASTE SHREDDER DESIGNS. Праці Таврійського державного агротехнологічного університету імені Дмитра Моторного, 23(1), 41-62. Retrieved із https://oj.tsatu.edu.ua/index.php/pratsi/article/view/619
Розділ
Галузеве машинобудування
