دستگاه شریدر و نقش آن در فرآیند پیرولیز و بازیافت صنعتی
در صنایع بازیافت و تبدیل ضایعات به سوخت، بهویژه در فرآیند پیرولیز، دستگاه شریدر (Shredder) یکی از تجهیزات کلیدی به شمار میرود.
این دستگاه با کاهش حجم اولیه مواد و آمادهسازی آنها برای واکنشهای حرارتی، بازده فرآیند را بهطور قابلتوجهی افزایش میدهد.
۱. ضرورت استفاده از شریدر پیش از پیرولیز
پیرولیز فرآیندی حرارتی است که در آن مواد آلی مانند پلاستیکها، لاستیکها و روغنهای مصرفشده، در غیاب اکسیژن و در دماهای بالا، تجزیه میشوند و به سوخت مایع (دیزل، بنزین سبک)، گاز و کربن تبدیل میگردند.
اما برای اینکه واکنش حرارتی بهصورت یکنواخت انجام شود، لازم است مواد ورودی به راکتور دارای اندازهی یکنواخت و سطح تماس بالا باشند.
در اینجا نقش شریدر پررنگ میشود؛ دستگاهی که مواد اولیه (مثلاً پلاستیک، لاستیک یا ضایعات صنعتی) را خرد کرده و به ابعاد مناسب برای ورود به سیستم پیرولیز آماده میسازد.
۲. اجزای اصلی دستگاه شریدر
- تیغهها و شافتها: معمولاً از فولاد مقاوم به سایش ساخته میشوند و وظیفهی برش مکانیکی مواد را برعهده دارند.
- گیربکس و موتور: انرژی موردنیاز برای چرخش محور و ایجاد نیروی برشی را تأمین میکنند.
- بدنه و هاپر: وظیفهی هدایت و محافظت از مواد ورودی را دارند و طراحی آنها باید مانع گیرکردن مواد شود.
- مش خروجی (Screen): اندازهی ذرات خروجی را کنترل میکند و تعیینکنندهی یکنواختی مواد خردشده است.
۳. نقش شریدر در بهینهسازی پیرولیز
در فرآیند پیرولیز، کیفیت محصول نهایی (سوخت یا روغن پیرولیزی) به عوامل متعددی مانند دما، زمان اقامت ماده در راکتور و اندازه ذرات بستگی دارد. استفاده از شریدر مناسب، در چند جنبه به بهینهسازی این فرآیند کمک میکند:
- افزایش سطح تماس: با خرد کردن مواد، واکنشهای حرارتی سریعتر و کاملتر انجام میشوند.
- کاهش مصرف انرژی: مواد یکنواخت سریعتر گرم میشوند و حرارت به شکل متوازن در سراسر ماده توزیع میگردد.
- کاهش رسوب کربن و مواد جامد: ذرات کوچکتر سوختن کاملتری دارند و در نتیجه آلودگی و رسوبات کمتری در راکتور ایجاد میشود.
- افزایش بازده تولید روغن پیرولیز: مواد خردشده یکنواخت باعث افزایش نسبت تبدیل جرم به مایع میشوند.
۴. انواع شریدر مناسب برای خطوط پیرولیز
بسته به نوع مواد اولیه، از انواع مختلف شریدر استفاده میشود:
- شریدر تکشافت: برای پلاستیکهای نرم و سبک مناسب است.
- شریدر دوشافت: برای لاستیک، مواد سخت و حجیم کاربرد دارد و در خطوط پیرولیز تایر بسیار متداول است.
- شریدر چهارشافت: برای پردازش ترکیبی از پلاستیک و فلزات یا مواد آلاینده مناسب است.
۵. ملاحظات طراحی در خطوط پیرولیز
- انتخاب اندازه تیغه: باید به گونهای باشد که مواد ورودی به اندازه ۲ تا ۵ سانتیمتر خرد شوند تا واکنش پیرولیز کاملتر انجام شود.
- جنس تیغهها: فولاد سختکاریشده یا فولاد آلیاژی مقاوم به حرارت و خوردگی.
- سرعت چرخش: بسته به نوع مواد بین ۳۰ تا ۱۲۰ دور در دقیقه تنظیم میشود.
- توان موتور: بین 15 تا 90 کیلووات برای خطوط متوسط تا صنعتی.
۶. مزایای استفاده از شریدر در خطوط پیرولیز
- افزایش بهرهوری حرارتی راکتور.
- کاهش توقفات ناشی از گرفتگی ورودیها.
- افزایش کیفیت محصول نهایی (روغن و سوخت پیرولیزی).
- کاهش مصرف انرژی کل سیستم.
- بهبود یکنواختی و کنترل فرآیند.
۷. نگهداری و ایمنی
دستگاههای شریدر صنعتی بهدلیل کار با مواد سخت، نیازمند نگهداری دقیق و ایمن هستند. بازبینی تیغهها، تنظیم شافتها و اطمینان از عملکرد گیربکس در فواصل منظم توصیه میشود. همچنین سیستمهای ایمنی مانند توقف اضطراری (Emergency Stop) و حفاظ مکانیکی باید بهصورت استاندارد نصب شوند.
۸. نتیجهگیری
در فرآیندهای بازیافت مدرن، بهویژه در خطوط پیرولیز ضایعات پلاستیک و لاستیک، شریدر بهعنوان نخستین و حیاتیترین مرحله آمادهسازی مواد محسوب میشود.
عملکرد دقیق و طراحی مناسب آن، تأثیر مستقیمی بر بازده، ایمنی و پایداری تولید دارد.
بنابراین انتخاب شریدر با تیغههای مقاوم، توان کافی و طراحی مناسب برای نوع ماده، یکی از عوامل کلیدی موفقیت در پروژههای پیرولیز صنعتی به شمار میآید.
