tratarea mecanica a deseurilor

V. TRATAREA MECANICĂ A DEŞEURILOR

V. TRATAREA MECANICĂ A DEŞEURILORV.1. Mărunţirea deşeurilor

Transformarea sub acţiunea forţelor mecanice a unor unităţi de volum mari în unităţi de volum mici se numeşte mărunţire.

Reducerea până la unităţi de volum intermediare se numeşte concasare, sfărâmare sau tăiere.

Aducerea la dimensiuni fine se numeşte măcinare, pulverizare, dezintegrare sau dispersie.

V. TRATAREA MECANICĂ A DEŞEURILORV.1. Mărunţirea deşeurilor

Eficienţa mărunţirii înseamnă transformarea cu un consum cât mai redus de energie (E) şi cu productivitate convenabilă a unui material solid dat, într-un produs granular sau pulverulent de dimensiunile şi uneori, forma impusă.

V.1. Mărunţirea deşeurilorV.1.1. Factori care influenţează mărunţirea

• Proprietăţile solidelor:– Dimensiunea liniară (diametru, latură sau altă dimensiune

pentru forme neregulate)– Suprafaţa (cea exterioară sau interstiţială (a golurilor)). În

cazul unui ansamblu de particole, suprafaţa este suma suprafeţelor individuale ale particulelor, iar suprafaţa specifică este suprafaţa unităţii de masă sau de volum

– Dimensiunea limită a particulelor, este dimensiunea celor mai mari sau mai mici particule din ansamblu

– Structura solidelor (omogenă sau eterogenă)– Duritatea – proprietate ce exprimă tăria relativă a

materialelor solide; ea este o indicaţie utilă pentru rezistenţa materialelor solide la mărunţire şi pentru uzura suprafeţelor aparatelor de mărunţire

– Distribuţia particulelor după dimensiuni;

V.1. Mărunţirea deşeurilor

– Umiditatea, este un factor negativ cu efect marcant asupra performanţei instalaţiei de mărunţire. Creşterea umidităţii micşorează produc-tivitatea mărunţirii prin efectul de plastifiere (lubrifiere).


Gradul de mărunţire (Gm, d0) – este raportul între dimeniunea materialului iniţial şi cea a materialului mărunţit. Depinde de tipul maşinii de mărunţit şi influenţează energia necesară procesului de mărunţire

Natura materialului, influenţează prin:– proprietăţile mecanice (elastofragile, elastoplastice)– cristalinitate (materiale cristaline, materiale amorfe)– Materialele elastofragile prezintă prezintă ruperi casante

şi pot fi fragile (ideal fragile – fonta, diamantul, ceramice) şi semifragile (fragile reale – NaCl, Zn, CaF2).

– Materialele elastice (sunt ductile) îşi modifică forma la tensiuni relativ mici prin alunecare sau maclare.

– Fragilitatea este mai evidentă la materialele cristaline, iar plasticitatea este mai mare la materialele amorfe.


Ingrediente de măcinare – substanţe care amestecate cu materialul supus mărunţirii îmbunătăţesc operaţia. Acestea micşorează aderenţa materialului la organele de mărunţit şi împiedică înfundarea suprafeţei de mărunţit .

– Ca ingredienţi de măcinare se folosesc: silicaţi, fosfaţi, negru de fum, săruri de amoniu, acid oleic, acizi alchilaril sulfonici, săruri de trietanol amină.

Temperatura, modifică starea materialului şi deci comportarea sa la acţiunea forţelor mecanice

Stabilitatea chimică şi inflamabilitatea. Mărunţirea este însoţită de creşterea temperaturii, iar aceasta nu trebuie să depăşească temperatura de descompunere a materialului măcinat.

Construcţia utilajului, prin viteza de deplasare a organismelor care pot produce diferite procese (viteză mică – sfărâmare; viteză mare – măcinare)


V.1.2. Mecanismul procesului de mărunţire Mărunţirea este rezultatul acţiunii următoarelor tipuri de

forţe:– De lovire (mărunţire, şoc) (a)– De comprimare (b)– De frecare (c)– De forfecare (d)


Energia necesară mărunţirii Datorită complexităţii procesului de mărunţire şi a numeroşilor

factori de influenţă, este imposibil de estimat cu exactitate cantitatea de energie necesară procesului.

Există o serie de legi empirice în această direcţie:– Legea lui Rittinger – conform căreia energia necesară

mărunţirii este proporţională cu suprafaţa nou creată prin mărunţire

122 d

1

d

1kE

unde: d1, d2 – dimensiunea liniară iniţială şi finală a materialului supus mărunţirii

k2 = kRkS; kR – constanta lui Rittinger, kS – rezistenţa materialului la strivire


– Legea lui Kick, conform căreia energia necesară mărunţirii este proporţională cu logaritmul gradului de mărunţire (Gm = d1/d2):

unde: kK - constanta lui Kick

mSK Gkk E

• Nici una din cele două legi nu permite calcularea cu exactitate a energiei necesare mărunţirii.• Legea lui Kick este aplicabilă mai ales solidului perfect elastic, omogen, fiind verificată mai bine în cazul mărunţirii grosiere• Legea lui Rittinger este aplicabilă mai ales solidului rigid, omogen, fiind verificată mai bine în cazul mărunţirii fine


– A treia lege empirică pentru calcularea energiei necesară procesului de mărunţire este Legea lui Bond:

5,0m2

iG

11

d

100EE

unde Ei – reprezintă energia pe tona de material, pentru a reduce dimensiunea infinită a unei particule până la particule de dimensiunea d2 din care 80% trec printr-o deschidere pătratică cu latura de 100 microni


Mărunţirea este utilizată pentru:– mărirea suprafeţei specifice a componentelor deşeurilor

biodegradabile, în vederea grăbirii procesului de tratare biologică. Prin acest procedeu materialul se prepară pentru descompunerea microbiană, iar preluarea cantităţii necesare de apă este îmbunătăţită.

– pregătirea deşeurilor pentru valorificarea prin reciclare (materiale plastice, sticlă, deşeuri din construcţii)

Operaţiile de mărunţire se clasifică şi se denumesc în funcţie de mărimea materialului şi de gradul de mărunţire, astfel:


V.1.3. Categorii de mărunţire

Denumirea operaţiei de mărunţire

Caracteristica materialelor

Mărimea materialului (mm)

Gradul de mărunţire

(%)

La alimentare Produs

Max. Min. Max. Min.

Concasare: primară

secundară

Dure

Dure

Moi

150050010040

500

300100256

100

500100255

50

100255

0,810

3448

10

Măcinare: PulverizareGrosierăfină Dezintegraregrosierăfină

DureDure

MoiMoi

51,2

12,54

0,80,15

1,70,5

0,60,06

0,60,1

0,080,01

0,080,0

1015

2050


V.1.4. Maşini de mărunţit Se foloseşte termenul de “maşină” deoarece utilajul are

principalele organe de lucru în mişcare. Pentru alegerea unei maşini de mărunţire adecvate sunt

necesare următoarele informaţii:– Proprietăţile fizice ale materialului care trebuie mărunţit

(granulaţia iniţială, consistenţa, duritatea, fragilitatea şi fisionabilitatea);

– Scopul mărunţirii, ca de exemplu, procesele fizice sau chimice la care va fi supus materialul mărunţit

– Caracteristicile necesare ale materialului mărunţit (mărimea şi distribuţia particulelor mărunţite, mărimea medie a particulelor sau mărimea specifică a particulelor)

V.1. Mărunţirea deşeurilorV.1.4. Maşini de mărunţit

Clasificarea maşinilor de mărunţit se face în funcţie de următoarele criterii:

a) După gradul de mărunţire maşini de strivit (> 5cm) concasoare (5 – 1cm) granulatoare (0,5 - 5mm) mori coloidale (dezintegratoare) (0,00 – 0,1mm)

b) Dupa temperatura de lucru la temperatura mediului (morile) la frig (mori criogene)


c) Dupa modul principal de transmitere a fortei de maruntire şoc – sfărâmare prin impact (concasoare cu ciocane,

pneumatice, etc.) compresie (colerganguri – mori cu pietre verticale sau mori

chiliene) frecare (mori cu valţuri sau cu conuri) forfecare (cu cuţite, discuri)

d) După natura materialului prelucrat Materiale dure (oţeluri, betoane) Materiale sticloase (fonte, sticle, ceramice) Materiale plastice (PVC, PE, PP) Elastomeri (cauciucuri) Universale (amestecuri)


V.1.4.1. MAŞINI DE STRIVIT Se folosesc pentru compactarea şi eventual sfărâmarea

obiectelor mari: mobilă, congelatoare, automobile, televizoare, maşini de spălat, etc.

Sunt numite şi prese. Pot fi cu acţionare:

– mecanică prin şoc (pentru obiecte mai mici şi mai puţin rezistente) sau

– hidraulică (universale) – cele mai des utilizate


Obiect

Berbec

Cilindru

Piston

Batiu

Obiect Berbec ExcentricBiela

Obiect

BerbecTroliu

Presa hidraulica Presa mecanica cu troliu

Masina cu senile autopropulsante

Presa mecanica cu excentric(de mici dimensiuni)


V.1.4.2. CONCASOARE Criterii de clasificare:

– după modul de transmitere a energiei: Concasoare prin şoc sau cu fălci – numite

CONCASOARE Concasoare prin frecare – CONCASOARE

GIRATOARE Concasoare prin compresie (strivire) – de

ROSTOGOLIRE (COLERGANGURI CU DISCURI) Concasoare cu forfecare - GHILOTINE

V.1. Tehnici de mărunţire a deşeurilor

1. Concasoare cu fălci– Acest tip de maşini sunt cele mai răspândite, mai ales

pentru concasarea materialelor dure.– Subansamblul constructiv de bază îl reprezintă fălcile

care acţionează asupra materialului prin strivire şi forfecare – uneori şi prin frecare

– Schema următoare arată funcţionarea concasoarelor şi granulatoarelor cu fălci


Schema de funcţionare a concasoarelor şi granulatoarelor cu fălci, cu falcă mobilă sprijinită la partea superioară

1 – placă fixă 5 – plăci

2 – placă mobilă 6 – ax de sprijin

3 – alimentare 7 – ax cu excentric

4 – evacuare 8 - bielă

• La o rotaţie a axului cu excentric 7, biela 8 are o mişcare de ridicare şi coborâre; când excentricul se află în partea superioară biela se ridică şi, o dată cu ea, se ridică şi capetele celor două plăci 5, care îşi vor schimba poziţia apropiiindu-se de orizontală. În această poziţie distanţa dintre capetele extreme ale celor două plăci se măreşte şi, deoarece în partea dreaptă punctul de sprijin al plăcii este fix, capătul din strânga se va deplasa spre dreapta. Astfel, falca mobilă 2, care se poate roti în jurul axului de sprijin 6, va fi împinsă cu partea inferioară spre falca fixă 1. Când biela 8 se deplasează în jos, înteeg sistemul execută mişcările invers, falca mobilă depărtându-se de cea fixă.


Schema de funcţionare a concasoarelor şi granulatoarelor cu fălci, cu falcă mobilă sprijinită la partea superioară prin excentric - suspensie


2. Concasoare şi granulatoare giratoare (prin frecare)

– Sunt alcătuite în principal dintr-un con fix – mantaua aparatului 1 şi un con mobil – numit con de sfărâmare, care execută o mişcare giratorie

– Din punct de vedere constructiv pot fi: Cu arbore vertical fix Cu arbore suspendat Cu arbore în consolă

– Din punct de vedere al modului de descărcare a produsului pot fi:

Cu descărcare laterală Cu descărcare centrală


• Avantaje:

• mărunţirea se face continuu prin acţiunea forţelor de comprimare, frecare şi chiar încovoiere

• au productivitate mai mare

• dau un produs cu granulaţii mult mai uniforme ca dimensiuni

• Dezavantaje:

• în cazul prelucrării materialelor plastice sau umede se pot înfunda

• execuţia lor este mai pretenţioasă

• nu sunt atât de robuste în exploatare ca şi concasoarele cu fălci


– În cazul unor capacităţi mari de producţie este preferat pentru mărunţirea materialului concasorul girator faţă de cel cu fălci

3. Concasoare şi granulatoare cu cilindri sau valţuri (concasoare prin compresie)

– Au o funcţionare continuă– Mărunţirea are loc prin :

strivirea materialului între doi cilindri care se rotesc în sensuri opuse sau

strivirea între un singur cilindru şi o suprafaţă fixă– Suprafaţa laterală a cilindrilor poate fi:

netedă – pentru materiale dure striată, cu nervuri sau cu dinţi – pentru materiale moi


Maşinile de acest tip au o funcţionare continuă şi mărunţirea are loc prin strivirea materialului între doi cilindri care se rotesc în sensuri opuse sau între un singur cilindru şi o suprafaţă fixă.


4. Ghilotine – concasoare cu forfecare Sunt maşini de mărunţit care transmit forţa de mărunţire

prin forfecare. Clasificare :

– După acţionare: mecanice hidraulice

– După forma organului de forfecare: cu lame cu discuri

– După modul de mişcare a organului mobil rectilinii de rotaţie


cilindru hidraulic cu piston falcă mobilă falcă fixă

valţ de alimentare

volant cu excentric

canal de ghidare

falcă mobilă

botiu

falcă fixă


MĂRUNŢIRE PRIN TĂIERE Operaţie de mărunţire se realizează datorită acţiunii forţei

de forfecare Pregătirea prin mărunţire a deşeurilor biodegradabile în

scopul compostării, presupune în special o destrămare a materialului, de aceea sunt preferate morile rapide de tăiere cu cuţite.


Mori cu cutite sau tocatoare Moara poate fi cu arbore orizontal simplu sau dublu. Prin rotatia

in sensuri diferite a arborilor dubli prevazuti cu cutite, materialul este atras intre cutite. Maruntirea are loc intre uneltele de taiere indiferent de tipul materialului: moale, elastic sau dur.

Gradul de maruntire se fixeaza prin alegerea distantei dintre cutite, respectiv prin latimea dintilor la arborele cu cutite. Pentru maruntirea deseurilor menajere distanta dorita dintre cutitele arborelui este de 0,1mm si pentru a garanta succesul procesului de tocare, nu trebuie sa depaseasca 0,8 mm. Daca gradul de maruntire nu este corespunzator, sau daca distributia granulatiei este neuniforma, instalatiile pot fi reglate in mai multe trepte pana cand rezultatul final este cel dorit.


Pentru a realiza un debit mare in cazul deseurilor voluminoase acestea ar trebui in prealabil presate cu ajutorul unei prese hidraulice inaintea umplerii morii cu cutite.

In cazul in care bucati grele din metal sau alte parti componente care nu pot fi maruntite ajung in moara, arborele cu cutite dispune de un sistem de siguranta automat, care actioneaza arborele in sens invers pentru a debloca materialul respectiv si apoi il opreste. In acest caz materialul trebuie indepartat manual.

Practica a demonstrat ca, in instalatiile de maruntire cu arbore cu cutite, este mai convenabil daca se indeparteaza manual materiale dure precum metalele inainte de a fi admise in moara.


In functie de marirmea dintilor, debitul de materiale maruntite se situeaza in jurul valorii de 3 t/h.

Materialul maruntit este caracterizat de margini taiate curat si un interval destul de mic al dimensiunilor particulelor.

Acest tip de moara se foloseste cel mai des pentru maruntirea deseurilor din plastic, deseurilor din lemn, etc.


• Se foloseste pentru reducerea volumului in depozitele de reziduuri sau pentru pre-maruntire in cazul valorificarii termice a deseurilor.

• Pot fi cu unul sau 2 arbori care se rotesc lent

• Prelucreaza deseuri mestesugaresti, menajere, industriale, voluminoase, deseuri lemnoase, deseuri din demolari, reziduuri biologice, etc.


Tocator deseuri

• pentru tocarea si prepararea deseurilor organice in domeniuil comunal si cel al salubritatii

• permit obtinerea unui materiaql tocat curat, de finete uniforma, datorita tehnicii speciale de sfaramare si constructiei

Materiale;

• resturi lemnoase din parcuri si gradini

• resturi de la cimitire

• materiale lemnoase din demolari

• materiale de ambalaj (paleti, cartoane)

• deseuri lemnoase de la fabrici de mobila si de la fabricile de cherestea


Tocator deseuri materiale plastice in special sau materiale dure si rezistente

• maruntesc sfaramaturi, tevi, piese cu autopropulsie, materialele fasonate sablate ca de exemplu PET-uri, sticle PE/PP, canistre, galeti sau si hartie, cartoane, materiale usoare

• poate fi alimentat cu ajutorul unei benzi transportoare, stivuitorului sau manual


Tocator deseuri lemnoase


Tocator deseuri materiale plastice

• se utilizeaza pentru granularea deseurilor din materiale termoplaste : polietilena de joasa si inalta tensiune, PVC, ABS, poliamida, in vederea introducerii lor in circuitul productiv

• granularea cu turatie redusa permite recuperarea integrala a materialelor

• este insotir de un transportor pentru alimentare si de un ciclon pentru evacuarea si depozitareamacinaturii


Granulatoare şi mori care acţionează prin lovire

Concasor cu ciocane rotative1 – disc acţionat în rotaţie de arborele – 2 şi având la periferia sa bare de care sunt fixate ciocanele – 3

4 – pâlnie pentru introducerea materialului

5 – plăcile de blindaj ale utilajului

6 – grătar de evacuare

Funcţionare:

-ciocanele, orientate radial datorită forţei centrifuge lovesc bucăţile de material

-Bucăţile de material sunt proiectate pe plăcile de blindaj unde se sfărâmă atât datorită şocului cu acesta cât şi prin lovirea de către ciocane şi sunt evacuate prin grătar


Concasoarele cu ciocane sînt caracterizate prin faptul că mărunţirea are loc în etape succesive:– ciocanele, orientate radial datorită forţei

centrifuge, lovesc bucăţile de material;– bucăţile de material sînt proiectate pe plăcile de

blindaj unde se sfărâmă atât datorită şocului cu acestea cît şi prin lovirea de către ciocane

– bucăţile de material ajunse în partea inferioară a maşinii sînt mărunţite în continuare, atît prin eforturi de strivire cît şi prin efecte de frecare


Gradul de mărunţire atinge valori de 10 – 15 la concasoarele cu un singur disc şi de 50, la cele cu două discuri

Concasoarele cu ciocane se deosebesc de celelalte maşini de mărunţit prin turaţiile mari ale arborelui de acţionare (500-1 800 rot/min) ceea ce face posibilă cuplarea directă la electromotor.

Sunt utilizate ca mori pentru măcinare medie Se folosesc pentru măcinarea materialelor cu duritate medie:

marmură, ghips În cazul ciocanelor mici se pot utiliza şi pentru materiale moi:

plută, smoală


Concasor cu fălci mobil


Mori cu ciocane Pentru mărunţirea deşeurilor municipale şi de producţie,

precum si a celor din lemn şi sticla morile cu ciocane s-au dovedit a fi foarte eficiente. Ele se deosebesc, in principial, doar după tipul rotorului.

Exista mori orizontale şi verticale, cu ciocane montate flexibil.

În figura urmatoare este prezentată o moară orizontală cu ciocane.


Moara verticală cu ciocane este caracterizata de un rotor vertical prevăzut cu ciocane de lovire.

– a fost conceputa la sfârşitul anilor 50 special pentru prepararea deşeurilor menajere.

– Pentru a creşte debitul acestei mori, care la început era scăzut, se aspira aerul din interiorul morii prin orificiul de evacuare.

– Astfel se pot mărunţi şi părţile din deşeuri foarte uşoare precum hârtia sau masele plastice.

Datorita faptului ca morile verticale cu ciocane nu au o limitare a granulaţiei printr-un gratar, distribuţia granulaţiei se poate varia prin modificarea numărului de ciocane. Prin mărirea numărului de ciocane rezultă o granulaţie mai fină şi un debit mai mic pe unitatea de timp.


Moară cu ciocănele verticală1. alimentare; 2. ax vertical; 3. botiu; 4. evacuare.


Mărunţirea deşeurilor casante (deşeuri de sticlă, lemn) este posibilă în morile cu

ciocane.


Granulatoare cu corpuri de rostogolire În acest tip de maşini, mărunţirea se face prin acţiunea

forţelor compresive, exercitate asupra materialului de corpuri cu diferite forme geometrice (role, cilindri, sfere, ovoide). Aceste corpuri se rotesc pe o suprafaţă plană sau concavă. Forţei de compresie i se adaugă frecarea între material şi corpurile rostogolitoare şi frecarea între bucăţile de material


Colerganguri numite şi mori chiliene sau mori cu pietre verticale,

sunt utilizate din cele mai vechi timpuri. Există două tipuri constructive:

– cu taler fix– cu taler rotativ

La ambele tipuri constructive există posibilitatea de a urca/coborâ pietrele în funcţie de natura materialului supus măcinării


• Un sistem de racleţi sau pluguri împinge materialul sub talere, care îl macină prin strivire

•O dată cu mişcarea de rotaţie a talerelor se produce şi o alunecare a acestora pe suprafaşa fixă, care duce la mărunţire prin forfecare

• Se utilizează la măcinarea materialelor fibroase (lemn, azbest), sau la măcinarea umedă/uscată a materialelor dure sau semidure.

• Produsul obţinut are o granulometrie diferită şi cel mai adesea este trecut în continuare la o măcinare fină


Mori cu bile Sunt foarte răspândite în industria chimică, a materialelor de

constructie şi în tratarea deşeurilor Constau în principal din corpul morii, aflat în mişcare de rotaţie

în jurul axei sale şi corpurile de măcinare care, împreună cu materialul supus măcinării, formează încărcătura morii.

Drept corpuri de măcinare se folosesc bile din oţel sau un alt material dur, cilindri scurţi (role), bare, corpuri ovoide, elipsoidale, confecţionate din oţel, porţelan, silex, etc.

Prin rotirea morii, corpurile de umplere (bile, bare, etc.) sunt ridicate până la o înălţime, care depinde de turaţia morii, cad, sunt ridicate din nou, etc. Măcinarrea materialului este consecinţa loviturilor corpurilor de umplere, frecării cu acestea şi frecării dintre material şi corpurile morii


Eficienţa acţiunii de mărunţire şi gradul de utilizare a energiei depind, pentru o anumită dimensiune a bilelor, de turaţia morii.

– La turaţii mici (a) bilele sînt antrenate până la o înălţime mică de unde se rostogolesc spre partea de jos; măcinarea se face mai mult din frecarea bilelor cu materialul.

– Mărind turaţia, înălţimea de ridicare creşte şi o parte din bile cad, lovind materialul (b).

– Turaţia, la care bilele încă se mai desprind de pereţii interiori ai morii şi cad, se. numeşte turaţie critică. Peste această valoare a turaţiei, bilele se menţin în contact cu peretele interior al morii şi nu mai realizează marunţirea (c).


Tipuri de mori cu bile Moara cu site

• Materialul de măcinat este adus într-un tambur (1) blindat cu fălci de oţel dur (2) unde este mărunţit de bile şi trece prin fantele dintre plăcile de blindaj din nteriorul unui tambur perforat (3). Acesta are rolul de a proteja sita propriu zisă (4) de bucăţile prea mari de material.

• Materialul cu fineţea dorită trece prin sită iar cel rămas ajunge din nou în spaţiul de măcinare.

• Aces tip de moară realizează grade mici de mărunţire

• pot fi aplicate materialelor uscate cu durităţi diferite


Moara ciclindrică • Este formată dintr-un tambur orizontal (1) căptuşit cu plăci de oţel dur, terminat cu două fisuri (2) şi (3), largi sprijinite în lagărele (4)

• Tamburul este acţionat în rotaţie prin coroana dinţată (5).

• Alimentarea morii se face prin pâlnia (6), prin intermediul unui dozator (7).

• Evacuarea produsului se face cu ajutorul unui transportor cu şnec (8) într-un buncăr (9)


Moara conică cu bile (moara Hardinge)6 – coroană dinţată pentru acţionarea în rotaţie a morii

• Materialul ajuns în moară prin deschiderea de alimentare (3) este supus acţiunii de măcinare a bilelor mari (1) şi a celor mici (2)

• Produsul este evacuat prin grătarul (5) şi deschiderea de descărcare (4)

• În timpul rotirii morii, bilele se aşează de la sine, după mărime. Se realizează o proporţionare între diametrul bilelor şi viteza periferică de rotaţie a morii cu dimensiunea materialului de prelucrat, ceea ce conduce la utilizarea raţională a energiei consumate în proces


Avantajele morilor cu bile– Posibilitatea de a măcina materiale diferite– Productivitate destul de ridicată– Funcţionare sigură şi deservire simplă– Pot lucra fără o separare magnetică, realabilă a părţilor metalice

prezente în material– Asigură un grad mare de mărunţire şi o fineţe relativ constantă a

produsului Dezvantajele morilor cu bile

– Volum şi masă mare– Volumul morii este utilizat doar în proporţie de 30 – 35%– Consum ridicat de energie cu un randament de circa 15%– Sunt zgomotoase


Raşpelul cu sită se utilizează însă din ce în ce mai rar în tehnica de prelucrare a deşeurilor, datorită fapului că:

– efectul de mărunţire în cazul acestor dispozitive este mai mic decât în cazul morilor cu ciocane sau cu cuţite;

– raşpelul cu sită lucrează discontinuu.

V. TRATAREA MECANICĂ A DEŞEURILORV.2. SEPARAREA DEŞEURILOR

Utilizarea produsului unei maşini de mărunţit este legată de forma, mărimea, numărul şi, uneori, de compozita chimică a particulelor care constituie produsul.

Deoarece dintr-o maşină de mărunţit rezultă întotdeauna un produs neunifom sub aspectul menţionat, apare necesitatea unei operaţii de separare a particulelor, fie după anumite fracţiuni granulometrice, fie după compoziţia lor chimică.

Izolarea unui component dintr-un amestec se numeşte separare.

Când separarea are ca obiect alegerea unui sort (tip) de material, se numeşte sortare

Dacă separarea are ca obiect separarea unui amestec după dimensiuni se numeşte clasare

V. TRATAREA MECANICĂ A DEŞEURILORV.2. SEPARAREA DEŞEURILOR

Separarea se realizează pe baza diferenţelor între proprietăţile materialelor din amestec.

Se disting următoarele tipuri de separare:– mecanică;– pneumatică;– magnetică;– termică;– electrică;– gravitaţională

umedă; uscată;

– optică;– chimică

V.2. SEPARAREA DEŞEURILORV.2.1. Procedee de clasare

V.2.1. Procedee de clasare Separarea prin clasare a unui amestec se bazează pe diferenţa

între anumite proprietăţi fizice ale particulelor din sistem, cum ar fi:– Dimensiune– Formă– Densitate– Umectabilitate

Funcţie de aceste proprietăţi, pentru separare se utilizează acţiunea forţelor:– de masă (greutatea, forţa de inerţie, forţa centrifugă)– de presiune


După natura forţelor implicate implicate în proces şi după caracteristicile constructiveale utilajelor folosite, se deosebesc:– Clasarea mecanică– Clasarea pneumatică– Clasarea hidraulică


V.2.1.1. Clasarea mecanică Prin clasare mecanică separarea în fracţiuni granulometrice se

realizează trecând materialul (granular sau pulverulent) pe suprafeţe având deschideride dimensiuni convenabile, reprezentate de:

– fante lungi dreptunghiulare– orificii circulare– ochiuri pătrate

În cazul suprafeţelor cu deschideri mari, particulele de dimensiuni mai mici sub acţiunea forţei de gravitaţie curg liber prin aceste deschideri, cele de dimensiuni mai mari rămân pe suprafaţa agregatului


Maşinile industriale pentru clasarea mecanică, al căror element principal îl constituie suprafaţa prin intermediul căreia se face clasarea, se numesc grătare, ciururi şi site, iar operaţia se numeşte adesea, ciuruire sau cernere

În cazul grătarelor, suprafaţa de separare este formată din bare cu secţiune cilindrică sau prapezoidală, paralele, fixate la distanţe egale pe suporturi, astfel încât să aibă între ele fante egale.

La ciururi şi site, suprafaţa de separare o formează table perforate (cu orificii circulare sau dreptunghiulare) sau ţesături metalice sau textile cu ochiuri pătrate


Factori ce influenţează cernerea Eficienţa cernerii este apreciată prin:

– productivitate, – randament de separare, – grad de uzură a suprafeţei de separare– uşurinţa de montare şi exploatare

1. Cernerea uscată sau umedă. Cel mai frecvent este utilizată cernerea uscată. Când se face cernerea umedă se adaugă, în prealabil,

apă în material, se stropeşte materialul în timpul cernerii sau se stropeşte suprafaţa de cernere la partea ei inferioară


2. Natura materialului: Materialele cu granulaţie fină, umede, fibroase şi lipicioase

obturează uşor sitele. Astfel, se micşorează suprafaţa de cernere, iar debitul de cernere scade. Pentru a evita obturarea sitelor, sunt folosite pentru materiale greu de cernut sisteme de site speciale sau ajutoare pentru site. Cele mai importante ajutoare pentru site sunt periile, lanţurile, încălzitoarele de site, jeturile de aer şi apa suplimentară pentru anularea forţelor dintre particulele lipite una de cealaltă.

3. Forma granulelor Granulele care, la alunecarea peste sită, sunt într-o poziţie potrivită

şi au dimensiuni mai mici decât orificiile sitei, cad prin aceasta şi formează astfel materialul cu granulaţie fină. Restul granulelor rămân în sită şi formează materialul cu granulaţie mare.


4. Distribuţia după dimensiuni a particulelor, în materialul iniţial, sau granulometria sa, este un factor ce influenţează cernerea.

Granulele cu dimensiuni apropiate de ale laturii sau diametrul ochiului sitei crează principalele dificultăţi: micşorează productivitatea prin înfundarea sitei scad randamentul de separare pentru că împiedică

particulele mai mici să ajungă la suprafaţa de separare5. Alimentarea sitei

Debitul de alimentare prea mic scade productivitatea prin neutilizarea ei la întreaga capacitate

Un debit de alimentare prea mare măreşte grosimea stratului de material pe sită şi, ărin aceasta, este îngreuiată deplasarea materialului pe sită, iar randamentul deseparare scade


6. Suprafaţa activă de cernere (raportul dintre suprafaţa liberă (aria ochiurilor) şi aria torală a grătarului)

Când procentul suprafeţei active este mare productivitatea sitei creşte dar scade rezistenţa ei mecanică.

7. Forma constructivă şi dimensiunile sitei Sitele se construiesc astfel încât drumul parcurs de material

pe sită să fie cât mai lung; astfel, particulele cu dimensiuni mai mici decât ale laturii ochiului pot ajunge la suprafaţa de cernere

Pentru materiale cu particule de formă sferică se recomandă site cu ochiuri circulare sau pătrate

Pentru particule de formă neregulată se recomandă site cu fante alungite, dreptunghiulare


8. Mişcarea materialului pe sită– depinde de modul cum este mişcată sita.– aceasta trebuie să imprime materialului o

mişcare sacadată şi în salturi pentru ca frecvenţa schimbării poziţiilor dintre particule să fie maximă; astfel creşte probabilitatea ca particulele cu dimensiuni mici să ajungă la suprafaţa de separare şi să treacă prin ochiurile sitei


Randamentul de separare– Din cantitatea M de material care alimentează sita, o parte,

constituită din particule având dimensiuni mai mici decât ochiurile sitei, trece prin sită şi formează produsul sitei sau cernutul, iar o parte rămâne pe sită şi formează reţinutul sau refuzul.

– Se numeşte randament de separare raportul între masa cernutului şi masa particulelor, având dimensiuni mai mici decât ochiurile sitei

100MC

M (%)

m

CS

MC- masa cernutului

Cm – fracţia masică a particulelor din masa totală, având dimensiuni mai mici ca ale ochiului sitei


Scheme de mişcare a sitelor:

a) Giratorie în plan orizontal

b) Giratorie în plan vertical

c) Giratorie în plan orizontal combinată cu o mişcare alternativă în acelaşi plan

d) Mişcare alternativă în plan orizontal

e) Mişcare cu un vibrator mecanic

f) Mişcare cu un vibrator electric


Scheme de cernere Când materialul trece peste o suprafaţă de separare se obţine:

– un cernut conţinând particule de la dimensiunile cele mai mici (pulbere) până la dimensiunile egale cu ale laturii sau diametrului ochiurilor sitei

– un refuz care rămâne pe sită şi este forat din particule cu diametrul mai mare decât latura sau diametrul ochiurilor sitei, precum şi din particule cu diametrul mai mic care nu au ajuns la suprafaţa de cernere

– Atunci când se doreşte obţinerea mai multor fracţiuni granulometrice materialul este trecut:

fie pe o sită cu deschideri de dimensiuni variabile, fie pe serii de site, fiecare cu deschideri de alte dimensiuni


Scheme de cernere

Scheme de cernerea – de la mic la mare; b – de la mare la mic; c – combinat.


Cernerea “de la mic la mare” are avantajul că permite controlul procesului şi înlocuirea uşoară a sitelor uzate. Randamentul de separare este mic

Cernerea “de la mare la mic” are un randament de separare mai bun, uzura sitelor este relativ redusă, agregatul de cernere este compact ca lungime. Dezavantajul este dat de faptul că schimbarea sitelor este dificilă, iar înălţimea agregatului este mare

Cernerea “combinată” se situează între cele două, ca avantaje şi dezavantaje

tratarea mecanica a deseurilor

Documents