プラスチックシュレッダーと粉砕機（グラニュレーター）：その違いとは？

01違いを理解する最も簡単な方法

多くのリサイクル工場では、サイズ縮小は1台の機械だけで決まるものではありません。大型またはかさばる製品は、まずシュレッダーで扱いやすい大きさに切断し、その後粉砕機で管理されたサイズに加工することがあります。一方、ボトルや小さめの硬質スクラップは、シュレッダーを経由せずに直接粉砕機へ投入できることが多いです。

プラスチックシュレッダーは、主に一次破砕に使用されます。比較的低いロータ速度と高いトルクで作動するため、かさばる、厚い、不規則な形状の、または投入しにくい廃棄物にも食い込むことができます。その主な役割は、大型のプラスチック製品を小さくし、取り扱いやすくすることです。

プラスチック粉砕機は、主に二次破砕または管理されたサイズ縮小に使用されます。通常はより高いロータ速度で作動し、回転刃を固定刃に対してせん断し、スクリーンを通して材料を排出します。スクリーンが、切断チャンバーから出る最大粒子サイズを決定します。

粉砕機を選定する際は、切断チャンバーの幅、ロータの径と速度、移動刃と固定刃の配置、スクリーンサイズ、モーター出力、投入方法、対象材料を比較してください。これらの要素によって、機械が連続的に材料を受け入れ、安定した処理量で必要なフレークサイズを生成できるかどうかが決まります。

02プラスチックシュレッダーが設計されている用途

シュレッダーは、大きすぎる、かさばりすぎる、または高速粉砕機に直接投入するには困難すぎる材料向けに設計されています。代表的な例として、プラスチックパレット、大型ビン、厚い塊、ドラム、パイプ切断片、フィルムのベール、織袋の束などがあります。

一軸シュレッダーは通常、角形または交換可能な刃物を備えた低速ロータを搭載しています。油圧式プッシャーが廃棄物を連続的にロータへ押し込みます。材料が切断された後、ロータの下にあるスクリーンを通過します。これにより、多くの二軸シュレッダーよりも排出サイズが管理しやすくなります。

シュレッダーを使用する主な利点は、以下のとおりです。

• かさばる、または不規則な形状の廃棄物向けの大きな投入口。
• 低いロータ速度での高トルクと強い食い込み能力。
• 高速粉砕機と比較して、材料がチャンバーから跳ね出すリスクが低い。
• フィルム、ラフィア、塊、パレット、大型成形品に対する優れた投入制御。
• 洗浄、粉砕、造粒の前段として適している。

主な限界は、小さく非常に均一な最終粒子サイズが必要な場合、シュレッダーは通常最適な選択ではないという点です。シュレッダーは次の工程に十分な程度まで材料を縮小できますが、最終的なフレークは、効率的な洗浄、乾燥、空気輸送、または直接押出には依然として大きすぎることがあります。そのような場合は、下流側に粉砕機を追加します。

03プラスチック粉砕機が設計されている用途

プラスチックリサイクルにおいて、「クラッシャー」「グラニュレーター」「グラインダー」は通常、同じ機械を指します。つまり、サイジングスクリーンの上で固定刃に対して切断する高速ロータを備えた機械です。欧米のサプライヤーは「グラニュレーター」と呼ぶことが多く、多くのアジアのサプライヤーは「クラッシャー」と呼びます。重要なのは名称ではなく、ロータの設計、スクリーンサイズ、投入前の準備です。

プラスチック粉砕機は、固定刃に対して切断する移動刃を備えた、より高速のロータを使用します。材料は、スクリーンを通過できる大きさになるまで切断チャンバー内に留まります。これにより、より均一なフレークサイズが求められる用途に適した機械となります。

代表的な用途には、PETボトル、HDPEの洗剤ボトル、PPの家庭用容器、射出成形のランナー、小さめの硬質プラスチックスクラップ、すでに事前シュレッドされた材料などがあります。

スクリーンは、粉砕用途間で最も重要な違いの一つです。スクリーンの開口が小さいほど細かいフレークが得られますが、チャンバー内での滞留時間も長くなります。これは通常、処理量の低下、単位エネルギー消費量の増加、刃物摩耗の加速を意味します。このため、スクリーンサイズは、単に入手可能な最小開口を選ぶのではなく、次の工程に合わせて選定すべきです。

04シュレッダーか粉砕機か：判断は原料から始まる

機械を選定する最も実用的な方法は、要求される処理量だけでなく、実際の廃棄物を確認することです。2つのお客様がどちらも1,000kg/hを希望していても、一方がPETボトルを処理し、もう一方が1.2メートルのプラスチックビンを処理する場合、正しい機械は完全に異なることがあります。

05粉砕機1台で十分な場合

単に重負荷用に見えるからという理由だけで、シュレッダーを追加すべきではありません。材料を安全かつ連続的に粉砕機へ投入でき、粉砕機が必要な処理量とフレークサイズを達成できる場合、シュレッダーを追加しても、投資額、設置面積、電力消費、メンテナンスが増えるだけで、大きな価値を生み出しません。

直接粉砕は、PETボトル、HDPEボトル、小型容器、射出成形スクラップ、および扱いやすい寸法の多くの硬質プラスチックで一般的です。例えばボトル洗浄ラインでは、分別とラベル除去の後に粉砕機を設置できます。湿式粉砕を使用することで、サイズ縮小の間に水が汚れの除去を開始し、摩擦熱を低減することもできます。

06シュレッダーと粉砕機を併用すべき場合

投入される製品が、必要な最終粒子サイズよりもはるかに大きい場合、2段階システムが有効になります。シュレッダーが投入と減容の問題を解決し、粉砕機が最終サイズの問題を解決します。

わかりやすい例は、大型のプラスチックビンです。ビン全体は幅と厚みがありすぎて、従来型の粉砕機に効率よく投入できないことがあります。一軸シュレッダーで、まずビンを細かく引き裂くことができます。その後、これらの破片をコンベヤで適切なスクリーンを備えた粉砕機へ送り、洗浄や押出に適した、より小さく均一なフレークを生産できます。

同じ考え方は、パレット、大型ドラム、厚いプラスチックの塊、一部の大型パイプスクラップにも当てはまります。これらの材料を無理に直接粉砕機へ投入しようとすると、非常に大きな切断チャンバーとモーターが必要になる一方で、投入が不安定になり、衝撃荷重も大きくなることがあります。作業を2台の機械に分けることで、多くの場合、より安定した生産が可能になります。

07「モーター出力」だけでは機械を比較できない理由

購入担当者は、55kW、75kW、90kWの粉砕機を、モーター出力がそのまま処理能力を表すかのように比較することがよくあります。しかし、そうではありません。モーター出力は、機械設計の一部にすぎません。

粉砕機の場合、実際の処理量は、切断チャンバーの幅、ロータの径、移動刃と固定刃の数と配置、ロータ速度、スクリーン開口、投入方法、材料のかさ密度、目標フレークサイズによって影響を受けます。ロータ設計が不十分な75kW機は、同じ材料において、適切に設計された55kW機よりも性能が劣ることがあります。

シュレッダーについても、同じ原則が当てはまります。ロータの径、有効作業幅、油圧プッシャーの力、刃物のサイズ、ギアボックスのトルク、スクリーン開口、制御ロジックは、いずれも性能に影響を与えます。したがって、正しい比較は、kWだけではなく、機械全体の構成と実際の廃棄物サンプルに基づいて行うべきです。

08目標とする出力サイズによって機械の選定が変わる

機械を選定する前に、必要な排出サイズを定義すべきです。材料が洗浄ラインに投入される場合、効果的な摩擦洗浄、比重分離、脱水、乾燥のために、フレークは十分に小さくする必要があります。材料が直接押出機に投入される場合、投入サイズは押出機またはコンパクターの投入システムに適合させる必要があります。

硬質プラスチックの場合、粉砕機のスクリーン開口は、用途に応じて一般的に8～20mmの範囲になります。開口が小さいほど微細な材料が得られますが、処理量は低下し、切断頻度は増加します。一次シュレッディングでは、目的が最終粒子サイズの管理ではなく安定した減容であるため、通常より大きなスクリーンが使用されます。

そのため、「500kg/hの粉砕機」や「1,000kg/hのシュレッダー」とだけ尋ねるのでは不十分です。サプライヤーは、材料の寸法、肉厚、写真または動画、汚れの程度、必要な最終サイズ、サイズ縮小後の次工程についても確認すべきです。

09フィルムと織袋は特別な注意が必要

軟質プラスチックは、硬質プラスチックとは挙動が大きく異なります。フィルムと織袋は軽量で伸縮性があり、ロータやシャフトに巻き付きやすい特性があります。かさ密度が低いことも、投入を不安定にします。これらの材料では、より大きなモーターを使用することよりも、投入制御と巻き付き防止ロータ設計のほうが重要になることがあります。

油圧式プッシャーを備えた一軸シュレッダーは、切断前に材料を圧縮・制御できるため、ベール状のフィルム、農業用フィルム、ラフィア、織袋に対してしばしば有効です。洗浄工程によっては、シュレッド後の材料がその後、湿式粉砕機や摩擦洗浄機に投入される場合や、直接洗浄セクションに入る場合があります。

汚れの多い農業用フィルムについては、砂や土についても考慮する必要があります。研磨性のある汚れは刃物とスクリーンの摩耗を増加させるため、主たるサイズ縮小機械の前に乾式の事前洗浄工程を設けることで、不要な摩耗を減らせる場合があります。

10汚れがシュレッダーと粉砕機の選定に与える影響

金属、石、砂、その他の異物は、サイズ縮小設備に直接影響を与えます。金属は刃物、スクリーン、ロータを損傷させることがあります。砂や鉱物の汚れは、刃物の摩耗を加速させます。厚いラベル、ロープ、繊維は、回転部品に巻き付くことがあります。

金属汚染の可能性がある材料については、シュレッディング後または粉砕機の前のコンベヤに磁力選別機を設置するのが一般的です。汚れの多い廃棄物については、事前分別と事前洗浄によって、メンテナンスコストを大幅に削減できます。したがって、完全なリサイクルラインでは、サイズ縮小は単独の機械購入としてではなく、分別・洗浄工程と合わせて設計すべきです。

11見積もりを依頼する前に、どのような情報を提供すべきか

信頼できる機械の提案には、プラスチックの名称だけでは不十分です。以下の情報によって、サプライヤーは正しいシュレッダー、粉砕機、または2段階システムを選定できます。

• プラスチックの種類：PET、HDPE、PP、LDPE、LLDPE、PVC、ABS、または混合プラスチック。
• 製品の形態：ボトル、クレート、ビン、パレット、フィルム、織袋、塊、パイプ、その他のスクラップ。
• 1個あたりの最大寸法とおおよその重量。
• 該当する場合は、肉厚または材料の厚さ。
• 廃棄物がばらの状態か、ベール状か、圧縮されているか。
• 汚れ：砂、金属、ラベル、油、セメント、有機物残留物、その他の異物。
• 必要な処理量（kg/h）。
• 必要な最終フレークサイズ。
• 次工程：洗浄、乾燥、造粒、押出、または直接再利用。

実際の廃棄物の写真や短い動画は、長い文章による説明よりも有用な場合が多いです。特殊な材料については、機械の構成を確定する前に、投入時の挙動、出力サイズ、現実的な処理量を確認する最善の方法として、サンプルテストをお勧めします。

12最終的な選定：機械だけでなく工程全体を選ぶ

シュレッダーと粉砕機は、どちらもプラスチックを小さくするという理由だけで、互換性があるわけではありません。正しい機械は、最初に解決すべき課題によって決まります。

廃棄物が大きすぎる、かさばる、または投入しにくいことが主な問題であれば、まずシュレッダーから始めてください。より小さく均一なフレークサイズが主な要件であれば、粉砕機を使用してください。両方の問題がある場合は、シュレッダーの後に粉砕機を続ける構成が、通常はより安定した解決策となります。

完全なリサイクルラインでは、サイズ縮小は常に洗浄、乾燥、造粒の各工程と整合させるべきです。適切な粒子サイズは、材料の流れ、洗浄効率、乾燥の安定性、押出機への投入を改善します。したがって、最良のシステムとは、最大のモーターや最小のスクリーンを備えた機械ではなく、実際の原料と必要な下流工程に適合した機械です。

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