“"파쇄기"와 "분쇄기"는 동의어가 아닙니다. 이 두 가지는 재료를 파괴하는 근본적으로 다른 기계적 원리를 나타냅니다. 재활용 공장 설계에서 가장 흔한 엔지니어링 실수는 잘못된 장비를 선택하는 것입니다.
관련 장비: 단일 샤프트 파쇄기, 이중 샤프트 파쇄기 (플라스틱 및 금속용).
1. 전단 파괴 (파쇄기)
기구두 개의 마주보는 모서리가 간격 없이 서로 스쳐 지나가는 형태(가위형).
* 물리학: $\tau = F/A$. 기계는 다음 조건이 충족될 때까지 토크를 가합니다. 전단 강도 재료의 허용량을 초과했습니다.
* 가장 적합한: 연성 및 탄성 재료.
* 예시: LDPE 필름, 자동차 타이어, 고무, PP 로프, 구리선.
* 왜망치로 타이어를 치면(충격) 튕겨 나갑니다. 일반적으로 타이어를 잡고 잘라야 합니다(절단).
2. 충격으로 인한 고장 (분쇄기/과립기)
기구고속으로 움직이는 물체가 정지해 있거나 느리게 움직이는 물체와 충돌하는 것(예: 야구 방망이).
* 물리학: $E = \frac{1}{2}mv^2$. 기계는 운동 에너지를 재료에 전달합니다. 파괴 인성 초과되었습니다.
* 가장 적합한: 취성 재료 및 강성 재료.
* 예시: 유리병, 경질 PVC 파이프, 베이클라이트, 돌, 콘크리트.
* 왜콘크리트를 자르려고 하면 날이 손상됩니다. 일반적으로 충격으로 부숴야 합니다.
3. 해머 밀 (더 리버레이터)
기구고속 회전하는 로터에 달린 흔들리는 망치.
* 역할: 해방. 단순히 자르는 데 그치지 않고, 복합 재료를 산산조각냅니다.
* 가장 적합한: 전자 폐기물 및 고철.
* 예: 전기 모터입니다. 파쇄기는 이를 구리와 강철 혼합물로 잘게 자릅니다. 해머 밀은 구리 권선이 강철 고정자에서 분리될 때까지 이를 분쇄하여 하류에서 분리할 수 있도록 합니다.
선택 매트릭스
| 재료 | 고장 모드 | 기계 | 왜? |
|---|---|---|---|
| 필름/직조 가방 | 연성(늘어남) | 분쇄기 | 충격식 칼날은 절단하지 않고 그냥 두들겨 패기만 합니다. |
| 자동차 범퍼 | 반강성 | 분쇄기 | 크기가 너무 커서 과립기에 사용할 수 없으므로 사전 전단이 필요합니다. |
| 유리/도자기 | 다루기 힘든 | 파쇄기 | 가위날이 순식간에 부서질 것이다. |
| 전자 폐기물 | 합성물 | 해머 밀 | 접착되거나 나사로 고정된 부품을 분리하려면 충격이 필요합니다. |
참고 자료
[1] “분쇄의 원리” 화학공학 핸드북. 분쇄의 원칙
[2] “폐기물 처리에서의 충격 대 전단력” 폐기물 관리 세계. 폐기물 처리에서 충격과 전단력의 차이
