Acompanhe o material — e não apenas os nomes das máquinas — à medida que os pneus usados passam pelas etapas de trituração grosseira, remoção do aço, granulação, peneiramento, recuperação magnética e separação de fibras, até se tornarem um produto de borracha granulada com granulometria controlada de 0 a 5 mm.
Um saco limpo de borracha triturada de 0 a 5 mm faz com que o processo de produção pareça mais curto do que realmente é. O produto não apresenta feixes de talão evidentes, nem fios longos da cintura, pouquíssimo tecido visível e nenhum fragmento de pneu de tamanho excessivo. No entanto, todos esses materiais estavam presentes no pneu original. O processo de fabricação, portanto, não se resume simplesmente a “moer o pneu até ficar menor”. Trata-se de reduzir o tamanho, ao mesmo tempo em que se abre progressivamente a estrutura do pneu composto e se remove o reforço no momento certo.
Como os pneus usados se transformam em borracha triturada de 0 a 5 mm
Em uma linha de processamento mecânico, os pneus usados são primeiro inspecionados e preparados; em seguida, são reduzidos a lascas grossas por um triturador primário. Um raspar de pneus corta ainda mais as lascas e abre a borracha ao redor do aço incrustado. Separadores magnéticos recuperam o aço liberado antes que a borracha limpa chegue ao granulador. O granulador reduz o material a pequenas partículas de borracha; peneiras de classificação separam a fração desejada e devolvem o material acima do tamanho especificado para outra passagem; uma etapa magnética posterior captura o aço fino recém-exposto; e a separação a ar remove as fibras têxteis soltas. A corrente aceita é então amostrada e verificada como o produto especificado de 0 a 5 mm.
Etapa 1: Receber, inspecionar e preparar os pneus usados
O processo de fabricação de borracha triturada começa na recepção, e não no triturador. A classe do pneu, o diâmetro externo, a largura, o peso, a construção do talão, o reforço do cinto e a contaminação influenciam a facilidade com que a matéria-prima pode ser capturada e reduzida. Uma fábrica que processa principalmente pneus de veículos de passageiros se comporta de maneira diferente daquela que recebe uma alta proporção de pneus de caminhão. Pneus agrícolas e OTR podem exigir um fluxo de preparação separado, pois suas dimensões e reforços podem exceder a capacidade normal de processamento do equipamento selecionado.
Normalmente, solicitamos fotos representativas dos pneus e uma estimativa da mistura de alimentação antes de finalizar a parte dianteira da máquina. Isso não é burocracia por si só. Um pneu grande forçado a ser utilizado em um equipamento projetado para pneus menores pode causar alimentação intermitente, reversões repetidas e intervenções manuais inseguras. O processo deve ser projetado com base na maior alimentação aprovada, e não no pneu que parece mais fácil de usar em um vídeo de vendas.
O que deve ser removido ou isolado antes da produção?
Aros montados, pneus pressurizados, excesso de terra, pedras, correntes, ferramentas, pneus cheios de líquido e contaminação industrial desconhecida exigem uma regra de recebimento definida. O tratamento do talão ou o corte do pneu também podem ser necessários, dependendo do tamanho do pneu e da linha selecionada. O percurso exato de preparação pode variar; o que não deve variar é o requisito de transferência: a máquina seguinte deve receber um formato de alimentação, massa e nível de contaminação que ela possa processar repetidamente.
Para os leitores que precisarem de mais detalhes sobre a rota upstream, o guia do processo de produção de cobertura de borracha para uso industrial explica a etapa de processamento do pneu inteiro até 10–20 mm, que antecede a produção de farelo fino.
Etapa 2: A trituração primária altera a geometria do pneu
É difícil dosar um pneu inteiro, pois ele é volumoso, elástico e tem formato de anel. A trituração primária transforma essa geometria em lascas grosseiras que podem ser transportadas por esteiras e entrar em um cortador secundário de maneira mais previsível. Essa é a primeira grande transformação, mas ainda se trata de um processamento grosseiro. A borracha, as correias de aço, o reforço do talão e a estrutura têxtil permanecem substancialmente misturados.
A configuração atual da planta de trituração de YUXI utiliza blocos de borracha de cerca de 50 mm como referência para o processo do triturador primário, enquanto o rasper está especificado para aceitar pedaços grosseiros de pneu com menos de 100 mm. Esses valores descrevem diferentes etapas da transferência entre máquinas, e não uma dimensão exata das partículas. As lascas reais de pneu são irregulares; portanto, a geometria da alimentação, o tamanho máximo das peças e as condições do aço são mais importantes do que esperar que cada peça descarregada tenha exatamente 50 mm.
A FHWA descreve a redução do tamanho dos pneus usados como um processo no qual o aço e as fibras são separados à medida que o tamanho das partículas é progressivamente reduzido; além disso, distingue os processos de granulação e moagem mais fina com base nas faixas de tamanho das partículas que produzem.1 É por isso que a trituração primária deve ser avaliada pelo que ela produz — e não pelo fato de já se parecer com a farofa final.
Erro comum: comparando a taxa máxima de alimentação do triturador com a capacidade final da planta de produção de farelo. É possível produzir lascas grossas mais rapidamente do que uma fração final restrita a 0–5 mm se o granulador a jusante e o circuito de retorno estiverem realizando uma carga de trabalho de corte muito maior.
Etapa 3: A raspadora reduz o tamanho e libera o aço embutido
O triturador de pneus está localizado na transição mais importante da linha. A saída do triturador primário ainda contém cordões de aço presos dentro de pedaços grossos de borracha. O triturador corta e abre repetidamente esses pedaços, reduzindo-os a lascas menores e expondo o aço para que um separador magnético possa recuperá-lo. Na página atual sobre o processo da YUXI, a etapa do triturador é descrita com a meta de produzir lascas de borracha sem fios de cerca de 10 a 20 mm como direção alvo para as etapas posteriores.
“Sem fio” não deve ser interpretado como um fenômeno mágico dentro da câmara de corte. A principal função do raspador é a liberação. A etapa magnética seguinte realiza a recuperação. Se a borracha espessa ainda encapsular o aço, um ímã mais forte não conseguirá puxar esse aço através da matriz de borracha. Essa é uma das razões pelas quais as condições mecânicas do triturador — afiação das lâminas, folgas, condição da tela e alimentação constante — se manifestam posteriormente como um problema de separação magnética.
Etapa 4: A primeira separação magnética protege a etapa de redução fina
Depois que o raspador abre a borracha ao redor do aço, a separação magnética pode recuperar uma grande parte do material ferroso. O desempenho do ímã depende de mais do que apenas a força magnética. A profundidade da carga, a velocidade da correia, a apresentação do material, o formato do fio e as condições de limpeza são fatores importantes. Uma camada espessa de borracha pode soterrar fisicamente o fio sob material não magnético; um laço longo de fio também pode se enroscar na borracha e levá-lo além do ponto de recuperação pretendido.
O objetivo do processo não é apenas produzir um subproduto de aço. A remoção do fio liberado antes do granulador protege a etapa de corte mais fino. As facas e peneiras de redução fina são mais sensíveis à presença inesperada de aço, e o fio pode se enrolar, lascar as arestas de corte ou aumentar o calor e a carga. Separar o aço no primeiro ponto viável reduz esse risco.
Isso também explica por que uma fábrica pode utilizar mais de uma passagem pelo ímã. A primeira passagem remove o aço exposto durante o raspamento. A granulação posterior pode quebrar pedaços menores de borracha e revelar fragmentos curtos de aço que antes não estavam ao alcance do ímã.
Etapa 5: O granulador transforma as lascas preparadas em pequenas partículas de borracha
Após a etapa principal de separação do aço e recuperação magnética, o fluxo de borracha está pronto para um corte mais fino. O Fábrica de borracha triturada de pneus de YUXI descreve lascas sem arame de 10–20 mm como matéria-prima para o granulador e uma faixa de pelotas de borracha de 1–8 mm como a produção típica na etapa do granulador. O sistema completo destaca a faixa de 0 a 5 mm como a principal faixa de produto acabado após a classificação, o reprocessamento e a separação final. Esses dois números não são contraditórios: um descreve a faixa na etapa da máquina; o outro descreve a fração acabada coletada após a classificação.
Dentro do granulador, a abertura da tela, o estado das lâminas, a distância entre as lâminas, a estabilidade da alimentação e o tempo de permanência interagem entre si. Aberturas menores geralmente exigem mais cortes antes que um pedaço possa sair da câmara. Lâminas cegas podem esticar e aquecer a borracha, em vez de cortá-la de forma limpa. Uma alimentação instável pode alternar entre funcionamento a vazio e corte com sobrecarga, criando uma distribuição mais ampla das partículas e uma carga menos previsível no motor.
É aqui que o termo processo mecânico à temperatura ambiente É importante ressaltar que a borracha tem seu tamanho reduzido mecanicamente em temperaturas normais da fábrica, em vez de ser congelada para provocar fratura por fragilidade. A literatura da FHWA distingue o processamento do tipo granulador à temperatura ambiente das técnicas criogênicas e observa que a forma e o tamanho das partículas podem variar de acordo com o processo.1 Portanto, o comprador deve avaliar o material com base nas especificações reais da aplicação, em vez de presumir que toda a “borracha triturada” é intercambiável.
Etapa 6: A triagem define os limites do produto — e a carga de retorno
Um granulador não produz automaticamente um único tamanho final. Ele produz uma distribuição granulométrica. A peneira de classificação determina qual fração sai da linha de produção e qual fração retorna para outra etapa de trituração. É por isso que a descrição da EPA menciona especificamente peneiras de classificação que devolvem as peças acima do tamanho desejado ao processo de redução.2
É fácil deixar esse ponto passar despercebido ao comparar cotações. Dois fornecedores podem indicar um granulador de 2 t/h, mas uma cotação pode se referir a 2 t/h entrando no cortador, enquanto a outra pode se referir a 2 t/h de produto final aceito. Se uma peneira de malha fina rejeitar uma grande parte do material, a carga de circulação interna pode ser muito maior do que a produção final que sai da fábrica.
O estado da tela também é importante. Aberturas desgastadas ou danificadas podem permitir a passagem de pedaços muito grandes. Aberturas obstruídas reduzem a área efetiva e aumentam a retenção. Trocar a tela sem verificar a esteira de retorno, a capacidade de compensação e a carga do granulador pode apenas deslocar o gargalo, em vez de resolvê-lo.
Etapa 7: Recuperação magnética secundária e separação de fibras – Conclusão do trabalho de limpeza
A granulação fina revela contaminações que antes estavam ocultas. Fragmentos curtos de aço podem passar a ser captados por um segundo estágio magnético. O reforço têxtil também fica mais solto à medida que as partículas de borracha ficam menores. Um separador de fibras a ar pode, então, remover a fração têxtil mais leve dos grânulos de borracha mais densos.
O fluxo de ar deve ser ajustado de acordo com a fração real. Se o fluxo de ar for insuficiente, a fibra permanecerá na borracha. O excesso de ar pode levar borracha fina valiosa para a descarga de fibras. Umidade, poeira, picos de alimentação e tamanhos mistos de partículas podem alterar o comportamento da separação. Por esse motivo, o melhor ponto de operação é determinado com material representativo e verificado por meio de amostragem tanto do produto quanto das rejeições.
A seção atual de perguntas e respostas da EPA sobre resíduos de pneus descreve o mesmo mecanismo geral: os ímãs removem os fios e outros contaminantes metálicos, enquanto os separadores a ar removem o tecido.2 Em um contrato de fábrica, no entanto, o termo “limpo” deve ser traduzido em limites mensuráveis de aço e fibras, em vez de ser tratado apenas como um adjetivo de caráter visual.
Etapa 8: Definir “0–5 mm” como uma especificação mensurável do produto
Uma indicação como 0–5 mm é útil para orientação, mas não constitui uma especificação completa de aceitação. As partículas de borracha derivadas de pneus apresentam formato irregular. Um comprador pode se preocupar com a porcentagem retida em peneiras selecionadas, o tamanho máximo das partículas acima do limite, as partículas finas abaixo de um limite mínimo, a presença de pedaços de aço soltos, o teor de tecido, a umidade, a poeira, a densidade aparente ou a embalagem. A combinação necessária depende do uso posterior.
A definição legal da CalRecycle estabelece um limite máximo útil: ela define a borracha triturada como grânulos de borracha derivados de pneus usados com tamanho igual ou inferior a 6 mm.3 A norma ASTM D5603 classifica a borracha vulcanizada reciclada com base na distribuição granulométrica e na origem, enquanto a norma ASTM D5644 estabelece um método padronizado de ensaio de distribuição granulométrica para partículas de borracha vulcanizada reciclada.45 Essas referências reforçam um princípio básico de aquisição: uma abertura de licitação não é o mesmo que uma distribuição comprovada do produto.
Uma especificação prática de compra para o intervalo de 0 a 5 mm deve indicar
- O método de peneiramento ou classificação utilizado para verificar a fração.
- A porcentagem permitida acima de 5 mm e qualquer limite exigido para partículas de tamanho inferior ou finas.
- Teor máximo de metal e como ele é amostrado ou detectado.
- Teor máximo de fibras têxteis, declarado separadamente do metal.
- Limites de umidade ou poeira, caso sejam relevantes para a embalagem ou para o processamento posterior.
- O ponto de amostragem, a massa da amostra, a frequência de amostragem e a regra de aprovação/reprovação.
- A produção líquida de produto acabado prevista, atendendo a todos os requisitos acima.
Se a decisão comercial ainda for entre parar na camada de cobertura de 10 a 20 mm ou continuar até obter uma textura fina, a Guia comparativo entre cobertura de borracha e borracha triturada aborda essa decisão sobre os limites do produto sem transformar este artigo em mais uma comparação de mercado.
Etapa 9: Entenda por que uma migalha mais fina altera a capacidade real
A capacidade se divide em pelo menos três valores diferentes: o material que entra na linha, o material que circula dentro do circuito de corte e peneiramento e o produto comercializável que sai do ponto de coleta final. Esses valores não são intercambiáveis. Uma linha pode parecer ocupada, enquanto a esteira de produtos acabados está lenta, porque os pedaços acima do tamanho permitido estão retornando repetidamente para uma nova passagem.
As principais variáveis são previsíveis. Uma fração menor ou mais compacta aumenta o trabalho de corte. Uma proporção maior de pneus de caminhão pode aumentar a necessidade de reforço e o desgaste. Lâminas cegas alteram a energia necessária por tonelada. A contaminação causa paradas. Uma peneira parcialmente obstruída aumenta o tempo de permanência. A separação inadequada das fibras pode forçar o reprocessamento ou a rejeição do produto. Mesmo quando todos os motores são dimensionados corretamente, a produtividade final aceita pode diferir de um valor genérico de “capacidade de alimentação”.
Formulação mais adequada para “capacidade”: “Por favor, indique a produção aceita em toneladas por hora, com a distribuição granulométrica acordada de 0–5 mm e os limites de impurezas, utilizando nossa mistura representativa de pneus, incluindo a devolução normal de material acima do tamanho.” Isso é mais útil do que perguntar apenas pela maior taxa de alimentação apresentada em um folheto.
Etapa 10: Verificar a linha completa por meio de um teste de aceitação de fábrica
Um breve vídeo mostrando borracha caindo de uma esteira transportadora não constitui um teste de processo. Para um projeto na faixa de 0 a 5 mm, o FAT deve acompanhar um lote representativo durante um tempo de operação suficiente para que o circuito de retorno da peneira, os ímãs e o separador de fibras atinjam uma operação estável. O resultado deve ser um conjunto contínuo de registros de produção, e não apenas uma amostra de produto com boa aparência.
Anote pelo menos seis coisas
- Exemplo de feed. Confirme se a composição dos pneus e o material de partida estão de acordo com as especificações acordadas para o projeto.
- Tempo de execução estável. Deixe que as cargas de material devolvido e do separador se estabilizem antes de coletar a amostra principal.
- Distribuição granulométrica. Utilize o método de peneiramento acordado e informe a massa de cada fração relevante.
- Aço e fibra. Avalie-os separadamente nas amostras de borracha aceitas e nas amostras rejeitadas.
- Rendimento líquido final. Meça o produto aceito após a recirculação, e não apenas o que é alimentado no granulador.
- Observações operacionais. Registre cargas nos motores, vibrações anormais, obstruções, resistência de retorno, pontos de acúmulo de poeira e paradas.
É também nessa abordagem de testes que o Cluster de alta pureza adjacente se torna útil. Se a principal dúvida do comprador é como estruturar a amostragem de impurezas e as declarações de pureza, o atual Guia de pureza dos grânulos de borracha de pneu aborda o assunto com mais profundidade, sem repetir aqui toda a sequência de fabricação.
Erros comuns no processo de borracha triturada que observamos nas análises de projetos
Ignorando o limite de liberação do aço
Enviar cavacos grandes e ricos em aço diretamente para a granulação fina economiza uma etapa, mas transfere o trabalho mais difícil para a máquina errada.
Especificação apenas de uma abertura na tela
Uma peneira de 5 mm não determina a composição final do produto. Ainda é necessário definir a amostragem, a tolerância para partículas acima do tamanho máximo e os limites para partículas finas.
Utilizando um único índice de “pureza”
O metal e o tecido apresentam comportamentos diferentes. Defina limites de aceitação e métodos de teste distintos para cada um, em vez de uma única porcentagem vaga de borracha limpa.
Ignorar o material devolvido
A recirculação em excesso consome a capacidade da cortadora e da esteira transportadora. Ela deve ser incluída no equilíbrio da linha e no FAT.
Mistura de escopos do tipo “crumb” e “powder”
O granulado de 0–5 mm não é o mesmo que o pó de borracha de malha fina. O pó geralmente requer uma etapa adicional de moagem, com suas próprias considerações quanto ao calor, à poeira e à capacidade.
Escolha dos mercados-alvo após a compra de equipamentos
As especificações do comprador devem ser priorizadas. Asfalto, produtos moldados, superfícies e retificação adicional podem exigir frações e limites de qualidade diferentes.
Perguntas frequentes sobre o processo de fabricação de borracha triturada
Como funciona o processo de fabricação da borracha triturada?
A produção industrial de borracha triturada utiliza um processo de redução de tamanho e separação em etapas. Os pneus inteiros são preparados e triturados; um triturador reduz as lascas e libera o aço incrustado; ímãs recuperam o material ferroso; um granulador produz partículas menores de borracha; peneiras classificam o produto e devolvem as partículas acima do tamanho permitido; e a separação a ar remove as fibras têxteis soltas.
Qual é o tamanho da borracha triturada?
Não existe um tamanho único e universal. A CalRecycle define a borracha triturada como grânulos de borracha derivados de pneus usados com tamanho igual ou inferior a 6 mm, enquanto as especificações comerciais podem utilizar frações mais restritas. Para este guia de processo da YUXI, 0–5 mm é a principal faixa do produto acabado, com 1–8 mm frequentemente aparecendo como faixa na etapa de granulação antes da classificação final.
Uma trituradora de pneus consegue produzir borracha granulada de 0 a 5 mm sozinha?
Não. Um triturador primário de pneus é projetado para a redução de tamanho em fase inicial. A produção confiável de granulado de 0 a 5 mm também requer a remoção do aço, a recuperação magnética, a granulação fina, a peneiração e o retorno, a separação das fibras têxteis e um teste de aceitação definido.
Por que o aço é removido antes e depois da granulação?
O raspador libera grande parte do aço incrustado, permitindo que uma plataforma magnética o remova antes do corte fino de precisão. A granulação pode expor pedaços menores de aço que ainda estavam presos na borracha; assim, uma passagem magnética posterior pode recuperar contaminação ferrosa adicional.
Por que a capacidade de produção final na faixa de 0 a 5 mm difere da capacidade de alimentação?
Uma fração final mais fina gera mais corte e recirculação. O material com granulometria acima do padrão é devolvido ao granulador, em vez de se tornar produto imediatamente. A mistura de pneus, o estado das lâminas, a contaminação, o estado da peneira e as cargas de separação também afetam a produção aceita por hora.
Como deve ser testada a borracha triturada com granulometria de 0 a 5 mm?
Utilize uma amostra representativa coletada após o funcionamento em condições estáveis. Registre a distribuição granulométrica utilizando um método de peneiramento acordado e, em seguida, teste separadamente os limites de metais e fibras. O teste de aceitação de fábrica também deve registrar a produtividade líquida final, a carga de retorno, a composição dos pneus, o tempo de operação e a configuração exata da peneira.
Configure uma linha de borracha em forma de migalha ao redor da sua especificação finalizada
Envie à YUXI a composição dos pneus, o material de partida, a distribuição exigida na faixa de 0 a 5 mm, os limites aceitáveis para aço e fibras, a meta de produção final em toneladas por hora, a potência disponível localmente e as dimensões da oficina. A linha poderá então ser equilibrada desde a preparação primária até a granulação, peneiramento, separação e coleta do produto final.
Fontes e referências de engenharia
- Administração Federal de Rodovias — Pneus usados: Descrição do material. Descrições do granulador, do micromoinho e do processo de redução de tamanho criogênico.
- Agência de Proteção Ambiental dos EUA — Perguntas e respostas sobre borra de pneu. Descrição do processo, abrangendo a redução de tamanho, a devolução de material acima do tamanho permitido, a remoção magnética de metais e a separação a ar.
- CalRecycle — O que é um pneu usado?. A definição da Califórnia de borracha triturada é a de grânulos de borracha derivados de pneus usados com tamanho igual ou inferior a 6 mm.
- ASTM D5603-23 — Classificação da borracha vulcanizada reciclada. Estrutura de classificação baseada na origem da borracha reciclada e na distribuição granulométrica.
- ASTM D5644-23 — Distribuição granulométrica de borracha particulada vulcanizada reciclada. Método de ensaio padrão utilizado para o controle de qualidade da distribuição granulométrica.