Genanvendelse af dækgummi med højtydende ultralyd
Gummi fra kasserede dæk er et giftigt, ikke-bionedbrydeligt materiale, hvilket gør bortskaffelsen til et miljømæssigt og økonomisk problem. Devulkanisering med ultralyd er en hurtig og effektiv metode til at genanvende gummi fra kasserede dæk, så de kasserede dæk kan bruges igen. Genanvendelse af dækgummi med ultralyd er en relativt enkel proces, som er blevet afprøvet med succes. Den lineære skalerbarhed af processen til genanvendelse af dæk med ultralyd gør det muligt at behandle store mængder i industriel skala til lave omkostninger.
Problemet med gummiaffald
Gummi fra kasserede dæk udgør et betydeligt miljøproblem på grund af dets giftighed og manglende nedbrydelighed. Dets vulkaniserede tværbundne kulstofstruktur og giftighed gør bortskaffelsen til en miljøbelastning. Konventionelle teknikker til genanvendelse af gummi er uøkonomiske og ikke miljøvenlige, og det nye gummimateriale, der fremstilles med det genanvendte gummi, har en lav kvalitet, fordi de primære polymerkæder i gummiaffaldet ændres og svækkes.
Da dæk er blandt de mest problematiske affaldskilder, er der behov for miljøvenlige og økonomiske genanvendelsesmetoder. Pyrolyse og devulkanisering er de mest vellykkede processer til genanvendelse af dæk. Fremskridt inden for genanvendelse af kasserede dæk er afgørende for at standse miljøbelastningen fra dækgummi og bidrager til at reducere deponeringen af dæk på lossepladser.
Ultralydsbehandling kan intensivere og forbedre begge moderne processer til genanvendelse af dæk, pyrolyse og devulkanisering.
Devulkanisering af dækgummi med ultralyd
Ved devulkanisering med ultralyd brydes de kemiske svovl–svovl- og svovl–kulstofbindinger, der danner tværbindinger i dæk, hvilket resulterer i en blød gummismelte. Denne gummismelte, der dannes ved hjælp af ultralyd, kan oparbejdes og formes til nye gummiprodukter, f.eks. nye dæk. En væsentlig fordel ved devulkanisering med ultralyd er det betydeligt lavere varmebehov. Først opvarmes delene fra de kasserede dæk til ca. 400ºF eller 200ºC og føres derefter med en fødesnegl gennem en gennemstrømningscelle, hvor gummiaffaldet sonikeres med højtydende ultralyd under højt tryk. Under devulkaniseringen med ultralyd omdannes gummiet fra sin tidligere faste tilstand til et højviskøst materiale. Intens sonikering bryder hurtigt det tredimensionelle netværk af vulkaniserede elastomerer. Ultralydsbehandlingen, der bryder de kemiske tværbindinger, tager kun få sekunder. Den sonikerede gummismelte kan forstærkes med hærdemidler og fyldstoffer og formes til nye gummiprodukter.
Opgradering af pyrolyserester med ultralyd
Pyrolyserester kan opgraderes ved at sonikere dem i saltsyre og flussyre for at fremstille pyrolytisk kønrøg. Ultralydsbehandling kan med succes opgradere pyrolyserester fra kasserede dæk til kommerciel kønrøg med høj merværdi. Ultralydsbehandling efter pyrolysen forbedrer dermed den samlede effektivitet af pyrolysen af kasserede dæk betydeligt.
Højtydende ultralydsapparater
Hielscher Ultrasonics er din erfarne partner, når det gælder højtydende ultralydsprocesser. Devulkanisering med ultralyd kræver industrielle ultralydsprocessorer med høj effekt, som kan arbejde under højt tryk og ved høje temperaturer. En anden forudsætning er, at de kan levere meget høje amplituder. Amplituder på op til 200µm kan uden problemer opretholdes kontinuerligt i 24/7-drift. Til endnu højere amplituder fås specialtilpassede ultralydssonotroder. Hielschers sonotroder til højt tryk og høje temperaturer fremstilles og afstemmes til de krævende forhold i devulkaniseringsprocessen. Med specialtilpassede matricer indsættes ultralydshornet (sonotroden) i ekstrudercylinderen. Robustheden af Hielschers ultralydsudstyr muliggør 24/7-drift ved høj belastning og i krævende miljøer. Høj ydeevne og pålidelighed gør Hielschers ultralydsapparater til arbejdshesten inden for regenerering af gummi!
Tabellen nedenfor giver dig en indikation af vores ultralydsapparaters omtrentlige behandlingskapacitet:
| Batchvolumen | Volumenstrøm | Anbefalede apparater |
|---|---|---|
| 1 til 500mL | 10 til 200mL/min | UP100H |
| 10 til 2000mL | 20 til 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 til 20L | 0,2 til 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 til 100L | 2 til 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 til 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | større | klynge af UIP16000 |
Kontakt os! / Spørg os!
Litteratur/Referencer
- Hong, Chang-Kook; Isayev, A.I. (2003): Anvendelse af ultralyd med høj effekt til genanvendelse af gummi. The Rubber Society of Korea: Elastomers and Composites, bind 38, nr. 2; 2003. 103-121.
- Walvekar, Rashmi; Mohammad. Afiq, Zulkefly; Ramarad, Suganti; Kalid, Siddiqui (2018): Devulkanisering af gummi fra kasserede dæk ved hjælp af aminbaserede opløsningsmidler og ultralydsenergi. MATEC Web of Conferences, bind 152, 2018.
- Teng-Chien Chen, Yun-Hwei Shen, Wen-Jhy Lee, Chih-Chung Lin, Meng-Wei Wan (2010): Undersøgelse af en ultralydsassisteret oxidativ afsvovlingsproces anvendt til udnyttelse af pyrolyseolie fra kasserede dæk. Journal of Cleaner Production, bind 18, nr. 18, 2010. 1850-1858.
Værd at vide
Vulkanisering / Devulkanisering
Vulkanisering er en proces, der gør naturgummi, som har lav holdbarhed og fleksibilitet, hårdere og holdbart. Derfor opvarmes naturgummi, og ved tilsætning af svovl opnås tværbindinger mellem polymererne. Ved tværbinding forbindes de polymere gummimolekyler, såkaldte polyisoprener, med hinanden via svovlatomer. Ved vulkanisering fremstilles såkaldt vulkaniseret gummi, som har højere ydeevne og holdbarhed. Vulkaniseret gummi findes i dæk, gummislanger, skosåler, legetøj osv.
Devulkanisering er en teknik, hvor den tværbundne struktur, nærmere bestemt svovl–svovl- og/eller kulstof–svovlbindingerne, spaltes. Dette kan gøres ved forskellige metoder, såsom mekanokemiske, kemiske og biologiske metoder samt ved sonikering med høj effekt.
Gummi
Gummi er også kendt som elastomerer. Elastomer er en forkortelse for elastisk polymer. Elastomerer har viskoelastiske egenskaber: De er klæbrige, meget elastiske polymerer. Betegnelsen gummi bruges ofte til at afgrænse den gruppe af elastomerer, der skal vulkaniseres eller hærdes for at være anvendelige.
Hvad består dækgummi af?
Dækgummi, som kaldes tire rubber på amerikansk engelsk og tyre rubber på britisk engelsk, består af flere komponenter, herunder gummi, fyldstoffer og andre tilsætningsstoffer. Dækgummi kan bestå af naturgummi, der fremstilles af latexsaften, som udskilles fra gummitræets bark, eller af syntetisk gummi. Syntetiske gummityper fremstilles af råolie. De mest almindelige syntetiske gummityper er styren-butadiengummi (SBR), polybutadiengummi og butylgummi. Mens gummi er hovedbestanddelen i dæk, indarbejdes fyldstoffer og tilsætningsstoffer for at skabe et mere funktionelt dækmateriale. Kønrøg og/eller silica er meget almindelige fyldstoffer i dæk, som tilsættes for at forstærke dækblandingen. Kønrøg og silica forbedrer vejgrebet, gør dækkene mere modstandsdygtige over for punkteringer og reducerer dækkets rullemodstand. Antioxidanter, antiozonanter og midler mod ældning er andre tilsætningsstoffer, der forbedrer dækkvaliteten og forlænger dækkenes levetid.

