Rehvikummi ringlussevõtt suure jõudlusega ultraheliga
Jäätmeks muutunud rehvikummi on toksiline, biolagunematu materjal, mistõttu selle kõrvaldamine on keskkonna- ja majandusprobleem. Ultraheli devulkaniseerimine on kiire ja tõhus meetod jäätmerehvide kummi ringlussevõtuks, mis võimaldab jäätmerehve taaskasutada. Rehvikummi ultraheliga ringlussevõtt on suhteliselt lihtne protsess, mida on edukalt testitud. Rehvide ultraheliga ringlussevõtu protsessi lineaarne skaleeritavus võimaldab töödelda suuri mahtusid tööstuslikus mastaabis ökonoomsete kuludega.
Kummijäätmete probleem
Jäätmerehvide kummi põhjustab märkimisväärset keskkonnaprobleemi oma toksilisuse ja lagunematuse tõttu. Selle vulkaniseeritud ristsidestunud süsinikstruktuur ja toksilisus muudavad kõrvaldamise keskkonnakoormaks. Tavapärased kummi ringlussevõtu tehnikad on ebaökonoomsed, mitte keskkonnasõbralikud ning ringlussevõetud kummist toodetud uus kummimaterjal on madala kvaliteediga, sest jäätmekummi peamised polümeerahelad on muutunud ja nõrgenenud.
Kuna rehvid kuuluvad kõige probleemsemate jäätmeallikate hulka, on vaja keskkonnasõbralikke ja ökonoomseid ringlussevõtu meetodeid. Pürolüüs ja devulkaniseerimine on rehvide kõige edukamad ringlussevõtuprotsessid. Edasiminek jäätmerehvide ringlussevõtus on hädavajalik, et peatada rehvikummi keskkonnakoormus, ning see aitab vähendada rehvide prügilatesse ladestamist.
Ultraheli töötlus võib intensiivistada ja parandada mõlemat kaasaegset rehvide ringlussevõtu protsessi – pürolüüsi ja devulkaniseerimist.
Ultrahelisüsteem kummijäätmete devulkaniseerimiseks
Kohandatud ekstruuderiplokk sonikeerimise sidumiseks kuuma elastomeeriga
Rehvikummi ultraheli devulkaniseerimine
Ultraheli devulkaniseerimisel katkestatakse rehvides olevad väävel-väävel ja väävel-süsinik keemilised sidemed, mis annab pehme kummisulami. Seda ultraheliga saadud kummisulamit saab uuesti töödelda ja vormida uuteks kummitoodeteks, nt uuteks rehvideks. Ultraheli devulkaniseerimise suur eelis on oluliselt väiksem vajalik soojus. Kõigepealt kuumutatakse jäätmerehvi osad ligikaudu 400ºF ehk 200ºC-ni, seejärel söödetakse need kruvitoitja abil läbi läbivoolukambri, kus jäätmekummi sonikeeritakse suure jõudlusega ultrahelis kõrge rõhu all. Ultraheli devulkaniseerimise ajal muutub kummi varasemast tahkest olekust väga viskoosseks massiks. Intensiivne ultraheli töötlus lõhub vulkaniseeritud elastomeeride kolmemõõtmelise võrgustiku kiiresti. Keemiliste sidemete ristsidemete lõhkumise ultraheli töötlus võtab aega vaid mõne sekundi. Sonikeeritud kummisulamit saab tugevdada vulkaniseerivate ainete ja täiteainetega ning vormida uuteks kummitoodeteks.
Pürolüüsijääkide ultraheliga täiustamine
Pürolüüsijääke saab täiustada, sonikeerides neid vesinikkloriid- ja vesinikfluoriidhappes, et saada pürolüütilist tahma. Ultraheli töötlus võib edukalt täiustada jäätmerehvide pürolüüsijääke kõrge lisandväärtusega kaubanduslikuks tahmaks. Ultraheli järelpürolüüsi töötlus parandab seeläbi oluliselt jäätmerehvide pürolüüsi üldist tõhusust.
Suure jõudlusega ultraheli homogenisaatorid
Hielscher Ultrasonics on teie kogenud partner, kui tegemist on suure jõudlusega ultraheliprotsessidega. Ultraheli devulkaniseerimine nõuab suure võimsusega tööstuslikke ultraheliprotsessoreid, mis suudavad töötada kõrge rõhu ja kõrge temperatuuri tingimustes. Teine eeltingimus on väga suurte amplituudide tagamine. Kuni 200µm amplituudidega saab hõlpsasti pidevalt töötada ööpäevaringses 24/7 režiimis. Veelgi suuremate amplituudide jaoks on saadaval kohandatud ultraheli sonotroodid. Hielscheri kõrgrõhu- ja kõrgtemperatuurisonotroodid on valmistatud ja häälestatud devulkaniseerimisprotsessi nõudlikele tingimustele. Kohandatud matriitsidega sisestatakse ultraheli sarv (sonotrood) ekstruuderi silindrisse. Hielscheri ultraheliseadmete vastupidavus võimaldab 24/7 töötamist suure koormuse all ja nõudlikes keskkondades. Suur jõudlus ja töökindlus muudavad Hielscheri ultraheli homogenisaatorid kummi regenereerimise tööhobuseks!
Alljärgnev tabel annab ülevaate meie ultraheliseadmete ligikaudsest töötlusvõimsusest:
| Partii maht | Vooluhulk | Soovitatavad seadmed |
|---|---|---|
| 1 kuni 500mL | 10 kuni 200mL/min | UP100H |
| 10 kuni 2000mL | 20 kuni 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 kuni 20L | 0,2 kuni 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 kuni 100L | 2 kuni 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 kuni 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | suurem | klaster: UIP16000 |
Võtke meiega ühendust! / Küsige meilt!
Kirjandus/viited
- Hong, Chang-Kook; Isayev, A.I. (2003): An Application of High-Power Ultrasound to Rubber Recycling. The Rubber Society of Korea: Elastomers and Composites Vol 38, Issue 2; 2003. 103-121.
- Walvekar, Rashmi; Mohammad. Afiq, Zulkefly; Ramarad, Suganti; Kalid, Siddiqui (2018): Devulcanization of Waste Tire Rubber Using Amine Based Solvents and Ultrasonic Energy. MATEC Web of Conferences Vol. 152, 2018.
- Teng-Chien Chen, Yun-Hwei Shen, Wen-Jhy Lee, Chih-Chung Lin, Meng-Wei Wan (2010): The study of ultrasound-assisted oxidative desulfurization process applied to the utilization of pyrolysis oil from waste tires. Journal of Cleaner Production, Volume 18, Issue 18, 2010. 1850-1858.
Faktid, mida tasub teada
Vulkaniseerimine / devulkaniseerimine
Vulkaniseerimine on protsess, mille abil muudetakse looduslikku kummi, millel on madal vastupidavus ja painduvus, tugevamaks ja vastupidavamaks. Selleks kuumutatakse looduslikku kummi ning väävli lisamisega saavutatakse polümeeride ristsidestumine. Ristsidestumisel seotakse kummi polümeermolekulid, nn polüisopreenid, omavahel väävliaatomitega. Vulkaniseerimise teel toodetakse nn vulkaniseeritud kummi, mis pakub suuremat jõudlust ja vastupidavust. Vulkaniseeritud kummi leidub rehvides, kummivoolikutes, jalatsitallades, mänguasjades jne.
Devulkaniseerimine on tehnika, mille käigus lõhutakse ristsidestunud struktuur, täpsemalt väävel-väävel ja/või süsinik-väävel sidemed. Seda saab teha erinevate meetoditega, nagu mehhaanilis-keemiline, keemiline, bioloogiline ning suure võimsusega ultraheli töötluse abil.
Kummi
Kummi tuntakse ka elastomeeridena. Elastomeer on lühend sõnadest elastne polümeer. Elastomeeridel on viskoelastsed omadused: need on kleepuvad, väga elastsed polümeerid. Terminit kummi kasutatakse sageli selliste elastomeeride rühma eristamiseks, mis tuleb kasulikuks muutumiseks vulkaniseerida või kõvastada.
Millest rehvikummi valmistatakse?
Rehvikummi (ameerika inglise keeles tire rubber ehk briti inglise keeles tyre rubber) valmistatakse mitmest komponendist, sealhulgas kummist, täiteainetest ja muudest lisaainetest. Rehvikummi võib koosneda looduslikust kummist, mis on valmistatud lateksimahlast, mida eritatakse kummipuu koorest, või sünteetilisest kummist. Sünteetilised kummid valmistatakse naftast. Kõige levinumad sünteetilise kummi vormid on stüreen-butadieenkummi (SBR), polübutadieenkummi ja butüülkummi. Kuigi kummi on rehvide peamine koostisosa, lisatakse täiteaineid ja lisaaineid, et luua funktsionaalsem rehvimaterjal. Tahm ja/või ränidioksiid on väga levinud rehvide täiteained, mida lisatakse rehvisegu tugevdamiseks. Tahm ja ränidioksiid parandavad haaret, muudavad rehvid puuduste suhtes vastupidavamaks ning vähendavad rehvi veeretakistust. Antioksüdandid, antiosoonandid ja vananemisvastased ained on muud lisaained, mis parandavad rehvi kvaliteeti ja pikendavad rehvi eluiga.