ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસાઉન્ડ વડે ટાયરના રબરનું રિસાયક્લિંગ
નકામા ટાયરનું રબર ઝેરી અને જૈવિક રીતે અવિઘટનક્ષમ પદાર્થ છે, જેના કારણે તેનો નિકાલ પર્યાવરણીય અને આર્થિક સમસ્યા બને છે. અલ્ટ્રાસોનિક ડીવલ્કેનાઇઝેશન એ નકામા ટાયરના રબરનું રિસાયક્લિંગ કરવાની ઝડપી અને કાર્યક્ષમ પદ્ધતિ છે, જે નકામા ટાયરનો ફરીથી ઉપયોગ કરવાનું શક્ય બનાવે છે. અલ્ટ્રાસોનિક પદ્ધતિથી ટાયરના રબરનું રિસાયક્લિંગ પ્રમાણમાં સરળ પ્રક્રિયા છે, જેનું સફળતાપૂર્વક પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું છે. અલ્ટ્રાસોનિક ટાયર રિસાયક્લિંગની પ્રક્રિયાની ક્ષમતાને રેખીય રીતે વધારી શકાતી હોવાથી ઔદ્યોગિક સ્તરે મોટા જથ્થાની કિફાયતી ખર્ચે પ્રક્રિયા કરવી શક્ય બને છે.
રબરના કચરાની સમસ્યા
નકામા ટાયરનું રબર તેની ઝેરી પ્રકૃતિ અને અવિઘટનક્ષમતાને કારણે ગંભીર પર્યાવરણીય સમસ્યા ઊભી કરે છે. તેનું વલ્કેનાઇઝ્ડ, આડા બંધ ધરાવતું કાર્બન માળખું અને તેની ઝેરી પ્રકૃતિ તેના નિકાલને પર્યાવરણ પરનો બોજ બનાવે છે. રબરના રિસાયક્લિંગની પરંપરાગત તકનીકો બિનકિફાયતી છે અને પર્યાવરણને અનુકૂળ નથી. રિસાયકલ કરેલા રબરમાંથી બનેલી નવી રબર સામગ્રીની ગુણવત્તા પણ નીચી હોય છે, કારણ કે નકામા રબરની મુખ્ય પોલિમર શૃંખલાઓ બદલાઈ જાય છે અને નબળી પડે છે.
ટાયર કચરાના સૌથી વધુ સમસ્યારૂપ સ્રોતોમાંના એક હોવાથી, રિસાયક્લિંગ માટે પર્યાવરણને અનુકૂળ અને કિફાયતી પદ્ધતિઓ જરૂરી છે. પાયરોલિસિસ અને ડીવલ્કેનાઇઝેશન ટાયરના રિસાયક્લિંગની સૌથી સફળ પ્રક્રિયાઓ છે. ટાયરના રબરથી પર્યાવરણ પર પડતો બોજ અટકાવવા માટે નકામા ટાયરના રિસાયક્લિંગમાં પ્રગતિ આવશ્યક છે અને તે લેન્ડફિલમાં ટાયર નાખવાનું ઘટાડવામાં મદદ કરે છે.
અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયા ટાયર રિસાયક્લિંગની બંને આધુનિક પ્રક્રિયાઓ, પાયરોલિસિસ અને ડીવલ્કેનાઇઝેશનને વધુ તીવ્ર અને સુધારેલી બનાવી શકે છે.
ટાયરના રબરનું અલ્ટ્રાસોનિક ડીવલ્કેનાઇઝેશન
અલ્ટ્રાસોનિક ડીવલ્કેનાઇઝેશન દ્વારા ટાયરમાં રહેલા સલ્ફર–સલ્ફર અને સલ્ફર–કાર્બન રાસાયણિક બંધોના આડા જોડાણો તોડવામાં આવે છે, જેના પરિણામે નરમ રબર પીગળ બને છે. અલ્ટ્રાસોનિક રીતે ઉત્પન્ન થયેલા આ રબર પીગળ પર ફરીથી પ્રક્રિયા કરીને તેને ઢાળીને નવા રબર ઉત્પાદનો, દા.ત. નવા ટાયર બનાવી શકાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક ડીવલ્કેનાઇઝેશનનો મુખ્ય લાભ એ છે કે તેમાં નોંધપાત્ર રીતે ઓછી ઉષ્માની જરૂર પડે છે. પ્રથમ, નકામા ટાયરના ટુકડાઓને આશરે 400ºF અથવા 200ºC સુધી ગરમ કરવામાં આવે છે અને ત્યારબાદ સ્ક્રૂ ફીડર વડે ફ્લો સેલમાંથી પસાર કરવામાં આવે છે, જ્યાં ઊંચા દબાણ હેઠળ ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિક્સ વડે નકામા રબરનું સોનિકેશન કરવામાં આવે છે. અલ્ટ્રાસોનિક ડીવલ્કેનાઇઝેશન દરમિયાન રબર તેની અગાઉની ઘન અવસ્થામાંથી અત્યંત શ્યાન પદાર્થમાં રૂપાંતરિત થાય છે. તીવ્ર અલ્ટ્રાસોનિકેશન વલ્કેનાઇઝ્ડ ઇલાસ્ટોમરના ત્રિપરિમાણીય જાળાને ઝડપથી તોડી નાખે છે. રાસાયણિક બંધોના આડા જોડાણો તોડતી અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયામાં માત્ર થોડી સેકન્ડ લાગે છે. સોનિકેશન કરેલા રબર પીગળને ક્યોરિંગ એજન્ટ અને પૂરક પદાર્થો વડે મજબૂત બનાવીને નવા રબર ઉત્પાદનોમાં ઢાળી શકાય છે.
પાયરોલિટિક અવશેષોની અલ્ટ્રાસોનિક ગુણવત્તા વૃદ્ધિ
પાયરોલિટિક કાર્બન બ્લેક મેળવવા માટે પાયરોલિટિક અવશેષોને હાઇડ્રોક્લોરિક અને હાઇડ્રોફ્લોરિક એસિડમાં સોનિકેશન કરીને તેમની ગુણવત્તા વધારી શકાય છે. અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયા નકામા ટાયરના પાયરોલિટિક અવશેષોને સફળતાપૂર્વક ઉચ્ચ મૂલ્યવર્ધિત વ્યાપારી કાર્બન બ્લેકમાં પરિવર્તિત કરી શકે છે. આમ, પાયરોલિસિસ પછીની અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયા નકામા ટાયરના પાયરોલિસિસની એકંદર કાર્યક્ષમતામાં નોંધપાત્ર સુધારો કરે છે.
ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળા અલ્ટ્રાસોનિકેટર
ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતાવાળી અલ્ટ્રાસોનિક પ્રક્રિયાઓની વાત આવે ત્યારે Hielscher Ultrasonics તમારા અનુભવી સહયોગી છે. અલ્ટ્રાસોનિક ડીવલ્કેનાઇઝેશન માટે ઉચ્ચ શક્તિવાળા ઔદ્યોગિક અલ્ટ્રાસોનિક પ્રોસેસરની જરૂર પડે છે, જે ઊંચા દબાણ અને ઊંચા તાપમાનની પરિસ્થિતિઓમાં કામ કરી શકે. ખૂબ ઊંચા કંપવિસ્તાર પૂરા પાડવા એ બીજી પૂર્વશરત છે. 200µm સુધીના કંપવિસ્તાર સાથે 24/7 કામગીરીમાં સરળતાથી સતત ચલાવી શકાય છે. તેનાથી પણ ઊંચા કંપવિસ્તાર માટે જરૂરિયાત મુજબ બનાવેલા અલ્ટ્રાસોનિક સોનોટ્રોડ ઉપલબ્ધ છે. Hielscher ના ઊંચા દબાણ/ઊંચા તાપમાન માટેના સોનોટ્રોડ ડીવલ્કેનાઇઝેશન પ્રક્રિયાની કઠિન પરિસ્થિતિઓને અનુરૂપ બનાવવામાં અને ટ્યુન કરવામાં આવે છે. જરૂરિયાત મુજબ બનાવેલી ડાઇનો ઉપયોગ કરીને અલ્ટ્રાસોનિક હોર્ન (સોનોટ્રોડ) એક્સ્ટ્રુડરના બેરલમાં દાખલ કરવામાં આવે છે. Hielscher નાં અલ્ટ્રાસોનિક ઉપકરણોની મજબૂતાઈ ભારે કામ અને કઠિન પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓમાં 24/7 કામગીરી શક્ય બનાવે છે. ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા અને વિશ્વસનીયતા Hielscher અલ્ટ્રાસોનિકેટરને રબરની પુનઃપ્રાપ્તિ માટેનું સતત ભારે કામ કરી શકતું સાધન બનાવે છે!
નીચેનું કોષ્ટક અમારા અલ્ટ્રાસોનિકેટરની અંદાજિત પ્રક્રિયા ક્ષમતાનો ખ્યાલ આપે છે:
| બેચનું કદ | પ્રવાહ દર | ભલામણ કરેલાં ઉપકરણો |
|---|---|---|
| 1 થી 500mL | 10 થી 200mL/min | UP100H |
| 10 થી 2000mL | 20 થી 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 થી 20L | 0.2 થી 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 થી 100L | 2 થી 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 થી 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | વધુ | સમૂહમાં ગોઠવેલાં UIP16000 |
અમારો સંપર્ક કરો! / અમને પૂછો!
સાહિત્ય/સંદર્ભો
- Hong, Chang-Kook; Isayev, A.I. (2003): રબરના રિસાયક્લિંગમાં ઉચ્ચ શક્તિવાળા અલ્ટ્રાસાઉન્ડનો ઉપયોગ. The Rubber Society of Korea: Elastomers and Composites ખંડ 38, અંક 2; 2003. 103–121.
- Walvekar, Rashmi; Mohammad. Afiq, Zulkefly; Ramarad, Suganti; Kalid, Siddiqui (2018): એમાઇન આધારિત દ્રાવકો અને અલ્ટ્રાસોનિક ઊર્જાનો ઉપયોગ કરીને નકામા ટાયરના રબરનું ડીવલ્કેનાઇઝેશન. MATEC Web of Conferences ખંડ 152, 2018.
- Teng-Chien Chen, Yun-Hwei Shen, Wen-Jhy Lee, Chih-Chung Lin, Meng-Wei Wan (2010): નકામા ટાયરમાંથી મળતા પાયરોલિસિસ તેલના ઉપયોગ માટે લાગુ કરાયેલી અલ્ટ્રાસાઉન્ડ સહાયિત ઓક્સિડેટિવ ડિસલ્ફરાઇઝેશન પ્રક્રિયાનો અભ્યાસ. Journal of Cleaner Production, ખંડ 18, અંક 18, 2010. 1850–1858.
જાણવા જેવા તથ્યો
વલ્કેનાઇઝેશન / ડીવલ્કેનાઇઝેશન
વલ્કેનાઇઝેશન એ ઓછી ટકાઉપણાની ક્ષમતા અને ઓછી લવચીકતા ધરાવતા કુદરતી રબરને વધુ કઠણ અને ટકાઉ બનાવવાની પ્રક્રિયા છે. આ માટે કુદરતી રબરને ગરમ કરવામાં આવે છે અને સલ્ફર ઉમેરવાથી પોલિમરો વચ્ચે આડા બંધ બનાવવામાં આવે છે. આડા બંધ બનવાથી પોલિમરીય રબરના અણુઓ, જેને પોલિઆઇસોપ્રીન કહેવાય છે, સલ્ફરના પરમાણુઓ દ્વારા એકબીજા સાથે જોડાય છે. વલ્કેનાઇઝેશન દ્વારા કહેવાતું વલ્કેનાઇઝ્ડ રબર ઉત્પન્ન થાય છે, જે વધુ ઊંચી કાર્યક્ષમતા અને ટકાઉપણું આપે છે. વલ્કેનાઇઝ્ડ રબર ટાયર, રબરની નળીઓ, જૂતાનાં તળિયાં, રમકડાં વગેરેમાં જોવા મળે છે.
ડીવલ્કેનાઇઝેશન એ એવી તકનીક છે જેમાં આડા બંધવાળું માળખું, ખાસ કરીને સલ્ફર–સલ્ફર અને/અથવા કાર્બન–સલ્ફર બંધો તોડવામાં આવે છે. આ યાંત્રિક-રાસાયણિક, રાસાયણિક, જૈવિક જેવી વિવિધ પદ્ધતિઓથી અને ઉચ્ચ શક્તિવાળા અલ્ટ્રાસોનિકેશનનો ઉપયોગ કરીને કરી શકાય છે.
રબર
રબરને ઇલાસ્ટોમર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. ઇલાસ્ટોમર એ ઇલાસ્ટિક પોલિમરનું સંક્ષિપ્ત રૂપ છે. ઇલાસ્ટોમર શ્યાન-સ્થિતિસ્થાપક લક્ષણો દર્શાવે છે: તે ચીકણા અને ખૂબ જ સ્થિતિસ્થાપક પોલિમર હોય છે. ઉપયોગી બનવા માટે જેનું વલ્કેનાઇઝેશન અથવા ક્યોરિંગ કરવું આવશ્યક હોય તેવા ઇલાસ્ટોમરના સમૂહને અલગ ઓળખાવવા માટે રબર શબ્દનો વારંવાર ઉપયોગ થાય છે.
ટાયરનું રબર શેનું બનેલું હોય છે?
ટાયરનું રબર, જેને અમેરિકન અંગ્રેજીમાં tire rubber અને બ્રિટિશ અંગ્રેજીમાં tyre rubber કહે છે, તે રબર, પૂરક પદાર્થો અને અન્ય ઉમેરણો સહિતના અનેક ઘટકોથી બનેલું હોય છે. ટાયરનું રબર કુદરતી રબરમાંથી બની શકે છે, જે રબરના વૃક્ષની છાલમાંથી સ્રવતા લેટેક્સ રસમાંથી બનાવવામાં આવે છે, અથવા તે કૃત્રિમ રબરમાંથી બની શકે છે. કૃત્રિમ રબર પેટ્રોલિયમમાંથી બનાવવામાં આવે છે. કૃત્રિમ રબરના સૌથી સામાન્ય પ્રકારો સ્ટાઇરીન-બ્યુટાડાયીન રબર (SBR), પોલિબ્યુટાડાયીન રબર અને બ્યુટાઇલ રબર છે. રબર ટાયરનો મુખ્ય ઘટક હોવા છતાં, વધુ સારી રીતે કાર્ય કરી શકે તેવી ટાયર સામગ્રી બનાવવા માટે પૂરક પદાર્થો અને ઉમેરણો ભેળવવામાં આવે છે. કાર્બન બ્લેક અને/અથવા સિલિકા એ ટાયરના રબર મિશ્રણને મજબૂત બનાવવા માટે ઉમેરવામાં આવતા ખૂબ જ સામાન્ય પૂરક પદાર્થો છે. કાર્બન બ્લેક અને સિલિકા પકડ વધારે છે, ટાયરનો પંચર સામેનો પ્રતિકાર વધારે છે અને ટાયરનો રોલિંગ પ્રતિરોધ ઘટાડે છે. એન્ટિઓક્સિડન્ટ, એન્ટિઓઝોનન્ટ અને જીર્ણતા પ્રતિરોધક એજન્ટ અન્ય ઉમેરણો છે, જે ટાયરની ગુણવત્તા સુધારે છે અને તેનું આયુષ્ય વધારે છે.

