उच्च-प्रदर्शन अल्ट्रासाउंड से टायर रबर का पुनर्चक्रण
बेकार टायरों का रबर एक विषैला, जैविक रूप से अपघटित न होने वाला पदार्थ है, जिसके कारण इसका निपटान एक पर्यावरणीय और आर्थिक समस्या बन जाता है। अल्ट्रासोनिक डीवल्कनीकरण बेकार टायरों के रबर के पुनर्चक्रण की एक तेज़ और कुशल विधि है, जिससे बेकार टायरों का पुनः उपयोग किया जा सकता है। अल्ट्रासोनिक विधि से टायर रबर का पुनर्चक्रण एक अपेक्षाकृत सरल प्रक्रिया है, जिसका सफलतापूर्वक परीक्षण किया जा चुका है। अल्ट्रासोनिक टायर पुनर्चक्रण की प्रक्रिया को रैखिक रूप से बड़े पैमाने पर विस्तारित किया जा सकता है, जिससे औद्योगिक पैमाने पर बड़ी मात्राओं का किफ़ायती लागत पर उपचार संभव होता है।
रबर अपशिष्ट की समस्या
बेकार टायरों का रबर अपनी विषाक्तता और अपघटित न होने की प्रकृति के कारण एक गंभीर पर्यावरणीय समस्या पैदा करता है। इसकी वल्कनीकृत, क्रॉसलिंकयुक्त कार्बन संरचना और विषाक्तता इसके निपटान को पर्यावरण पर बोझ बनाती हैं। रबर के पुनर्चक्रण की पारंपरिक तकनीकें किफ़ायती नहीं हैं और पर्यावरण के अनुकूल भी नहीं हैं। पुनर्चक्रित रबर से बने नए रबर पदार्थ की गुणवत्ता कम होती है, क्योंकि बेकार रबर की मुख्य बहुलक शृंखलाएँ बदल जाती हैं और कमज़ोर हो जाती हैं।
चूँकि टायर सबसे अधिक समस्याजनक अपशिष्ट स्रोतों में शामिल हैं, इसलिए पुनर्चक्रण की पर्यावरण के अनुकूल और किफ़ायती विधियों की आवश्यकता है। पायरोलिसिस और डीवल्कनीकरण टायरों के पुनर्चक्रण की सबसे सफल प्रक्रियाएँ हैं। टायर रबर से पर्यावरण पर पड़ने वाले बोझ को रोकने के लिए बेकार टायरों के पुनर्चक्रण में प्रगति आवश्यक है, और इससे लैंडफिल में टायरों को डाले जाने में कमी लाने में मदद मिलती है।
अल्ट्रासोनिक उपचार टायर पुनर्चक्रण की दोनों आधुनिक प्रक्रियाओं, पायरोलिसिस और डीवल्कनीकरण, को तीव्र और बेहतर बना सकता है।
टायर रबर का अल्ट्रासोनिक डीवल्कनीकरण
अल्ट्रासोनिक डीवल्कनीकरण से टायरों में सल्फर–सल्फर और सल्फर–कार्बन रासायनिक बंधों के क्रॉसलिंक टूट जाते हैं, जिससे रबर का एक नरम पिघलाव बनता है। अल्ट्रासोनिक विधि से उत्पन्न इस रबर पिघलाव को दोबारा संसाधित करके नए रबर उत्पादों, जैसे नए टायरों, में ढाला जा सकता है। अल्ट्रासोनिक डीवल्कनीकरण का एक प्रमुख लाभ यह है कि इसमें आवश्यक ऊष्मा काफ़ी कम होती है। पहले बेकार टायरों के टुकड़ों को लगभग 400ºF या 200ºC तक गर्म किया जाता है, फिर स्क्रू फ़ीडर से उन्हें एक प्रवाह सेल में भेजा जाता है, जहाँ उच्च दाब पर उच्च-प्रदर्शन अल्ट्रासाउंड से बेकार रबर का सोनिकेशन किया जाता है। अल्ट्रासोनिक डीवल्कनीकरण के दौरान रबर अपनी पूर्व ठोस अवस्था से अत्यधिक श्यान पदार्थ में बदल जाता है। तीव्र अल्ट्रासोनिकेशन वल्कनीकृत इलास्टोमरों के त्रिविमीय जाल को तेज़ी से तोड़ देता है। रासायनिक बंधों के क्रॉसलिंक तोड़ने वाले इस अल्ट्रासोनिक उपचार में केवल कुछ सेकंड लगते हैं। सोनिकेशन से उपचारित रबर पिघलाव को क्योरिंग एजेंटों और भराव पदार्थों से मज़बूत करके नए रबर उत्पादों में ढाला जा सकता है।
पायरोलिसिस अवशेषों का अल्ट्रासोनिक उन्नयन
पायरोलिसिस से प्राप्त कार्बन ब्लैक पाने के लिए पायरोलिसिस अवशेषों का हाइड्रोक्लोरिक और हाइड्रोफ्लोरिक अम्लों में सोनिकेशन करके उनका उन्नयन किया जा सकता है। अल्ट्रासोनिक उपचार बेकार टायरों के पायरोलिसिस अवशेषों को सफलतापूर्वक उच्च मूल्यवर्धित वाणिज्यिक कार्बन ब्लैक में उन्नत कर सकता है। इस प्रकार पायरोलिसिस के बाद किया जाने वाला अल्ट्रासोनिक उपचार बेकार टायरों के पायरोलिसिस की समग्र दक्षता में उल्लेखनीय सुधार करता है।
उच्च-प्रदर्शन अल्ट्रासोनिकेटर
उच्च-प्रदर्शन अल्ट्रासोनिक प्रक्रियाओं के लिए Hielscher Ultrasonics आपका अनुभवी साझेदार है। अल्ट्रासोनिक डीवल्कनीकरण के लिए उच्च-शक्ति वाले औद्योगिक अल्ट्रासोनिक प्रोसेसरों की आवश्यकता होती है, जो उच्च दाब और उच्च तापमान की स्थितियों में काम कर सकें। एक अन्य पूर्वापेक्षा अत्यधिक उच्च आयाम प्रदान करना है। 200µm तक के आयामों पर 24/7 संचालन में आसानी से लगातार काम किया जा सकता है। इससे भी अधिक आयामों के लिए अनुकूलित अल्ट्रासोनिक सोनोट्रोड उपलब्ध हैं। Hielscher के उच्च दाब/उच्च तापमान वाले सोनोट्रोड डीवल्कनीकरण प्रक्रिया की कठिन परिस्थितियों के लिए निर्मित और ट्यून किए जाते हैं। अनुकूलित डाइयों की सहायता से अल्ट्रासोनिक हॉर्न (सोनोट्रोड) को एक्सट्रूडर बैरल में डाला जाता है। Hielscher के अल्ट्रासोनिक उपकरणों की मज़बूती भारी कार्यभार और कठिन परिवेश में 24/7 संचालन संभव बनाती है। उच्च प्रदर्शन और विश्वसनीयता Hielscher अल्ट्रासोनिकेटरों को रबर पुनर्प्राप्ति के लिए एक भरोसेमंद, निरंतर काम करने वाला साधन बनाते हैं!
नीचे दी गई तालिका हमारे अल्ट्रासोनिकेटरों की अनुमानित प्रसंस्करण क्षमता का संकेत देती है:
| बैच आयतन | प्रवाह दर | अनुशंसित उपकरण |
|---|---|---|
| 1 से 500mL | 10 से 200mL/min | UP100H |
| 10 से 2000mL | 20 से 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 से 20L | 0.2 से 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 से 100L | 2 से 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 से 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | इससे अधिक | समूह में लगे UIP16000 |
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साहित्य/संदर्भ
- Hong, Chang-Kook; Isayev, A.I. (2003): रबर पुनर्चक्रण में उच्च-शक्ति अल्ट्रासाउंड का एक अनुप्रयोग। 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): अमीन-आधारित विलायकों और अल्ट्रासोनिक ऊर्जा का उपयोग करके बेकार टायरों के रबर का डीवल्कनीकरण. MATEC Web of Conferences Vol. 152, 2018.
- Teng-Chien Chen, Yun-Hwei Shen, Wen-Jhy Lee, Chih-Chung Lin, Meng-Wei Wan (2010): बेकार टायरों से प्राप्त पायरोलिसिस तेल के उपयोग में लागू अल्ट्रासाउंड-सहायित ऑक्सीकारक विसल्फरीकरण प्रक्रिया का अध्ययन। Journal of Cleaner Production, Volume 18, Issue 18, 2010. 1850-1858.
जानने योग्य तथ्य
वल्कनीकरण / डीवल्कनीकरण
वल्कनीकरण प्राकृतिक रबर को, जिसका टिकाऊपन और लचीलापन कम होता है, अधिक कठोर और टिकाऊ बनाने की एक प्रक्रिया है। इसके लिए प्राकृतिक रबर को गर्म किया जाता है और सल्फर मिलाकर बहुलकों के बीच क्रॉसलिंक बनाए जाते हैं। क्रॉसलिंक बनने से रबर के बहुलक अणु, जिन्हें पॉलीआइसोप्रीन कहा जाता है, सल्फर परमाणुओं के माध्यम से एक-दूसरे से जुड़ जाते हैं। वल्कनीकरण से तथाकथित वल्कनीकृत रबर बनता है, जो अधिक उच्च प्रदर्शन और टिकाऊपन प्रदान करता है। वल्कनीकृत रबर टायरों, रबर की नलियों, जूतों के तलों, खिलौनों आदि में पाया जाता है।
डीवल्कनीकरण एक ऐसी तकनीक है जिसमें क्रॉसलिंक संरचना, विशेष रूप से सल्फर–सल्फर और/या कार्बन–सल्फर बंधों को तोड़ा जाता है। यह विभिन्न विधियों से किया जा सकता है, जैसे यांत्रिक-रासायनिक, रासायनिक, जैविक विधियों और उच्च-शक्ति अल्ट्रासोनिकेशन का उपयोग करके।
रबर
रबर को इलास्टोमर भी कहा जाता है। इलास्टोमर, इलास्टिक पॉलिमर का संक्षिप्त रूप है। इलास्टोमर श्यान-प्रत्यास्थ गुण प्रदर्शित करते हैं: ये चिपचिपे, अत्यधिक प्रत्यास्थ बहुलक होते हैं। रबर शब्द का उपयोग अक्सर इलास्टोमरों के उस समूह को अलग पहचान देने के लिए किया जाता है, जिन्हें उपयोगी बनाने के लिए वल्कनीकृत या क्योर करना आवश्यक होता है।
टायर रबर किन पदार्थों से बनता है?
टायर रबर, जिसे अमेरिकी अंग्रेज़ी में tire rubber और ब्रिटिश अंग्रेज़ी में tyre rubber कहा जाता है, कई घटकों से बनता है, जिनमें रबर, भराव पदार्थ और अन्य योजक शामिल हैं। टायर रबर प्राकृतिक रबर से बन सकता है, जिसे रबर के पेड़ की छाल से स्रावित लेटेक्स रस से बनाया जाता है, या फिर संश्लेषित रबर से बन सकता है। संश्लेषित रबर पेट्रोलियम से बनाए जाते हैं। संश्लेषित रबर के सबसे सामान्य रूप स्टाइरीन-ब्यूटाडाइन रबर (SBR), पॉलीब्यूटाडाइन रबर और ब्यूटाइल रबर हैं। रबर टायरों का मुख्य घटक होता है, जबकि टायर के लिए अधिक कार्यक्षम पदार्थ बनाने हेतु उसमें भराव पदार्थ और योजक मिलाए जाते हैं। कार्बन ब्लैक और/या सिलिका बहुत सामान्य टायर भराव पदार्थ हैं, जिन्हें टायर के रबर मिश्रण को मज़बूत करने के लिए मिलाया जाता है। कार्बन ब्लैक और सिलिका पकड़ बढ़ाते हैं, टायरों को पंचर के प्रति अधिक प्रतिरोधी बनाते हैं और टायर का लुढ़कने का प्रतिरोध कम करते हैं। एंटीऑक्सीडेंट, एंटीओज़ोनेंट और काल-प्रभावनरोधी एजेंट अन्य योजक हैं, जो टायर की गुणवत्ता सुधारते हैं और उसकी उपयोग-अवधि बढ़ाते हैं।

