Recikliranje gume s ultrazvukom visokih performansi
Otpadna guma od guma je toksičan, bionerazgradiv materijal zbog čega njegovo zbrinjavanje predstavlja ekološki i ekonomski problem. Ultrazvučna devulkanizacija je brza i učinkovita metoda za recikliranje otpadne gume koja omogućuje ponovnu upotrebu otpadnih guma. Ultrazvučno recikliranje gume relativno je jednostavan proces, koji je uspješno testiran. Linearna skalabilnost procesa ultrazvučnog recikliranja guma omogućuje obradu velikih količina u industrijskim razmjerima uz ekonomične troškove.
Problem gumenog otpada
Otpadna guma od guma uzrokuje značajan ekološki problem zbog svoje toksičnosti i nerazgradivosti. Njihova struktura vulkaniziranog umreženog ugljika i toksičnost čine odlaganje teretom za okoliš. Konvencionalne tehnike recikliranja gume su neekonomične, nisu prihvatljive za okoliš, a novi gumeni materijal proizveden od reciklirane gume pokazuje nisku kvalitetu jer su glavni polimerni lanci otpadne gume izmijenjeni i oslabljeni.
Budući da su gume dio najproblematičnijih izvora otpada, potrebne su ekološki prihvatljive i ekonomične metode ili recikliranje. Piroliza i devulkanizacija su najuspješniji procesi recikliranja guma. Napredak u recikliranju otpadnih guma ključan je za zaustavljanje opterećenja okoliša gumenim gumama i pomaže u smanjenju odlaganja guma na odlagalištima.
Ultrazvučna obrada može intenzivirati i poboljšati oba moderna procesa recikliranja guma, pirolizu i devulkanizaciju.
Ultrazvučni sustav za devulkanizaciju otpadne gume
Prilagođeni blok ekstrudera za spajanje sonikacije u vrući elastomer
Ultrazvučna devulkanizacija gume za gume
Ultrazvučnom devulkanizacijom kemijske veze sumpor-sumpor i sumpor-ugljik u gumama se odvajaju, što rezultira mekom talinom gume. Ova ultrazvučno generirana talina gume može se ponovno preraditi i oblikovati u nove gumene proizvode, npr. nove gume. Velika prednost ultrazvučne devulkanizacije je znatno niža potrebna toplina. Prvo se dijelovi otpadnih guma zagrijavaju na cca. 400ºF ili 200ºC, zatim se dovodi pužnim dodavačem kroz protočnu ćeliju, gdje se otpadna guma sonicira ultrazvukom visokih performansi pod visokim pritiskom. Tijekom ultrazvučne devulkanizacije guma se transformira iz prethodnog čvrstog stanja u vrlo viskoznu tvar. Intenzivna ultrazvučna obrada brzo razbija trodimenzionalnu mrežu vulkaniziranih elastomera. Ultrazvučni tretman decrosslinking kemijskih veza traje samo nekoliko sekundi. Ultrazvučno obrađena talina gume može se pojačati stvrdnjavajućim sredstvima i punilima i oblikovati u nove gumene proizvode.
Ultrazvučna nadogradnja pirolitičkih ostataka
Pirolitički ostaci mogu se poboljšati sonikacijom u klorovodičnoj i fluorovodičnoj kiselini kako bi se dobila pirolitička čađa. Ultrazvučna obrada može uspješno nadograditi pirolitičke ostatke iz otpadnih guma u komercijalnu čađu visoke dodane vrijednosti. Ultrazvučna obrada nakon pirolize time značajno poboljšava ukupnu učinkovitost pirolize otpadnih guma.
Ultrazvučni uređaji visokih performansi
Hielscher Ultrasonics je vaš iskusan partner kada su u pitanju ultrazvučni procesi visokih performansi. Ultrazvučna devulkanizacija zahtijeva industrijske ultrazvučne procesore velike snage, koji mogu raditi pod visokim tlakom i visokim temperaturama. Drugi preduvjet je isporuka vrlo visokih amplituda. Amplitude do 200 µm mogu se lako neprekidno izvoditi u radu 24/7. Za još veće amplitude dostupne su prilagođene ultrazvučne sonotrode. Hielscherove visokotlačne/visokotemperaturne sonotrode proizvedene su i podešene za zahtjevne uvjete procesa devulkanizacije. Uz prilagođene matrice, ultrazvučni rog (sonotroda) umetnut je u cijev ekstrudera. Robusnost Hielscherove ultrazvučne opreme omogućuje 24/7 rad pri teškim uvjetima rada iu zahtjevnim okruženjima. Visoke performanse i pouzdanost pretvaraju Hielscher ultrasonicators u radni konj za obnavljanje gume!
Donja tablica daje vam naznaku približnog kapaciteta obrade naših ultrazvučnih uređaja:
| Volumen serije | Protok | Preporučeni uređaji |
|---|---|---|
| 1 do 500 ml | 10 do 200 ml/min | UP100H |
| 10 do 2000 ml | 20 do 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 do 20L | 0.2 do 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 do 100l | 2 do 10L/min | UIP4000hdT |
| na | 10 do 100L/min | UIP16000 |
| na | veći | klaster od UIP16000 |
Kontaktirajte nas! / Pitajte nas!
Literatura/Reference
- Hong, Chang-Kook; Isajev, AI (2003): Primjena ultrazvuka velike snage za recikliranje gume. Rubber Society of Korea: Elastomeri i kompoziti Vol 38, Issue 2; 2003. 103-121.
- Walvekar, Rashmi; Muhamed. Afiq, Zulkefly; Ramarad, Suganti; Kalid, Siddiqui (2018): Devulkanizacija otpadne gume pomoću otapala na bazi amina i ultrazvučne energije. MATEC Web of Conferences Vol. 152, 2018.
- Teng-Chien Chen, Yun-Hwei Shen, Wen-Jhy Lee, Chih-Chung Lin, Meng-Wei Wan (2010.): Studija procesa oksidativne desulfurizacije uz pomoć ultrazvuka primijenjena na iskorištavanje piroliznog ulja iz otpadnih guma. Časopis za čistiju proizvodnju, svezak 18, broj 18, 2010. 1850-1858.
Činjenice koje vrijedi znati
Vulkanizacija / Devulkanizacija
Vulkanizacija je postupak kojim se prirodna guma, koja ima nisku izdržljivost i fleksibilnost, čini tvrđom i izdržljivijom. Zbog toga se prirodna guma zagrijava i dodavanjem sumpora postiže se umrežavanje polimera. Umrežavanjem molekule polimerne gume, tzv. poliizopreni, međusobno se povezuju atomima sumpora. Vulkanizacijom se proizvodi takozvana vulkanizirana guma, koja nudi veće performanse i izdržljivost. Vulkanizirana guma može se naći u gumama, gumenim crijevima, potplatima cipela, igračkama itd.
devulkanizacija je tehnika u kojoj se struktura umreženja, posebno veze sumpor-sumpor i/ili ugljik-sumpor cijepaju. To se može učiniti različitim metodama kao što su mehano-kemijske, kemijske, biološke i pomoću ultrazvučne obrade velike snage.
guma
Guma je također poznata kao elastomeri. Elastomer je skraćenica za elastični polimer. Elastomeri pokazuju viskoelastična svojstva: oni su ljepljivi, vrlo elastični polimeri. Izraz guma često se koristi za razlikovanje skupine elastomera koji moraju biti vulkanizirani ili stvrdnuti da bi bili korisni.
Od čega se izrađuju gume za gume?
Guma za gume (američki engleski) ili guma za gume (britanski engleski) napravljena je od nekoliko komponenti, uključujući gumu, punila i druge aditive. Guma za gume može se sastojati od prirodne gume, napravljene od supstrata lateksa koji se izlučuje iz kore stabla kaučukovca ili od sintetičke gume. Sintetička guma se proizvodi od nafte. Najčešći oblici sintetičkog kaučuka su stiren-butadienski kaučuk (SBR), polibutadienski kaučuk i butilni kaučuk. Dok je guma glavni sastojak guma, punila i aditivi su integrirani za izradu funkcionalnijeg materijala gume. Čađa i/ili silicij vrlo su uobičajena punila za gume koja se dodaju da ojačaju smjesu gume. Čađa i silika poboljšavaju prianjanje, muške gume otpornije na probijanje i smanjuju otpor kotrljanja gume. Antioksidansi, antiozonanti i sredstva protiv starenja su drugi aditivi koji poboljšavaju kvalitetu gume i produžuju životni vijek gume.