Daur Ulang Karet Ban dengan Ultrasonik Berkinerja Tinggi
Limbah karet ban merupakan bahan beracun yang tidak dapat terurai secara hayati, sehingga pembuangannya menjadi masalah lingkungan dan ekonomi. Devulkanisasi ultrasonik merupakan metode yang cepat dan efisien untuk mendaur ulang limbah karet ban, sehingga ban bekas dapat digunakan kembali. Daur ulang karet ban secara ultrasonik merupakan proses yang relatif sederhana dan telah berhasil diuji. Skalabilitas proses yang linear pada daur ulang ban secara ultrasonik memungkinkan pengolahan volume besar pada skala industri dengan biaya yang ekonomis.
Masalah Limbah Karet
Limbah karet ban menimbulkan masalah lingkungan yang signifikan karena sifatnya yang beracun dan tidak dapat terurai. Struktur karbon berikatan silang yang tervulkanisasi serta toksisitasnya menjadikan pembuangannya sebagai beban lingkungan. Teknik daur ulang karet konvensional tidak ekonomis, tidak ramah lingkungan, dan bahan karet baru yang dihasilkan menggunakan karet daur ulang memiliki kualitas rendah karena rantai polimer utama pada limbah karet mengalami perubahan dan pelemahan.
Karena ban termasuk salah satu sumber limbah yang paling bermasalah, diperlukan metode daur ulang yang ramah lingkungan dan ekonomis. Pirolisis dan devulkanisasi merupakan proses daur ulang ban yang paling berhasil. Kemajuan dalam daur ulang ban bekas sangat penting untuk menghentikan beban lingkungan akibat karet ban dan membantu mengurangi pembuangan ban ke tempat pembuangan akhir.
Perlakuan ultrasonik dapat mengintensifkan dan meningkatkan kedua proses daur ulang ban modern tersebut, yaitu pirolisis dan devulkanisasi.
Sistem ultrasonik untuk devulkanisasi limbah karet
Blok ekstruder yang disesuaikan untuk mengopel energi sonikasi ke dalam elastomer panas
Devulkanisasi Ultrasonik Karet Ban
Melalui devulkanisasi ultrasonik, ikatan silang kimia sulfur–sulfur dan sulfur–karbon pada ban diputus, sehingga menghasilkan lelehan karet yang lunak. Lelehan karet yang dihasilkan secara ultrasonik ini dapat diproses ulang dan dicetak menjadi produk karet baru, misalnya ban baru. Keunggulan utama devulkanisasi ultrasonik adalah kebutuhan panas yang jauh lebih rendah. Pertama, potongan ban bekas dipanaskan hingga sekitar 400ºF atau 200ºC, kemudian diumpankan dengan pengumpan sekrup melalui sel alir, tempat limbah karet disonikasi menggunakan ultrasonik berkinerja tinggi di bawah tekanan tinggi. Selama devulkanisasi ultrasonik, karet berubah dari kondisi awalnya yang padat menjadi bahan dengan viskositas sangat tinggi. Ultrasonikasi intensif memutus jaringan tiga dimensi elastomer tervulkanisasi dengan cepat. Perlakuan ultrasonik untuk memutus ikatan silang kimia ini hanya memerlukan beberapa detik. Lelehan karet yang telah disonikasi dapat diperkuat dengan bahan pematang dan bahan pengisi serta dicetak menjadi produk karet baru.
Peningkatan Mutu Residu Pirolisis secara Ultrasonik
Mutu residu pirolisis dapat ditingkatkan dengan melakukan sonikasi dalam asam klorida dan asam fluorida untuk memperoleh karbon hitam pirolitik. Perlakuan ultrasonik dapat berhasil meningkatkan mutu residu pirolisis dari ban bekas menjadi karbon hitam komersial dengan nilai tambah tinggi. Dengan demikian, perlakuan ultrasonik setelah pirolisis meningkatkan efisiensi keseluruhan pirolisis ban bekas secara signifikan.
Sonikator Berkinerja Tinggi
Hielscher Ultrasonics adalah mitra berpengalaman Anda untuk proses ultrasonik berkinerja tinggi. Devulkanisasi ultrasonik memerlukan prosesor ultrasonik industri berdaya tinggi yang dapat bekerja pada kondisi tekanan tinggi dan suhu tinggi. Prasyarat lainnya adalah kemampuan menghasilkan amplitudo yang sangat tinggi. Amplitudo hingga 200µm dapat dengan mudah dijalankan secara terus-menerus dalam pengoperasian 24/7. Untuk amplitudo yang lebih tinggi lagi, tersedia sonotrode ultrasonik yang disesuaikan. Sonotrode tekanan tinggi/suhu tinggi Hielscher diproduksi dan disetel untuk kondisi proses devulkanisasi yang berat. Dengan die yang disesuaikan, tanduk ultrasonik (sonotrode) dimasukkan ke dalam silinder ekstruder. Ketangguhan peralatan ultrasonik Hielscher memungkinkan pengoperasian 24/7 dengan beban kerja berat dan dalam lingkungan yang menantang. Kinerja tinggi dan keandalan menjadikan sonikator Hielscher sebagai mesin andalan untuk reklamasi karet!
Tabel di bawah ini memberikan gambaran perkiraan kapasitas pemrosesan sonikator kami:
| Volume Batch | Laju Alir | Perangkat yang Direkomendasikan |
|---|---|---|
| 1 hingga 500mL | 10 hingga 200mL/min | UP100H |
| 10 hingga 2000mL | 20 hingga 400mL/min | UP200Ht, UP400St |
| 0,1 hingga 20L | 0,2 hingga 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 hingga 100L | 2 hingga 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 hingga 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | lebih besar | kelompok unit UIP16000 |
Hubungi Kami! / Tanyakan kepada Kami!
Literatur/Referensi
- Hong, Chang-Kook; Isayev, A.I. (2003): Penerapan Ultrasonik Berdaya Tinggi untuk Daur Ulang Karet. 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): Devulkanisasi Limbah Karet Ban Menggunakan Pelarut Berbasis Amina dan Energi Ultrasonik. MATEC Web of Conferences Vol. 152, 2018.
- Teng-Chien Chen, Yun-Hwei Shen, Wen-Jhy Lee, Chih-Chung Lin, Meng-Wei Wan (2010): Studi proses desulfurisasi oksidatif berbantuan ultrasonik yang diterapkan pada pemanfaatan minyak pirolisis dari ban bekas. Journal of Cleaner Production, Volume 18, Issue 18, 2010. 1850-1858.
Fakta yang Perlu Diketahui
Vulkanisasi / Devulkanisasi
Vulkanisasi adalah proses untuk membuat karet alam, yang memiliki daya tahan dan fleksibilitas rendah, menjadi lebih keras dan tahan lama. Untuk itu, karet alam dipanaskan dan sulfur ditambahkan untuk membentuk ikatan silang antarpolimer. Melalui pembentukan ikatan silang, molekul polimer karet yang disebut poliisoprena saling terikat oleh atom sulfur. Vulkanisasi menghasilkan karet yang disebut karet tervulkanisasi, yang menawarkan kinerja dan daya tahan lebih tinggi. Karet tervulkanisasi dapat ditemukan pada ban, selang karet, sol sepatu, mainan, dan sebagainya.
Devulkanisasi adalah teknik pemutusan struktur ikatan silang, khususnya ikatan sulfur–sulfur dan/atau karbon–sulfur. Hal ini dapat dilakukan dengan berbagai metode, seperti mekanokimia, kimia, biologi, dan menggunakan ultrasonikasi berdaya tinggi.
Karet
Karet juga dikenal sebagai elastomer. Elastomer merupakan singkatan dari polimer elastis. Elastomer menunjukkan karakteristik viskoelastis: elastomer adalah polimer yang lengket dan sangat elastis. Istilah karet sering digunakan untuk membedakan kelompok elastomer yang harus divulkanisasi atau dimatangkan agar dapat digunakan.
Terbuat dari Apa Karet Ban?
Karet ban, yang disebut tire rubber dalam bahasa Inggris Amerika atau tyre rubber dalam bahasa Inggris Britania, terbuat dari beberapa komponen, termasuk karet, bahan pengisi, dan bahan tambahan lainnya. Karet ban dapat terdiri dari karet alam, yang dibuat dari getah lateks yang dikeluarkan dari kulit pohon karet, atau dari karet sintetis. Karet sintetis dibuat dari minyak bumi. Jenis karet sintetis yang paling umum adalah karet stirena-butadiena (SBR), karet polibutadiena, dan karet butil. Meskipun karet merupakan bahan utama ban, bahan pengisi dan bahan tambahan dipadukan untuk menghasilkan bahan ban yang lebih fungsional. Karbon hitam dan/atau silika merupakan bahan pengisi ban yang sangat umum ditambahkan untuk memperkuat kompon ban. Karbon hitam dan silika meningkatkan daya cengkeram, membuat ban lebih tahan terhadap tusukan, serta mengurangi hambatan gulir ban. Antioksidan, antiozonan, dan bahan antipenuaan merupakan bahan tambahan lainnya yang meningkatkan kualitas ban dan memperpanjang masa pakai ban.