Återvinning av däckgummi med högpresterande ultraljud
Gummiavfall är ett giftigt, icke-biologiskt nedbrytbart material, vilket gör bortskaffandet av det till ett miljömässigt och ekonomiskt problem. Ultraljudsavvulkanisering är en snabb och effektiv metod för att återvinna gummi från avfallsdäck, vilket gör det möjligt att återanvända avfallsdäck. Återvinning av ultraljudsdäck är en relativt enkel process som har testats framgångsrikt. Linear process scalability of ultrasonic tire recycling makes it possible to treat large volumes on industrial scale at economical costs.
Problemet med gummiavfall
Gummiavfall orsakar ett betydande miljöproblem på grund av deras toxicitet och icke-nedbrytbarhet. Deras vulkaniserade tvärbundna kolstruktur och toxicitet gör bortskaffandet till en miljöbelastning. Konventionella gummiåtervinningstekniker är oekonomiska, inte miljövänliga, och det nya gummimaterialet som produceras med det återvunna gummit visar låg kvalitet eftersom de viktigaste polymera kedjorna i avfallsgummi förändras och försvagas.
Eftersom däck är en del av de mest problematiska avfallskällorna krävs miljövänliga och ekonomiska metoder eller återvinning. Pyrolys och avvulkanisering är de mest framgångsrika återvinningsprocesserna för däck. Framstegen inom återvinning av avfallsdäck är avgörande för att stoppa miljöbelastningen av däckgummi och bidrar till att minska dumpningen av däck på soptippar.
Ultraljudsbehandling kan intensifiera och förbättra både moderna däckåtervinningsprocesser, pyrolys och devulkanisering.
Ultraljudssystem för avvulkanisering av gummiavfall
Anpassat extruderblock för att koppla ultraljudsbehandling till het elastomer
Ultraljudsavvulkanisering av däckgummi
Genom ultraljudsavvulkanisering bryts kemiska bindningar av svavel-svavel och svavel-kol i däck, vilket resulterar i en mjuk gummismältning. Denna ultraljudsgenererade gummismälta kan upparbetas och formas till nya gummiprodukter, t.ex. nya däck. En stor fördel med ultraljudsavvulkanisering är den betydligt lägre värme som krävs. Först värms avfallsdäckets delar upp till ca 400ºF eller 200ºC, sedan matas de med en skruvmatare genom en flödescell, där avfallsgummit sonikeras med högpresterande ultraljud under högt tryck. Under ultraljudsavvulkaniseringen omvandlas gummit från sitt tidigare fasta tillstånd till en mycket viskös materia. Intensiv ultraljud bryter snabbt det tredimensionella nätverket av vulkaniserade elastomerer. Ultraljudsbehandlingen av tvärbindning av de kemiska bindningarna tar bara några sekunder. Den sonikerade gummismältan kan förstärkas med härdare och fyllmedel och formas till nya gummiprodukter.
Ultraljudsuppgradering av pyrolytiska rester
Pyrolytiska rester kan uppgraderas genom att sonikera dem i saltsyra och fluorvätesyror för att erhålla pyrolytisk kimrök. Ultraljudsbehandling kan framgångsrikt uppgradera pyrolytiska rester från avfallsdäck till kommersiell kimrök med högt mervärde. Ultraljudsbehandling efter pyrolys förbättrar därmed den totala effektiviteten av pyrolysen av avfallsdäck avsevärt.
Högpresterande ultraljudsapparater
Hielscher Ultrasonics är din erfarna partner när det gäller högpresterande ultraljudsprocesser. Ultraljudsavvulkanisering kräver industriella ultraljudsprocessorer med hög effekt, som kan fungera under högt tryck och höga temperaturförhållanden. En annan förutsättning är leverans av mycket höga amplituder. Amplituder på upp till 200 μm kan enkelt köras kontinuerligt i 24/7 drift. För ännu högre amplituder finns anpassade ultraljudssonotroder tillgängliga. Hielschers högtrycks- och högtemperatursonotroder tillverkas och är inställda för de krävande förhållandena i avvulkaniseringsprocessen. Med skräddarsydda matriser sätts ultraljudshornet (sonotrode) in i extrudercylindern. Robustheten hos Hielschers ultraljudsutrustning möjliggör 24/7 drift vid tung belastning och i krävande miljöer. Hög prestanda och tillförlitlighet gör Hielscher ultraljudsapparater till arbetshästen för gummiåtervinning!
Tabellen nedan ger dig en indikation på den ungefärliga bearbetningskapaciteten hos våra ultraljudsapparater:
| Batchvolym | Flöde | Rekommenderade enheter |
|---|---|---|
| 1 till 500 ml | 10 till 200 ml/min | UP100H |
| 10 till 2000 ml | 20 till 400 ml/min | UP200Ht, UP400St |
| 0.1 till 20L | 0.2 till 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 till 100L | 2 till 10L/min | UIP4000hdT |
| N.A. | 10 till 100 L/min | UIP16000 |
| N.A. | Större | kluster av UIP16000 |
Kontakta oss! / Fråga oss!
Litteratur/Referenser
- Hong, Chang-Kook; Isajev, A.I. (2003): En tillämpning av ultraljud med hög effekt för återvinning av gummi. Rubber Society of Korea: Elastomerer och kompositer Vol 38, utgåva 2; 2003. 103-121.
- Walvekar, Rashmi; Mohammad. Afiq, Zulkefly; Ramarad, Suganti; Kalid, Siddiqui (2018): Avvulkanisering av avfallsdäckgummi med hjälp av aminbaserade lösningsmedel och ultraljudsenergi. MATEC Web of Conferences Vol. 152, 2018.
- Teng-Chien Chen, Yun-Hwei Shen, Wen-Jhy Lee, Chih-Chung Lin, Meng-Wei Wan (2010): Studien av ultraljudsassisterad oxidativ avsvavlingsprocess tillämpad på användningen av pyrolysolja från avfallsdäck. Journal of Cleaner Production, volym 18, nummer 18, 2010. 1850-1858.
Fakta som är värda att veta
Vulkanisering / Devulkanisering
Vulkanisering är en process för att göra naturgummi, som har låg hållbarhet och flexibilitet, hårdare och hållbart. Därför värms naturgummi upp och genom att tillsätta svavel uppnås tvärbindning mellan polymererna. Genom tvärbindning binds de polymera gummimolekylerna, så kallade polyisoprener, till varandra av svavelatomer. Genom vulkanisering produceras så kallat vulkaniserat gummi, vilket ger högre prestanda och hållbarhet. Vulkaniserat gummi kan finnas i däck, gummislangar, skosulor, leksaker etc.
Devulcanization är en teknik där tvärbindningsstrukturen, särskilt svavel-svavel- och/eller kol-svavelbindningarna, klyvs. Detta kan göras med olika metoder såsom mekano-kemiska, kemiska, biologiska, och med hjälp av högeffekt ultraljud.
gummi
Gummi är också känt som elastomerer. Elastomer är en förkortning för elastisk polymer. Elastomerer uppvisar viskoelastiska egenskaper: De är klibbiga, mycket elastiska polymerer. Termen gummi används ofta för att särskilja den grupp av elastomerer som måste vulkaniseras eller härdas för att vara användbara.
Vad är däckgummi gjorda av?
Däckgummi (amerikansk engelska) eller däckgummi (brittisk engelska) är gjorda av flera komponenter, inklusive gummi, fyllmedel och andra tillsatser. Däckgummi kan bestå av naturgummi, tillverkat av latexen sup, som utsöndras från barken på gummiträdet, eller från syntetiskt gummi. Syntetiskt gummi är tillverkat av petroleum. De vanligaste syntetiska gummiformerna är styren-butadiengummi (SBR), polybutadiengummi och butylgummi. Även om gummi är den viktigaste ingrediensen i däck, är fyllmedel och tillsatser integrerade för att bygga ett mer funktionellt däckmaterial. Kimrök och/eller kiseldioxid är mycket vanliga däckfyllmedel som tillsätts för att förstärka däckblandningen. Kimrök och kiseldioxid förbättrar greppet, handäck är mer motståndskraftiga mot punkteringar och minskar däckets rullmotstånd. Antioxidanter, antiozonanter och anti-ageing-medel är andra tillsatser som förbättrar däckkvaliteten och förlänger däckens livslängd.