Společnosti, které se nenechaly odradit minulými neúspěchy, uplatňují high-tech přístupy k získávání surovin
od Michaela McCoye
20. dubna 2015 | Verze tohoto příběhu se objevila ve svazku 93, vydání 16
Inzerát
- Je načase, abychom to s recyklací lithium-iontových baterií začali brát vážně
- Proč je recyklace skla v USA rozbitá
- Chemie v obrazech: Modrý mramor
- Co je sklolaminát a jak tento jemný materiál vyztužuje tisíce produktů?
- Vícebarevné, strojově vyšívané nositelné displeje
Kredit: CCT
Pyrolýza rozřezaných pneumatik probíhá v kruhových ložích v závodě CCT v Německu.
V 2009, společnost s názvem SNRG Corp. oznámila nákup pokročilé technologie devulkanizace pryže. Firma uvedla, že tento proces využije k vybudování zařízení v Houstonu na extrakci 80 milionů liber recyklovaného kaučuku ročně ze starých pneumatik.
„Technologie, kterou společnost získává, je jedinečná, osvědčená a připravená pro komerční výrobu,“ prohlásil SNRG.
Továrna v Houstonu nebyla nikdy postavena, ani se o většině zařízení v průběhu let nemluvilo, že by mohla proměnit ekologický problém starých pneumatik na cenné suroviny.
Nová skupina společností, která se nenechala odradit, se pouští do nového kola projektů zaměřených na extrakci devulkanizované pryže nebo sazí z použitých pneumatik. Zastánci těchto projektů trvají na tom, že vyřešili technologické a ekonomické problémy, které v minulosti brzdily recyklaci špičkových pneumatik.
Naštěstí obrovské hory plešatých pneumatik, které ničily americkou krajinu v 1970. a 80. letech, už neexistují. Podle Asociace výrobců pryže (RMA) dnes chřadne na hromadách pouze asi 75 milionů šrotových pneumatik, z téměř 1 miliardy v roce 1990.
Přesto se staré pneumatiky nadále vyrábějí v ohromných objemech. Jen v USA se každý rok vyhodí asi 230 milionů pneumatik pro osobní a nákladní automobily, uvádí RMA, která shromažďuje podrobné statistiky na toto téma. A jedna notoricky známá hromada pneumatik mimo Denver stále obsahuje téměř 30 milionů pneumatik.
Přestože jsou pneumatiky téměř z poloviny pryžové, nelze pryž jednoduše roztavit a znovu použít, jako mnoho polymerů. Je to proto, že kaučuk je vulkanizován – zesíťován sírou v procesu, který vynalezl Charles Goodyear v roce 1839. Vulkanizace dodává potřebné mechanické vlastnosti, ale nelze ji snadno zvrátit.
Téměř 96 % vyřazených pneumatik vytvořených v roce 2013 našlo odbytiště, říká RMA. Více než polovina z nich byla pro svůj energetický obsah spálena v elektrických kotlích, papírnách a cementářských pecích. Zhruba čtvrtina byla rozemleta na takzvanou gumovou drť, která se přidává do asfaltu nebo se používá na hřištích a sportovních plochách.
Zastánci devulkanizace a obnovy sazí však tvrdí, že spalování a povrchy dětských hřišť jsou provizorní opatření, která dostatečně nezachycují hodnotu užitečných materiálů ve vyřazených pneumatikách.
Sam Visaisouk, výkonný ředitel společnosti Tyromer, kanadského vývojáře devulkanizační technologie, poznamenává, že trh s pryží o velikosti 20 ok, která se používá na dětských hřištích, je již přeplněný. A zastánci alternativních technologií tvrdí, že některé země se snaží z ekologických důvodů zakázat palivo vyrobené z pneumatik.
Kam jdou staré pneumatiky
Spalování pro energetickou hodnotu je v USA největší využití pro odpadové pneumatiky. ZDROJ: Asociace výrobců pryže
Spalování pro energetickou hodnotu je v USA největší využití pro odpadové pneumatiky. ZDROJ: Asociace výrobců pryže
V současné době, nejpokročilejší komerční recyklaci pneumatik v USA provozuje Lehigh Technologies. Firma se sídlem v Tuckeru v Georgii používá kryogenní frézování k rozbití pneumatik po skončení životnosti a další postindustriální pryže na prášky v mikrometrovém měřítku o velikosti 300 mesh. Loni v září získala Lehigh 8 milionů dolarů od investorů, včetně japonského výrobce syntetického kaučuku JSR.
Lehigh provozuje to, co nazývá největší zařízení na výrobu mikronizovaného kaučuku na světě s kapacitou 140 milionů liber ročně. V závislosti na aplikaci, říká Lehigh, lze recyklovaný kaučuk přidat do nových produktů v množství až 40 %.
Podle generálního ředitele Alana Bartona se Lehigh těší ročnímu růstu tržeb o 30 %. Společnost říká, že mezi zákazníky patří šest z 10 nejlepších světových výrobců pneumatik, kteří doposud začlenili mikronizovanou pryž do více než 250 milionů pneumatik. Barton očekává, že JSR pomůže Lehigh prosadit se v Evropě a Asii a nakonec v těchto regionech založí výrobu.
Kam by mohli jít
Nové společnosti vidí příležitost v alternativním využití vyřazených pneumatik. ZDROJ: C&EN
Visaisouk a další, kteří se snaží vyvinout technologie recyklace pneumatik, nezávidí Lehighovi jeho dosavadní úspěch. “Problém je tak velký, že bude existovat více než jedno řešení,” říká Visaisouk.
Přesto říká, že i když je vulkanizovaná pryž, jako je Lehigh’s, jemně namletá, může být obecně začleněna do nových pneumatik a dalších pryžových výrobků pouze v několika procentech, aniž by to ovlivnilo výkon. Vulkanizace je proces termosetu, který způsobuje, že pryž nelze přetavit a znovu použít ve vysokých koncentracích.
Mnoho průlomů bylo vyhlášeno v průběhu let ve snaze o devulkanizaci. „Ode dne, kdy Charles Goodyear objevil vulkanizaci, lidé se ji pokoušeli zvrátit,“ říká Michael Blumenthal, bývalý viceprezident RMA, který nyní řídí společnost MarShay pro správu šrotu pneumatik.
Samotná společnost Goodyear Tire & Rubber v roce 1999 odhalila, že si nechala patentovat proces devulkanizace na bázi rozpouštědla 2-butanolu. V laboratoři, řekl Goodyear, proces obnovil až 80 % pryže v použité pneumatice, ale nikdy nebyl komerčně využit.
90stránková zpráva zadaná v roce 2004 státem Kalifornie zjistila společnosti a instituce nabízející zhruba 25 mechanických, chemických, ultrazvukových, mikrovlnných a biologických technik pro devulkanizaci kaučuku. Zpráva však také zjistila, že je obtížné získat spolehlivé informace a žádné závody nefungující v komerčním měřítku.
„Všechny věci, které jsou uvažovány za současných a pravděpodobných podmínek v blízké budoucnosti,“ uzavřela zpráva, „devulkanizace čelí těžkému boji, aby byla konkurenceschopná s přírodním kaučukem.
Řešením společnosti Tyromer je použití superkritického oxidu uhličitého k rychlému nabobtnání molekulární struktury pryže, přednostně prodlužování vazeb síry pro snadné štěpení smykovou silou uvnitř extrudéru. Kanadská firma tvrdí, že nové pneumatiky nebo jiné pryžové zboží může obsahovat až 20 % její devulkanizované pryže, aniž by to ovlivnilo výkon.
Visaisouk byl nedávno v New Jersey, aby obdržel kus dovezeného zařízení, které bylo od té doby odesláno do závodu společnosti Tyromer ve Waterloo v Ontariu. Očekává, že závod společnosti bude spuštěn do 1. května s kapacitou devulkanizovat více než 6 milionů liber ročně gumové drti.
Jeho konečným cílem je prodat podobné systémy výrobcům pryžové drti, kteří chtějí uvést na trh produkt s vyšší hodnotou. Visaisouk také tvrdí, že spolupracuje se dvěma ze čtyř největších výrobců pneumatik na začlenění produktu Tyromer do svých pneumatik. Ale stejně jako ostatní manažeři v oboru říká, že nemůže jmenovat.
Další kanadská firma Phoenix Innovation Technology otevřela loni na podzim továrnu na 8 milionů liber ročně na předměstí Montrealu na výrobu devulkanizovaného produktu, kterému říká regenerovaná pryž. „Rozbijeme 60 % sírových vazeb s minimálním poškozením gumy,“ říká generální ředitel Phoenix Stephen Murphy.
Phoenix toho podle Murphyho dosahuje pečlivým řízením teploty a smykové síly ve svém regenerátoru pomocí infračervených teplotních senzorů a přizpůsobeného chladicího systému. Výsledná pryž může být použita v pneumatikách, jako jsou pneumatiky pro traktory a důlní vozidla, a v aplikacích bez pneumatik, jako jsou dopravní pásy, říká.
Myšlenka devulkanizace pryže zpět do své původní podoby má elegantní jednoduchost, ale realita je složitá, upozorňuje MarShay’s Blumenthal. Pneumatiky obsahují směs přírodního styren-butadienu, butylu a polybutadienu plus saze, antioxidanty, stearáty a další materiály. Přerušit vazby uhlík-síra napříč tímto rozsahem složek bez poškození polymeru není snadné.
To je důvod, proč se další skupina společností zaměřuje na získávání sazí, látky zpevňující pneumatiky, která vzniká nedokonalým spalováním mlhy aromatického oleje v proudu horkého plynu. Výsledkem je jemně rozptýlený uhlíkový prášek, který je zabudován do pneumatik až v 30 % hmotnosti.
V únoru oznámili představitelé společnosti Delta-Energy plány na vybudování zařízení na regeneraci sazí v hodnotě 45 milionů dolarů na místě bývalého závodu International Paper v Natchez, Miss. , společnost zabývající se charakterizací materiálů a průmyslovou forenzní firmou, která zaměstnává více než 2005 vědců.
William Cole, viceprezident produktového managementu Delta-Energy, vysvětluje, že jeho společnost začala jako interní výzva pro vědu o materiálech u RJ Lee. Tamní vědci vyvinuli techniku katalytické pyrolýzy, která rozloží rozdrcené pneumatiky na pevné uhlíkové látky a uhlovodíkovou kapalinu, kterou mohou petrochemické společnosti použít jako surovinu.
Delta-Energy začala vyrábět produkty podobné uhlíkové černi v roce 2008 v malém závodě v Severní Dakotě. Zařízení bylo nedávno přemístěno do Mississippi, kde doplní větší zařízení plánované pro lokalitu. „Natchez nás strategicky přibližuje našim dodavatelům a zákazníkům,“ říká Cole.
Německá společnost Pyrolyx zabývající se recyklací pneumatik se chce ještě více přiblížit zásobám. V únoru oznámila plány na vybudování zařízení na pyrolýzu pneumatik v Hudsonu v Coloradu na místě největší skládky pneumatik v USA.
Společnost Pyrolyx se sídlem v Mnichově vyvinula proces nepřetržitého získávání sazí z drcených pneumatik. Právě probíhá sloučení s další německou firmou Carbon Clean Tech (CCT), která od roku 10 provozuje zařízení na regeneraci sazí v německém Stegelitzu s kapacitou 2012 milionů liber ročně. Na rozdíl od Pyrolyx používá CCT šarži proces.
Podle Ulricha Sattlera, provozního ředitele společnosti, plánuje Pyrolyx po dokončení fúze postavit závod na nepřetržitý proces v závodě Stegelitz. Kromě toho společnost Pyrolyx podepsala smlouvu o záměru s CH2E, vlastníkem skládky pneumatik Hudson, postavit hned vedle sebe největší závod na regenerované saze na světě.
Sattler i Cole uznávají, že jejich produkt není úplně stejný jako panenské saze. Materiál CCT například zahrnuje širší distribuci velikostí částic a může obsahovat určité množství popela. Oba manažeři ale tvrdí, že jejich produkty mohou fungovat stejně dobře jako originál. “Můžeme doplnit nebo úplně nahradit,” říká Cole.
Vzhledem k touze pneumatikářského průmyslu stát se udržitelnější, manažeři všech společností zabývajících se recyklací pneumatik říkají, že je ten správný čas pro recyklované suroviny. Přesto také přiznávají, že musí překonat zdravou dávku skepticismu ohledně technologické a ekonomické životaschopnosti jejich procesů.
Vedoucí pracovníci v odvětví pneumatik, kteří jsou schopni uzavřít dohody s recyklačními firmami, zaznamenali svůj podíl na minulých selháních, uznává Visaisouk společnosti Tyromer. “Senioři byli v minulosti spáleni tím, že věřili, že devulkanizace funguje,” říká. “Je to příliš dobré na to, aby to byla pravda,” je to, co mi všichni říkají.”
Blumenthal, bývalý výkonný ředitel RMA, zažil během svých 30 let v průmyslu šrotových pneumatik spoustu humbuku a neúspěchů. Prozatím si vyhrazuje posouzení nové technologie. “Nemohu říct, že to nebude fungovat,” říká. “Mohu říci, že v minulosti to nefungovalo.”
Blumenthal si přesto myslí, že se technologie a ekonomika nakonec spojí, aby se pokročilá technologie recyklace pneumatik stala realitou. “Někdy v budoucnu,” říká, “někdo přijde na to, jak to udělat.”
Přihlaste se k odběru týdenního zpravodaje C&EN, který si musíte přečíst
V posledních několika letech došlo k dramatickému nárůstu recyklace plastů a papíru a stále více lidí si uvědomuje pozitivní ekonomické efekty, které může recyklace přinést. Ale lze recyklovat i jiné produkty, o kterých si lidé tolik neuvědomují, například gumu. Výrobky z recyklované pryže lze využít mnoha způsoby, ale jak se recykluje pryž? A jaké jsou výhody a nevýhody recyklace gumy? V této příručce se zabýváme všemi těmito otázkami a podrobněji vysvětlujeme proces recyklace pryže.
Jak se recykluje guma?
S více než 25 různými typy pryže je nejlepším místem, kde začít, pokud jde o recyklaci pryžových výrobků, kontaktovat místní recyklační místo. Jejich prostřednictvím můžete zjistit, zda tam jste schopni recyklovat své konkrétní pryžové výrobky. Případně se můžete vždy podívat online a zjistit, kde je váš nejbližší program recyklace pryže, a zjistit více o tom, jak tento konkrétní program funguje. Pokud obě tyto možnosti nejsou k dispozici, pak je přepracování pryže skvělým způsobem, jak přispět k procesu recyklace pryže. Nebo můžete zkusit kontaktovat místní radu, abyste zjistili, zda by nějaké podniky mohly gumu využít a nasměrovat vás jejich směrem.
Proces recyklace pryže pneumatik
Není překvapením, že pneumatiky jsou nejčastějším zdrojem pryže, která končí jako odpad. Aby bylo možné gumu recyklovat, je třeba ji nejprve vyčistit a poté upravit na menší, lépe ovladatelnou velikost. Kaučuk se poté umístí do granulátoru a přemění se na pryžovou drť – malé fragmentované kousky kaučuku – pro použití jinde.
Výhody recyklace pryže
Recyklace kaučuku má mnoho výhod, přičemž většina z nich je spojena s životním prostředím. Zde je několik klíčových výhod uvedených níže:
1. Snižuje nelegální skládky
Recyklace pryžových výrobků může mít pozitivní vliv na životní prostředí tím, že omezí a odrazí od nelegálních skládkování recyklované pryže a dalších výrobků. Pokud je směs produktů a odpadů nelegálně vyhozena, mohlo by to být škodlivé pro životní prostředí, pokud se oblast nachází v blízkosti jezer nebo řek.
2. Pomáhá chránit životní prostředí
Navíc snížením poptávky a výroby nového přírodního kaučuku prostřednictvím recyklace může pomoci zachovat přírodní zdroje obvykle používané k jeho výrobě.
Alternativní použití pro recyklovanou pryž
Existuje mnoho různých způsobů použití recyklované pryže, zde je jen několik způsobů, jak lze recyklovanou pryž použít:
• Astroturf
• Povrchy dětských hřišť
• Protiskluzové podložky
• Povrchy silnic a infrastruktura
• Rohože a interiéry vozidel
• Nemocniční podlahy
• Zahradnické produkty a vybavení
Nevýhody recyklované pryže
Přestože recyklace pryže přináší výhody, je třeba zvážit a prodiskutovat také místa recyklace a kvalitu výrobků z recyklované pryže.
1. Recyklační místa
V závislosti na tom, kde je vaše pryž recyklována, může tento proces ve skutečnosti způsobit více škody na životním prostředí než užitku. Některá recyklační místa s obrovským množstvím odpadu, který sbírají, jsou hostiteli bakterií, nemocí a dalších plynů, které by mohly být škodlivé pro vodu, vzduch a půdu. To znamená, že recyklace gumy na některých recyklačních místech může být pro naše životní prostředí horší než dobrá.
2. Oslabená kvalita
Celkově se proces recyklace pryže stále vyvíjí, a proto jsou recyklované pryžové výrobky obecně považovány za méně kvalitní a mají menší trvanlivost ve srovnání s původní formou. Vzhledem k tomu, že poptávka po výrobcích z recyklované pryže je na celosvětové úrovni obecně nízká, bohužel se nespěchá s pokroky v procesu, které by změnily úroveň kvality a trvanlivosti pryžových výrobků.
Celkově je třeba vzít v úvahu všechny diskusní body týkající se procesu recyklace pryže, když se rozhodujete ohledně pryže ve svém vlastním domě nebo podniku. Pokud se chcete dozvědět více o recyklaci pryžových výrobků nebo více o pryžových výrobcích v různých průmyslových odvětvích, od stavebnictví po námořní průmysl, pokračujte ve čtení našeho blogu, kde naleznete další informativní průvodce.
Sdílejte ve své síti
