Technologie Recyklace Pneumatik: Cesta k Udržitelnosti

Recyklace pryže, na rozdíl od mnoha druhů plastů, není jednoduchou záležitostí, protože ji nelze jednoduše roztavit a znovu zpracovat. Přesto lze i staré pneumatiky využít a odpad přeměnit v cennou surovinu.

Složení Pneumatik a Problémy s Recyklací

Základní složkou pryže je buď přírodní, nebo syntetický kaučuk. Dále směs obsahuje saze nebo siliku, změkčovadla, oxid zinečnatý či antioxidanty. Různých složek ale může být v pryži i dvacet. Aby však měla taková směs potřebné užitné vlastnosti, musí projít takzvanou vulkanizací. Jde o proces, při němž se řetězce kaučuku spojí příčnými (nejčastěji sirnými) vazbami do prostorové sítě. A právě tento moment také může za to, že pryž nelze jednoduše recyklovat. Zatím totiž neexistuje jednoduchý a spolehlivý způsob, jak tyto příčné vazby rozbít bez současné destrukce kaučukových řetězců.

„Vulkanizace je sice metoda stará přibližně 180 let, ale ani za takto dlouhou dobu se ještě vědcům nepodařilo plně objasnit její mechanismus. Jinak řečeno, víme, že to funguje, ale nevíme přesně, jak to funguje,“ vysvětluje Zdeněk Hrdlička z Ústavu polymerů VŠCHT Praha. Reakcí, které v průběhu vulkanizace probíhají, je celá řada a vzhledem k vlastnostem pryže není možné použít některé experimentální analýzy zavedené v analytické chemii. Ty totiž vyžadují rozpustný vzorek, jenomže pryž se rozpustit nedá. V některých rozpouštědlech sice nabobtná, může se dokonce i rozpadnout na několik kusů, ale nerozpustí se do homogenního roztoku.

Z těchto důvodů se lze k devulkanizaci pouze přiblížit, například lze rozemletou pryž vařit v roztoku louhu nebo solí, čímž se ale rozštěpí jak příčné vazby, což je žádoucí, tak bohužel i vazby v samotných kaučukových řetězcích, a materiál tak degraduje. Tímto postupem vznikne tzv. regenerát, který připomíná surový kaučuk a dá se poté v malých procentech použít jako přísada do kaučukové směsi.

Metody Recyklace Pneumatik

Pyrolýza

Další cestou recyklace může být pyrolýza, při níž se pryž dokáže účinkem vysoké teploty bez přístupu vzduchu rozložit. Vzniká tak směs uhlovodíků a dalších látek, které se většinou upotřebí jako paliva. Aby se z nich dal vyrobit nový kaučuk, musely by tyto látky projít dalšími, veskrze složitými procesy. „V tomto ohledu probíhá řada výzkumů, ale všeobecně vzato se pyrolýzní jednotky zatím potýkají se špatnou ekonomickou návratností,“ říká Zdeněk Hrdlička.

Čtěte také: Ochrana ovzduší a čištění plynů

Materiálová Recyklace

Další a často používanou metodou je materiálová recyklace, kterou se v Ústavu polymerů VŠCHT Praha zabývá právě on a další vědci. Vzhledem k tomu, že se zhruba 70 % kaučuku spotřebuje na výrobu pneumatik, týká se materiálová recyklace zejména jich. V tomto případě není cílem rozložit pryž chemicky, ale pouze mechanicky na jemný granulát. Pryžová drť se pak dále míchá s pojivy, jako je například polyuretan, nebo se mikrovlnně spéká a využívá například ve stavebnictví pro výrobu zámkové dlažby, dlaždic na dětská hřiště a podobně.

„Ale i tyto aplikace jsou omezené, někteří lidé proti tomu dokonce brojí, zejména ve Spojených státech, protože pryž obsahuje polycyklické aromatické uhlovodíky. Podle Zdeňka Hrdličky je ideálním cílem, aby se dala pryž z vysloužilých pneumatik použít pro výrobu nových pneumatik. „O to se zde na VŠCHT Praha snažíme, ale nelze to udělat tak, že bychom nahradili kaučukovou směs pro výrobu recyklátem ze sta procent. Když má být finálním produktem opět pneumatika, musí mít materiál např. patřičnou pevnost, odolnost vůči odírání i dynamické únavě. A v takovém případě lze recyklát použít zhruba jen v 10 hmotnostních procentech. Chtěli bychom tento poměr o něco zvýšit, ale tím se některé vlastnosti materiálu trochu změní.“

I proto zrovna v této aplikaci hodně záleží na tom, ve které části pneumatiky by se taková směs nové pryže a recyklátu použila, protože každá partie má jiné nároky. Běhoun, který nese vzorek, musí být velmi odolný proti odírání a musí zaručit vysokou adhezi vůči vozovce i za mokra či na sněhu. Bočnice se cyklicky prolamují, takže je třeba, aby byly odolné vůči dynamickému namáhání.

Aktivace Pryžového Prachu

Drť, která by se jako recyklát použila při výrobě nových pneumatik, by měla obsahovat velmi malé a na povrchu aktivované částečky. To znamená, že tvarově nepůjde o mnohostěn, ale o tvar, který připomíná třeba neuron, protože ten umožní lepší mechanické zakotvení. Vědci z VŠCHT Praha proto spolupracují se společností Lavaris, která se specializuje na vývoj technologií pro recyklaci materiálů z různých odvětví, jako jsou stavební průmysl, gumárenství a plasty. Práce na aktivaci tedy probíhají jak v Lavarisu, tak i na univerzitě.

„My se snažíme pryžový prach využít především v nové kaučukové směsi, protože jsme primárně gumaři a jsme vybaveni stroji na míchání směsí i přístroji na měření vlastností vulkanizátu. Snažíme se tedy zlepšit vlastnosti pryže obsahující recyklát tak, aby se ho v pneumatikách dalo uplatnit více, čímž se přiblížíme cílům cirkulární ekonomiky,“ pokračuje Zdeněk Hrdlička. Drť výzkumníci aktivují fyzikální, chemickou i biologickou cestou předtím, než ji přimíchají do nového kaučuku. „Používáme například bakterie, které konzumují síru z můstků, takže na povrchu pryže provádějí devulkanizaci. V rámci fyzikálních úprav používáme mikrovlnné záření, které dokáže rozbít strukturu na povrchu částic.“ A chemicky probíhá aktivace tak, že se drť ošetří oleji nebo určitými činidly, jejichž složení bývá utajováno.

Čtěte také: Technologie IoT pro ovzduší

V Lavarisu, který pryžovou drť získává z recyklačních linek a následně mele na prach, probíhá aktivace dvojím způsobem. „Buď se na částečky působí čistě mechanicky, čímž se jejich velikost a tvar změní, nebo za určité teploty a proudění vzduchu mírně měníme chemické složení. Tento aktivní prach ale není úplně základní surovinou, protože obsahuje veškeré látky, které byly potřebné na výrobu pryže, a technologové, kteří vyvíjejí nové směsi například pro výrobu pneumatik, se zatím z důvodu bezpečnosti zdráhají recyklát využívat ve větším měřítku a mladí konstruktéři také jeho přednosti zatím příliš neznají.

„I proto spolupracujeme jak s VŠCHT Praha a výrobci automobilů, tak i se studenty architektury ČVUT nebo konstruktéry, abychom v tomto ohledu dělali osvětu a ukázali, že aktivní pryžový prach je možné bezpečně využívat i v tak regulovaném segmentu, jako je automotive. Proto pořádáme i soutěž Reborn design, v níž studenti soutěží v tom, kdo navrhne lepší produkt s využitím recyklovaného materiálu.“

Využití v Gumoasfaltu

Aktivní pryžový prach má však ještě další možné aplikace. Například jej lze přidávat do asfaltu, čímž vzniká gumoasfalt s lepšími vlastnostmi, než má samotný asfalt. Dnes je totiž tento materiál de facto odpadním produktem z ropy, do nějž se musejí přidávat složité polymery, aby měl požadované vlastnosti. Tímto pryžovým aktivním prachem však lze velkou část polymerů nahradit, což výrazně zlevňuje produkt.

„Přidáváním gumy do asfaltu se navíc sníží hlučnost na 50-60 %. Pryž také snižuje opotřebení pneumatik na vozidlech, snižuje jejich brzdnou dráhu i nároky na údržbu, protože povrch tolik nepodléhá zátěži a povětrnostním vlivům. Asfalt je termoplastický, ale pryž ne, takže směs při působení tepla a tlaku tak snadno neodtéká a na silnici se netvoří vyjeté koleje. A tím, že je elastičtější, nedochází tolik ani k prasklinám a výtlukům,“ vysvětluje dále George Karra‘a a Zdeněk Hrdlička na závěr doplňuje, že asfalt má také vysokou viskozitu sám o sobě. Když se do něj přidá prach, tak v něm nabobtná a viskozita se ještě zvýší a materiál teče ještě hůře.

„Stavební firmy proto musejí mít dostupné technologie, s jejichž pomocí dokážou takto viskózní materiál pokládat.

Čtěte také: Ochrana Přírody: Technologie a Metody

Nové Technologie a Projekty

V evropském i světovém měřítku jedinečnou technologii recyklace použitých pneumatik plánuje zprovoznit ve svém komplexu ve Vřesové skupina SUAS GROUP a Sokolovská uhelná ve spolupráci s německou společností Pyrum Innovations AG. Pyrolýzní zařízení bude mít kapacitu zpracování až 23 000 tun dožilých pneumatik ročně. Technologie je přitom maximálně šetrná k životnímu prostředí. Celkem 97 procent zpracovaných pneumatik dokáže přeměnit na produkty s následným využitím v průmyslu. Stavba zařízení by měla být zahájena v druhém čtvrtletí roku 2025 a představuje investici ve výši 1,4 miliardy korun.

Jak uvedl Pascal Klein, CEO společnosti Pyrum Innovations AG, spolupráce se skupinou SUAS GROUP a Sokolovská uhelná představuje další významný krok pro rozvoj oběhového hospodářství v Evropě. „Tento projekt dokazuje vysokou flexibilitu naší technologie. Díky efektivnímu využití plynu přímo na místě lze pneumatiky na konci životnosti téměř kompletně recyklovat. Přestože každý závod má své specifické možnosti a design, samotné jádro naší technologie zůstává neměnné.

Technologie pro recyklaci pneumatik můžete najít i v naší půjčovně strojů. Nabízíme možnost krátkodobého či dlouhodobého zapůjčení strojů a zařízení, například pro ověření kapacity nebo testování materiálu, bez nutnosti okamžité investice.

Recyklace Pneumatik v České Republice

Recyklace pneumatik, které dosáhly konce svého životního cyklu, je důležitým procesem pro ochranu životního prostředí i efektivní využití cenných materiálů. Pneumatiky jsou složeny převážně z kaučuku, oceli a textilu, které je možné opět využít v různých průmyslových odvětvích. Podle evropského průmyslu s pneumatikami tvoří více než 70% materiálu kaučuk, asi 20% ocel a zbytek textilní vlákna. Moderní recyklace probíhá v několika krocích, počínaje primárním drcením pneumatik na menší kusy (tzv. „shreds“) o velikosti 5 až 40 centimetrů. Tyto kusy jsou následně buď použity pro energetické využití, nebo dále mechanicky zpracovány za účelem oddělení kaučuku, oceli a textilu.

Ocel z pneumatik je možné recyklovat na vysoké úrovni, zvláště pružinovou ocel, která díky své kvalitě a čistotě nalézá uplatnění při výrobě nových slitin ve slévárenství. Kromě mechanického zpracování se využívají i pokročilé technologické postupy, například používání vysokotlaké vody pro rozklad pneumatik, které nahrazují tradiční energeticky náročné nebo chemické metody.

Recyklace pneumatik přispívá k podpoře cirkulární ekonomiky tím, že snižuje množství odpadu ukládaného na skládky a zároveň snižuje potřebu využívat fosilní zdroje. Celkově recyklace pneumatik představuje integrovaný způsob zpracování, který kombinuje materiálové a energetické využití odpadu a směřuje k dlouhodobé udržitelnosti.

RPG Recycling a Gelpo

RPG Recycling, česká společnost a vlajkový člen skupiny REC Group, přetváří vyřazené pneumatiky na cennou surovinu pro moderní infrastrukturu, sport, stavebnictví a další odvětví. Provozy RPG pokrývají celý životní cyklus odpadních pneumatik - od sběru přes drcení až po výrobu finálních produktů. Společnost RPG Recycling, členská společnost České asociace odpadového hospodářství, patří k významným subjektům v oblasti recyklace pneumatik a zpracování pryžového odpadu v České republice. Provoz RPG Recycling disponuje vozovým parkem, linkami ELDAN, granulátory, drtiči a řezačkami pro standardní i nadrozměrné pneumatiky. Základem je manuální třídění pneumatik z českého a slovenského trhu, které zajišťuje konzistentní kvalitu vstupní suroviny.

Hlavním výstupem je gumový granulát, využívaný pro výrobu průmyslových a stavebních panelů, které nachází uplatnění například jako podkladové vrstvy sportovišť či protihlukové prvky. Vedle gumového granulátu jsou dalším produktem ocelová vlákna využívaná v hutnictví a textilní vlákna, která se využívají energeticky. Sesterská společnost Gelpo posouvá recyklované materiály ještě dál. Zpracovává granulát do finálních výrobků a vyrábí antivibrační panely pro stavebnictví, protihlukové bariéry využívané v dopravě a odolné povrchy sportovišť.

Principy udržitelného hospodářství a ekonomiky jdou napříč celou skupinou REC Group a promítají se i do dalších činností. RPG Recycling uplatňuje systém řízení kvality, který zahrnuje kontrolu vstupních i výstupních materiálů. Každodenní kontrola kvality se zaměřuje na čistotu, hustotu a strukturu materiálu. V rámci rozšiřování kapacit připravuje v současnosti RPG Recycling druhou recyklační linku, která zvýší kapacitu a zlepší kvalitu výstupů.

Recyklace pneumatik je významným nástrojem snižování závislosti na primárních surovinách, jako je nový kaučuk, a zároveň omezuje množství odpadů končících na skládkách, či ve spalovnách. Skupina využívá také vlastní fotovoltaické elektrárny, které snižují emise CO₂ o cca 555 tun ročně, což odpovídá výsadbě více než 37 000 stromů.

Skupina REC Group úzce spolupracuje s orgány ochrany životního prostředí i výzkumnými institucemi, například v rámci odborných skupin ETRMA (European Tyre & Rubber Manufacturers Association), EURIC (European Recycling Industries’ Confederation) či ESTC (European Synthetic Turf Council). Za hlavní překážku považuje RPG vysoké energetické náklady. Ty částečně snižuje vlastní výrobou elektřiny ze solárních panelů, čímž pokrývá asi 10 % spotřeby. Problémem je také absence jednotných standardů pro výrobky z recyklované pryže a nedostatečná podpora trhu s koncovými výrobky ze sekundárních materiálů. Do budoucna firma sází na expanzi a inovace - navýšení kapacity výroby granulátu, rozšíření spektra produktů a jejich uplatnění na nových trzích (společně s Gelpo).

Technologie Flenexa Plus

Koncem roku 2017 implementavala společnost Flenexa plus s.r.o. inovativní technologii, které z ojetých pneumatik (případně také jiných vstupů - např. Díky implementaci této technologie nabídla společnost Flenexa plus s.r.o. ekologický a dlouhodobě udržitelný způsob likvidace pneumatik v porovnání se současným skládkováním či spalováním. Skladování a likvidace použitých pneumatik dnes představuje velice závažný celosvětový problém. Každým rokem se počet vozidel ve světě zvyšuje, a tak logicky roste i množství vyřazených ojetých pneumatik. Globální zásoby tohoto odpadu se odhadují na zhruba 25 mil. tun, přičemž ročně se vyprodukuje dalších 7 mil. tun. Na Evropu připadá 2 mil. tun použitých pneumatik (3 mld. Pouze necelá čtvrtina objemu vyřazených pneumatik v současné době najde další využití např. ve formě drtě pro výrobu pryžových výrobků, jako součást chodníků anebo jako palivo v energetických provozech.

Technologie pyrolýzního rozkladu je oproti uvedeným způsobům zpracování mnohem ekologičtější a také efektivnější, jelikož produkuje druhotné suroviny, jež jsou dále využitelné v průmyslových procesech (nevýhodou spalování či drcení pneumatik je mj. Základem zařízení je technologie nízkoteplotního rozkladu vulkanizované gumy v anaerobním prostředí. Vznikající plynné produkty tepelného rozkladu se vyvádí do chladícího mechanizmu a rozdělují se na plynné a kapalné frakce. V prvním stupni se odděluje těžká kapalná frakce s teplotou varu 350-370 °C (motorová nafta). Dále se ve druhém stupni odděluje kapalná frakce o teplotě varu 240-260 °C a ve třetím stupni se oddělují kapalné frakce o teplotě varu 120 °C. Doplňující čištění směsi se uskutečňuje za pomoci vodní páry, která vzniká jako produkt chlazení pyrolýzního koksu v závěrečné části procesu. Pára se mísí se vznikajícími plyny a váže na sebe škodlivé příměsi. Po ochlazení v chladícím mechanizmu se odděluje, filtruje a používá v dalším cyklu. Filtrát se ze zařízení vyvádí jako doplňkový, dále využitelný produkt, jehož podíl na celkovém objemu směsi je přibližně 0,01 %. Filtrát se skládá z těžkých kovů, siřičitanů, síranů, dusičnanů, uhličitanů, chlorovodíku, anhydridů kyselin.

Cílem projektu byla implementace technologie pyrolýzního rozkladu pneumatik, jež bude znamenat snížení negativních dopadů spojených s aktuálně převažujícími způsoby nakládání s vyřazenými pneumatikami (skládkování a spalování). Tento záměr se podařilo realizovat a technologii zprovoznit a představit veřejnosti. Realizace projektu přinesla pozitivní snížení emisí CO2 a snížení spotřeby primárních surovin. Projekt byl spolufinancován z prostředků EU v rámci operační programu Podnikání a inovace pro konkurenceschopnost - NÍZKOUHLÍKOVÉ TECHNOLOGIE - I. Název projektu je Mobilní zařízení nízkoteplotního, pyrolýzního rozkladu jméno žadatele Flenexa plus s.r.o..

Recyklace Pneumatik s Michelin

V dalším textu si ukážeme, jak reálně probíhá recyklace pneumatik a co všechno Michelin dělá pro to, aby snižoval dopad svých produktů na životní prostředí a podporoval recyklaci pneumatik. Ať již každý den dojíždíte do práce, nebo si o víkendech dopřáváte projížďky malebnými zákoutími vaší země, po určitém čase stráveném na vozovce začnou vaše pneumatiky vykazovat známky opotřebení. Někdy může být také nutné pneumatiky vyměnit dříve kvůli poškození nebo defektu. Ale co kdybychom vám řekli, že pneumatiky lze recyklovat? Odvětví pneumatik je ve skutečnosti jedním z nejpokročilejších sektorů v rámci zpracování produktů na konci životnosti. V současnosti se sesbírá přibližně 88 % [2] pneumatik se skončenou životností a většina z těchto pneumatik nachází opětovné využití.

Společnost Michelin však přijímá opatření na snížení vlivu svých produktů na životní prostředí v každé fázi jejich životnosti, tedy dávno předtím, než dojde k recyklaci pneumatik. Ačkoli pneumatiky vypadají jednoduše, ve skutečnosti se na jejich výrobu používá 200 různých materiálů. Ty zahrnují přírodní i syntetický kaučuk, saze a oxid křemičitý, zpevňovací výplně, ocelové a textilní výztuhy a chemická činidla.

Většina pneumatik se skládá z několika různých vrstev, které činí proces recyklace pneumatik ještě složitějším. Výrobci, jako je Michelin, pracují na vývoji nových postupů a technologií usnadňujících opětovné použití všech těchto různých prvků. Tyto vrstvy obvykle obsahují syntetický kaučuk, textilní vlákna, kovová vlákna atd. Proces recyklace pneumatik často začíná už u prodejce (v pneuservisu), kterého navštívíte se svým vozidlem a starými pneumatikami, které chcete vyměnit. Své staré pneumatiky můžete také zavézt do recyklačního centra nebo na sběrné místo zabývající se zpracováním domácího odpadu. Tato místa však mohou mít určité limity, kolik pneumatik mohou přijmout, a jejich odběr také může být zpoplatněn.

Michelin aktivně přispívá k rozvoji oblasti recyklace pneumatik a zapojuje se do systémů zpětného odběru pneumatik v mnoha zemích po celém světě. Skupina Michelin investuje do recyklace pneumatik a ve spolupráci se svými partnery vyvíjí převratné, inovativní technologie s cílem přeměnit opotřebené pneumatiky nebo odpad z nich na recyklované suroviny.

• Enviro: je technologie využívající pyrolýzu pro recyklaci materiálů, jako jsou saze, oleje a plyn.
• Technologie Lehigh: technologie, která umožňuje recyklaci produktů z gumy na konci životnosti na mikronizované gumové produkty.

Michelin se aktivně zapojuje nebo přispívá do výzkumných programů, jako je program BlackCycle, jehož cílem je vybudovat úplný hodnotový řetězec od surovin z pneumatik na konci životnosti až po sekundární suroviny (ve spolupráci se 7 průmyslovými partnery, s 5 výzkumnými a technologickými organizacemi (RTO) a inovačním seskupením 5 zemí).

Důležitost Recyklace Pneumatik

Likvidace pneumatik prostřednictvím recyklování a zpracování starých pneumatikpředstavuje jeden z mnoha způsobů, jak můžeme společně snížit ekologickou stopu pneumatik po celou dobu jejich životního cyklu, tedy od výroby až po konec jejich životnosti. Michelin využívá principy ekologického designu pro snížení dopadu svých pneumatik na životní prostředí ve všech fázích jejich životního cyklu - od fáze dodání surovin a výroby až po používání a recyklaci.

V rámci svého úsilí o dosažení celkové udržitelnosti podniká společnost Michelin spolu se svými investory i průmyslovými partnery konkrétní kroky pro podporu recyklace pneumatik. Neustále usilujeme o snižování dopadu našich produktů na životní prostředí. Do roku 2050 chceme vyrábět všechny pneumatiky ze 100% udržitelných materiálů a do roku 2030 chceme v porovnání s rokem 2020 zlepšit jejich energetickou účinnost o 10 %. Snižování dopadu však tímto nekončí - Michelin také optimalizuje logistiku přepravy, upravuje design pneumatik s cílem snížit spotřebu paliva a energie, například jako u pneumatik MICHELIN e.PRIMACY, a ve spolupráci s dalšími výrobci vyvíjí nové revoluční postupy recyklace a hledá nové způsoby, jak měnit odpad na suroviny.

Tento přístup v souladu s oběhovým hospodářstvím vystihuje takzvaný princip 4R společnosti Michelin: Reduce (snižování), Reuse (opětovné použití), Recycle (recyklace) a Renew (obnova). Zvyšováním povědomí o problematice a přispíváním ke snižování ekologických dopadů pneumatik na konci životnosti usiluje společnost Michelin o rozvoj odvětví recyklace pneumatik po celém světě. Například v Chile buduje Michelin první zařízení na recyklaci pneumatik pro stavební stroje. Tento závod bude poskytovat komplexní řešení, tedy sbírat staré pneumatiky a nabízet materiál získaný jejich recyklací k opětovnému použití.

Cílem strategie Skupiny Michelin v oblasti udržitelného rozvoje a mobility je učinit ze společnosti Michelin jednu z nejinovativnějších, nejodpovědnějších a nejvýkonnějších společností na světě ve všech oblastech jejích aktivit - v oblasti ekonomické, ekologické, společenské i sociální.

Příčiny Nadměrného Opotřebení Pneumatik

Je normální, že pneumatiky začnou časem při používání vykazovat postupně známky opotřebení. Ovšem někdy mohou pneumatiky kvůli určitým podmínkám používání vykazovat abnormální nebo nerovnoměrné opotřebení, které může zkracovat jejich životnost. Některé příčiny nerovnoměrného opotřebení mohou vést k oslabení celkové stavby pneumatiky a ještě předtím rovněž k méně zjevným projevům, jako je např. Tento článek se zabývá příčinami nadměrného nebo nerovnoměrného opotřebení pneumatik, jak mu předcházet a jak poznáte, že nadešel čas pro výměnu pneumatik.

Přehled recyklačních procesů a technologií

tags: #technologie #recyklace #pneumatik

Oblíbené příspěvky:

• Přírodní krásy v ohrožení
• Jak pěstovat kroucenou vrbu převislou
• O prvních systémech živé přírody
• Příroda v Česku
• Jan Werich o životě