VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STROJNÍHO INŽENÝRSTVÍ Ústav konstruování
Ing. Jan Brandejs, CSc.
VÝZKUM A VÝVOJ STROJNÍHO ZAŘÍZENÍ PRO OZÓNOVOU DEGRADACI PNEUMATIK RESEARCH AND DEVELOPMENT OF MACHINERY FOR OZONE DEGRADATION OF TYRES TEZE HABILITAČNÍ PRÁCE Obor: Procesní a ekologické inženýrství
BRNO 2011
KLÍČOVÁ SLOVA Ozónová degradace pryže, použité pneumatiky, pryžový odpad, likvidace pneumatik, zkušební stanice, devulkanizace, recyklace pneumatik, odpady KEY WORDS Ozonic degradation of rubber, used tires, rubber waste, tires disposal, testing station, devulcanization, tyre recycling, waste
MÍSTO ULOŽENÍ PRÁCE Vysoké učení technické v Brně Fakulta strojního inženýrství Ústav konstruování
© Jan Brandejs, 2011 ISSN 978-80-214-4328-0 ISBN 1213-4198
OBSAH O AUTOROVI ................................................................................................................................... 4 ÚVOD ................................................................................................................................................ 5 1 PNEUMATIKY............................................................................................................................. 5 1.1 1.2 1.3
KONSTRUKCE PNEUMATIKY ....................................................................................... 5 ŢIVOTNOST PNEUMATIK ............................................................................................... 7 MATERIÁLOVÉ SLOŢENÍ ............................................................................................... 7
2 ŢIVOTNÍ CYKLUS PNEUMATIK ............................................................................................. 9 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6
VÝZKUM A VÝVOJ .......................................................................................................... 9 VÝROBA ............................................................................................................................. 9 DISTRIBUCE PNEUMATIK.............................................................................................. 9 UŢITÍ PNEUMATIK ......................................................................................................... 10 ZPĚTNÝ VÝKUP PNEUMATIK ..................................................................................... 10 UKONČENÍ ŢIVOTNOSTI PNEUMATIK ..................................................................... 10
3 LEGISLATIVA SOUVISEJÍCÍ S OPOTŘEBENÝMI PNEUMATIKAMI .............................. 10 3.1 3.2
PRÁVNÍ ÚPRAVA V ZEMÍCH EU ................................................................................. 10 PRÁVNÍ ÚPRAVA V ČR ................................................................................................. 11
4 MOŢNOSTI NAKLÁDÁNÍ S POUŢITÝMI PNEUMATIKAMI ............................................. 11 5 VYUŢITÍ RECYKLOVANÉ PRYŢE Z POUŢITÝCH PNEUMATIK .................................... 14 6 REGENERACE PRYŢE ............................................................................................................. 17 7 VÝZKUM A VÝVOJ STROJNÍHO ZAŘÍZENÍ PRO OZÓNOVOU DEGRADACI PNEUMATIK ............................................................................................................................. 18 7.1 7.2
LINKA NA OZÓNOVOU DEGRADACI PRYŢE Z PNEUMATIK............................... 18 ZKUŠEBNÍ ZAŘÍZENÍ .................................................................................................... 20 7.2.1 Zkušební stanice pro zkoušení segmentu pneumatiky ............................................ 21 7.2.2 Zkušební stanice pro zkoušení celé (nedělené) pneumatiky ................................... 26
8 ZÁVĚR ........................................................................................................................................ 28 POUŢITÁ LITERATURA .............................................................................................................. 28 ABSTRAKT..................................................................................................................................... 30
3
O AUTOROVI Ing. Jan Brandejs, CSc. VZDĚLÁNÍ A AKADEMICKÁ KVALIFIKACE
1973, Ing., VUT-FS Brno, Transportní stroje a manipulační zařízení 1981, Postgraduální studium vysokoškolské pedagogiky 1988, CSc., VUT-FS Brno, Obor Části strojů a mechanismy 2000, Postgraduální studium CAD/CAE/CAM Akademie
PŘEHLED ZAMĚSTNÁNÍ 1973-1975, technik, První brněnská strojírna 1975-1978, odborný pracovník, Katedra spalovacích motorů a motorových vozidel FS VUT 1978-dosud, zástupce ředitele, vedoucí Odboru metodiky konstruování, Ústav konstruování FSI VUT v Brně PEDAGOGICKÁ ČINNOST Vyučované předměty: Základy konstruování, Konstruování, CAD, Konstruování a CAD, Předdiplomový seminář, a Seminář k diplomové práci Vedení bakalářských a diplomových prací z oblasti konstrukce strojů a zařízení Pořádání seminářů a školení pro učitele, konstruktéry a odborníky z praxe z oblasti tvorby technické dokumentace a přesnosti strojních součástí - GPS VĚDECKOVÝZKUMNÁ ČINNOST Zaměření na praktická projekční a konstrukční řešení strojních zařízení, zejména pro čistírny odpadních vod (dosazovací nádrţe, míchadla, mísiče, separátory, dopravníky, vozíky...) zařízení pro potravinářský průmysl (čerpadla, ventily, tlakové nádoby, zásobníky, zařízení pro vinaře....) elektrické a plynové pece a sušárny (laboratorní, velkokapacitní, průběţné....) jednoúčelové stroje a zařízení, zkušební stanice PROJEKTY 5 projektů FRVŠ zaměřených na inovaci výuky odborných předmětů ESF CZ 04.1.03/3.2.15.2/0285 - Inovace VŠ oborů strojního zaměření v podmínkách informační společnosti MPO č. FT-TA3/130, FT136S013/2600 - Výzkum a vývoj strojního zařízení pro ozonovou degradaci pryţe z pneumatik MPO č. FR-T/1/264 Vývoj a zhotovení kovářského kolejového manipulátoru nové kinematiky manipulace s výkovkem MPO č. FR-TI3/699 Diskové filtry pro ČOV OP VK CZ.1.07/2.2.00/07.0406 Zavedení problémově orientovaného vzdělávání do studijních plánů strojního inţenýrství OP VK CZ.1.07/1.1.00/08.0010 Inovace odborného vzdělávání na stř. školách zaměřené na vyuţívání energetických zdrojů pro 21. století a na jejich dopad na ţivotní prostředí
4
ÚVOD Neustále rostoucí spotřeba polymerních materiálů přinutila všechny vyspělé země zabývat se jejich ekonomickou a ekologickou likvidací nebo recyklaci. USA, Evropská unie, Latinská Amerika, Japonsko a Blízký východ dohromady produkují přes jednu miliardu pneumatik ročně a předpokládá se nahromadění tři miliard pneumatik v Evropě a šest miliard v USA, přičemţ v nových produktech se znovu pouţívá méně neţ 10% odpadní pryţe. Ve výrobě pneumatik se dnes pouţívá převáţně syntetický kaučuk vyráběný z ropy. Nová pneumatika pro osobní automobily obsahuje ekvivalent 30 litrů oleje a pneumatika pro nákladní automobily cca 93 litrů [1]. Stoupající cena ropy vyţaduje vyvíjet vyšší úsilí o zhodnocení tohoto cenného zdroje. Proto jiţ dnes nelze mluvit o neţádoucím odpadu, ale o cenné surovině pro další vyuţití. Např. v ČR bylo ke konci r. 2008 podle [2] registrováno 7,5 milionu provozovaných vozidel. S tím samozřejmě souvisí i počty opotřebených pneumatik, které je nutno racionálně zhodnotit. Zatímco se lineární polymery dnes běţně recyklují, u sesíťovaných polymerů je recyklace obtíţná. Z hlediska mnoţství zaujímají přední místo kaučuky, přičemţ odpadní pneumatiky tvoří 65 aţ 70 %. Všeobecně se uvádí, ţe proces vulkanizace je nevratný. Navzdory těmto názorům jiţ byly učiněny úspěšné pokusy o částečnou devulkanizaci pryţe. Byly odzkoušeny postupy s omezeným narušením mezimolekulárních můstků pryţe současným mechanickým, chemickým a teplotním působením. Tyto postupy se velmi těţko zavádějí a bez cílené podpory státu zatím nemohou nalézt rozsáhlejší průmyslové uplatnění. Ozónová degradace je nový způsob fyzikálně-chemického rozpadu vulkanizované pryţe, který je investičně i energeticky významně méně náročný a získaná surovina je vhodná jak k prvovýrobě pryţe, tak pro aplikace, v nichţ je zapotřebí vysoce kvalitní pryţový granulát. Moţností výroby devulkanizované pryţe se v rámci programu výzkumu a vývoje Ministerstva průmyslu a obchodu ČR zabýval projekt FT-TA3/130 „Výzkum a vývoj strojního zařízení pro ozónovou degradaci pneumatik“, jehoţ řešitelem byla firma Ţďas, Ţďár nad Sázavou a spoluřešitelem Ústav konstruování VUT-FSI Brno. Cílem tohoto projektu byl vývoj zařízení na zpracování pryţe obsaţené v pneumatikách na drť, kterou je pak moţno vyuţívat jako plniva, případně jako suroviny pro opětovnou vulkanizaci pryţe. V rámci projektu byla na Ústavu konstruování navrţena, vyrobena a odzkoušena zkušební stanice pro zkoušení segmentu pneumatiky v ozónové atmosféře, zařízení pro zkoušení namáhání pneumatiky a zkušební stanice pro zkoušení celé (nedělené) pneumatiky.
1 PNEUMATIKY Definice pneumatiky podle ČSN 64 0001 – Plastikářské a gumárenské názvosloví zní: Pneumatika – plášť popř. s duší a vloţkou, namontovaný na ráfek a naplněný tlakovým médiem. Výroba pneumatik byla podmíněna vynálezem tepelné vulkanizace kaučuku sírou a datuje se do roku 1839. Pneumatiky musí splňovat řadu funkčních poţadavků, jako je nesení tíhy vozidla, radiální tuhost, pruţnost, pevnost, dostatečná adheze, nízký valivý odpor, hluk, vibrace, a také náročné provozní poţadavky, jako je vysoká spolehlivost, bezpečnost na různém povrchu, nízké opotřebení, hmotnost i cena. Důleţitá je také schopnost obnovení a moţnost recyklace. 1.1
KONSTRUKCE PNEUMATIKY
Poţadavky kladené na pneumatiky jsou velmi často navzájem protichůdné. Pro jejich vzájemné vyváţení se pro výrobu pneumatiky uţívají různé materiálové, tvarové a rozměrové kombinace jednotlivých konstrukčních prvků.
5
Konstrukční prvky pneumatik Plášť pneumatiky (tab.1-1) se skládá z několika vzájemně neoddělitelných součástí s velmi odlišnými vlastnostmi: Tabulka 1-1 Funkce a vlastnosti jednotlivých částí pneumatiky [3] 1 Vnitřní pryţová vloţka plní funkci duše u bezdušových pneumatik
2 Textilní kostra (často s ocelovými výztuţemi) zajišťuje přenos taţné síly, zachování správného tvaru a zabraňuje roztrţení při provozním tlaku. 3 Patní lanko je zde pro zajištění usazení pneumatiky v ráfku, její těsnost s ráfkem a přenášení podélných sil 4 Jádro je přechod z tuhých oblastí patky do pruţných oblastí bočnice, čímţ bočnici zpevňuje. Také slouţí k realizaci přenosu příčných sil. 5 Výztuţný pás slouţí k zabezpečení pevnosti mezi patkou a bočnicí.
6 Ochranný patní pás zajišťuje těsnost patky a ráfku a zabraňuje erozi patního lanka.
7 Bočnice slouţí k ochraně kordu před vlivy z vnějšku. Je pruţná, čili snáší mnohonásobné ohýbání. Nepodléhá výraznému tvrdnutí (stárnutí). 8 Nárazník prodluţuje ţivotnost pneumatiky a chrání kord a plášť před mechanickým poškozením. Stabilizuje vnitřní část běhounu a sniţuje valivý odpor. 9 PA nárazník slouţí ke zpevnění běhounu a umoţňuje dosahovat vyšších rychlostí při zachování stejných charakteristik pneumatiky. Sniţuje valivý odpor a zlepšuje komfort jízdy. 10 Běhoun slouţí jako kontakt s vozovkou, má vliv na ţivotnost a valivý odpor. Chrání pneumatiku před poškozením a je vybaven dezénem, který velmi ovlivňuje jízdní vlastnosti v konkrétních podmínkách.
6
Největší vliv na deformační vlastnosti pneumatiky má materiál kostry, počet a orientace kordových vloţek. Podle toho se dělí pneumatiky na diagonální, radiální a smíšeného typu. Diagonální konstrukce pneumatiky Několik textilních vrstev je poloţeno šikmo od jednoho patkového lana k druhému ve střídavém směru. Prouţky jsou vrstveny stejným způsobem na bočnicích i na koruně pneumatiky. V této silné vrstvě materiálu dochází k mnoha vnitřním pohybům v důsledku smykového napětí a k energetickým ztrátám ve formě vznikajícího tepla. Radiální konstrukce pneumatiky Radiální struktura se skládá z vrstvy sloţené z prouţků textilu. Kaţdý prouţek je umístěn v úhlu 90° ke směru pohybu pneumatiky. Na koruně pneumatiky je tato kordová tkanina zakončená pásem koruny, vytvořeným z několika vrstev, vyztuţených ocelovými nárazníky. Vyztuţení bočnic je tvořeno jedinou tenkou textilní vrstvou. Smykové napětí mezi paralelními vlákny je slabé, pryţ relativně tenká a proto nevzniká příliš velké tření a teplo. Pneumatika smíšené konstrukce Je kompromisem mezi předchozími typy. Kostra je podobná kostře diagonálního pláště s vlákny kříţenými pod úhlem obvykle větším neţ 60° a je zpevněna pásem ze dvou nebo více vrstev nárazníkového kordu uloţeného střídavě pod úhlem obvykle menším neţ 25°. 1.2
ŢIVOTNOST PNEUMATIK
K opotřebení pneumatik osobních automobilů dochází po ujetí cca 30 aţ 70 000 km. Rychlost opotřebení a tedy i ţivotnost pneumatiky závisí na jejím druhu, materiálovém sloţení, pravidelné údrţbě, způsobu provozování a technickém stavu vozidla. Protektorováním se můţe ţivotnost pneumatiky (kostry) zvýšit na cca 100 000 – 120 000 km. 1.3
MATERIÁLOVÉ SLOŢENÍ [4], [5]
Pneumatika se skládá z různých materiálů a strukturních sloţek, které přispívají ke zlepšení jejich uţitných vlastností. Počet různých typů pneumatik, které jsou pouţívány v ČR, se pohybuje ve stovkách aţ tisících a se zaváděním nových výrobků se neustále zvyšuje. Zpevňovací materiály (výztuţ) tvoří ocel a textil. V nákladních pneumatikách je pouţito větší mnoţství ocelového drátu neţ v pneumatikách osobních. Dříve pouţívané textilní materiály z přírodních surovin (bavlna) byly postupně nahrazeny viskózou, polyamidy a také ocelí. U značkových pneumatik je běhounová směs připravena z nejmodernějších materiálů, obvykle na bázi siliky, která přispívá k výraznému zlepšení jízdních vlastností. Přibliţné materiálové sloţení pryţe dle typu dopravního prostředku uvádí tab. 1-2. Tabulka 1-2 Přehled materiálového sloţení pryţe [6] Skupina plášťů (pneumatik) Typ eleastomeru v kaučukové směsi Osobní 55 % SBR, 30 % BR, 15 % NR Lehké nákladní 40 % SBR, 30 % BR, 30 % NR + IR Těţké nákladní 20 % SBR, 25 % BR, 55 % NR + IR Zadní traktorové 40 % SBR, 30 % BR, 30 % NR + IR SBR – butadienstyrenový kaučuk, BR – polybutadienový kaučuk, NR – přírodní kaučuk, IR – polyisoprenový kaučuk (analog přírodního).
7
Provozováním pneumatiky se postupně obrušuje dezén běhounu. Dochází k úbytku materiálů této části pneumatiky a relativní zastoupení jednotlivých sloţek se v opotřebované pneumatice mění. Podstatně ubývá mnoţství pryţe a zvyšuje se podíl oceli a textilu. Sloţení pryţové směsi je velmi rozdílné. Liší se nejen podle jednotlivých druhů pneumatik (letní, zimní, celoroční), ale také podle výrobce. Na jedné pneumatice se pouţívá aţ 15 druhů směsí (směsi pro běhoun, bočnice, pro potahování textilních kordů, pro potahování ocelových kordů, pro obstřik lanek, pro výplňové materiály aj.), které se vzájemně prolínají vulkanizací. Kaučuky Na výrobu pneumatik se vyuţívá pryţ s nízkou absorpcí energie a dobrou odolností proti opotřebení. Pro výrobu takových pryţí jsou vhodné vysoce elastické kaučuky jako je přírodní kaučuk (NR), isoprenový kaučuk (IR), butadienový kaučuk (BR) a butadienstyrenový kaučuk (SBR). Kaţdý z těchto kaučuků má řadu modifikací, které mají odlišné vlastnosti. V současné době je celosvětový podíl přírodního kaučuku pro výrobu pryţe na hranici pouhých 30 %. Podstata vulkanizace Vulkanizace je fyzikálně-chemický proces, při němţ působením vulkanizačního činidla nebo energie dochází k strukturním změnám elastomeru. Elastomer (kaučuk) s lineární strukturou makromolekul se mění v pryţ se strukturou prostorovou. Během vulkanizace se mezi lineárními řetězci tvoří příčné vazby neboli můstky, které způsobí sesíťování struktury látky (obr. 1-1).
Obr. 1-1 Vznik příčných vazeb [7] Podle pouţitého vulkanizačního činidla mohou být příčné vazby tvořeny jednoduchou chemickou vazbou (např. vazbou mezi atomy uhlíku jednotlivých řetězců, nebo jedním ale i více atomy síry) nebo dokonce objemnými řetězci fenolformaldehydové pryskyřice. Příčné vazby se uplatňují jak mezi jednotlivými atomy, tak mezi řetězci monomerů síry. Kovalentní vazby jsou například: - C - C - , - C - O - C - , - C - N - , - C - S - C - , - C - S - S - C - , - S - H a další. Tyto vazby jsou dosti pevné na to, aby odvrátily nevratný vzájemný posuv řetězců, a to jak za normálních, tak za zvýšených teplot do 120 °C. V těchto podmínkách jsou vlastnosti pryţe stabilní, ale přítomnost dvojné vazby uhlíku - C = C - vede, i přes její mechanickou pevnost, k materiálu málo odolnému proti působení koncentrovaného ozónu. Vlastnosti vulkanizátu jsou závislé na koncentraci příčných vazeb, na pravidelnosti jejich rozloţení a na jejich stabilitě. Jako vulkanizační činidlo se pouţívá nejčastěji síra. Čím více síry, tím je směs tvrdší. Vulkanizace sírou probíhá za zvýšených teplot, kdy se síra taví a difunduje do
8
kaučuku, ve kterém se rovnoměrně rozmísťuje. Koncentrace příčných vazeb je nízká, přibliţně jedna příčná vazba na 200 – 300 článků základního řetězce. Ve směsi se dále pouţívají aktivátory vulkanizace, které zvyšují účinnost síťování, urychlovače vulkanizace, retardéry (zabraňují samovolné vulkanizaci), antidegradanty (antioxidanty, antiozonanty a UV absorbéry), změkčovadla (zlepšují vlastnosti směsi před vulkanizací), plastifikační činidla (zlepšují zpracovatelnost směsi), plniva (pro sníţení nákladů), pigmenty, textil a ocel. Jednotlivé komponenty ovlivňují pevnost pryţe, její elasticitu, tvrdost, taţnost, odolnost vůči opotřebení, botnání, chemikáliím, zvýšeným nebo nízkým teplotám. Sirné můstky jsou obvykle dlouhé mezi dvěma a osmi atomy. Počet atomů síry v příčné vazbě má velký vliv na fyzikální vlastnosti konečného pryţového výrobku. Krátké sirné můstky jen s jedním nebo dvěma atomy síry dávají pryţi lepší tepelnou odolnost. Můstky s vyšším počtem atomů síry, aţ šest nebo sedm, dávají pryţi dobré dynamické vlastnosti, ale s menší tepelnou odolností. Dynamické vlastnosti jsou důleţité pro ohýbání pryţových výrobků, např. pohyby bočnice pneumatiky.
2 ŢIVOTNÍ CYKLUS PNEUMATIK Ţivotní cyklus pneumatiky je moţno rozčlenit do několika fází, a to: výzkum a vývoj výroba distribuce uţití (spotřeba) zpětný výkup ukončení ţivotnosti (opětovné vyuţití, recyklace). 2.1
VÝZKUM A VÝVOJ
Vliv výzkumu na ostatní fáze ţivotního cyklu je rozsáhlý. Jedná se například o oblast analýzy vstupních materiálových toků (materiálů, surovin a energií), pouţívání materiálů a surovin, výzkum zlepšování fyzikálních a chemických vlastností pneumatik, prodlouţení ţivotnosti a zlepšení jízdních vlastností, tvorbu norem a nových technických a technologických postupů při výrobě pneumatik a mnohé další. 2.2
VÝROBA
Potřebné suroviny lze rozdělit do dvou skupin. První skupinou jsou suroviny potřebné k výrobě gumárenské směsi, coţ jsou zejména kaučuky (přírodní a syntetický), dále pak saze, antioxidanty, změkčovadla, vulkanizační činidla a další přísady. Druhou skupinu tvoří suroviny a materiály potřebné k vlastní výrobě pneumatiky. Jedná se hlavně o textilie a ocel. Vlastní výrobu pneumatik tvoří řada navazujících technologických postupů. Lze ji popsat jako několik vedle sebe probíhajících samostatných operací, které se potkávají aţ při tzv. konfekci. Je to vlastní příprava kaučukových směsí, pogumovaného kordu, výroba běhounů a bočnic, výroba patních lan a nárazníků. Zmíněná konfekce je potom zkompletování všech komponent. Jejím produktem je surový plášť, ze kterého se hotový produkt vytvoří vulkanizováním v lisu. 2.3
DISTRIBUCE PNEUMATIK
V oblasti obchodu s pneumatikami působí několik článků prodejního řetězce. Prvním článkem jsou výrobci a dovozci pneumatik, další článek tvoří velkoobchodní sklady, velké maloobchodní řetězce, malí prodejci a autoservisy.
9
2.4
UŢITÍ PNEUMATIK
Fáze uţití pneumatik je část ţivotního cyklu, kdy pneumatika slouţí k primárnímu účelu, pro který byla vyrobena. Pneumatika musí být odolná vůči všem povětrnostním vlivům, proti mechanickému opotřebení a musí vykazovat stabilitu základních fyzikálních a chemických vlastností, ve všech podmínkách, kterým můţe být během fáze uţití vystavena. Všechny tyto podmínky ovlivňuji celkovou ţivotnost pneumatiky. Současný trend v oblasti výzkumu a výroby pneumatik je jednoznačně zaměřen na zvýšení ţivotnosti pneumatik a tím prodlouţení fáze uţití. Hlavním faktorem ovlivňujícím ţivotnost pneumatik je mechanické opotřebení, kdy se povrchová vrstva postupně opotřebovává a uvolňuje v podobě prachových částic do ţivotního prostředí. 2.5
ZPĚTNÝ VÝKUP PNEUMATIK
Podle zákona o odpadech má povinnost zajistit zpětný odběr pouţitých výrobků právnická nebo fyzická osoba oprávněná k podnikání (tzv. povinná osoba), která uvedené výrobky vyrábí nebo uvádí na trh v České republice. Zpětně odebraný výrobek se stává odpadem ve chvíli předání osobě oprávněné k jeho vyuţití nebo odstranění. V roce 2002 činil podíl zpětně odebraných pneumatik v ČR přibliţně 25 % z celkového mnoţství pneumatik uvedených na trh. Zpětně odebrané pneumatiky se převáţně vyuţívaly energeticky (71,2 %), k materiálovému vyuţití byla postoupena pouze nepatrná část (5 %). V r. 2007 bylo umístěno na českém trhu celkem 76 375 tun pneumatik [8]. Za rok 2008 se předpokládá zhruba 80 tisíc tun. Účinnost zpětného odběru pneumatik se zvedla na 65 %. 2.6
UKONČENÍ ŢIVOTNOSTI PNEUMATIK
Fáze ukončení ţivotnosti nastává pro pneumatiku v okamţiku, kdy přestane plnit funkci pro kterou byla vyrobena. V tomto okamţiku se stává odpadem, pro který je třeba nalézt vyuţití. Nejpříznivější variantou je navrácení pneumatik zpátky do ţivotního cyklu a to dvěma způsoby. Prvním je vyuţití celých pouţitých pneumatik pro protektorování, druhou variantou je navrácení částí pneumatik zpět do ţivotního cyklu.
3 LEGISLATIVA SOUVISEJÍCÍ S OPOTŘEBENÝMI PNEUMATIKAMI Cílem legislativních opatření je zabránit negativním dopadům na ţivotní prostředí ještě před tím neţ mohou nastat. Očekává se, ţe výrobce zajistí takovou konstrukci výrobku, která znamená omezený vznik odpadů při výrobě a spotřebě a takové uţití nebo odstranění odpadů, vzniklých ukončením spotřeby, které neohrozí ţivotní prostředí. Princip rozšířené odpovědnosti výrobců za výrobky je také postupně prosazován v ţivotním cyklu pneumatik, jak ukazují následující přehledy právních úprav problematiky nakládání s pneumatikami v podmínkách EU a ČR. 3.1
PRÁVNÍ ÚPRAVA V ZEMÍCH EU
V rámci Evropské unie není upraveno samostatným právním předpisem nakládání s pouţitými pneumatikami. Tři směrnice EU obsahově zaměřené na konkrétní způsoby nakládání s odpady se také dotýkají oblasti nakládání s pouţitými pneumatikami a stanoví způsob jejich odstraňování. Jsou to: směrnice o skládkování (Směrnice Rady 99/31/ES z 26. dubna 1999 o skládkování odpadů) [9]; směrnice o vozidlech s ukončenou ţivotností (Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2000/53/ES z 18. září 2000 o vozidlech s ukončenou ţivotností) [10];
10
směrnice o spalování odpadu (Směrnice Evropského parlamentu a Rady 2000/76/ES ze dne 4. prosince 2000 o spalování odpadů) [11]. Směrnice o skládkování zakazuje skládkování pneumatik definitivně od r. 2006. Celé pneumatiky je zakázáno sládkovat od poloviny r. 2003, povoleno je jen prozatímní skládkování drcených pneumatik. Směrnice o vozidlech s ukončenou ţivotností ukládá povinnost před šrédrováním vozidel demontovat a zpracovat všechny pneumatiky. Toto ustanovení nabylo účinnosti roku 2006. Směrnice o spalování odpadu ukládá limitní hodnoty emisí ze spalování odpadu. Tato směrnice je plně implementována od r. 2008. Na základě této směrnice je spalování pneumatik moţné pouze v cementářských pecích se „suchým“ způsobem výroby cementu, zatímco doposud bylo v EU přibliţně 20 % pneumatik spalováno v pecích s „mokrým“ způsobem výroby cementu. Při předpokládaném zvýšení mnoţství pouţitých pneumatik (aţ 3,5 Mt/rok) a povinnosti zajistit trhy pro veškerý tento materiál musí dojít k významnému zvýšení kapacity pro zpracování a vyuţívání tohoto materiálu. 3.2
PRÁVNÍ ÚPRAVA V ČR
Zákon o odpadech [12] je základním českým zákonem pro oblast odpadového hospodářství. Zavedl takzvanou „hierarchii odpadů", kde na prvním místě stojí předcházení vzniku odpadů a na druhém místě je znovupouţití jiţ nepotřebných výrobků. Pro odpady pak dále platí, ţe materiálové vyuţívání odpadů (recyklace) má přednost před energetickým vyuţíváním, a to zase před odstraňováním odpadů skládkováním. Podle tohoto zákona má v ČR odpovědnost za nakládání s pouţitými pneumatikami výrobce. Pneumatiky patří k výrobkům, na které se v souladu se zákonem o odpadech vztahuje povinnost zpětného odběru (§ 38 zákona). Tuto povinnost upravuje Vyhláška Ministerstva ţivotního prostředí č. 237/2002 Sb [13]. Vyřazené pneumatiky jsou v ČR vyloučeny z odstraňování skládkováním. Zákaz ukládání vyřazených pneumatik na skládky je upraven v § 21 odst. 5 zákona o odpadech. Je však moţné vyuţívat vyřazené pneumatiky jako materiálu pro technické zabezpečení skládky. Výhled nakládání s vyřazenými pneumatikami je obsaţen v Plánu odpadového hospodářství ČR [14]. Hlavní zásady, cíle a opatření jsou směrovány především do dvou oblasti předcházení vzniku odpadů, omezování jejich mnoţství a nebezpečných vlastností a zvýšení podílu recyklovaných odpadů. V r. 2008 přijal Evropský parlament novou směrnici o odpadech č. 75/442/ES. Podle ní jsou členské státy povinny implementovat její obsah do své národní legislativy do r. 2010. Musí se tedy připravit zcela nový zákon o odpadech v souladu s poţadavky této směrnice. V této směrnici jsou zahrnuty základní principy nakládání s odpady v EU - recyklace odpadů, snaha o co nejmenší produkci odpadů nebo princip, ţe kaţdý stát se má o své odpady postarat sám. Všechny státy Evropské unie jsou podle ní povinny se postarat, aby byly odpady nějak vyuţity – měly by se tedy buď recyklovat na jiné výrobky, nebo by se z nich měla vyrobit energie. Teprve pokud odpady není moţné nějak vyuţít, mohou se bezpečným způsobem odstranit. První část je v ČR plněna: z komunálních odpadů se třídí všechny vyuţitelné sloţky (papír, sklo, plasty, nápojové kartony) a recyklují se na jiné výrobky. Zbytek po vytřídění však jde na skládky. Podle zmíněné směrnice by se však tyto odpady měly ještě energeticky vyuţít, a teprve zbytek (struska) můţe být uloţen na skládku, protoţe uţ jinak vyuţít nejde.
4 MOŢNOSTI NAKLÁDÁNÍ S POUŢITÝMI PNEUMATIKAMI V závěru svého ţivotního cyklu se pneumatika stává odpadem, který je moţno dále zhodnotit. Pneumatiky jsou 100 % recyklovatelné. Jejich chemické a fyzikální vlastnosti z nich dělají cenný materiálový zdroj.
11
Tradičně existuje pět základních moţností, jak nakládat s opotřebenými pneumatikami. Je to: opětovné vyuţití pneumatik (protektorování a prořezávání); materiálové vyuţití; energetické zhodnocení; pyrolýza; zaváţka. V roce 2004 – 2005 se zpracovalo recyklací téměř 1 milion tun osobních a nákladních pneumatik. To je téměř jedna třetina z vyprodukovaného mnoţství opotřebených pneumatik v 25 státech EU. Obr. 4-1 ukazuje vývoj recyklace pneumatik v období let 1992 – 2005 a ilustruje trvalý růst recyklace.
Obr. 4-1 Vývoj recyklace pneumatik v letech 1992 – 2005 [15] Opětovné pouţití pneumatik zahrnuje metody prořezávání a protektorování, které umoţňují vyuţití částečně opotřebovaných pneumatik k účelu, pro který byly původně určeny. Prořezávání běhounu je diskutabilní metoda pouţívaná u nákladních pneumatik s dostatečnou tloušťkou běhounu. Protektorování je nejvhodnější způsob obnovy plášťů. V důsledku samovolných degradačních procesů je však pneumatika po 6–7 letech nevyhovující z hlediska bezpečnosti. Osobní pneumatiky se protektorují obvykle jednou, nákladní a autobusové třikrát a letecké aţ osmkrát [16]. Protektorováním klesá spotřeba surové ropy na 1/7 mnoţství pouţitého na výrobu nových pneumatik a ušetří se asi 80 % energie a dalších surovin potřebných k výrobě nové pneumatiky. Materiálové vyuţití představuje nejvhodnější způsob zpracování pneumatik po skončení jejich ţivotnosti, vyţaduje však řadu moderních technologických postupů a také představuje nejdraţší variantu zhodnocení vyřazených pneumatik. Vzhledem k poţadavkům na kvalitu vstupního materiálu je moţné materiálově vyuţít pouze část vyřazených pneumatik. Při mechanickém zpracování pneumatik se pryţová drť a textil zpracovává separátně na různé výrobky, pouţitelné zejména ve stavebnictví a v textilním průmyslu. Postup spočívá obvykle v roztřídění pneumatik podle velikosti a druhu, v odstranění patních lan a následném roztrhání, rozemletí, oddělení oceli z kordu, pryţové drti a textilních vláken. Předností mechanického způsobu je, ţe pryţ i textilní vlákna si zachovávají svoji podstatu a tím i charakteristické fyzikálně-chemické vlastnosti a hodnoty - vysokou elasticitu v poměrně širokém rozmezí teplot a vysokou pevnost a odolnost vůči opotřebení. Proces probíhá při teplotě okolí bez chemického
12
nebo tepelného zpracování a makrostruktura kříţových vazeb zůstává nezměněna. Pryţový granulát má částice nepravidelného tvaru s velkým povrchem. V drticích linkách lze získat granulát (0 aţ 10 mm), floky (10 aţ 30 mm) gudreny (30 aţ 100 mm) a řízky o velikosti cca 5 aţ 15 cm. Kromě drtičů se v menším měřítku vyuţívají i jiné postupy, např. hydraulické protlačování pryţového odpadu otvory ve stěně válce [17], nebo vysokotlaký vodní paprsek pro odstranění a rozmělnění běhounu pneumatiky [18]. Pneumatiky je moţno také drtit při nízkých teplotách. Pneumatika se nejprve zmrazí tekutým dusíkem na teplotu -80 °C (teplota zeskelnění). Tím se stane natolik křehkou, ţe ji lze snadno rozmělnit sekacím strojem. Vzhledem k nízkému bodu varu kapalného dusíku -195,8 °C lze snadno regulovat teplotu drcení. Z křehké pryţe pak lze snadno oddělit vlákna a kovy. Pryţové zrno se podobá krystalům a má mnohem menší povrch neţ zrno zpracované mechanickým drcením. Textilní vlákna se odstraňují z pryţového granulátu na vibračních sítech s odsáváním vláken, nebo na fluidním splavu [19]. Kovové dráty a lanka z drcených pneumatik se odstraňují magnetickou separací. Kord lze také oddělit od zbytků pryţe elektromagnetickými impulzy [20]. Energetické zhodnocení. Při energetickém zhodnocení jsou vyuţívány jak celé pneumatiky, tak mechanicky upravené. Celé pneumatiky, především nákladní, se vyuţívají v cementářských pecích bez předběţné úpravy, ve spalovnách komunálního odpadu se pouţívá drť a nebo řízky z pneumatik. Pouţití jednotlivých frakcí závisí na technologii spalovacího procesu a spalovacím zařízení. Mnoţství některých emisí, hlavně CO2, je při spalování pneumatik výrazně niţší, neţ při spalování fosilních paliv a mnoţství popela je niţší. Spálením jedné tuny pneumatik se ušetří aţ 750 m3 zemního plynu. Vyuţívání energetického a chemického potenciálu při výrobě cementu je zároveň 100 % recyklací bez jakéhokoliv negativního vlivu na ţivotní prostředí. Srovnání výhřevnosti pneumatik s konvenčními palivy je v tab. 4-1. Tabulka 4-1 Srovnání výhřevnosti vybraných materiálů [6]
Pyrolýza. Při pyrolýze dochází působením vnějšího tepla v hermeticky uzavřeném prostoru k rozpadu uhlovodíků vyšších řad na uhlovodíky s jednoduššími vazbami, organické sloučeniny ve formě plynů a par a zuhelnatělého zbytku. Pyrolýza probíhá v reaktoru a produktem je „bio-olej“, který kondenzuje z ochlazených plynů a který neobsahuje síru ani jiné škodlivé sloučeniny. Z něho se vyrábí lehký olej vyuţitelný jako topný olej nebo motorová nafta, střední olej vhodný pro výrobu mazadel, a těţký olej vyuţitelný např. pro výrobu karbonových vláken. Pyrolýzní olej slouţí po rafinaci jako přísada do benzínu na zvýšení oktanového čísla. Zbylý procesní plyn je zcela spotřebován pro vlastní technologii. Zuhelnatělý zbytek po separaci kovů představuje téměř čistý porézní uhlík téměř stejných vlastností jako má aktivní uhlí. Je vyuţíván jako náplň vodních a plynových filtrů, k výrobě pigmentů a k dalšímu zpracování v chemickém průmyslu. Pyrolýzou lze zpracovat ty pneumatiky, které materiálově recyklovat nelze.
13
Skládkování. Skládkování pouţitých pneumatik bylo dříve nejrozšířenějším způsobem odstraňování. Skládkování problém likvidace pneumatik neřešilo, ale pouze ho odsunulo na pozdější období v naději, ţe budou existovat technologie na účelné a ekonomické vyuţití těchto materiálů. Ekologická závadnost odpadních pneumatik je na jedné straně dána značnou chemickou odolností a nízkou biodegradabilitou, na druhé straně obsahem toxických sloţek, které se velmi negativně mohou projevit v případě vznícení. Poţáry pneumatik patří z hlediska toxikologie k závaţným problémům současnosti. Skládky opotřebených pneumatik jsou často místem obrovských poţárů (obr.4-2 a 4-3). Látky vznikající při hoření negativně působí na lidské zdraví a ţivotní prostředí.
Obr. 4-2 Poţár v provoze Recyklace Vřesová 19.4.2009 [21]
Obr. 4-3 Poţár 6 mil. pneumatik Modesto, Kalifornie, 27.9.1999 [22]
5 VYUŢITÍ RECYKLOVANÉ PRYŢE Z POUŢITÝCH PNEUMATIK Pryţové výrobky po splnění své funkce ztrácejí uţitnou hodnotu jako výrobek, ale jejich materiálová hodnota zůstává zachována. Produkty nedestruktivního i destruktivního zpracování pouţitých pneumatik a dalšího pryţového odpadu jsou cennými surovinami pro chemický průmysl, stavebnictví a další oblasti národního hospodářství. I recyklovaný produkt z pneumatik si můţe udrţet své základní charakteristiky. Nekazí se, není toxický, nemění tvar ani hmotnost, potlačuje bakteriální vývoj, je rezistentní k plísním, teplu a vlhkosti, odolný vůči slunečnímu a ÚV záření, olejům, mnoha rozpouštědlům, kyselinám a dalším chemikáliím. Nejdůleţitější produkty zpracování odpadní pryţe jsou: Celé nebo řezané pneumatiky Pouţití: stavební bloky, umělé útesy, útulky pro mořské ţivočichy, lodní nárazníky, zpevnění břehů, spádové stabilizace, zvukové bariéry, dočasné cesty, náplně pilířů mostů, ochrana potrubí, plnivo při kompostování kalů z čistíren odpadních vod, jako ochrana potrubí, zatíţení krycích fólií stohů a siláţních krechtů (obr. 5-1, 5-2).
Obr. 5-1 Paketování pneumatik [23]
14
Obr. 5-2 Pobřeţní úprava [23]
Řízky 50 aţ 300 mm Pouţití: základy silnic, hráze, odvodnění, tepelná izolace, zvukové bariéry, stavební zaváţka, filtrační odtoky okrajů silnic (obr. 5-3, 5-4).
Obr. 5-3 Protihlukové stěny [24]
Obr. 5-4 Antivibrační rohoţe [25]
Čipsy 10 – 50 mm Pouţití: naváţka, odvodnění chodníkové základy, podestýlka ve stájích, komposty pro pěstování zemědělských produktů, stavební zaváţka a údrţba (obr. 5-6, 5-7).
Obr. 5-6 Umělý trávník [26]
Obr. 5-7 Povrchy jízdáren [21]
Drť 1 – 10 mm Pouţití: plnopryţová kola, podlahové dlaţdice, střešní krytiny, vibrační podloţky, silniční příslušenství, vnější i vnitřní sportovní a bezpečnostní podklady a povrchy, pórovité kaučukové asfalty (odvodněný asfalt) - obr. 5-8 a 5-9).
Obr. 5-8 Povrchy dětských hřišť [27]
Obr. 5-9 Sportovní hřiště [27]
15
Prášek 0 – 1 mm Použití: ve směsi s vybranými polymery a elastomery na sportovní vybavení (náčiní, brýle, ploutve), skladovací obaly, nafukovací čluny a matrace, izolace kabelů, automobilové součásti, těsnicí materiály, pigmenty a barvy. Velmi důležitým produktem vyráběným z prášku odpadní pryže jsou sorbenty. Pryžový prášek má výbornou sorpční schopnost (tab. 4-2), zvláště v něm obsažené uhlovodíky. Ekologicky nejpřínosnějším způsobem využití této vlastnosti pryžové drti představuje její aplikace jakožto univerzálního absorpčního prostředku při likvidaci ekologických havárií spojených s únikem ropných a chemických látek (obr. 5-10, 5-11). Tabulka 5-1 Sorpční schopnost materiálu SORB-EX [21] Kontaminant
Sorpční schopnost
Benzin Natural 95
3,75 l/kg
Nafta motorová
2,94 l/kg
Olej mazací
2,09 l/kg
Obr. 5-10 Norné stěny [27]
Obr. 5-11 Sorbenty [21]
Tato jemná frakce se používá také v asfaltové směsi - částice kaučuku obsažené v pryži absorbují olejové složky asfaltu, dochází ke vzájemné interakci a zlepšení vlastností pojiva - vyšší tuhosti za vyšších teplot a vyšší elasticity včetně nízkých teplot. Tyto vlastnosti se udržují při výrobním procesu i při provozním užívání této vrstvy. K příznivým vlastnostem přispívá přítomnost síry, antioxidantů a antiozonantů obsažených v pryži. Pojivo získává vyšší přilnavost k minerálním složkám asfaltové směsi. Souhrnným následkem je pak zvýšená odolnost vůči stárnutí pojiva, trvalým deformacím, kopírování trhlin z podkladu a tvorbě mrazových trhlin vlastní vrstvy. Modifikace asfaltů snižuje hladinu hluku o 6 až 12 dB, pryžová drť přidávaná do asfaltů zvyšuje bod tání z 53 na 73 °C, zvyšuje mrazuvzdornost z –22 na –32 °C a výrazně snižuje odlesky na mokré vozovce - obr. 5-12.
Obr. 5-12 Eliminace odlesků [22]
16
6 REGENERACE PRYŢE Ţádným z regeneračních postupů nelze získat z pryţového odpadu původní kaučuk ani jiné gumárenské suroviny. Po chemické nebo mechanické regeneraci rozdrceného pryţového odpadu, se stará pryţ stává pouze znovu zpracovatelnou a vulkanizovatelnou. Mechanické vlastnosti takového vulkanizátu jsou však většinou horší neţ pryţe vyrobené ze surového kaučuku. Proto se regenerát přes řadu zpracovatelských výhod pouţívá především jen jako přísada do kaučukových směsí. Jeho spotřeba činí obvykle jen něco kolem 10 %, výjimečně aţ 30 %, počítáno na celkovou spotřebu kaučuku. Proces devulkanizace obvykle zahrnuje zpracování pryţe ve formě granulí s vyuţitím tepla a pouţitím změkčovadla s cílem obnovit elastické vlastnosti. V procesu recyklace pryţe dochází k narušování sirných molekulových vazeb. Do rekultivovaného pryţového prášku se přidávají speciální modifikátory na bázi olejů nebo emulzí. Směs je vystavena vysoké teplotě a tlaku ve speciálních zařízeních a dále vyţaduje rozsáhlé mechanické zpracování. V Malajsii vyuţívá firma Petra Group Company v rámci programu Zelená guma metodu DeLink [26],[28]. Jedná se o mechanicko-chemickou reakci drcené pryţe a směsi chemikálií běţně pouţívaných v gumárenském průmyslu. Výsledný produkt je moţno znovu vyuţít pro vulkanizaci. Firma LEVGUM (Izrael) [29] zahájila nový proces devulkanizace pryţové drti o velikosti částic aţ 6 mm. Jedná se rovněţ o mechanicko-chemický proces. Pryţová drť s přídavkem výkonného modifikátoru se mechanicky zpracovává několikanásobným průchodem mezi hladkými válci třecího mlýnu s rozdílnou tangenciální rychlostí a malou mezerou (obr. 6.1).
Obr. 6-1 Princip rozmělňování [30] V zařízení podle [31] dochází k rozrušení příčných vazeb v reaktoru s řízenou optimalizací parametrů - smykového napětí, teploty a tlaku. Nepřetrţitý proces probíhá v modulovém dvojitém šnekovém reaktoru podle obr. 6-2. V první zóně dochází k plnění reaktoru a rozmělnění částic na jemnější frakci vysokým smykovým namáháním a k rychlému nárůstu reakční teploty. V další zóně dochází k devulkanizaci vlivem vysokého smykového napětí a teploty. Doba zdrţení je dostatečně dlouhá na to, aby se dokončil devulkanizační proces. V poslední reakční zóně dochází k protaţení kaučukových molekul na hnětacím disku a jejich zvláčnění.
Obr. 6-2 Schéma devulkanizačního reaktoru [31]
17
V USA se zkoumá nová biotechnologická metoda vyuţití pryţového odpadu [32]. Materiál ze starých pneumatik se smíchá v bioreaktoru s vhodnými mikroorganismy v kyselém prostředí při teplotě asi 70 °C. Mikroorganismy naruší vazby C-S a připraví tak materiál k novému pouţití. Po rozrušení sirných vazeb se drť odfiltruje a vysuší. Výhodou tohoto postupu je nízká energetická náročnost, nevýhodou nízké objemové kapacity bioreaktorů. Pro regeneraci odpadní pryţe je moţno vyuţít také mikrovlny [33]. V provozech firmy Goodyear v USA bylo instalováno 70 kW zařízení s kapacitou 280 kg/hod. Kousky pryţe velikosti 1 mm3 vstupují do mikrovlnné komory, kde se jádra pryţového granulátu ohřejí na teplotu blízkou devulkanizaci 180 – 240 °C pod tlakem 3,5 MPa. V navazující zóně dojde bez působení vnější teploty k vyrovnání teplot v celém objemu a v tunelu s konvenčním ohřevem je pak dosaţeno devulkanizační teploty a teplotní homogenity. Následuje ochlazení na teplotu 80-100 °C při atmosférickém tlaku a bez pouţití zvlhčovadel. Po extruzi je materiál zapracován do nové pryţe v poměru 15-20 %, která se pak pouţívá na vnitřní povrchy pneumatik. Kanadská firma Environmental Waste International Inc. [34] má patentovaný postup reverzní polymerace opotřebených pneumatik mikrovlnným ohřevem v dusíkové atmosféře s cílem zabránit tvorbě toxických produktů (např. dioxinů), které se vytvářejí při oxidačních procesech. Reverzní polymerace patří z pohledu vlivu na ţivotní prostředí k jednomu z nejčistších způsobů likvidace tohoto odpadu. V procesu devulkanizace (ale častěji při vulkanizaci) lze vyuţít i ultrazvuk [17]. Pryţ se devulkanizuje kontinuálním způsobem, kdy se drť dopravuje šnekem do úzké štěrbiny mezi stacionární a vibrující plochu. Devulkanizace se řídí frekvencí 20 000 – 50 000 Hz, šířkou štěrbiny a dobou působení ultrazvuku. Vulkanizační síť se rozpadá během několika sekund.
7 VÝZKUM A VÝVOJ STROJNÍHO ZAŘÍZENÍ PRO OZÓNOVOU DEGRADACI PNEUMATIK Problémy s narůstajícím mnoţstvím odpadní pryţe evokuje vědecké a výzkumné týmy k nalezení jednoduchého ekologického a ekonomicky přijatelného řešení tohoto problému. Jednou z moţností je široké vyuţívání procesu devulkanizace odpadní pryţe a její vyuţití jako druhotné suroviny pro přípravu dalších pryţových výrobků. Řízený rozpad pneumatik působením ozónu je jedinou metodou, která umoţňuje získávat úplně, nebo částečně devulkanizovanou pryţ přímo z celé, nedělené pneumatiky. I kdyţ má pryţ poměrně vysokou mechanickou pevnost, má nízkou odolnost vůči koncentrovanému ozónu, kterou způsobuje přítomnost dvojné vazby uhlíku - C = C -. 7.1
LINKA NA OZÓNOVOU DEGRADACI PRYŢE Z PNEUMATIK
Ojedinělý projekt fyzikálně-chemické technologie recyklace starých, ojetých pneumatik působením ozónu patentovala plzeňská firma PNEU DEMONT. Tato technologie umoţňuje zpracovávat pneumatiky od všech typů osobních i nákladních automobilů. Výsledným produktem je čistá gumová drť bez neţádoucích nečistot z ocelového kordu a textilních vláken pneumatik. Prototyp linky PD-01 byl postaven a byla mu věnována značná publicita v tisku [35]. Byly uváděny parametry: pneumatiky se zpracovávají fyzikálně-chemickou cestou za běţných teplot v ekologicky čistém prostředí do velikosti 16“; zařízení vyuţívá silně oxidačních a destrukčních vlastností ozónu (O3), který při mechanickém namáhání napadá polymerní řetězce a uvolňuje molekulární příčné vazby pryţe. Zpracovávané pneumatiky se stávají porézními a rozpadají se;
18
pneumatiky není nutné před vstupem do linky dělit na menší části ani je zbavovat ocelových lanek; výrobní kapacita linky je 500 aţ 1000 kilogramů za hodinu a je závislá na velikosti linky a druhu zpracovávaných pneumatik. V třísměnném provozu je schopna zpracovat aţ 22 tun gumy, coţ představuje měsíční výkon 462 tun; oproti mechanické recyklaci pneumatik pracuje nová technologie s desetinásobnou úsporou energie a nevyţaduje více neţ 350 metrů čtverečních plochy; Ač bylo věnováno zprovoznění linky značné úsilí, nikdy nebyla uvedena ani do zkušebního provozu. Pokračování ve výzkumu ozónové degradace pryţe, především odstraněním nedostatků stávajícího provedení linky a vyuţitím zkušeností při konstrukci linky nové, bylo cílem resortního projektu FT-TA3/130 Ministerstva průmyslu a obchodu – TANDEM „Výzkum a vývoj strojního zařízení pro ozónovou degradaci pryţe z pneumatik“. Hlavním řešitelem projektu byla firma Ţďas, a.s. Ţďár nad Sázavou, spoluřešitelem byl Ústav konstruování VUT-FSI a firma DOTA-BUS, s.r.o. Lanškroun, současný majitel linky.
Obr. 7-1 Prototypová linka PD-01 [35] Prototypová linka, obr. 7-1, byla modulární, navrţená podle patentu [36] dnes jiţ neexistující firmou PNEU DEMONT v r. 1999. Linka pro zpracování průmyslového pryţového a plastového odpadu fyzikálně-chemickou cestou – obr. 7-2, sestává z plynotěsné komory 1, ve které jsou v řadě umístěny proti sobě horní 2 a spodní válce 3. Mezi kaţdou z dvojic válců je mezera pro zpracovávaný odpad. Spodní válce jsou pevné, horní vertikálně odpruţené. Na čelní stěně komory 1 je umístěn vstupní prostor 10 s uzávěrem 12, na protilehlé stěně komory je výstupní prostor 14 s uzávěrem 16. Oba prostory jsou opatřeny přívodem a odvodem plynu 13 a od komory 1 jsou odděleny vnitřními uzávěry 11. Šnek dopravuje degradovanou pryţ do výsypky 18 opatřenou uzávěrem 20.
Obr. 7-2 Principiální schéma linky PD-01 [36]
19
Při konstrukci linky byly vyuţity další patenty a uţitné vzory, zejména [37], [38], [39]. Linka má osm stavebnicově spojených sekcí (komor). Obě řady válců posouvají a zároveň mechanicky namáhají vloţené pneumatiky. Proces probíhá v uzavřeném plynotěsném prostoru kontinuálně za stálé přítomnosti ozónu jako pracovního média. Nepřetrţitý provoz umoţňuje odsávat ozón ze vstupní a výstupní sekce. Linka má ozónový generátor, který pouţívá k výrobě ozónu tekutý kyslík. Generátor je doplněn o katalytický konvertor (destruktor), který transformuje zbytkový ozón a do ovzduší vrací za pomoci ventilátoru molekulární kyslík. Prvotním záměrem úkolu, v době podání ţádosti projektu, bylo navrhnout, konstrukčně zpracovat a vyrobit vhodné zařízení na destrukci pryţe z pneumatik pomocí ozónové atmosféry. Vycházet se mělo ze zařízení instalovaného ve firmě DOTA-BUS v Lanškrouně. Vzhledem k tomu, ţe se linku nepodařilo nikdy uvést do delšího zkušebního provozu a neexistenci jakékoliv dokumentace, nakonec sešlo ze záměru odkoupení linky řešitelem projektu a bylo poţádáno o změnu věcné náplně řešení úkolu. Namísto zpracování konstrukční dokumentace a zhotovení prototypu produkční linky, se řešení úkolu zaměřilo na získání základních představ o způsobu namáhání rozpadané pneumatiky a podmínkách nutných pro efektivní a bezpečný provoz. Prototypová linka měla řadu nedostatků, které měly být po jejím odkoupení v rámci projektu vyřešeny a získané poznatky měly slouţit při návrhu linky nové. Hlavním nedostatkem bylo zejména: hromadění prachových částic degradované pryţe v likvidační komoře a jejich časté zahoření s moţností exploze; ozón se nedostává k vnitřní pryţové vloţce, která se nerozpadá; únik zdraví nebezpečného ozónu mimo komoru a jeho obtíţné větrání; degradace konstrukčních materiálů, elektroinstalace, poruchy čidel a snímačů i mimo vlastní linku; nedostatečný zdvih podávacích válců pro širší pneumatiky; udrţení konstantní koncentrace ozónu v komoře; zastaralé agregáty odpovídající době vzniku prototypu; Jako prvořadý cíl bylo stanoveno vyřešení hmotnostní bilance procesu rozpadu pryţe, tzn. zjištění optimálního mnoţství přiváděného ozónu, jeho koncentraci a vhodný způsob přivedení k pneumatice. S tímto cílem úzce souviselo řešení vhodného mechanického namáhání pneumatiky po celou dobu rozpadu. 7.2
ZKUŠEBNÍ ZAŘÍZENÍ
Na základě dosavadních zkušeností a získaných informací bylo rozhodnuto, ţe zařízení bude navrţeno pouze pro jednu pneumatiku a bude slouţit ke zkoumání ozónové degradace, nebude řešit separaci kovu a tkaniny, ani třídění granulátu. Byly vyspecifikovány základní poţadavky na zkušební zařízení: instalace zařízení na volném prostoru z důvodu moţného úniku O3; zkoušení pouze jedné pneumatiky a jediného rozměru; takový princip zatěţování, aby byla dostatečně deformována všechna místa pneumatiky, aby byl k těmto místům dobrý přístup ozónu; aby zbylé (nerozpadlé) části pokud moţno drţely pohromadě (kostra a patní lanka); zařízení musí být těsné, uvnitř bude vytvořen mírný podtlak; vnitřní prostor zařízení co nejmenší z důvodu úspory O3 a O2 s případnou recyklací kyslíku; komora bude opatřena sondou pro měření koncentrace ozónu; všechny součásti uvnitř komory budou z korozivzdorné oceli a materiálů odolávajících O3;
20
veškeré pohony musí být umístěny vně boxu; v zařízení se nesmí hromadit větší mnoţství degradované pryţe ve formě prachových částic; shluky degradované pryţe musí být odděleny vodní mlhou od místa vzniku; pro případ zahoření je nutný expanzní otvor a přívod CO2 .
Zkušební zařízení by mělo: ověřit navrţený způsob mechanického namáhání; optimalizovat rychlost otáčení; ověřit jednoduchost odstraňování nerozpadlých zbytků pneumatiky; optimalizovat mnoţství ozónu; ověřit nutnost přívodu ozónu přímo k místu deformace; vyřešit recyklaci kyslíku. 7.2.1
Zkušební stanice pro zkoušení segmentu pneumatiky
Vzhledem k chybějícím základním informacím o mechanismu rozpadu pneumatiky byl zpracován návrh jednoduché komory pro namáhání pouze segmentu pneumatiky. Zkušební komora má umoţnit měření základních parametrů rozpadu pryţe při mechanickém namáhání za působení ozónu. Návrh zkušební komory zpracoval a výrobu zajistil Ústav konstruování VUTFSI, zkoušky a měření byly provedeny ve firmě Procon Česká Lípa. Zkušební stanice obr. 7-3 sestává z komory a stojanu, ke komoře je připojen vyvíječ ozónu s kyslíkovou bombou, destruktor ozónu a vývěva, která vytváří mírný podtlak v komoře. Ke komoře lze připojit sněhový hasicí přístroj. Komora sestává z vnějšího pláště 1 s komínem 8 a bezpečnostní membránou 12. Ve vyztuţených dveřích 2 je pomocí čelistí 4 uchycen segment pneumatiky. Pod ním je umístěna vyjímatelná vana 5 pro odpadající části pryţe. Segment pneumatiky je uchycen na vnitřní straně dvířek stanice, takţe po otevření je moţno ho snadno vyměnit. Segment je střídavě zatěţován pístnicí dvojčinného pneumatického válce 28, ke které je připevněn upínací přípravek 6. Zdvih pístnice, působící sílu a frekvenci zatíţení je moţno regulovat. Komora je opatřena průhledítky 7 a třemi nátrubky pro přívod ozónu z vyvíječe, odvod plynu do destruktoru ozónu a připojení hasicího přístroje pro případ zahoření. Pro takový případ je komora opatřena bezpečnostní membránou 12 s vyústěním 8 do venkovního prostředí. Vnitřní prostor je utěsněn proti úniku ozónu do okolí. Zkušební stanice byla zkompletována a oţivena na Ústavu konstruování a po ověření funkce převezena ke zkouškám do firmy Procon. Na obr. 7-4 je pohled na stanici umístěnou ve firmě Procon, na obr. 7-5 je pohled do otevřené stanice s deformovaným a částečně rozpadlým segmentem pneumatiky upevněným ve dvířkách. Měření potvrdilo, ţe k rozpadu dochází nejvíce v místech s největší deformací při tahovém namáhání - u segmentu pneumatiky je to bočnice, jak ukazuje obr. 7-5. Běhoun, který je méně deformován se rozpadá podstatně pomaleji. K rozpadu bočnice dochází nejen při cyklickém namáhání, ale i při pouhém stlačení segmentu, kdy je vnější povrch namáhán na tah. Ozón proniká do mikropórů, postupně narušuje pryţ a trhliny se šíří směrem do materiálu. Zvětšování trhlin se však uvolňuje napětí v neporušeném materiálu, coţ způsobuje zpomalení procesu degradace. Proto je nutné cyklické namáhání, které rozpad urychluje. Při experimentu byla posuzována spotřeba surovin a energie vzhledem k jednotkovému mnoţství zpracovaného odpadu a získané drti.
21
Obr. 7-3 Zkušební stanice pro zkoušení segmentu pneumatiky
Obr. 7-4 Otevřená stanice
22
Obr. 7-5 Rozpad bočnice pneumatiky
Pro vyhodnocení kinetiky reakce je působení ozónu na pneumatiku velmi pomalé. Pro studium základních mechanismů proto byla pouţita skleněná nádoba o objemu 0,7 l a jako vzorek poslouţily pryţové gumičky navlečené na zkušební váleček. Agresivní působení ozónu na pryţ ukazuje obr. 7-6.
Obr. 7-6 Gumička o průměru 1 mm po 10 s expozice v ozónu Bylo zjištěno, ţe při vyšší teplotě dochází k rychlejšímu rozpadu pryţe, a nejrychleji se gumičky rozpadaly při prodlouţení 1,2 původní délky. Při zkouškách ve firmě Procon byly ověřeny parametry ozonizéru, který dosahoval maximální koncentrace 190 mg O3/l. Se zvyšováním mnoţství kyslíku koncentrace ozónu klesá, ale jeho mnoţství je téměř nezávislé na průtoku kyslíku. Na základě dílčích zkoušek se segmentem pneumatiky bylo rozhodnuto, ţe je nutno navrhnout takový mechanismus namáhání, při kterém budou, pokud moţno rovnoměrně, deformovány všechny části pneumatiky. Vzhledem k různé tuhosti jednotlivých částí pneumatiky, k jejich tloušťce a deformovatelnosti pláště to není jednoduchý úkol. Na Ústavu konstruování byl navrţen nový způsob namáhání pneumatiky, který by mohl být pouţit i v konstrukci zkušební stanice. Navrţený princip je patrný z obr. 7-7.
Obr. 7-7 Princip namáhání a deformace pneumatiky Pneumatika 1 je napínána mezi hnacím 2 a hnaným tvarovým vřetenem 3, přičemţ hnací vřeteno bude opatřeno ţebrováním, které zamezí prokluzování pneumatiky. Hnané vřeteno se můţe napínat a tím namáhat pneumatiku na tah, zároveň ji bude natahovat do šířky. Protoţe namáhání běhounu by bylo nedostatečné, doléhá ke hnacímu vřetenu přítlačný válec 4, který deformuje běhoun. Podle tohoto principu byla v rámci diplomové práce [40] navrţena a vyrobena zkušební stanice pro zkoušení namáhání pneumatiky velikosti 13“ aţ 15“ s cílem získat základní informace o deformacích, silách a momentech. Pneumatika dle obr. 7-8 je napínána mezi dvěma rotačními vřeteny. Hnací ţebrované vřeteno 1 je nepohyblivé vzhledem k rámu zařízení 2, hnané vřeteno 9 je i s loţisky 3 uloţeno posuvně. Je napínáno příčníkem 4, který se pohybuje po rámu pomocí napínacího šroubu 5 a matice 6. Běhoun lze ještě deformovat posuvným válcem 7 pomocí napínacích šroubů 8. Při ručním otáčení
23
hnacím vřetenem při současném napínání hnaného vřetene dochází k natahování pneumatiky v radiálním směru a zároveň k jejímu roztahování ve směru axiálním. Obr. 7-9 ukazuje zkušební zařízení vyrobené a odzkoušené v dílnách Ústavu konstruování. Skutečné deformace pneumatiky při natahování jsou patrné z obr. 7-10.
Obr. 7-8 Zkušební stanice pro zkoušení namáhání pneumatiky
Obr. 7-9 Vyrobená zkušební stanice
Obr. 7-10 Natahování pneumatiky mezi vřeteny
24
Na této stanici bylo provedeno měření deformací, sil a momentů. Naměřené hodnoty byly vyuţity pro návrh zkušební stanice s elektropohonem a ozónovou atmosférou. Měřeny a počítány byly veličiny podle obr. 7-11.
Obr. 7-11 Princip měření veličin Vzhledem k rozdílné konstrukci byly vybrány tři pneumatiky s ukončenou ţivotností od různých výrobců a na nich provedena měření. Momenty M1 a M2 byly měřeny pomocí momentových klíčů s přesností ±10 %. Naměřené rozměry pneumatik jsou pouze orientační, protoţe se pneumatiky během otáčení deformují a při kaţdém pootočení mají poněkud jiný rozměr. Měření bylo provedeno na těchto pneumatikách: Barum Brillantis 165/70 R13 83T XL Radial Tubeless Michelin Energy 175/70 R13 82T-XT1 Radial XSE First Stop Winter 175/65 R14 82T Tubeless Radial 3YEX J3W. Shrnutí výsledků měření. Na obr. 7-12 aţ 7-14 je provedeno porovnání závislostí A1, B1 a M1 na F všech tří pneumatik. Z grafu je zřejmé podobné chování všech tří pneumatik - podobné síly potřebné k nataţení pneumatiky a podobné krouticí momenty potřebné k rotaci pneumatiky. Lze tedy odhadovat, ţe podobné síly budou potřeba i pro jakékoliv jiné běţné pneumatiky s rozměrem 13“ a 14“.
25
A1 [mm]
Rozměr A1 v závislosti na F 660
165/70 R13 Barum
640
175/70 R13 Michelin
620
175/65 R14 First
600 580 560 540 0
2000
4000
6000
8000
10000 12000
F [N]
Obr. 7-12 Závislost rozměru A1 na taţné síle F B1 [mm]
Rozměr B 1 v závislosti na F
580 560 540 520 500 480 460 440 420 400
165/70 R13 Barum 175/70 R13 Michelin 175/65 R14 First
0
2000
4000
6000
8000 10000 12000 F [N]
Obr. 7-13 Závislost rozměru B1 na taţné síle F M1 [Nm]
Kroutící moment M1 v závislosti na F
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
165/70 R13 Barum 175/70 R13 Michelin 175/65 R14 First
0
2000
4000
6000
8000 10000 12000 F [N]
Obr. 7-14 Závislost momentu M1 na taţné síle F 7.2.2 Zkušební stanice pro zkoušení celé (nedělené) pneumatiky Na základě těchto měření byla provedena přestavba stávající zkušební stanice pro zkoušky v ozonové atmosféře. Přestoţe původní stanice nebyla určena pro zkoušky v ozónu, ale jen pro odzkoušení vhodného namáhání, podařilo se stanici přestavět tak, aby bylo moţno pouţít elektropohon a aby byl vnitřní prostor s ozónovou atmosférou minimalizován a dobře utěsněn. Konstrukční úpravy i výroba byly realizovány v dílnách Ústavu konstruování VUT-FSI. Vyrobená a odzkoušená stanice dle obr. 7-15 byla předána do firmy Lifetech s.r.o. k dalším experimentům. Zařízení bylo doplněno ozonizérem s výkonem 500 g O3/h, detektorem ozónu a katalytickým destruktorem zbytkového ozónu.
26
Obr. 7-15 Zkušební komora pro ozónovou degradaci pneumatik Zkoušky byly prováděny s celými 14“ pneumatikami při různých koncentracích ozonu. Byla nastavena i maximálně moţná koncentrace, které lze v průmyslovém měřítku pouţít. V průběhu zkoušek bylo zjištěno, ţe změna koncentrace nad limitní stav nemá tak zásadní vliv na rychlost rozpadu pneumatiky, jako vhodné mechanické namáhání. Proto byla provedena úprava přítlačného válce dle obr. 7-16 a tím došlo k namáhání větší plochy běhounu a zvýšilo se mechanické namáhání celé pneumatiky u stávajícího systému. K rozpadu běhounu a bočnic pneumatiky došlo během cca 1 hodiny. Za tuto dobu se z pneumatik odstranilo 85 aţ 90 % pryţe. Jedná se o téměř čistou pryţ – viz obr. 7-17. Jako odpad dále zůstává ocel, kostrový materiál - tkanina a asi 15 % vnitřní pryţe.
Obr. 7-16 Úprava přítlačného válce
Obr. 7-17 Rozpadlá pryţ pneumatiky
Firma Liftech provedla řadu měření a experimentů s drtí z rozpadlých pneumatik za účelem stanovení potřebných parametrů pro konstrukci nové linky a vypracovala podklady pro vymezení bezpečnosti provozu celého zařízení pro ozónovou degradaci pryţe. Výsledky jsou uvedeny v Závěrečné zprávě projektu [41].
27
Provedená měření firmou Lifetech: - Stanovení zrnitosti a sypné hustoty. - Základní chemický rozbor. - Stanovení spalného tepla a výpočet výhřevnosti. - Stanovení minimální teploty vznícení rozvířeného a usazeného prachu. - Stanovení spodní meze výbušnosti rozvířeného prachu. - Stanovení rychlosti šíření hoření pryţe v kyslíku a ozónu. - Stanovení rychlosti šíření hoření v závislosti na koncentraci kyslíku. - Tepelné zabarvení reakce pryţe s ozónem.
8
ZÁVĚR
Na základě dosud provedených experimentů lze jednoznačně tvrdit, ţe technologie recyklace pneumatik zaloţená na vyuţití ozónu je perspektivní a je třeba v tomto směru provést další laboratorní a poloprovozní zkoušky. Dosaţené výsledky naznačují, ţe jde o technologii, která bude mít niţší provozní náklady na recyklaci pneumatik proti mechanickému drcení. Během tohoto procesu dochází k modifikaci povrchových vlastností pryţe, které se ukazují jako výhodnější oproti stávajícím technologiím pro další aplikace. Recyklovaná pryţ, získaná pouze mechanickým drcením, se pouţívá při míchání nových směsí pro pneumatiky pouze jako plnivo a tím je její procentuální mnoţství značně omezeno. Recyklovaná pryţ, která je devulkanizovaná (byť jen částečně), je znovu schopná vulkanizace a její mnoţství ve směsi lze podstatně zvýšit. To má význam zejména při výrobě vysoce kvalitních pryţí pro pneumatiky. Aby recyklovaná pryţ byla pro výrobce pneumatik atraktivní, musí být znám její původ. To by znamenalo nejen třídění pneumatik podle velikosti, stáří a druhu (zimní, letní), ale i to, ze které části pneumatiky pryţ pochází, například běhoun, bočnice, vnitřní pryţ atd. I třídění podle výrobce by přispělo k přesnější identifikaci sloţení recyklátu a moţnostem jeho pouţití, zejména při výrobě pneumatik. Toho by bylo moţné dosáhnout devulkanizací pryţe odrásané z běhounu a bočnic takto vytříděných pneumatik. Při konstrukci zkušebních stanic a vlastních experimentech byla získána řada poznatků a zkušeností, které lze uplatnit při konstrukci nové linky pro ozónovou degradaci pryţe z pneumatik. Tato problematika je natolik závaţná z ekologického hlediska, ţe kaţdé vylepšení stávajících technologií je velkým přínosem pro ochranu ţivotního prostředí.
POUŢITÁ LITERATURA [1] ETRA European Tyre Recycling Association (on line). (cit. 2009-06-13). URL:
. [2] Centrální registr vozidel ČR (on line). (cit. 2009-12-01). URL:
. [3] Skladba pneumatiky (online). (cit. 2009-04-01). URL: . [4] ŠPAČEK, J. Technologie gumárenská a plastikářská II. 2. vyd. Zlín: VUT v Brně, 1987. [5] MALÁČ, J. Gumárenská technologie I – suroviny, směsi, zkoušení. I. vyd. Zlín, 2005. [6] Základní ukazatele vlastností pneumatik (online). (cit. 2008-10-31). URL: . [7] Cross-link (online). (cit. 2009-04-01). URL:
28
. [8] Statistická ročenka životního prostředí České republiky 2008 (online). (cit. 2009-10-01). URL: . [9] Council Directive 99/31/EC of 26 April 1999 on the landfill of waste (online). (cit. 2009-1201). URL: . [10] Directive 2000/53/EC of the European parlament and the Council of 18 September 2000 on end-of life vehicles (online). (cit. 2009-12-01). URL: . [11] Directive 2000/76/EC of the European parlament and the Council of 4 December 2000 on the incineration of waste (online). (cit. 2009-12-01). URL: . [12] Zákon č. 185/2001 Sb., o odpadech a o změně některých dalších zákonů, ve znění pozdějších předpisů. [13] Vyhláška Ministerstva životního prostředí č. 237/2002 Sb. o podrobnostech způsobu provedení zpětného odběru některých výrobků. [14] Plán odpadového hospodářství České republiky. Příloha k nařízení vlády č. 197/2003 Sb. [15] SHULMAN, V. L; ETRA, Trends in Tyre Recycling (online). (cit. 2009-12-01). URL: . [16] PEŇÁZOVÁ, M.; KOTRČOVÁ, J.; PEŇÁZ, P. Zpráva projektu VaV Recyklační programy za rok 2002, 2003. [17] ROSINA, Š.; PREKOP, Š.; aj. Gumárska technológia III. GC TECH Půchov, 2005, 221 s. [18] MOLDOVÁN, G. Initial impacts of implementing the landfill directive. (CD-ROM). ETRA Conference on Tyre Recycling. March 2004, Brussels. [19] Fluidní separace (online). (cit. 2008-04-15). URL: [20] BEDJUKH, A.: The ozone-dynamic method in recycling of post-consumer Aires. (CDROM). ETRA Conference on Tyre Recycling. March 2004, Brussels. [21] Montstav (online). (cit. 2009-12-01. URL: < http://www.montstav.cz/>. [22] Fimrite, D. E.: Recycled Rubber. (CD-ROM). ETRA Conference on Tyre Recycling. March 2004, Brussels. [23] SIMM, J. Re-use of tyres in coastal and river engineering -progress update. (CD-ROM). ETRA Conference on Tyre Recycling. March 2004, Brussels. [24] Protihlukové stěny (online). (cit. 2009-12-01. URL: . [25] Antivibrační rohoţe AR BELAR (online). (cit. 2009-12-01. URL: . [26] VERHOEF, A. J. Association vaco dutch association for the tyre and wheel business & industry. (CD-ROM). ETRA Conference on Tyre Recycling. March 2004, Brussels. [27] Norné stěny (online). (cit. 2008-04-15). URL: . [28] Green Rubber (online). (cit. 2009-12-01. URL: . [29] ZAMIR, R.: Initial impacts of implementing the landfill directive. (CD-ROM). ETRA Conference on Tyre Recycling. March 2004, Brussels. [30] COLLINS, K. The environmental impact of waste tyres used in marine construction. (CDROM). ETRA Conference on Tyre Recycling. March 2004, Brussels. [31] FUKUMORI, K.; MATSUSHITA, M.; MOURI, M. et al. Dynamic devulcanization and dynamic vulcanization for recycling of crosslinked rubber. KGK-KAUTSCHUK GUMMI
29
KUNSTSTOFFE. Volume: 59, Issue 7-8, Pages 405-411. Jul-Aug 2006. [32]
Requirements for Levgum's Technology (online). (cit. 2009-12-01. URL:
[33] Mikrovlnná vulkanizace a devulkanizace (online). (cit. 2009-12-01. URL: . [34] Reverzní polymerace (online). (cit. 2010-12-01. URL: . [35] Na pneumatiky ozónem. Ihned.cz (online). (cit. 2009-12-01. URL: . [36] GUTFREUND, E.; JENÍČEK, J.; LUKESCH, P.; REJČ, O.; ŘÍHA, J.; ŠŮS, J. Zařízení pro zpracování průmyslového pryžového a plastového odpadu. Patentový spis č. 284889, Úřad průmyslového vlastnictví, Praha, 1999. [37] PAUER, V.; ŘÍHA, J.; JENÍČEK, J. Zařízení pro vstup předmětů do komory naplněné plynným médiem. Patentový spis č. 289932, Úřad průmyslového vlastnictví, Praha, 2002. [38] PAUER, V.; ŘÍHA, J.; JENÍČEK, J. Zařízení pro kontinuální odvádění náplně z komory s plynným médiem. Patentový spis č. 289899, Úřad průmyslového vlastnictví, Praha, 2002. [39] GUTFREUND, E.; JENÍČEK, J.; REJČ, O.; ŘÍHA, J.; ŠŮS, J.; LUKESCH, P. Spodní válce zařízení pro zpracování průmyslového pryžového a plastového odpadu. Uţitný vzor č. 9130, Úřad průmyslového vlastnictví, Praha, 1999. [40] PÍZA, T. Zkušební komora pro ozónovou degradaci pneumatik. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inţenýrství, 2008. 72 s. Vedoucí diplomové práce Ing. Jan Brandejs, CSc. [41] Ţďas, a.s. Závěrečná zpráva projektu FT-TA3/130 Výzkum a vývoj strojního zařízení pro ozónovou destrukci pryže z pneumatik, Ţďár nad Sázavou, 8/2008.
ABSTRAKT Práce zachycuje aktuální trendy v oblasti nakládání s pouţitými pneumatikami. Podává přehled o platné legislativě v EU a v ČR a související problematice. Podrobně se zabývá moţnostmi recyklace sesíťovaných polymerních materiálů s vyuţitím ozónové degradace, vhodným způsobem zatěţování pneumatiky, konstrukcí zkušební stanice a stanovením podmínek degradačního procesu.
30
