גישות חדשניות למחזור ולעבד חומרים מרושעים מול חומרים

הקדמה: The Imperative for Scrap Compression מול Recycling

עובש קומפרספרסוני הוא תהליך ייצור נרחב לייצור חלקים מורכבים ופלסטיקיים גבוהים - החל לוחות גוף רכב ועד אינסטלטורים חשמליים.אבל התהליך מייצר גרדיטה משמעותית: חלקי חילוף, פלאש מנקודות עובש, בזבוז סטארט-אפ, וחומרים פגומים שאינם עומדים בתקני איכות מבחינה היסטורית, הרבה מהגרדות האלה בסופו של דבר הגיעו למזומנים, תוך סיכון ותורמים לעומס סביבתי, הם רק כדי לחץ סביבתי, כדי הפעלת לחץ סביבתי.

שוק עובש הדחיסה העולמי מוערך ביותר מ -30 מיליארד דולר, ושיעורי הגרדונים יכולים להגיע ל 10-20% בהתאם למורכבות חלקית ולתהליך בגרות.Recovering אפילו חלק מהחומר הזה יכול להביא חיסכון בעלויות משמעותיות ולצמצם את טביעת הרגל של פחמן. מאמר זה חוקר את הטכניקות האחרונות שהופכות את ניהול גרוטאות בדחיסה, החל ממחזור מתקדם וכימיקלי לתוסף ושיקום מכני משופר.

שיטות מחזור מסורתיות: מגבלות של הנדסת מכונות

במשך עשרות שנים, הגישה הסטנדרטית למחזור של גרדטת עובש דחיסה כבר מחזור מכני של חומרי Scrap - mosets, thermoplastics, סיבים-reinforceed מרוכבים - נאספים, לנקות, וקרקע לתוך צורה גרנרית המכונה regrind. זה regrind הוא אז מעורב עם חומר בתולה במדים שונים ושימוש מחדש במחזורים חדשים של עובש.

בעוד פשוט, שחיקה מכנית יש חסרונות משמעותיים. הראשון, תהליך שחיקה יכול לגרום לסיבים לפרוץ במתחים חזקים, צמצום המאפיינים המכניים של החומר המחזר. השני, זיהום מציונים חומרים שונים או צבעים יכולים להפיג איכות.שלישי, חומרים תרמוסט (למשל, phenolic resins, epoxies, SMC / B) לא יכול להיות מסוגל לרוקן מחדש כמו חיתוך חומרים פגומים לעתים קרובות.

הגבלה נוספת היא חוסר עקביות של איכות regrind.ללא תצורה מדויקת, זרמים regrind עשויים להכיל תערובת של חומרים עם טמפרטורות נמסות שונות, אורך סיבים, חבילות תוספים, המוביל לביצועים בלתי צפויים.כתוצאה, יצרנים בדרך כלל להגביל תוכן קבוע עד 10-20% כדי להימנע מפגמים.

גישות חדשניות ב Scrap Reמעבד

1. טכנולוגיות מתקדמות ל-Mattual

הצעד הראשון בהחזרות יעילה הוא הפרדה בין גרוטאות על ידי סוג חומר, חיזוק ורמת זיהום. הפרדה ידנית מסורתית או צפיפות מבוססת צפיפות היא איטי וטעייה. טכנולוגיות חדשות מאפשרות כיום מדויק מאוד, גבוהה באמצעות חישוב.

(FLT:0) Near-infrared (NIR) spectroscopyFLT:1 יכול לזהות במהירות סוגים פולימרים על ידי ניתוח של ספקטרום אור משתקף מערכות הדמיה היפר-ספקטרום להרחיב את היכולת זו כדי לזהות ממלאים, סיבים, ואפילו ניסוחים ספציפיים של שרף מחדש חומרים.לדוגמה, קו מיון מצויד עם מצלמות hyperspectral יכול להבדיל SMC (תבנית גלימת) מ-תרכובת BMC (תרכובת) ו-תרכובת חומרים אלה, שיפור דיוקים תואמים את התואמים את התרכובת פחמן-תרכובת פחמן-תרכובת פחמן-חומרים סגסוגת בנפרד.

(FLT:0) sensor מבוסס מיון 1 (FLT:1) באמצעות שידור רנטגן (XRT) או לייזר-הפצה ספקטרום (LIBS) יכול לזהות מתכות, להבות, או תוספים אחרים שעשויים לסווג חומר ממוחזר. אלגוריתמי אינטליגנציה מלאכותית משפרים עוד יותר את מיון על ידי למידה לזהות סוגים שונים המבוססים על צורה, צבע, ומרקם.

מערכות מיון מתקדמות אלה פרוסות כעת בקנה מידה תעשייתי.לדוגמה, חברות כמו FLT:0TOMRARARARARAFLT:1 מציעים פתרונות מיון עבור פלסטיק אשר להשיג > 95% טוהר, החלת טכנולוגיה זו כדי להטמיע גרדיטה יכול ליצור הזנות נקייה עבור מחזור באיכות גבוהה, צמצום הצורך בחומר בתולה.

טכניקות למחזור כימי עבור Thermosets

מחזור מכני של תרכובות thermoset הוא מאתגר במיוחד כי ממטריקס חוצה קישור לא יכול להיות remeled. Chemical recycling מציע דרך לשבור את האג"ח מקודש אלה לשחזר מונומרים יקר, oligomers, או אפילו סיבים שלמים.

(FLT:0SolvolysisFLT:1 משתמש בפתירים - מים (hydrolysis), אלכוהול (אלקוויהזה), או גליקולס (גליקוזה) - בטמפרטורות גבוהות ולחצים כדי ליישב את השרף.עבור SMC מבוסס פוליסטר, volysis קטליטי יכול לשחזר את המונות המקוריים (למשל, טוהר גבוה), עם טוהר גבוה יותר, לאחר מכן, יכול להיות טוהר טוהר גבוה.

(FLT:0)PyrolysisFLT:1 מחמם את גרוטאות בסביבה נטולת חמצן כדי להיפטר ממטריקס אורגני לתוך שמן פירוז, גז, וכריזה: שמן ניתן לטבול לתוך נזינות כימי או דלק, ואת הסיבים הנקיים (זכוכית או פחמן) ניתן להחזיר ולהשתמש בהם מחדש במשאבים חדשים.

(FLT:0Microwave-assisted RecyclingFLT) 1 הוא גרסה מתפתחת המזרזת את depolymerization על ידי שימוש במיקרוגל לרכיבים סלקטיביים חום, צמצום צריכת האנרגיה וזמן העיבוד.מחקר מציין כי גליקולאז מיקרוגל יכול להשיג התאוששות סיבים עם פחות השפלה מאשר שיטות תרמיות קונבנציונליות.

ההמולה העיקרית של מחזור כימי עולה: זה דורש ציוד מיוחד, זרז ואנרגיה.עם זאת, כמו עלייה בנפח וטכנולוגיה בוגר, עלויות נופלות. עבור גרוטאות ערך גבוה, כגון סיבים פחמן מוגדלים בשימוש בתעופה, מחזור כימי כבר קיימא מבחינה כלכלית.

הפקה: Additive Manufacturing for Scrap Reuse

במקום להחזיר חומרים באמצעות עיבוד קונבנציונלי, כמה יצרנים משתמשים בייצור תוספים (3D הדפסה) כדי להמיר ישירות לתוך מוצרים חדשים שימושיים. גישה זו מבטיחה במיוחד עבור thermoplastics ו thermoplastics המשמשים בתבנית.

(ב) [13] ייצור של FFF)IFLT (FFF)BuildFLT) 1 משתמש בפלים ממוחזרים או סדקים שנעשו מחיתוך מחדש של גרדיטה עובש.חברות כמו FLT:2RepliqueFLT 3:2RepliqueFLT 3: מציע שירותים לייצר איכות 3D הדפסה חלקיקים מפסולת תעשייתית.

(FLT:0)Direct trtrusionFLT:1 מערכות לעקוף את הצעד של ביצוע ה- filament, האכלה regrind ישירות לתוך מדפסת 3D. זה מקטין את תהליכי עיבוד ושימוש באנרגיה.מדפסות כמו Gigabot X מ- re:3D יכול להדפיס עם אגן של פוליפרופילן ממוחזר או ניילון-6, אשר משמשים בדרך כלל בתבנית.

עבור תרמוסטים, ייצור תוספת מאתגר יותר, אבל מחקר לתוך ⁇ :0 â € ⁇ -ink-write (DIW) MPEGFLT:1 הדפסה של שרף טרום-cure ותערובת סיבים קצוצים הוא התקדמות. Scrap הוא קרקע אבקה דק מעורבב עם כבל ליצור פסד מודפס.

ייצור תוספתי מאפס לא רק מפחית פסולת, אלא גם מקצר שרשראות אספקה. יצרנים יכולים לשמור על גרד ולהשתמש בו כדי להדפיס חלקי חילוף או כלי מותאם אישית, להפחית את זמני ההובלה ופליטות המשלוח.

4.שיפור עיבוד מכני עם שחזור כוח מחדש

מעבר לטחון, טכניקות מכניות מתקדמות נועדו לשמר את אורך הסיבים ולצמצם את אובדן הרכוש במהלך עיבוד מחדש. שחיקה ציוגנית מתקדמת של חנקן נוזלי לחומרי brittle, המאפשר שבר נקי יותר לאורך ממשקי סיבים.זה מייצר חלקיקים עם שמירה ארוכה יותר בהשוואה לחניקה מטבולית.

(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

(ב) הפרדה בין ה- 0 ל-Fiber באמצעות סיווג אווירי (FLT:103) או (FLT:2hydrocyclonesFLT 3: 3) יכול לשחזר סיבים מפסולת SMC/BMC.הסיבים המוחזרים יכולים להיות מפורשים מחדש לתוך מערכות רזס חדש, בעוד הסיבים הם בדרך כלל קצרים יותר מאשר בתולה, הם עדיין יכולים לספק חיזוקים ללא מבנה או חצי ליטרים כמו חלקיים:

יתרונות של מחזור חדשני

אימוץ שיטות מחזור מתקדמות מניב יתרונות מרובים עבור פעולות עובש:

• (FLT:0)השפעת הסביבה: FLT:1 פיזור מקרקעות מורידים פליטות גזי חממה ומגזרים חומרים גולמיים.מחזור כימי של תרמוטס יכול להשיג הפחתה של טביעת רגל פחמן של 30-60% בהשוואה לייצור בתולה.
• (FLT:0) חיסכון מצטבר: 1FLT חומרים משעשעים מפחיתים את רכישת שרף ותמרים יקרים של בתולה, גם בקצב של 15% דחיסה, עיבוד צמחי בינוני של 1,000 טון בשנה יכול לחסוך מאות אלפי דולרים בשנה.
• (FLT:0) קיימות מוצרים: FLT:1 יצרנים יכולים לשווק מוצרים המכילים תוכן ממוחזר, עמידה בדרישה הגוברת של OEM וסוף הצרכנים עבור סחורות בר קיימא.זה יכול לפתוח הזדמנויות עסקיות חדשות ותמחור פרימיון פקודה.
• (FLT:0) איכות החומרית והעקביות: אנדרל 1 (המתקדמים במיין והפרדה להבטיח כי תרכובות ממוחזרות לשמור על תכונות עקביות, ומאפשרות יחסים גבוהים יותר (עד 50% או יותר) ללא התאמה של ביצועי חלק.
• (FLT:0) ציות לתקנות ניהול הפסולת של האיחוד האירופי: 1.FLT:1 תקנות ניהול הפסולת של פסולת (למשל, ה- End-of-Life Vehicles של האיחוד האירופי, תוכנית הפעולה של הכלכלה המעגלית) דורשות יותר ויותר יצרנים להפגין שיעורי מחזור גבוהים.

היתרונות האלה תואמים את עקרונות הכלכלה המעגלית, שבו החומרים מתפשטים בלולאות סגורות ולא לאחר נתיב ליניארי של נטילת-איפור-ניטריד עובש, פעם אחריות, הופך למשאב יקר.

אתגרים ושיקולים

למרות ההבטחה, מספר אתגרים נותרו.FLT:0;0; כדאיות כלכלית של ההרחבה 1:1 תלוי נפח גרד, ערך חומרי, ומחזור עלות. עבור מקרשים נמוכים, מחזור כימי עשוי עדיין להיות יקר מדי; מחזור מכני עם אובדן רכוש עשוי להיות האפשרות היחידה האפשרית.

(FLT:0) שימורים פרופורציה:1 הוא דאגה מרכזית.חזור מחזור חוזר - במיוחד עבור thermoplastics - כי ירידה במשקל מולקולרית וניכוי תוספת. יצרנים חייבים לפקח על ביצועי התוכן ממוחזר באמצעות בדיקות קפדניות עשוי להיות צריך להתמזג עם חומר בתולה כדי לעמוד מפרטים.

(FLT:0)ContaminationFLT:1 מצבעים, דבקים, צינורות מתכת, או חומרים זרים יכולים להרוס אצילה של חומר ממוחזר.

(FLT:0) של תהליכי מחזור כימי עבור thermosets היה מוגבל. בעוד שצמחי הטייס קיימים, מתקנים בקנה מידה מסחרי עבור מחזור SMC / BMC עדיין נדירים.שותפות עם מחזורים מיוחדים או השקעה בטכנולוגיה באתר הם הכרחיים לאימוץ נרחב.

(FLT:0) קבלת שוק LT:1 גם משנה כמה לקוחות עשויים להיות חסרי מוטיבציה להשתמש בחומרים ממוחזרים בחלקים קריטיים או אסתטיים.הקרנות וסטנדרטים בתעשייה (למשל, ASTM D7611 עבור תוכן מפלסטיק ממוחזר) יכולים לעזור לבנות אמון.

מחקרים בנושא פעולה

תעשיית הרכב היא מאומץ מוביל.פי.פל:0 מאנה אינטרנשיונלFLT ( 1:1 ו-FLT:2Continental Structural plasticsFLT:3 הטמיעו מחזור סגור של סלפי עבור SMC בתוכניות רכב מסוימות. Regrind מחלקים מלחיצה מעורבב עם בתולה SMC עד 25% עבור משטחים שאינם מטיפוסים כמו לוחות פנימיים ולהפחית את מטרות ה-OEM תומך.

ב[[1848]] [[1924]]]] [[1924]]]]]] [[1924]]]]]] ו[[1924]]]] [[1924]]]]]] [[1924]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]]]] [[1924]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]], [[1924]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]]

בסחורות צרכניות, (FLT:0) אלקטרוניקה 1 (ElectroluxFLT:1 ), השתמש בגליקת דחיסה ממוחזרת לאחר-תעשייתית של תרכובות שואבות אבק, השגת ירידה של 20% בשימוש מפלסטיק בתולה.

מגמות וטכנולוגיות עתידיות

במבט קדימה, כמה התפתחויות מבטיחות לשפר את עיבוד מחדש של גרדוט:

• (FLT:0) תאומים ו-AI:FLT:1 ניטור בזמן אמת של הרכב ותנאי תהליך באמצעות חיישנים ולמידה מכונה יכול לייעל את הפרמטרים מיון ומחזור, למקסם את האיכות והתשואות.
• (FLT:0) מחזור מבוסס-ביו: ⁇ 1 אנזימיזציה אנזומטית של תרכובות המבוססות על פוליסטר נמצאת במחקר.שימוש באנזימים מהונדסים בתנאים קלים יכול להציע אלטרנטיבה יעילה לאנרגיה כדי solvolysis.
• (FLT:0)Distributed recycling:cioFLT:1) יחידות מחזור בקנה מידה קטן שניתן לדחוס יחד עם קווי עובש יפחיתו את עלויות ההובלה.
• (FLT:0Circular designmia:FLT:1 עיצוב תרכובות דחיסה עם מחזור בראש (למשל, באמצעות חומרים חד-פעמיים, להימנע מטיפוסים מורכבים, באמצעות כימיה ריפויית הפוכה) יפשטו את תהליך עיבוד החיים.

ההתכנסות של טכנולוגיות אלה תאפשר שיעורי מחזור גבוהים יותר ותהליכים בעלי יכולת כלכלית, מה שהופך את התעשייה קרוב יותר לייצור אפס בזבזני.

מסקנה: אי-מניע אסטרטגי

גישות חדשניות למחזור ולעיבוד חומרים של עובש מסגסוגת הופכות פסולת מבעיה למשאב. מתקדם מיון, מחזור כימי, ייצור תוספים ושיפור טכניקות מכניות שכל אחד מציע מסלולים כדי להפחית את ההשפעה הסביבתית, לקצץ בעלויות ולשפר את הקיימות. בעוד אתגרים נשארים - במיוחד סביב כלכלה ושימור נכסים - התנופה היא ברורה.

לקריאה נוספת על אסטרטגיות של מחזוריות וכלכלה מעגלית, ה-FLT:0 (Composites UKcioFLT:1 ו-FLT:2Plastics EuropeFLT 3: 3 אגודות לספק מדריכי תעשייה ומחקרי מקרה.