Ska en tekniskt avancerad process beskrivas på ett enkelt sätt kan gummitillverkning liknas vid att baka bullar. Gummipolymerer, mjukgörare (oljor), fyllnadsämnen (kimrök), acceleratorer och andra kemiska ingredienser blandas i en mixer och sedan knådas blandningen i ett valsverk.

En slitstark och elastisk gummiprodukt blir det dock först efter att polymererna tvärbundits vid hög temperatur i en ugn. Processen kallas vulkanisering och kan jämföras med gräddningen av bröd. Genom att variera receptet kan gummiprodukter med olika egenskaper framställas. På detta sätt tillverkas både välkända produkter som skosulor, däck och tennisbollar och tekniskt avancerade polymerer, som exempelvis används i flygindustrin och på oljeriggar.

I artikeln ”Patent på ekologiskt gummi” ställde vi oss frågan vart alla gamla bildäck tar vägen. Uppskattningsvis kasseras det varje år i Europa 250 miljoner däck och det rör sig därför om ett avfallsproblem av betydande dimensioner. Trots att gummiindustrin har mer än 150 år på nacken är det ännu ingen som hittat den ”perfekta” metoden att återvinna och återanvända kasserade gummiprodukter. Att ta tillvara energin i gummit fungerar i vissa sammanhang, men när det gäller att återvinna gummits beståndsdelar finns det ett antal olösta metodproblem.

Baka bullar baklänges

Låt oss nu återvända till bullbaket och granska en metod som bygger på att baka bullar baklänges. Tänk dig att du stoppar in den färdigbakade bullen i ugnen igen och ut kommer ingredienserna. Varför man skulle göra detta med goda bullar är naturligtvis obegripligt, men för en gummiprodukt skulle baklängesmetoden kunna ge både miljönytta och affärsnytta. Processen kallas pyrolys och används sedan länge för att återvinna däck och andra gummiprodukter. I sådana sammanhang har den konventionella metoden ett antal tekniska och säkerhetsmässiga brister. Uppfinnaren Bengt-Sture Ershag har revolutionerat pyrolystekniken och inom ramarna för bolaget Scandinavian Enviro Systems AB (SES) kommersialiseras nu den nygamla återvinningstekniken.

Pyrolys på nytt sätt

Pyrolys (torrdestillation eller Carbonizing by Forced Convention; CFC) bygger på principen att ett material upphettas utan syre i en reaktor och efterhand som processen pågår sönderdelas materialet i olika fraktioner. Fraktionerna består vanligtvis av gaser, flytande ämnen och en fast återstod. Fraktionerna kan separeras från varandra och redan på 1700-talet användes pyrolys för att tillverka koks från kol. Ett mer modernt exempel är pyrolys av lövträ som resulterar i träkol, som bland annat kan användas i trädgårdsgrillen.

Fraktioner som kan återvinnas vid pyrolys av ett däck.

Man kan kanske anse att en metod som använts sedan 1700-talet borde vara färdigutvecklad och vara möjlig att använda i alla möjliga sammanhang. Så är inte fallet och börjar man att pyrolysera gummiavfall upptäcker man ett antal metodproblem:

  • Det återvunna materialet kan bli inhomogent. I praktiken innebär detta att materialegenskaperna inte blir acceptabla för användning i mer tekniskt krävande applikationer.
  • Skulle syre läcka in processutrustningen finns det risk för explosion. Konventionell pyrolys av gummi medför dessutom risk för att operatörerna exponeras för olika kemiska ämnen.
  • Processen är energikrävande och arbetsintensiv.

Bengt-Sture Ershags slutna pyrolysprocess för återvinning av däck innehåller ett antal förbättringar jämfört med de tidigare metoderna. Förbättringarna rör effektivitet, säkerhet och ekonomi. Med en sluten process minimeras risken för att syre läcker in och att utrustningen exploderar. Vidare blir arbetsmiljön bättre. Pyrolysen kan pågå dygnet runt med automatisk övervakning vilket minskar behovet av bemanning.

Reaktorn fylls med finfördelade däck. Därefter töms den på luft och via en värmeväxlare blåses het gas in. Värmeenergin fördelas därmed på ett effektivt sätt till materialet som ska pyroliseras.

Den viktigaste förbättringen rör energieffektiviteten och bygger på att den energi som processen genererar i startfasen utnyttjas i de senare processtegen. Energibäraren är den gas som frigörs när de kasserade däcken uppvärms. Den heta gasen tillförs materialet i den slutna reaktorn och temperaturen stiger mycket snabbt till 600°C. Uppvärmningen tar faktiskt bara 1 sekund och processen är tjugo gånger mer energieffektiv än de konventionella metoderna. Resultatet blir homogena fraktioner av kol, stål och olja. Processen gör det också möjligt att pyrolysera 4 – 5 ton gummiavfall vid ett tillfälle (batch). I en sådan anläggning kan därför 30 ton gummi återvinnas per dygn, vilket är fördelaktigt ur processekonomisk synvinkel. Slutligen innebär Ershags metod att tillföra energi att risken för att materialet bränner fast i reaktorns väggar minskar. Arbetsinsatserna för rengöring och underhåll blir därmed lägre och det blir också lättare att byta till en annan typ av gummimaterial vid nästa återvinningstillfälle.

Många användbara produkter från kasserade däck

”Vår pyrolysprocess är lönsam”, säger Ola Ekman som är VD för Scandinavian Enviro Systems.
”Förutom att vi tar hand om gasen och återanvänder den för att värma processen, så tar vi hand om den olja som används som mjukgörare i däcken. Oljan kan krackas (destilleras) och återanvändas till olika slutprodukter”, fortsätter Ola. ”Däcken innehåller även andra material som är intressanta ur återvinningssynpunkt. Stål används för att förstärka däcken och kimrök (carbon black) används som fyllnadsmedel. Kimrök är det ämne som gör däcken svarta”, berättar Ola Ekman. ”Vid pyrolysen separeras kimröken från stålet med hjälp av en magnet.
Kimröken efterbehandlas i en kvarn som delar upp den i ännu mindre fraktioner. Resultatet blir en produkt som kan användas för nya däck, som trycksvärta, eller för infärgning av svarta plastdetaljer”, konstaterar Ola.

”Återvinning av kimrök är inget som är accepterat av gummibranschen idag. Men de tester vi gjort, bland annat vid ett laboratorium i gummiindustrins vagga Acron i USA, visar att kvaliteten på vår slutprodukt är tillräckligt bra. Vår process kan revolutionera däckindustrin”, avslutar Ola Ekman.

Långsiktigt utvecklingsarbete

Som de flesta innovationsprojekt är det lång tid mellan ursprungsidé och en storskalig industriell process. Pyrolysmetoden såg dagens ljus 1994 men det är först nu som tester i laboratorier och pilotanläggningar resulterat i en fullskalig produktionsmetod. Ett antal länder och företag visar stort intresse för metoden och för närvarande testkörs processen i en demonstrationsanläggning i Göteborg. Under slutet av 2011 kommer en fullskaleanläggning med kapacitet att återvinna 10 000 ton däck att tas i drift. Bara i Sverige är det ungefär 80 000 däck per år som behöver återvinnas så det lär inte bli brist på råvaror i anläggningen.

Pyrolysmetoden går även att använda i många andra sammanhang, exempelvis återvinning av beståndsdelarna i elektronikskrot, bilar och skrotade vingar från vindkraftverk. Metoden fungerar även för återvinning av biologiskt material. Ur hönsspillning kan man få fram rena fraktioner av biogas, bioolja och ”biokol”. Det senare är ett näringsrikt jordförbättringsmedel.

Artikeln publicerad i juni 2011