Le recyclage des déchets de verre feuilleté grâce aux technologies de décomposition

Date : 19 décembre 2022

Auteurs : Ľubomír Šooš, Miloš Matúš, Marcela Pokusová, Viliam Čačko et Jozef Bábics

Source: Recyclage 2021, 6(2), 26 ; https://doi.org/10.3390/recycling6020026

Le verre feuilleté est de plus en plus utilisé de nos jours. Cela s'applique à l'industrie automobile et à l'industrie de la construction. Dans les voitures, cela concerne principalement les vitres avant et arrière, tandis que dans la construction, le verre de sécurité technique est utilisé pour les garde-corps et les vitres. La tâche de ce type de verre est de fournir une résistance suffisante contre les chocs mécaniques et les intempéries. En même temps, s'il est endommagé, il doit se briser en morceaux les plus petits possibles ou, dans la mesure du possible, le verre doit rester intact sur le film intercalaire pour éviter que des éclats ne blessent les personnes et les animaux à proximité immédiate. L'article traite du recyclage du verre feuilleté, en particulier de la séparation efficace du verre (sous forme de calcin) du film intercalaire en polyvinyl butyral (PVB).

La recherche expérimentale se concentre sur la séparation mécanique du verre du film intercalaire par vibration, ainsi que sur le nettoyage chimique du film PVB afin de permettre le recyclage ultérieur des deux matériaux. Les résultats quantifient l'efficacité de la séparation mécanique sous forme de perte de poids de l'échantillon de verre feuilleté et définissent la distribution granulométrique du calcin de verre, qui est un paramètre important dans la possibilité de recyclage du verre. La recherche aboutit à une proposition de méthodologie pour la séparation du verre et du film PVB et à la conception d'équipements pour cette méthode.

L'importance du recyclage du verre est très grande d'un point de vue écologique, énergétique et technique, et par conséquent, le verre est une matière première secondaire importante sous forme de déchet. Selon les données de l'Organisation internationale des constructeurs automobiles (OICA), la production automobile mondiale est d'environ 90 millions de voitures par an. En supposant qu'un pare-brise de véhicule contient environ 13 kg de verre et 1 kg de film PVB, la quantité totale de verre pour la production de pare-brise est d'environ 1170 mil. kg et 90 millions. kg de film PVB par an. La quantité mondiale totale de films PVB produits pour les industries de l'automobile et de la construction est estimée à environ 170 millions. kg par an [1,2,3,4].

Les lignes de production de fabricants de renommée mondiale tels que Solutia, DuPont, Sekisui et Kuraray produisent des milliers de tonnes de film PVB par an pour l'automobile et la construction, qui est ensuite pressé en verre feuilleté. Dans le monde, 65 % de tous les films PVB sont utilisés dans des applications automobiles [1,4]. Les sous-produits des films PVB transformés (5%) et des films découpés (moins de 10%) doivent également être inclus dans les quantités totales produites. Cela représente une quantité totale de 105 millions de kg de déchets de films PVB par an. Selon les estimations de l'Association de l'industrie automobile de la République slovaque [5], chaque année en Slovaquie, il existe environ 13 200 t de déchets de verre plat provenant du bâtiment et du verre automobile, soit environ 3 600 t.

Les chercheurs et les entreprises de recyclage se concentrent de plus en plus sur le recyclage et la valorisation des matériaux des véhicules en fin de vie (VHU). Cela est dû à diverses directives gouvernementales et réglementations environnementales strictes, telles que la Resource Conservation and Recovery Act (RCRA) des États-Unis [6], K-REACH [7] et la directive européenne sur les VHU [4]. La directive européenne numéro 2000/53/CE représente un défi pour l'industrie automobile puisqu'elle fixe une limite de valorisation de 95 % en poids de VHU, dont 85 % par recyclage. L'industrie automobile soutient ces efforts dans tous les pays de l'UE. Cependant, le recyclage des matériaux a généralement été orienté vers des matériaux tels que l'acier et l'aluminium et non vers des déchets moins attractifs tels que les vitrages [8]. De toute évidence, il est également nécessaire d'augmenter considérablement l'efficacité du recyclage des pare-brise. L'enlèvement des vitrages est cependant mentionné explicitement dans les obligations minimales d'exploitation lors du démantèlement des VHU [9].

La priorité de valorisation devrait être la réutilisation de la matière première secondaire des déchets de verre comme matière première pour la fabrication de nouveau verre. Lorsque la matière première secondaire remplit les paramètres techniques requis, la qualité du produit est égale à un produit fabriqué à partir de la matière première. En recyclant les déchets de verre, nous économisons principalement des ressources en matières premières, de l'énergie et de l'eau et évitons la surcharge des décharges. Les besoins énergétiques de la production de verre d'emballage fluctuent autour de 4,5 à 5 GJ par tonne de verre fondu [10]. Si la proportion d'éclats dans un lot augmente de 10 %, l'intensité énergétique de la production de verre diminuera de 2,5 % (la valeur de départ est un lot de 35 % d'éclats). Pour le verre d'emballage, le facteur d'émission varie actuellement entre 350 et 400 kg CO2/t de verre en fusion. Si le lot contient 35 % de fragments, le volume des émissions de CO2 est réduit d'environ 18,5 %, et avec une part de 60 % de fragments, le volume des émissions de CO2 est réduit jusqu'à 32 % [10].

La technologie de fabrication du verre feuilleté dépend de l'utilisation d'un type d'intercalaire. Dans le processus de stratification technique, un matériau élastique avec une bonne adhérence au verre est placé entre les vitres. Les matériaux habituellement utilisés comprennent le butyral de polyvinyle (PVB), l'acétate d'éthylvinyle (EVA) ou l'ionoplaste SentryGlassPlus (SGP). Le PVB est le matériau le plus fréquemment utilisé pour la fabrication de film intercalaire en verre feuilleté. Le verre feuilleté avec film est généralement produit sous haute pression et température dans un autoclave. Deux plans de verre sont généralement reliés par un film à forte adhérence. Cependant, cette adhérence est un obstacle dans le processus de recyclage car la séparation du film feuilleté du calcin pose les plus gros problèmes.

Il est possible d'obtenir du verre propre par séparation, mais le polymère est souvent contaminé par du verre ou d'autres substances étrangères à un point tel qu'il est impropre à une utilisation ultérieure ou au recyclage et finit principalement dans les décharges. En effet, la grande quantité de verre empêche de le brûler [2]. Pour une séparation parfaite et l'obtention de phases propres du stratifié, selon la littérature [1,4,11,12,13,14], une méthode humide de séparation des couches de verre du film semble être la seule utilisable. Cela utilise l'effet inverse de la technologie de connexion - avec un mélange décroissant du film, son adhérence au verre augmente. La base de la technologie de décomposition est donc la diminution de l'adhésivité du PVB par une augmentation de la teneur en eau dans le film. Le problème avec cette méthode est l'efficacité économique de l'ensemble du processus technologique.

Sur la base de publications scientifiques et de rapports de recherche dans ce domaine [1,4,9,13,15,16,17,18,19], la technologie de séparation combinée doit toujours être utilisée pour une séparation efficace du film PVB du verre. Cela comprend un traitement mécanique par rupture du verre ou séparation du verre (avec ou sans rupture du film), suivi d'une séparation chimique sous l'influence thermique, et enfin mécanique, par exemple, nettoyage hydrodynamique, lavage et séchage. Toutes les influences technologiques mentionnées affectent les propriétés du PVB recyclé. Par conséquent, il est nécessaire de prêter attention à la recherche sur les modifications des propriétés du PVB au cours du traitement et leur impact sur le recyclage.

1.1. Utilisation et propriétés des matériaux recyclés

Le verre clair traité, sous forme de calcin, peut être réutilisé dans la fabrication de produits verriers, et il remplace les matières premières conventionnelles. L'industrie du verre bénéficie de deux avantages en recyclant le calcin de verre - le calcin est relativement moins cher que la matière première (silice) et moins d'électricité est utilisée pour le faire fondre dans le four [4]. En plus de ces avantages économiques, le recyclage du calcin permet d'économiser de nombreuses ressources naturelles.

La méthode de recyclage et l'applicabilité des calcins dépendent de leur pureté et de la taille de leur fraction. Les calcins propres plus grands conviennent immédiatement dans l'industrie du verre pour la production de produits en verre. La petite taille des fractions de verre sous forme de poudre de verre peut être utilisée avec succès pour la production de verre mousse comme isolant thermique pour les bâtiments et l'isolation acoustique. Cette application est analysée en détail dans les travaux [20,21,22]. Les propriétés de ce matériau sont également étudiées en détail dans des travaux [23,24]. Les déchets de verre de diverses fractions et puretés sont largement utilisés dans l'industrie de la construction. De nombreuses recherches scientifiques portent sur les nouvelles perspectives du verre recyclé dans le béton, les mortiers et les matériaux de construction [25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36].

Des recherches expérimentales [12] étudiant l'impact du recyclage sur les propriétés du film PVB ont montré que la réutilisation du film PVB recyclé dans le verre feuilleté est conditionnée par la quantification de la perte de plastifiant survenue lors du recyclage du pare-brise et du processus de préparation des mélanges PVB. La quantité de plastifiant affecte le rapport entre la viscosité de la phase dispersée et la matrice de PVB, qui à son tour contrôle la morphologie des mélanges de PVB et leurs propriétés.

Les résultats de la recherche scientifique [4] montrent que les caractéristiques du PVB recyclé, par rapport au PVB neuf, dépendent de l'effet de la température afin de déterminer l'aptitude à la réutilisation. Les modifications du PVB recyclé dues à la température ont été évaluées au moyen d'une analyse gravimétrique thermique (ATG). La recherche a montré que la décomposition stable du nouveau PVB commence à 200 °C, mais une décomposition rapide suit à partir de 300 °C. En revanche, le PVB recyclé a deux plages de température différentes avec une décomposition rapide, c'est-à-dire 180–350 °C et 350–550 °C. La première décomposition rapide est causée par la décomposition des plastifiants dans le PVB recyclé dans la plage de température de 180 à 350 °C. Des résultats expérimentaux très similaires sont rapportés par l'étude [1]. La perte de poids moyenne du PVB recyclé, due uniquement à la décomposition des plastifiants, était de 13,62 % dans la plage de température de 250 à 350 °C. Dans cette étude, la teneur en plastifiants du PVB s'est avérée être de 20 et 25 % en poids par spectroscopie de masse.

Les propriétés de traction étudiées d'échantillons de films PVB neufs et recyclés rapportés dans le travail [1] ont été mesurées à température ambiante sur des échantillons de traction standard sous la forme d'un "haltère". Ils ont été coupés directement des films. Le PVB recyclé et le nouveau PVB avaient des propriétés très similaires, mais le PVB recyclé atteignait une résistance à la traction plus élevée. La recherche a montré que le matériau recyclé ne différait pas significativement des polymères PVB d'origine car ils avaient une composition chimique et une fraction pondérale de plastifiant similaires. Les matériaux originaux et recyclés peuvent être mélangés, alors qu'il n'y avait pas d'incompatibilités entre les différentes variétés. Des problèmes peuvent survenir en raison de la perte de plastifiant à partir de matériaux recyclés en fonction des conditions de traitement sélectionnées. Cependant, l'ajout de sébaçate de dibutyle peut compenser cette carence. Il a également été découvert en laboratoire que des types de PVB recyclés peuvent être utilisés pour stratifier des verres sans perte de pureté optique.

1.2. Technologies de séparation

La littérature et les études de brevets ont montré [4,37,38] qu'il existe, en général, quatre méthodes valables pour la séparation des déchets de verre feuilleté : méthodes mécaniques, thermodynamiques, chimiques et combinées. La plus fréquemment utilisée est la voie de désintégration mécanique, basée sur le principe des désintégrations multiples des déchets collés et de la séparation conséquente des particules de verre et de film. Sur les lignes de recyclage du verre feuilleté, une séparation purement mécanique ou combinée est majoritairement appliquée, en fonction du produit final recherché et de sa qualité. Du point de vue des milieux de travail présents dans le processus de séparation, les méthodes et leurs technologies associées peuvent être regroupées en deux catégories - les méthodes dites sèches (séparation mécanique ou thermodynamique) et humides (par exemple, séparation chimique).

Le principe de la séparation mécanique fait l'objet du brevet EP0249094 [11]. L'essence du brevet est de multiples cycles de désintégration et de séparation combinées de fragments de verre feuilleté.

Une autre variante de séparation mécanique est le brevet américain US8220728 [39], qui se concentre principalement sur la séparation efficace du film PVB recyclé. L'essence de l'invention est que dans la première étape, le verre multi-feuilleté est broyé et éclaté dans une chambre cylindrique équipée de marteaux broyeurs d'une forme spécifique, tandis que les éclats tombent à travers un écran au fond de la chambre. Le problème de la séparation mécanique est également abordé par le brevet SK286370 qui utilise le principe de doubles rouleaux rotatifs situés autour d'un axe longitudinal avec une surface traitée. L'un de la paire de rouleaux est placé de manière inamovible dans une structure portante, et le second est placé de manière à être déplaçable et réglable. Les paires de galets rotatifs sont disposées verticalement et l'une derrière l'autre à une distance établie dans la structure porteuse, la distance entre les galets de la paire suivante étant inférieure à celle entre les galets de la paire précédente.

Un exemple d'une technologie humide combinée est la ligne continue de la société Xinology Co., Ltd., Hong Kong, pour le recyclage du verre feuilleté et la séparation du film PVB ou EVA des résidus de verre. Outre la technologie mécanique, la ligne utilise également la technologie de flottation, une laveuse et une sécheuse [40].

La société danoise Shark Solution A/S entreprend également avec succès le recyclage mécanique, et sa technologie brevetée produit du verre dépoli d'une granulométrie de 0 à 5 mm contenant moins de 1 % de matériaux et de films contaminés, ce qui lui permet d'être déployé dans des applications hautes performances [41].

Notre institut, en coopération avec la société MAVEBA sro [42], a développé un équipement qui sert de prototype pour le recyclage du verre automobile. Contrairement à la solution brevetée EP0567876 [37], le traitement des déchets de verre feuilleté s'effectue dans des équipements basés sur le principe de deux arbres rotatifs à chaînes, aux extrémités desquels se trouvent des marteaux à percussion en acier. Le mélange broyé est déplacé vers un trieur rotatif où il est ensuite trié en lots individuels d'éclats de verre et de film. Le rendement du broyeur pour les vitres latérales et arrière est de 200 kg/h, tandis que sa capacité annuelle totale avec un fonctionnement en deux équipes est de 1600 t. Par rapport au brevet EP0567876, la technologie Maveba présente des marteaux montés sur des chaînes plutôt que sur des barres rigides.

1.3. Conclusion de l'analyse

Des résultats de l'analyse, il ressort une conclusion importante : la technologie de désintégration mécanique elle-même, ainsi que la séparation ultérieure des composants individuels du verre feuilleté, est bon marché, mais en même temps, la technologie actuelle est très bruyante et poussiéreuse. De plus, cela ne facilite pas la valorisation efficace des déchets. Même s'il existe un intérêt pour le film et les copeaux, les verreries et les usines chimiques ne veulent pas acheter de matières premières secondaires qui ne remplissent pas les critères de propreté requis. La récupérabilité des fragments et des films de verre propres disponibles avec les technologies actuellement disponibles n'est que de 50 à 60 %. Les résidus des déchets non triés finissent dans les décharges.

En combinaison avec d'autres technologies, l'efficacité et la pureté des composants individuels augmenteront sûrement, mais le prix de cette technologie augmentera également fortement et restera économiquement non viable pour les petites activités de traitement.

En conséquence, la demande est apparue pour développer un procédé et des équipements qui seront technologiquement acceptables et économiquement viables pour les petites et moyennes entreprises d'une capacité annuelle de 1 000 à 2 000 t. Le but de nos activités expérimentales était la recherche et la vérification d'une variété de principes de séparation.

1.4. Hypothèse scientifique

L'hypothèse scientifique de base que nous avons adoptée dans la recherche pour résoudre la tâche donnée était que la technologie proposée devait répondre à l'exigence de conserver un "film compact" après le processus technologique de décomposition. À notre avis, de cette manière, nous atteindrons le plus haut degré de pureté dans les lots individuels. Cela implique de réussir à concevoir une technologie telle que, dans le processus de décomposition, la désintégration des déchets de verre ne se produise pas. Ce processus pourrait se dérouler de telle sorte que la séparation du verre puisse être obtenue en cassant le verre puis en décollant et en grattant ensuite les éclats du film afin que le film reste aussi intègre que possible.

2.1. Matériaux

Pour toutes les expériences décrites dans cette étude, du verre feuilleté a été utilisé sous forme de pare-brise de la même marque de constructeur automobile. Les pare-brise testés sont constitués de deux couches de verre d'une épaisseur de 2,5 mm et de l'intercalaire PVB d'une épaisseur de 0,76 mm. Tous les échantillons de pare-brise testés ont été fabriqués à partir de deux couches de verre flotté modifiées en verre trempé à chaud et avec une couche intermédiaire PVB de Trosifol® Standard.

2.2. Essais de bris de verre feuilleté

Des tests de rupture de pare-brise feuilletés et des tests d'adéquation de la forme de l'outil à la rupture ont été réalisés. Des travaux expérimentaux pour tester différents profils de poinçons ont été réalisés à ce stade. Les tests de rupture des échantillons de pare-brise (figure 1) ont été effectués pour déterminer la force à laquelle le verre s'est déformé et à quel degré de force la rupture s'est produite. Un autre résultat très important est la connaissance de la géométrie de l'outil (pointu ou arrondi) qui permet au verre de se fissurer en fragments de taille identique.

Deux poinçons ont été utilisés pour les tests - le premier était en forme de "V" avec un angle supérieur de 90° (Figure 1a), et le second était en forme de cylindre en "S" (Figure 2a) avec un rayon de 50 mm. La taille de l'échantillon était d'env. 100 × 70 mm. L'utilisation du poinçon en V (figure 1b) a montré que la couche de verre était au plus haut degré brisée dans la zone du bord du poinçon, tandis que les autres parties de l'échantillon de verre n'étaient que légèrement fissurées (figure 1c). Il est également resté fermement collé au film. Une force de 0,05 kN était nécessaire pour fissurer le verre, et une force supérieure à 2 kN était nécessaire pour obtenir une fissuration complète sous la forme de pressage.

Le poinçon en "S" (Figure 2b) a été simulé conformément au profil présumé du cylindre du futur outil. Dès le premier coup de presse, l'échantillon s'est fissuré de manière plus importante qu'avec le poinçon en V. Cet échantillon dans la presse a ensuite été progressivement brisé cinq fois de suite, le verre étant tourné de 180° après chaque craquement (Figure 2c). La force de rupture délivrée au verre après chaque retournement était toujours d'environ 2 kN, à l'exception du retournement final où le verre était tellement brisé qu'il pliait sous son propre poids. Les résultats des tests sur le poinçon "S" ont montré que le verre restait collé au film, même s'il fallait très peu de force pour le libérer. Le résultat de ces pré-tests est la valeur de la force de fissuration effective qui est nécessaire pour fissurer le verre sur des pièces de forme et de taille similaires sans casser l'intercalaire PVB. Nous avons donc concentré notre attention sur la recherche d'opérations ou de procédures d'accompagnement pour résoudre le problème de la séparation du verre brisé du film.

L'étape suivante fut une expérience de séparation du verre brisé par l'action de la chaleur. Les morceaux de dimensions inférieures à 5 × 5 mm pouvaient être facilement séparés mécaniquement du film d'intercalaire PVB, mais les morceaux de plus grandes dimensions étaient plus difficiles à séparer ou ne pouvaient pas du tout être séparés du film.

L'étape suivante consistait à tester la réaction du verre de pare-brise cassé au chauffage avec un pistolet à air chaud puis au refroidissement rapide dans un liquide à des températures allant jusqu'à -25 ° C. Le liquide a été injecté à la seringue sur le verre brisé, entre le verre et les couches de film. Après avoir chauffé l'échantillon de verre feuilleté broyé puis injecté le liquide congelé (une solution de méthanol et d'eau distillée) à la frontière entre le verre et le film, il est devenu possible de séparer facilement le verre car le liquide a atteint sous les fragments individuels, à la suite de quoi la dégradation finale de la force d'adhérence s'est produite.

2.3. Essais de vibrations

La deuxième étape des travaux expérimentaux s'est poursuivie sur le modèle de laboratoire de l'équipement de vibration construit à cet effet. L'équipement expérimental utilisant les vibrations mécaniques pour le broyage des échantillons de verre feuilleté est documenté à la figure 3. La partie fonctionnelle de la machine est constituée de deux plaques de fer de 400 × 400 mm. Les plaques sont reliées entre elles par une charnière en bas, et de manière flexible par des ressorts en haut. Une plaque est fixée à la base, tandis qu'un vibreur (0,18 kW, 2880 tr/min, force centrifuge 2,26 kN) est placé sur la deuxième plaque. Les surfaces de travail des deux plaques sont réalisées sous forme de profilé à partir de tiges cylindriques tramées placées horizontalement de 10 mm de diamètre.

La mesure proprement dite a eu lieu sur trois échantillons de test intacts du pare-brise (Figure 4), chacun de 395 × 295 mm. Chaque échantillon a été écrasé par son propre poids six fois (trois fois de chaque côté) tout en se déplaçant dans l'équipement. Le poids des échantillons a été mesuré avant les essais et après chaque cycle de broyage individuel. Les valeurs mesurées du poids des échantillons sont présentées dans le tableau 1.

Tableau 1. Évolution de la perte de poids des échantillons analysés sur six cycles de vibration.

Le verre qui s'est décollé du film PVB pendant les cycles de vibration a été capturé dans un récipient de collecte situé sous l'équipement de vibration du laboratoire. Le verre séparé a été soumis à une analyse granulométrique pour déterminer le poids et la proportion de verre dans des échantillons de calcin de cinq tailles. Pour classer les particules de verre, un dispositif de tamisage Retsch AS 200 a été utilisé. Les résultats de l'analyse granulométrique sont présentés dans le tableau 2. À partir du tableau, on peut déduire que le rapport pondéral le plus élevé de l'échantillon de calcin II avec des particules de taille 2 à 4 mm est de 36 % dans tous les cas. Les échantillons individuels de verre après analyse au tamis et le film intercalaire PVB final sont illustrés à la figure 5.

Tableau 2. Analyse granulométrique du calcin après essais de vibration des échantillons de verre 1 à 6.

3.1. Test de vibration

Un résumé et une évaluation des résultats obtenus à partir de mesures expérimentales, la moyenne du poids d'origine, les moyennes des poids des échantillons et l'évolution de la perte de poids moyenne après chaque cycle de vibration sont présentés dans le tableau 1.

Du tableau 1, il ressort que le poids original moyen de l'échantillon sélectionné de verre automobile, 1288 g, a été réduit par la méthode de séparation mécanique à un poids de 101 g, ce qui représente une perte de poids de 92,16 % et un poids approximativement correspondant de film PVB (Figure 6). D'après les pertes de poids moyennes calculées, il est clair que la plus grande perte a eu lieu après les premières vibrations, lorsqu'il a été possible de voir un plus gros calcin de verre tomber du film PVB, et le poids a chuté d'environ 408 g, soit 31,68 %, par rapport au poids d'origine. À l'autre extrémité de l'échelle, le moins de poids a été perdu après le quatrième cycle de vibration, lorsque le poids d'origine a chuté en moyenne de 98 g.

Sur la base de données connues sur l'intercalaire PVB, telles que sa densité ρ, l'épaisseur du film collé dans le verre automobile h et les dimensions, il a été possible de calculer le poids m de l'intercalaire PVB propre d'origine comme suit :

où

La différence entre le poids de film calculé et le poids de film nettoyé est de 6,25 g.

Les valeurs mesurées et calculées à partir de l'analyse granulométrique pour les six échantillons soumis au recyclage mécanique sont présentées dans le tableau 2. Les résultats de l'analyse ont montré que la valeur moyenne la plus élevée du poids de verre séparé, environ 36,2 %, se trouvait dans la section de taille II-échantillon de calcin II, avec des parties de 2 mm à 4 mm, et la plus faible, environ 3,5 %, s'est produite dans la section de taille I, avec des particules de verre supérieures à 4 mm. La part en pourcentage des sections individuelles est illustrée à la figure 6.

3.2. Lavage du film intercalaire

Le test suivant s'est concentré sur l'examen des possibilités d'élimination des fragments de verre restants du film PVB après vibration (figure 5) par l'action de la chaleur et d'une solution aqueuse de CaCl₂. La solution préparée d'eau et de CaCl₂ (700 mL H₂O, 280 g CaCl₂) a été chauffée dans un récipient à 60°C. Le film de PVB a ensuite été trempé dans la solution pendant une période de 5 min et lavé à la main. Les fragments de poudre de verre ont été retirés du film par la solution chaude et glissés. La qualité de la propreté de surface et la continuité du film PVB recyclé sont documentées à la Figure 7.

La pesée du film intercalaire après lavage a montré une valeur pondérale moyenne de 96,72 g. La différence entre le poids initial du film primaire (94,75 g) et le film après lavage est donc de +1,97 g. Dans une analyse des valeurs enregistrées, nous pouvons conclure qu'une efficacité de 99,85% dans la décomposition du verre feuilleté par traitement mécanique et lavage peut être atteinte par la technologie proposée.

L'essence de la construction dans la conception de l'équipement technologique pour le traitement des déchets de verre feuilleté réside dans le fait qu'il est composé d'un ensemble à plusieurs étages de modules variables. Grâce à cette particularité, il est possible sur un seul appareil de traiter du verre collé de différentes tailles et épaisseurs, y compris du verre multifeuilleté. De cette manière, de nouvelles configurations variables pour les exigences spécifiques de différents clients deviennent possibles. Les modules décrits sont capables de fonctionner indépendamment ou avec la technologie associée. Les mouvements mutuels et l'interaction peuvent être liés grâce à l'entraînement à fréquence contrôlée des rouleaux individuels et à la fréquence du vibrateur industriel sélectionné. D'une part, le client individuel peut acquérir des machines "sur mesure", tandis que, dans le même temps, leur "conception modulaire" permet une large utilisation de telles machines dans le traitement des déchets de verre feuilleté, principalement dans les industries de la construction et de l'automobile.

Dans la configuration minimale (Figure 8) [43], la ligne est constituée d'un module de brisage (Figure 9b), dans lequel le verre est brisé dans les deux directions transversale et longitudinale entre deux paires de rouleaux profilés de brisage. Le module de deuxième ligne est un module de vibration (Figure 9c), dans lequel un pare-brise de voiture cassé mais compact peut être secoué entre un outil vibrant à aiguilles pyramidales. Le dernier module de cet appoint minimal est le module dévêtisseur (figure 9d) dans lequel, en fonction des différentes fréquences des rouleaux dévêtisseurs, un nettoyage mécanique du film PVB est effectué.

Pour le verre épais et multi-feuilleté, n'importe lequel des modules peut être exécuté un certain nombre de fois (Figure 10). Dans l'intérêt d'augmenter l'efficacité du traitement et la propreté du film produit final, la configuration de la ligne est complétée par des tables de réception par des modules de réception (Figure 9a) et des modules de lavage pour le nettoyage du film PVB dans une solution d'eau chauffée.

L'objectif principal de la contribution présentée ici est une description de la recherche, du développement et de la conception menant à la construction d'une technologie efficace à haut rendement pour la décomposition des déchets de verres collés multicouches. Sur le principe de la technologie proposée, il est possible de modifier la configuration optimale de la ligne pour un traitement économiquement efficace du verre feuilleté d'une capacité annuelle de 500 à 2 000 tonnes.

La technologie proposée part de l'hypothèse que les déchets de verre collé ne sont pas broyés au cours du processus de traitement mais plutôt soumis à un processus de décomposition basé sur le principe de conservation de l'intégrité du film PVB. En comparaison avec les technologies mécaniques classiques, la technologie proposée est moins poussiéreuse ou bruyante et ne nécessite pas un tel apport machine. Le principe de "l'intégrité" du film assure l'atteinte de la propreté avec une teneur en verre adhérent jusqu'à 100 ppm. Cette quantité résiduelle de verre est acceptable pour le recyclage industriel des feuilles de PVB. Le film PVB séparé de cette manière sera préparé pour une extrusion répétée et la production d'un nouveau film PVB pour verre feuilleté. Un autre avantage significatif de la technologie proposée est qu'elle assure la plus grande propreté des différents types de déchets. Un avantage essentiel de la technologie proposée est le rendement jusqu'à 99,85 % des éclats de verre.

La technologie des modules multi-étages pour le traitement du verre feuilleté peut être modifiée simplement en fonction des performances, du type et de la quantité de déchets à traiter. Enfin, la conception du lien permet également une disposition mobile.

Les travaux rapportés dans ce manuscrit aboutissent à une conception d'utilité en SR (SK8786) [44] et à une demande de brevet (SK : PP 107-2019) : Méthode de récupération efficace des déchets de verre feuilleté et construction modulaire du dispositif [43].

Conceptualisation, Ľ.Š. et MM ; méthodologie, ½.Š.; validation, Ľ.Š. et MM ; analyse formelle, MM et MP ; enquête, JB et V.Č. ; ressources, MM ; conservation des données, ½.Š. ; rédaction—préparation du projet original, MM et ½.Š. ; rédaction—révision et édition, MM; surveillance, ½.Š. ; administration de projet, ½.Š.; acquisition de financement, ½.Š. Tous les auteurs ont lu et accepté la version publiée du manuscrit.

Cette recherche a été financée par l'Agence slovaque de recherche et de développement, numéro de subvention APVV-18-0505, et par le ministère de l'Éducation, des Sciences, de la Recherche et des Sports de la République slovaque dans le cadre de la plate-forme contractuelle-universitaire et de recherche industrielle et d'éducation d'une entreprise de recyclage (UNIVNET).

Les données présentées dans cette étude sont disponibles sur demande auprès de l'auteur correspondant.

Les bailleurs de fonds n'ont joué aucun rôle dans la conception de l'étude; dans la collecte, l'analyse ou l'interprétation des données, dans la rédaction du manuscrit ou dans la décision de publier les résultats.