DE102005003406B4 - Process and apparatus for recycling glass ceramics - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Recycling von Glaskeramiken, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erkennen und/oder Sortieren von Glaskeramiken zumindest eine physikalische Wechselwirkung von elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung mit den kristallinen Teilchen der Glaskeramik detektiert wird, die nur bei Glaskeramik auftritt, wobei die Wechselwirkung mit der Strahlung durch die Größe und/oder Kristallstruktur der kristallinen Teilchen hervorgerufen wird und als physikalische Wechselwirkung zumindest eine der Folgenden detektiert wird: a) Beugung und/oder Interferenz; b) Streuung und/oder Tyndall-Effekt; c) FrequenzverdoppelungA method for recycling glass ceramics, characterized in that for detecting and / or sorting glass ceramics at least a physical interaction of electromagnetic radiation or particle radiation with the crystalline particles of the glass ceramic is detected, which occurs only in glass ceramic, wherein the interaction with the radiation through the Size and / or crystal structure of the crystalline particles is caused and as a physical interaction at least one of the following is detected: a) diffraction and / or interference; b) scattering and / or Tyndall effect; c) frequency doubling

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Recycling von Glaskeramiken, insbesondere von transparenten Glaskeramiken.The invention relates to a method and an apparatus for recycling glass ceramics, in particular of transparent glass ceramics.

Glaskeramiken lassen sich aufgrund von Aussehen und Farbe nicht von Gläsern unterscheiden und können deshalb in Glasrecyclinganlagen nicht oder nur sehr aufwendig von einem Materialstrom aus Gläsern und Glaskeramiken abgetrennt und aussortiert werden. Da Glaskeramiken eine oftmals viel höhere Schmelztemperatur als Gläser aufweisen, kommt es beim Einsatz von recyceltem Glas, das mit Glaskeramik versetzt ist, zu erheblichen Problemen bis hin zu einem Anlagenstillstand und Produktionsausfällen, da die Glaskeramikscherben, die bislang eine Glassortieranlage unerkannt passieren, in der Glasschmelze, in der sie – fälschlicherweise – wieder eingesetzt werden, sich nur sehr schwer oder gar nicht auflösen.Glass ceramics can not be distinguished from glasses due to their appearance and color and therefore can not be separated or sorted out of a material flow of glasses and glass ceramics in glass recycling plants or can only be sorted out with great difficulty. Since glass ceramics often have a much higher melting temperature than glasses, the use of recycled glass, which is treated with glass ceramic, leads to considerable problems, including plant downtimes and production stoppages, because the glass ceramic fragments, which until now have passed through a glass sorting system, are not found in the glass melt in which they are - wrongly - reinstated, dissolve very hard or not at all.

Ferner ist für das Recycling von Floatglas bzw. Flaschenglas die Abtrennung von Glaskeramiken aus dem Recyclinggut auch deshalb wichtig, da als Folge einer Überschreitung einer bestimmten Menge z. B. ein Verstopfen der Dünnglasdüsen auftreten kann.Furthermore, for the recycling of float glass or bottle glass, the separation of glass ceramics from the recycled material also important because as a result of exceeding a certain amount z. B. clogging of the thin glass jets may occur.

Beim Glasrecycling ist es bekannt, eine Selektion in weiße, halbweiße, grüne, blaue und braune Gläser vorzunehmen, wobei beispielsweise Zeilenkameras mit speziellen Farbfiltern verwendet werden. Meistens ist ein Nachsortieren erforderlich. Die Farbselektion von Gläsern ist geeignet für die Rückgewinnung von Glaswerkstoffen zur Herstellung von Gläsern unterer bis mittlerer Qualitätsstufe. Für hochqualitative Gläser ist eine reine Farbselektion in den allermeisten Fällen völlig unzureichend. Daher wurden im Stand der Technik Selektionsverfahren für optische Gläser entwickelt, wonach, basierend auf Röntgen- oder Röntgenfluoreszenzspektren, die Selektion nach Glasart und Glasqualität erfolgt (siehe JP 2000-246227A und US 2001/0022830 A1 ). Diese Verfahren sind jedoch mit hohem apparativen und sicherheitstechnischen Aufwand verbunden.In glass recycling, it is known to make a selection in white, semi-white, green, blue and brown glasses using, for example, line scan cameras with special color filters. Mostly a re-sorting is required. The color selection of glasses is suitable for the recovery of glass materials for the production of glasses of lower to medium quality. For high quality glasses, pure color selection is in most cases completely inadequate. Therefore, in the prior art, selection methods for optical glasses have been developed, whereby, based on X-ray or X-ray fluorescence spectra, the selection is made by glass type and glass quality (see JP 2000-246227A and US 2001/0022830 A1 ). However, these methods are associated with high equipment and safety expenses.

Aus der WO 2004/063729 A1 ist ferner ein Verfahren zur Selektion von Recyclingglas bekannt, wobei durch Anregung von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere Fluoreszenz- bzw. Lumineszenzanregung bei wenigstens einer bestimmten Wellenlänge oder einem bestimmten Wellenlängenbereich, aufgrund der emittierten Fluoreszenzstrahlung auf die Bestandteile eines einzelnen Glasstücks zurückgeschlossen werden kann. Hierdurch kann beispielsweise eine Selektion in Abhängigkeit des Bielgehalts der Gläser erfolgen. Zwar ist mit diesem Verfahren die Selektion von Glaskeramiken aus Gläsern ebenfalls möglich, jedoch ist die erhaltene Intensität des Signals häufig zu schwach, so dass keine eindeutige und damit zuverlässige Aussortierung erfolgen kann.From the WO 2004/063729 A1 Furthermore, a method for the selection of recycled glass is known, which can be deduced by excitation of electromagnetic radiation, in particular fluorescence or luminescence excitation at least a certain wavelength or a specific wavelength range, due to the emitted fluorescence radiation on the components of a single piece of glass. As a result, for example, a selection depending on the Biel content of the glasses done. Although with this method, the selection of glass ceramics from glasses is also possible, however, the received intensity of the signal is often too weak, so that no clear and therefore reliable sorting can be done.

Die EP 1080348 B1 betrifft eine Vorrichtung, mit der die Qualitätskontrolle von lichtdurchlässigem Flachmaterial, wie insbesondere transparenten Glasplatten oder Kunststoffplatten, erfolgt. Hierdurch werden beispielsweise in einer Transparent-Glas-Fertigungsstraße Mängel, wie Fehlerstellen, in einer transparenten Glasplatte, wie beispielsweise verbilebene Luftblasen, Fremdstoffe, Verdickungen und dergleichen, Identifiziert, um die Produktqualität zu bestimmen bzw. zu verbessern.The EP 1080348 B1 relates to a device with which the quality control of translucent flat material, in particular transparent glass plates or plastic plates, takes place. As a result, for example, in a transparent glass production line, defects such as defects in a transparent glass plate such as flat air bubbles, foreign matter, thickening and the like are identified to determine or improve the product quality.

Auch die DE 19813609 A1 beschäftigt sich mit einer Vorrichtung bzw. einem Verfahren zur Sortierung von Altglas in Form von Scherben, wobei es insbesondere auf die Geschwindigkeit jeder einzelnen Scherbe ankommt, um Zeitverzögerungen entsprechend auszugleichen.Also the DE 19813609 A1 deals with a device or a method for sorting waste glass in the form of shards, in particular the speed of each shard arrives to compensate for time delays accordingly.

Die DE 8806095 U1 bezieht sich auf einen Glassammelbehälter mit nachgeordneter Farberkennungs- und Sortiervorrichtung für Weiß-, Grün- und Braunglas sowie für Fremdstoffe.The DE 8806095 U1 refers to a glass collection container with downstream color detection and sorting device for white, green and amber glass as well as for foreign substances.

Aus der DE 198 32 856 A1 ist eine Vorrichtung zum Detektieren von Glaskeramikteilen in Glasscherbengemengen, mit einer Strahlungsquelle, die auf einer Seite des Glasscherbengemenges angeordnet ist, und einem Strahlungsempfänger, der auf der anderen Seite des Glasscherbengemenges angeordnet ist, wobei zwischen der Strahlungsquelle und dem Glasscherbengemenge ein erster Polarisationsfilter angeordnet ist sowie zwischen dem Glasscherbengemenge und dem Strahlungsempfänger ein zweiter Polarisationsfilter angeordnet ist, dessen Polarisationsebene mit der Polarisationsebene des ersten Polarisationsfilters einen Winkel > 0° einschließt, bekannt geworden.From the DE 198 32 856 A1 is an apparatus for detecting glass ceramic parts in glass shards, comprising a radiation source arranged on one side of the glass shards and a radiation receiver arranged on the other side of the shards of glass, wherein a first polarization filter is arranged between the radiation source and the shards of glass a second polarization filter is arranged between the glass shards and the radiation receiver whose polarization plane with the polarization plane of the first polarization filter an angle> 0 ° includes, has become known.

Für die zuverlässige Selektion von Glaskeramik gibt es bislang keinen Vorschlag im Stand der Technik.For the reliable selection of glass ceramic there is so far no suggestion in the prior art.

Der vorliegenden Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, womit in der Durchführung und im apparativen Aufwand in einfacher Art und Weise ein Erkennen und/oder Sortieren von Glaskeramiken möglich wird. Glaskeramik sollte eindeutig unterscheidbar von Gläsern jeder Art erfassbar sein. Das Verfahren bzw. die Vorrichtung sollte mit einer derartigen Geschwindigkeit durchgeführt bzw. betrieben werden können, dass ein Einsatz im großtechnischen Maßstab möglich ist, beispielsweise bei einem Massenstrom, umfassend Gläser und Glaskeramiken, wobei das Selektionsverfahren und die Vorrichtung im Hinblick auf die Selektionsgeschwindigkeit schnell genug sein sollten, um in schnell laufenden Materialfördersysteme, wie einem laufenden Band, integriert werden zu können. Darüber hinaus sollten die gestellten Anforderungen hinsichtlich der Zuverlässigkeit des Erkennens von Glaskeramik in hohem Maße erfüllt werden, wodurch ebenfalls die damit in Zusammenhang stehenden oben geschilderten Probleme bei der Glasherstellung beseitigt werden.The present invention is therefore based on the object to provide a method and a device, which in the implementation and in terms of equipment in a simple manner, a recognition and / or sorting of glass ceramics is possible. Glass ceramic should be clearly distinguishable from any type of glass. The method or the device should be able to be operated at such a speed that it can be used on an industrial scale, for example in a mass flow comprising glasses and glass ceramics, wherein the selection method and the device with regard to Selection speed should be fast enough to be integrated into high-speed material handling systems such as a moving belt. In addition, the requirements placed on the reliability of the detection of glass-ceramics should be met to a great extent, which also eliminates the related problems of glass-making mentioned above.

Die vorliegende Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 13 gelöst. Die Unteransprüche betreffen jeweils vorteilhafte Weiterbildungen.The present object is achieved by a method having the features of claim 1 and an apparatus for carrying out the method according to claim 13. The dependent claims relate to advantageous developments.

Insbesondere ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich, allein mit Hilfe der Wechselwirkung von elektromagnetischer Strahlung mit den kristallinen Teilchen der Glaskeramik, diese eindeutig von Glas oder Bestandteilen von einzelnen Glasstücken, insbesondere Recyclingglasstücken, zu unterscheiden und zu identifizieren.In particular, it is possible with the method according to the invention and the device according to the invention, solely by means of the interaction of electromagnetic radiation with the crystalline particles of the glass ceramic, to clearly distinguish and identify them from glass or components of individual glass pieces, in particular recycled glass pieces.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht somit praktisch eine unmittelbare Erfassung des Messsignals, das lediglich durch die Aufnahmezeit und die Totzeit der Detektionseinheit begrenzt ist.The method according to the invention and the device according to the invention thus make it possible to practically detect the measuring signal directly, which is limited only by the recording time and the dead time of the detection unit.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Recycling von Glaskeramiken ist dadurch gekennzeichnet, dass zum Erkennen und/oder Sortieren von Glaskeramiken zumindest eine physikalische Wechselwirkung von elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung mit den kristallinen Teilchen der Glaskeramik detektiert wird, die nur bei Glaskeramik auftritt.The inventive method for recycling glass ceramics is characterized in that for detecting and / or sorting glass ceramics at least one physical interaction of electromagnetic radiation or particle radiation with the crystalline particles of the glass ceramic is detected, which occurs only in glass ceramics.

Unter Glaskeramik soll im Rahmen der Erfindung jede bekannte Art und jeder bekannte Typ verstanden werden, der im Ganzen, als Teil oder Bruchstück bzw. Recyclingstück vorliegt, wobei die Glaskeramik farblos, gefärbt, transparent, opak oder vollständig undurchsichtig sein kann.In the context of the invention, glass-ceramic is to be understood as meaning any known type and any known type which is present as a whole, as a part or fragment or recycling piece, wherein the glass-ceramic can be colorless, colored, transparent, opaque or completely opaque.

Glaskeramik bezeichnet ganz aligemein Werkstoffe, die aus Glasschmelzen durch gesteuerte Kristallisation hergestellt werden. Die Verarbeitung der Schmelze verläuft analog zur Verarbeitung bei Gläsern, abschließend wird die Schmelze aber durch eine Temperaturbehandlung in den kristallinen (keramischen) Zustand überführt. Resultat ist ein glasähnliches Produkt mit neuen Eigenschaften oder Eigenschaftskombinationen. Charakteristisch für Glaskeramik ist ein sehr geringer oder sogar negativer Wärmeausdehnungskoeffizient in einem Temperaturbereich zwischen –50°C und 300°C, wodurch ein Bruch durch Temperaturschock vermieden wird. Typische Einsatzfelder für glaskeramische Werkstoffe sind z. B. Koch- und Backgeschirr oder Kochflächen für Elektroherde (Ceranfeld-Kochplatten). Alle Spiegel großer Teleskope werden heute aus Glaskeramik angefertigt. Beispielsweise ist ROBAX® eine bekannte Glaskeramik, die besonders für den Einsatz als Sichtscheibe von Raumheizgeräten (Öfen und Kamineinsätze) verwendet wird.Glass ceramics are generally materials that are made from glass melts by controlled crystallization. The processing of the melt is analogous to the processing of glasses, but finally the melt is converted by a temperature treatment in the crystalline (ceramic) state. The result is a glass-like product with new properties or property combinations. Characteristic of glass ceramic is a very low or even negative coefficient of thermal expansion in a temperature range between -50 ° C and 300 ° C, whereby a break is avoided by thermal shock. Typical applications for glass-ceramic materials are z. As cooking and baking dishes or cooking surfaces for electric stoves (ceramic hobs). All mirrors of large telescopes are today made of glass ceramic. For example, ROBAX ® is a well-known glass-ceramic, which is used especially for the use as a sight glass of space heaters (stoves and fireplace inserts).

Bekanntermaßen bestehen Glaskeramiken daher in der Regel aus einem kristallinen Anteil, d. h. kristallinen Teilchen, die in eine Glasmatrix eingebettet sind. Die Kristallgröße liegt im Nanometerbereich von etwa 1 bis 1000 nm. Der Kristallisationsgrad, d. h. der Anteil der kristallinen Teilchen in der Glasmatrix, kann bis nahezu 100% betragen. In herkömmlichen Lithium-Aluminium-Silikat-Glaskeramiken bestehen die kristallinen Teilchen hauptsächlich aus einer Hochquarz- oder Keatit-Mischkristallphase.As is known, glass-ceramics therefore generally consist of a crystalline fraction, ie. H. crystalline particles embedded in a glass matrix. The crystal size is in the nanometer range of about 1 to 1000 nm. The degree of crystallinity, i. H. the proportion of crystalline particles in the glass matrix can be up to almost 100%. In conventional lithium-aluminum-silicate glass ceramics, the crystalline particles mainly consist of a high quartz or keatite mixed crystal phase.

Die Wechselwirkung mit der Strahlung erfolgt aufgrund der Größe und/oder Kristallstruktur der kristallinen Teilchen, wodurch Effekte resultieren, die den eindeutigen Rückschluss auf eine Glaskeramik erlauben.The interaction with the radiation is due to the size and / or crystal structure of the crystalline particles, resulting in effects that allow the unequivocal inference to a glass-ceramic.

Die zur Wechselwirkung verwendete Strahlung kann polychromatisch, monochromatisch und/oder polarisiert sein. Monochromatische Strahlung kann beispielsweise durch die bekannten Monochromatoren, wie Prismen, Beugungsgitter oder optische Filter erhalten werden, d. h. die Strahlung wird monochromatisiert, oder die Strahlung kann bereits monochromatisch erzeugt werden, beispielsweise mit Hilfe eines Lasers. Polychromatische Strahlung, d. h. ein Gemisch aus mehreren Wellenlängen bzw. aus mehreren Photonen mit verschiedener Energie, ist beispielsweise Sonnenlicht oder das Licht einer künstlichen Lichtquelle (Ausnahme: Laser). Elektromagnetische Strahlung kann zum Beispiel durch einen Polarisationsfilter linear oder zirkular polarisiert werden.The radiation used for interaction may be polychromatic, monochromatic and / or polarized. Monochromatic radiation can be obtained, for example, by the known monochromators, such as prisms, diffraction gratings or optical filters, i. H. the radiation is monochromatized, or the radiation can already be generated monochromatically, for example by means of a laser. Polychromatic radiation, d. H. a mixture of several wavelengths or of several photons with different energy, for example, sunlight or the light of an artificial light source (exception: laser). Electromagnetic radiation can be linearly or circularly polarized, for example, by a polarizing filter.

Die physikalischen Phänomene, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren durch Wechselwirkung der kristallinen Teilchen einer Glaskeramik mit elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung detektiert werden können, sind beispielsweise

  • a) Beugung und/oder Interferenz;
  • b) Streuung und/oder Tyndall-Effekt;
  • c) Frequenzverdoppelung und/oder
  • d) Polarisationseffekte.
The physical phenomena which can be detected by interaction of the crystalline particles of a glass ceramic with electromagnetic radiation or particle radiation according to the method of the invention are, for example
  • a) diffraction and / or interference;
  • b) scattering and / or Tyndall effect;
  • c) Frequency doubling and / or
  • d) polarization effects.

Im Gegensatz zur WO 2004/063729 A1 wird keine emittierte Fluoreszenzstrahlung detektiert, sondern es werden Wechselwirkungen bzw. Messgrößen bestimmt, die nur für Glaskeramik auftreten. Gläser, gleich welcher Art oder welchen Typs, zeigen die obigen physikalischen Wechselwirkungen nicht.In contrast to WO 2004/063729 A1 No emitted fluorescence radiation is detected, but interactions or measured variables are determined which only occur for glass ceramics. Glasses, of whatever type or type, do not exhibit the above physical interactions.

Die physikalischen Wechselwirkungen sollen nachfolgend im Einzelnen erläutert werden: The physical interactions will be explained in detail below:

a) Beugung/Interferenza) diffraction / interference

Die in der geometrischen Optik vorausgesetzte geradlinige Ausbreitung von elektromagnetischer Strahlung oder von Teilchenstrahlung (wie Elektronen- oder Neutronenstrahlen) ist nicht mehr gewährleistet, sobald die freie Ausbreitung durch Hindernisse, wie z. B. kleine kristalline Teilchen innerhalb einer Glaskeramik, gestört wird. Es kommt zu Beugungs- und Interferenzerscheinungen. Die Gestalt der Beugungsfiguren hängt von der Strahlungswellenlänge sowie von Größe und Form der kristallinen Teilchen ab. Flächenhafte oder räumliche Anordnungen der kristallinen Teilchen bewirken, dass im durchgelassenen oder reflektierten Strahl eine räumliche oder periodische Änderung nach Amplituden und/oder Phasen auftritt.The assumed in geometric optics rectilinear propagation of electromagnetic radiation or particle radiation (such as electron or neutron beams) is no longer guaranteed as soon as the free propagation through obstacles such. B. small crystalline particles within a glass ceramic, is disturbed. It comes to diffraction and interference phenomena. The shape of the diffraction figures depends on the wavelength of radiation as well as the size and shape of the crystalline particles. Spatial or spatial arrangements of the crystalline particles cause the transmitted or reflected beam to undergo a spatial or periodic change in amplitude and / or phase.

Trifft elektromagnetische Strahlung oder Teilchenstrahlung auf eine Glaskeramik, so ist der genannte Effekt beobachtbar und detektierbar. Gläser zeigen diesen Effekt hingegen nicht. Somit ist eine eindeutige Erkennung und Sortierung von Glaskeramiken möglich.If electromagnetic radiation or particle radiation strikes a glass ceramic, then said effect can be observed and detected. Glasses do not show this effect. Thus, a clear detection and sorting of glass ceramics is possible.

Bei Verwendung von polychromatischer elektromagnetischer Strahlung ist zusätzlich die wellenlängenabhängige Dispersion messbar.When using polychromatic electromagnetic radiation, the wavelength-dependent dispersion is additionally measurable.

b) Streuung/Tyndall-Effektb) Scatter / Tyndall effect

Liegen die kristallinen Teilchen mikroheterogen in der Glaskeramik vor, so bemerkt man beim Durchgang eines engen Lichtstrahlenbündels durch die Glaskeramik einen Lichtkegel, dessen Spitze sich an dem Ort befindet, an dem der Lichtstrahl in die Glaskeramik eintritt; in der Fortpflanzungsrichtung des Lichtstahls erweitert sich der Kegel (sog. Tyndall-Kegel). Diese Erscheinung ist charakteristisch für inhomogene Medien, wie Glaskeramiken, in denen die kristallinen Teichchen kleiner als die Wellenlänge des hindurchgehenden Lichtstrahls sind (Tyndall-Effekt). Ursache hierfür ist die Brechung und Reflexion des Lichts an den kleinen Teilchen. Das Licht wird diffus gestreut und polarisiert.If the crystalline particles are micro-heterogeneously present in the glass-ceramic, a beam of light is detected when a narrow beam of light passes through the glass-ceramic, the tip of which is at the location where the light beam enters the glass-ceramic; in the propagation direction of the light beam, the cone widens (so-called Tyndall cone). This phenomenon is characteristic of inhomogeneous media, such as glass ceramics, in which the crystalline particles are smaller than the wavelength of the passing light beam (Tyndall effect). The reason for this is the refraction and reflection of the light on the small particles. The light is diffused and polarized.

Trifft elektromagnetische Strahlung auf eine Glaskeramik, so ist der genannte Effekt beobachtbar und detektierbar. Gläser zeigen diesen Effekt hingegen nicht. Somit ist eine eindeutige Erkennung und Sortierung von Glaskeramiken möglich.When electromagnetic radiation hits a glass ceramic, the effect is observable and detectable. Glasses do not show this effect. Thus, a clear detection and sorting of glass ceramics is possible.

c) Frequenzverdopplung (Second-Harmonic-Generation)c) frequency doubling (second harmonic generation)

Liegen kristalline Teichen in der Glaskeramik vor, die in einer nichtzentrosymmetrischen Raumgruppe kristallisieren, so kommt es bei Wechselwirkung mit elektromagnetischer Strahlung zu einer Frequenzverdoppelung. Strahlt man beispielsweise mit einem Laser einer bestimmten Frequenz auf solch eine Glaskeramik ein, so lässt sich eine elektromagnetische Strahlung mit der (annähernd) doppelten Frequenz detektieren. Gläser zeigen diesen Effekt nicht. Somit ist auch hier eine eindeutige Erkennung und Sortierung von Glaskeramiken möglich.If crystalline ponds are present in the glass-ceramic, which crystallize in a non-centrosymmetric space group, the interaction with electromagnetic radiation causes a frequency doubling. If, for example, a laser of a specific frequency radiates onto such a glass ceramic, electromagnetic radiation with the (approximately) double frequency can be detected. Glasses do not show this effect. Thus, a clear recognition and sorting of glass ceramics is also possible here.

d) Polarisationd) polarization

Aufgrund der kristallinen Teilchen innerhalb der Glaskeramik kommt es bei Wechselwirkung mit elektromagnetischer Strahlung zu Polarisationseffekten die sich von Polarisationseffekten bei Gläser unterscheiden.Due to the crystalline particles within the glass ceramic, interaction with electromagnetic radiation leads to polarization effects which differ from polarization effects in glasses.

Polarisiertes Licht wird üblicherweise durch Polarisationsfilter erzeugt, die durch bestimmte Kristalle oder spezielle Folien realisiert werden, so dass die Teilchen einer Glaskeramik wohl in ähnlicher Weise wirken. Dies kann ebenfalls dazu benutzt werden, um Glaskeramiken zu erkennen und/oder zu sortieren.Polarized light is usually generated by polarizing filters, which are realized by certain crystals or special films, so that the particles of a glass-ceramic probably work in a similar manner. This can also be used to detect and / or sort glass ceramics.

Das erfindungsgemäße Verfahren beruht demnach darauf, dass bei Bestrahlung der auszusortierenden Glaskeramik mit elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung, die dadurch entstehende Wechselwirkung mit den Teilchen zu Effekten führen, die die oben erläuterten signifikanten Unterschiede gegenüber sämtlichen Inhaltsstoffen oder Bestandteilen von Glas aufweisen.The method according to the invention is therefore based on the fact that when the glass ceramic to be rejected is irradiated with electromagnetic radiation or particle radiation, the resulting interaction with the particles has effects which have the significant differences from all ingredients or constituents of glass explained above.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird das Erkennen und/oder Sortieren von Glaskeramik nicht nur basierend auf einer der Wechselwirkungen a) bis d) vorgenommen, sondern eine Kombination aus mehr als einer der Wechselwirkungen findet statt. Vorteilhafterweise werden zwei oder drei der oben geschilderten physikalischen Phänomene erfasst, um den Rückschluss auf Glaskeramik derart zu optimieren, dass ausschließlich Glas zurückbleibt, das, nach einer entsprechenden Glasselektion als Grundlage zur Herstellung von qualitativ hochwertigen, sortenreinen Gläsern dienen kann.According to a preferred embodiment, the detection and / or sorting of glass-ceramic is performed not only based on one of the interactions a) to d), but a combination of more than one of the interactions takes place. Advantageously, two or three of the above-described physical phenomena are detected in order to optimize the conclusion on glass-ceramics in such a way that only glass remains which, after a corresponding glass selection, can serve as the basis for the production of high-quality, single-grade glasses.

Unter dem Begriff „Erkennen” soll erfindungsgemäß jede Form der Erfassung, Ermittlung oder Bestimmung verstanden werden, die geeignet ist, Glaskeramik als Ganzes oder als Fragment zu identifizieren.According to the invention, the term "detection" is to be understood as any form of detection, determination or determination which is suitable for identifying glass ceramic as a whole or as a fragment.

Unter dem Begriff „Sortieren” soll erfindungsgemäß jede Form der Abtrennung, Entfernung oder des Herausnehmens, d. h. der Selektion von Glaskeramik jeden Typs aus einer Gesamtheit, umfassend eine beliebige Mischung von Gläsern und Glaskeramiken in beliebiger Form, verstanden werden.The term "sorting" is intended according to the invention to mean any form of separation, removal or removal, ie. H. the selection of glass-ceramics of any type from a whole, comprising any mixture of glasses and glass-ceramics in any form.

Zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung sind sämtliche dem Fachmann bekannte Strahlungsquellen verwendbar. Üblicherweise kann elektromagnetische Strahlung durch eine Lampe, wie beispielsweise eine Quecksilberlampe, erzeugt werden. Weiterhin sind Laser und/oder gepulste Laser geeignet, da hier eine monochromatische Lichtquelle zur Verfügung steht. For generating electromagnetic radiation or particle radiation, all radiation sources known to the person skilled in the art can be used. Usually, electromagnetic radiation can be generated by a lamp, such as a mercury lamp. Furthermore, lasers and / or pulsed lasers are suitable, since a monochromatic light source is available here.

Zur Detektion der Wechselwirkungseffekte können sämtliche bekannten optischen oder optoelektronischen Mittel zum Einsatz kommen. Als optische oder optoelektronische Mittel werden beispielsweise wellenlängen- und/oder intensitätssensitive Sensoren verwendet.For detection of the interaction effects, all known optical or opto-electronic means can be used. As optical or opto-electronic means, for example, wavelength and / or intensity-sensitive sensors are used.

Um zu verhindern, dass durch eine Überlagerung des Ausgangssignals durch das Eingangssignal eine Erkennung erschwert wird, ist es vorteilhaft Filter oder spektral auflösende CCD-Kameras und/oder Spektrometer als Detektoren zu verwenden.In order to prevent detection being hampered by an overlay of the output signal by the input signal, it is advantageous to use filters or spectrally resolving CCD cameras and / or spectrometers as detectors.

Insbesondere um störende Einflüsse einer einzelnen Wellenlänge oder eines Wellenlängenbereichs zu vermeiden, kann die Ausgangsstrahlung und/oder die Eingangsstrahlung mittels unterschiedlicher, zueinander gechoppter Wellenlängen oder gechoppter Wellenlängenbereiche erfolgen. Zum Choppen kann beispielsweise eine rotierende Lochscheibe als Chopper dienen. Gemäß Lexikon der Optik, herausgegeben von Heinz Haferkorn. 1990, S. 57 wird unter Chopper ein Lichtzerhacker, beispielsweise eine rotierende Loch- oder Schlitzscheibe oder Segmentscheibe verstanden, mit der ein Lichtstrahl periodisch unterbrochen und somit die Lichtamplitude moduliert wird. Hiermit sind Frequenzen im kHz-Bereich erreichbar. Mit Hilfe der gechoppten Wellenlängen kann die Nachweisempfindlichkeit deutlich erhöht werden. Um Fremdlicht noch weitergehend auszuschließen bzw. zu unterdrücken kann in einer besonders bevorzugten Ausführungsform vorgesehen sein, dass das System in einem abgedunkelten Raum, beispielsweise in einer lichtdicht abgeschlossenen Kammer oder Einhausung betrieben wird. Durch diese Maßnahme können Störimpulse durch Tageslicht weitgehend ausgeschlossen werden.In particular in order to avoid interfering influences of a single wavelength or of a wavelength range, the output radiation and / or the input radiation can be effected by means of different, mutually chopped wavelengths or chopped wavelength ranges. For example, a rotating perforated disc can serve as a chopper for chopping. According to Lexikon der Optik, edited by Heinz Haferkorn. 1990, p. 57, a chopper is understood to be a light chopper, for example a rotating perforated disk or slotted disk or segment disk, with which a light beam is interrupted periodically and thus the light amplitude is modulated. This frequency can be reached in the kHz range. With the help of the chopped wavelengths, the detection sensitivity can be significantly increased. In order to further exclude or suppress extraneous light, it may be provided in a particularly preferred embodiment that the system is operated in a darkened room, for example in a light-tight sealed chamber or housing. By this measure glitches can be largely excluded by daylight.

Besonders bevorzugt wird das Erkennungs- und/oder Sortierverfahren so ausgelegt, dass es in ein bestehendes System, beispielsweise eine bereits bestehende Sortieranlage integriert werden kann. Hierdurch wird insbesondere Platz eingespart.Particularly preferably, the recognition and / or sorting method is designed such that it can be integrated into an existing system, for example an already existing sorting system. This saves space in particular.

Besonders vorteilhaft wird das Erkennen und/oder Sortieren der Glaskeramik automatisch vorgenommen. Zum schnellen Sortieren ist es insbesondere von Vorteil, wenn die Auswertung des Wechselwirkungssignals und die Selektion der zugehörigen Glaskeramik oder des Recyclingglaskeramikstücks automatisch vorgenommen werden.Particularly advantageously, the detection and / or sorting of the glass ceramic is performed automatically. For fast sorting, it is particularly advantageous if the evaluation of the interaction signal and the selection of the associated glass ceramic or the recycling glass ceramic piece are carried out automatically.

Der genaue Ablauf des Erkennens und/oder Aussortierens von Glaskeramik für Recyclingzwecke ist im Rahmen der Erfindung dabei nicht besonders beschränkt. Das Erkennen und/oder Sortieren kann völlig beliebig erfolgen, beispielsweise in einem Massenstrom, umfassend Glas und Glaskeramik und/oder Glas- und Glaskeramikrecyclingstücke. Hierbei können die einzelnen Recyclingstücke vorteilhafterweise mit einem im wesentlichen einlagigen Stoffstrom in eine Erkennungs- und/oder Sortiereinheit geführt werden, wobei ein Förderband zum Einsatz kommen kann. Nach einer anderen Variante kann das Aussortieren der jeweiligen Recyclingstücke aus Glaskeramik auch mittels Druckluftimpulsen aus Druckluftdüsen erfolgen.The exact sequence of recognizing and / or rejecting glass ceramic for recycling purposes is not particularly limited in the context of the invention. The recognition and / or sorting can be carried out completely arbitrarily, for example in a mass flow, comprising glass and glass ceramic and / or glass and glass ceramic recycling pieces. Here, the individual pieces of recycling can advantageously be performed with a substantially single-layer material flow in a detection and / or sorting unit, wherein a conveyor belt can be used. According to another variant, the sorting out of the respective recycled pieces of glass ceramic can also take place by means of compressed air pulses from compressed air nozzles.

Vorteilhafterweise kann jedes Einzelstück, auch kleine Einzelobjekte, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erfasst, erkannt und demgemäß aussortiert werden. Somit eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren sehr gut zur Selektion von Glaskeramiken aus anderen Gläsern, wie zum Beispiel Float- bzw. Flaschengläsern.Advantageously, each individual piece, even small individual objects, detected by the method according to the invention, recognized and sorted out accordingly. Thus, the inventive method is very well suited for the selection of glass ceramics from other glasses, such as float or bottle glasses.

Neben dem Verfahren stellt die Erfindung auch eine Vorrichtung zur Verfügung, mit der auf besonders einfache Art und Weise Glaskeramik oder Glaskeramikrecyclingstücke selektiert werden können. Insbesondere eignet sich die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Merkmale der Vorrichtung werden durch den Gegenstand von Anspruchs 15. gelöst. Die Unteransprüche betreffen jeweils vorteilhafte Weiterbildungen.In addition to the method, the invention also provides a device with which glass-ceramic or glass-ceramic recycling pieces can be selected in a particularly simple manner. In particular, the device is suitable for carrying out the method according to the invention. The features of the device are solved by the subject matter of claim 15. The dependent claims relate to advantageous developments.

Mit Hilfe von Detektionsmitteln für die beschriebenen Wechselwirkungseffekte ist es möglich, Glaskeramik anhand von ein oder mehreren Messmethoden eindeutig zu selektieren, d. h. auszusortieren.With the aid of detection means for the described interaction effects, it is possible to clearly select glass ceramic by means of one or more measurement methods, d. H. sort out.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Recycling von Glaskeramiken ist dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Erkennung und/oder zur Sortierung von Glaskeramiken und/oder Glaskeramikrecyclingstücken vorgesehen sind, um zumindest eine physikalische Wechselwirkung von elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung mit den kristallinen Teilchen der Glaskeramik zu detektieren, die nur bei Glaskeramik auftritt.The device according to the invention for recycling glass ceramics is characterized in that means for detecting and / or sorting glass ceramics and / or glass ceramic recycling pieces are provided in order to detect at least a physical interaction of electromagnetic radiation or particle radiation with the crystalline particles of the glass ceramic, which only occurs in glass ceramic.

Eine erfindungsgemäß bevorzugte Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, die spektrale Charakteristik der hindurch getretenen Strahlung über jedem einzelnen Recyclingstück zu messen. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird nicht die komplette gemessene Charakteristik ausgewertet, sondern lediglich das Flächenintegral unter dem erhaltenen Strahlungsspektrum in einem gewissen Spektralbereich.An inventively preferred embodiment of the device provides to measure the spectral characteristics of the radiation passed through each individual piece of recycling. In a particularly preferred embodiment, the complete measured characteristic does not become evaluated, but only the area integral under the received radiation spectrum in a certain spectral range.

Bei Auswahl von Frequenzen aus einem Strahlungsspektrum kann apparativ der Einsatz bestimmter Lampen, Monochromatoren oder Filtereinheiten mit jeweils zugeordneten Sensoren erfolgen. Es ist ebenfalls möglich, dass die Sensoren punktuell messen, d. h. dass hierfür Photosensoren eingesetzt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform werden eindimensionale Zeilensensoren bzw. zweidimensionale bildgebende Sensoren zur Detektion der jeweiligen Intensität des Signals/der Signale verwendet.When selecting frequencies from a radiation spectrum, the use of specific lamps, monochromators or filter units with respectively assigned sensors can take place. It is also possible that the sensors measure punctually, i. H. that photosensors are used for this purpose. In a preferred embodiment, one-dimensional line sensors or two-dimensional imaging sensors are used to detect the respective intensity of the signal (s).

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das gesamte Strahlungsspektrum vermessen wird, wozu ein Spektrumsanalysator eingesetzt wird. Die detektierte Strahlung weist bei der erfindungsgemäßen Lösung eine charakteristische spektrale Verteilung auf, die ausschließlich für Glaskeramik typisch ist.It is particularly advantageous if the entire radiation spectrum is measured, for which purpose a spectrum analyzer is used. The detected radiation has a characteristic spectral distribution in the solution according to the invention, which is typical only for glass-ceramic.

Es besteht die Möglichkeit, beispielsweise anhand von Literaturdaten oder Voruntersuchungen, den Glaskeramik-Typ zu klassifizieren. Dabei kann die Strahlung kontinuierlich oder gepulst eingesetzt weden.It is possible, for example based on literature data or preliminary investigations, to classify the glass-ceramic type. The radiation can be used continuously or pulsed.

Die Auswahl bzw. die Selektion bzw. die Sortierung der untersuchten, vereinzelten Glaskeramik kann mittels Detektor und parallel controllergesteuerter Signalverarbeitung erfolgen, wobei das Auftreten definierter Signale und/oder deren Koinzidenz den Schritt der Selektion bzw. der Sortierung auslöst.The selection or the selection or the sorting of the examined, isolated glass ceramic can be carried out by means of a detector and parallel controller-controlled signal processing, wherein the occurrence of defined signals and / or their coincidence triggers the step of selection or sorting.

Die erkannte und sortierte Glaskeramik kann in üblicher Weise einem Recycling unterzogen und wieder verwendet werden.The recognized and sorted glass ceramic can be recycled and reused in the usual way.

Der Aufbau einer Sortieranlage, bei der das erfindungsgemäße Erkennungs- und Sortierverfahren für Glaskeramik eingesetzt wird, ist nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel kann auf einem Transportband eine Mischung aus einzelnen Glas und Glaskeramikstücken transportiert werden.The construction of a sorting system using the glass ceramic detection and sorting method of the present invention is not particularly limited. For example, a mixture of individual glass and glass ceramic pieces can be transported on a conveyor belt.

Beispielsweise können auf einem Förderband befindliche Mischungen aus Glas- und Glaskeramikstücken mittels elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung untersucht werden. Für jedes einzelne Glas- bzw. Glaskeramikstück kann dann bevorzugt ein Signal oder eine Signalgruppe aufgenommen und ausgewertet werden. Detektiert eine vorgesehene Auswerteeinheit aufgrund des aufgenommenen Signals eine Koinzidenz, beispielsweise ein dem Tydall-Effekt entsprechendes Signal, so wird das Förderband gestoppt und die Glaskeramik manuell entnommen oder ein Greifarm angesteuert, der das Glaskeramikstück vom Förderband entnimmt und einem Sortierbehälter zuführt. Auf diese Art und Weise ist sehr einfach eine Aussortierung von Glaskeramik aus einem beliebig zusammengesetzten Glas-/Glaskeramik-Mischstrom möglich.For example, mixtures of glass and glass ceramic pieces located on a conveyor belt can be examined by means of electromagnetic radiation or particle radiation. For each individual glass or glass ceramic piece, a signal or a signal group can then preferably be recorded and evaluated. If an evaluation unit provided detects a coincidence on the basis of the recorded signal, for example a signal corresponding to the Tydall effect, the conveyor belt is stopped and the glass ceramic is removed manually or a gripping arm is activated, which removes the glass ceramic piece from the conveyor belt and feeds it to a sorting container. In this way, a sorting of glass ceramic from an arbitrarily assembled glass / glass ceramic mixed stream is very easily possible.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der Vorrichtung können Sortieranlagen mit beliebigen Glas-/Glaskeramiksorten zum Aussortieren von Glaskeramik betrieben werden. Insbesondere ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beziehungsweise mit der erfindungsgemäßen Anlage möglich bei üblichen Glassortierstufen/Glassortieranlagen mit einem Strom aus Glas- und Glaskeramikteilchen im freien Fall oder beim Gleiten über eine schiefe Ebene, eine erfindungsgemäße Vorrichtung in eine konventionelle Anlage mit Farbsortierung zu integrieren, oder eine derartige Anlage umzurüsten. Statt oder zusätzlich zur Lichtquelle für die Farbsortierung von gefärbtem Glas, wie z. B. einer Leuchtstoffröhre, kann eine geeignete Strahlungsquelle, wie ein Laser, vorgesehen sein. Die Detektion kann über eine bereits vorhandene CCD-Kamera, die zur Farbsortierung eingesetzt wird, erfolgen, beispielsweise mit Hilfe von Filtern.With the method and the device according to the invention sorting systems can be operated with any glass / glass ceramic types for sorting glass ceramic. In particular, it is possible with the method according to the invention or with the system according to the invention in conventional glass sorting / glass sorting with a stream of glass and glass ceramic particles in free fall or when sliding over an inclined plane to integrate a device according to the invention in a conventional system with color sorting, or to convert such a plant. Instead of or in addition to the light source for the color sorting of colored glass, such. As a fluorescent tube, a suitable radiation source, such as a laser can be provided. The detection can be done via an existing CCD camera, which is used for color sorting, for example by means of filters.

Dies ist besonders von Bedeutung, wenn die Erfindung nicht in reinen Glassortierstufen oder -anlagen eingesetzt wird, sondern beispielsweise in Anlagen, in denen eine Vorsortierung in Glasrohstoffe noch nicht erfolgt ist, sondern auch andere Abfallstücke, wie Kunststoffe etc., zugeführt werden. Die charakteristischen Wechselwirkungen a) bis d) treten ausschließlich bei Glaskeramik auf, so dass andere Substanzen, wie Schmutz, Kitt oder Kleber, in der Regel nicht erfasst werden.This is of particular importance when the invention is not used in pure glass sorting stages or plants, but for example in plants in which a presorting in glass raw materials has not yet taken place, but other waste pieces, such as plastics, etc., are supplied. The characteristic interactions a) to d) occur exclusively in the case of glass ceramics, so that other substances, such as dirt, cement or adhesive, as a rule are not detected.

Das Verfahren und die Vorrichtung lassen sich demnach einfach in bestehende Glassortieranlagen, beispielsweise Glassortieranlagen mit einer automatischen optischen oder optoelektronischen Farberkennung, integrieren.Accordingly, the method and the apparatus can be easily integrated into existing glass sorting installations, for example glass sorting installations with automatic optical or optoelectronic color recognition.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnungen nachfolgend näher erläutert. Darin ist im Einzelnen Folgendes dargestellt:The invention is explained in more detail below with reference to the drawings. It details the following:

1 zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Einrichtung zum Erkennen und Sortieren von Glaskeramik zum Recycling; 1 shows an inventive embodiment of a device for detecting and sorting glass ceramic for recycling;

2 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform einer Einrichtung zum Erkennen und Sortieren von Glaskeramik zum Recycling; 2 shows a further embodiment according to the invention of a device for detecting and sorting glass ceramics for recycling;

3A und 3B zeigen das Verhalten eines Lichtstrahls bei Auftreffen und Hindurchtreten durch ein Glasstück und ein entsprechendes Spektrum; 3A and 3B show the behavior of a light beam as it hits and passes through a piece of glass and a corresponding spectrum;

4A und 4B zeigen die Beugungs/Interferenzerscheinung bei Auftreffen und Hindurchtreten eines Lichtstrahls durch ein Glaskeramikstück und das entsprechende Spektrum; 4A and 4B show the diffraction / interference phenomenon on impact and passage of a light beam through a glass ceramic piece and the corresponding spectrum;

5A und 5B zeigen die Streuung von Strahlung gemäß dem Tyndall-Effekt bei Auftreffen und Hindurchtreten eines Lichtstrahls durch ein Glaskeramikstück und das erhaltene Spektrum und 5A and 5B show the scattering of radiation according to the Tyndall effect upon impact and passage of a light beam through a glass ceramic piece and the obtained spectrum and

6A und 6B zeigen die Frequenzverdopplung an einem Glaskeramikstück und das erhaltene Spektrum. 6A and 6B show the frequency doubling on a glass ceramic piece and the spectrum obtained.

In den 1 und 2 ist der prinzipielle Aufbau einer Erkennungs- und Sortieranlage der Erfindung schematisch dargestellt, bei der Glaskeramik erkannt und aussortiert wird.In the 1 and 2 the basic structure of a detection and sorting system of the invention is shown schematically, is recognized and sorted out in the glass ceramic.

In 1 werden auf einem Transportband 1 die einzelnen Recyclingstücke 3 transportiert. Die Bestrahlung von durchlaufenden Glas/Glaskeramikstücken 3 mit elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung erfolgt durch eine Strahlungsquelle 5. Das charakteristische Signal (die Signale), das aus der Wechselwirkung mit den Teilchen eines Glaskeramikstücks resultiert, wird von einem Detektor 10 aufgenommen. Das Signal 12 kann einer Auswerteeinheit 20, beispielsweise einem Steuergerät, zugeführt werden. In Abhängigkeit vom aufgenommenen Signal 12 wird dann beispielsweise das Transportband 1 angesteuert. Wird festgestellt, dass ein oder mehrere Signale, einer Glaskeramik zugeordnet werden können, so wird beispielsweise ein Koinzidenzsignal gesetzt und das Förderband 1 angehalten. Das Glaskeramikstück 3 kann dann vom Förderband 1 entnommen und einem Sortierbehälter zugeführt werden. Auf diese Art und Weise bleibt auf dem Förderband 1 Glas zurück, das nachgeschaltet in sortenreines Glas einer Glassorte selektiert und wiederverwendet werden kann. Die sortierte Glaskeramik kann ebenfalls recycelt werden.In 1 be on a conveyor belt 1 the individual pieces of recycling 3 transported. The irradiation of continuous glass / glass ceramic pieces 3 with electromagnetic radiation or particle radiation takes place by a radiation source 5 , The characteristic signal (s) resulting from the interaction with the particles of a glass ceramic piece is obtained from a detector 10 added. The signal 12 can be an evaluation unit 20 , For example, a control unit, are supplied. Depending on the recorded signal 12 then, for example, the conveyor belt 1 driven. If it is determined that one or more signals can be assigned to a glass ceramic, then, for example, a coincidence signal is set and the conveyor belt 1 stopped. The glass ceramic piece 3 can then from the conveyor belt 1 removed and fed to a sorting container. In this way remains on the conveyor belt 1 Glass back, which can be selected downstream and sorted glass of a glass type and reused. The sorted glass ceramic can also be recycled.

Alternativ zum Zuführen mittels eines Transportbandes und Anhalten desselben zum Aussortieren wäre es auch möglich, einen frei fallenden Glasstrom vorzusehen und beispielsweise Düsen derart anzusteuern, dass durch einen Druckstoß aus dem Glas-/Glaskeramikstrom, der sich im freien Fall befindet, das entsprechende Glaskeramikstück 3 abgelenkt und einem Sortierbehälter zugeführt wird.As an alternative to feeding by means of a conveyor belt and stopping it for sorting out, it would also be possible to provide a free-falling glass stream and, for example, to control nozzles in such a way that the corresponding glass ceramic piece is produced by a pressure surge from the glass / glass-ceramic stream which is in free fall 3 deflected and fed to a sorting container.

Es wäre auch möglich die Glas-/Glakkeramikscherben zu vereinzeln und als Strom von Einzelscherben der Detektion zuzuführen und z. B. Klappen so anzusteuern, dass der Weg der Scherben selektiv geändert wird und damit die Scherben verschiedenen Gesamtheiten zugeführt werden.It would also be possible to separate the glass / Glakkeramikscherben and supply as a stream of individual fragments of the detection and z. B. flaps so that the path of the broken pieces is selectively changed and thus the shards are supplied to different entities.

Nach einer weiteren abgewandelten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Bestrahlung von durchlaufenden Glas-/Glaskeramikstücken mit elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung durch eine Strahlungsquelle, wobei 2 verschiedene physikalische Wechselwirkungen der Teilchen mit der Strahlung detektiert werden.According to a further modified embodiment of the invention, the irradiation of continuous glass / glass ceramic pieces with electromagnetic radiation or particle radiation takes place through a radiation source, wherein 2 different physical interactions of the particles with the radiation are detected.

Die charakteristischen Signale, die aus den beiden Wechselwirkungen mit den Teilchen eines Glaskeramikstücks resultieren, werden, wie in 1 für eine Wechselwirkung gezeigt, von einem Detektor aufgenommen. Die beiden Signale können einer Auswerteeinheit, beispielsweise einem Steuergerät, zugeführt werden. In Abhängigkeit von den aufgenommenen Signalen wird dann beispielsweise das Transportband angesteuert. Wird festgestellt, dass die Signale, einer Glaskeramik zugeordnet werden können, so wird beispielsweise ein Koinzidenzsignal gesetzt und das Förderband angehalten. Das Glaskeramikstück kann dann vom Förderband entnommen und einem Sortierbehälter zugeführt werden. Auf diese Art und Weise bleibt auf dem Förderband Glas zurück, das nachgeschaltet in sortenreines Glas einer Glassorte selektiert und wiederverwendet werden kann. Die gesammelte Glaskeramik kann ebenfalls aufgearbeitet und wiederverwendet werden.The characteristic signals resulting from the two interactions with the particles of a glass ceramic piece become, as in 1 shown for an interaction, picked up by a detector. The two signals can be fed to an evaluation unit, for example a control unit. Depending on the recorded signals then, for example, the conveyor belt is controlled. If it is determined that the signals can be assigned to a glass ceramic, for example, a coincidence signal is set and the conveyor belt is stopped. The glass ceramic piece can then be removed from the conveyor belt and fed to a sorting container. In this way, glass remains behind on the conveyor belt, which downstream can be selected and reused in sorted glass of a glass type. The collected glass ceramic can also be worked up and reused.

Die Ausgabe eines Koinzidenzsignals ist nicht an die Detektion von zwei Signalen gebunden, auch andere Konstellationen, die ein Koinzidenzsignal und damit einen Sortiervorgang auslösen, sind denkbar, beispielsweise die Detektion von einer, zwei, drei oder vier Wechselwirkungen, ohne dass von der Erfindung abgewichen wird.The output of a coincidence signal is not bound to the detection of two signals, other constellations that trigger a coincidence signal and thus a sorting process are conceivable, for example the detection of one, two, three or four interactions, without departing from the invention ,

Eine weitere alternative Ausführungsform der Erfindung ist in 2 dargestellt, wonach es sich um eine Glas-/Glaskeramiksortieranlage handelt, bei der die zu recycelnden Glas-/Glaskeramikstücke 303 über einen Trichter 304 auf eine Schüttgutbahn 305 gegeben werden. Die zu recycelnden Stücke 303 rutschen auf der Schüttgutbahn 305 bis zu einer Kante 310. Wenn die Stücke 303 über die Kante 310 der Schüttgutbahn 305 hinausgleiten, befinden sie sich nach der Kante 310 im freien Fall beispielsweise in einem sogenannten Glas-/Glaskeramikstrom 312. Die im Strom 312 befindlichen Glas-/Glaskeramik oder Recyclingglas-/Recyclingglaskeramikstücke werden mit einer Lichtquelle 350, beispielsweise einer Quecksliberlampe, bestrahlt. Je nachdem, ob Glaskeramikstücke vorliegen, treten die bezeichneten Effekte auf. Die Signale werden beispielsweise mittels einer im Durchlicht installierten CCD-Kamera 352 ortsaufgelöst detektiert. Wird eine erwartete Wechselwirkung für ein bestimmtes Recyclingstück aus dem Strom detektiert, so kann mittels beispielsweise eines Düsenbalkens 354, umfassend eine Vielzahl von in Reihe angeordneten Düsen 356 ortsaufgelöst eine dieser Düsen angesteuert werden und das entsprechende Glaskeramikrecyclingstück aus der Bahn abgelenkt werden, so dass es in einen bestimmten Sortierbehälter 330 für Glaskeramik fällt.Another alternative embodiment of the invention is in 2 represented, which is a glass / glass ceramic sorting, in which the glass / glass ceramic pieces to be recycled 303 over a funnel 304 on a bulk material train 305 are given. The pieces to be recycled 303 slip on the bulk material 305 up to an edge 310 , If the pieces 303 over the edge 310 the bulk material web 305 slide out, they are after the edge 310 in free fall, for example in a so-called glass / glass ceramic stream 312 , The in the stream 312 located glass / glass ceramic or recycled glass / recycled glass ceramic pieces with a light source 350 , For example, a mercury lamp, irradiated. Depending on whether there are glass ceramic pieces, the designated effects occur. The signals are, for example, by means of a CCD camera installed in transmitted light 352 detected in a spatially resolved manner. If an expected interaction for a particular piece of recycled material is detected from the stream, then by means of, for example, a nozzle bar 354 comprising a plurality of nozzles arranged in series 356 spatially resolved one of these nozzles are driven and the corresponding glass ceramic recycling piece are deflected from the web, so that it in a specific sorting container 330 for glass ceramic falls.

Der besondere Vorteil einer derartigen Vorrichtung ist, dass die erfindungsgemäße Glaskeramikerfassung zusätzlich zu anderen Erkennungssystemen für bestimmte Glasssorten, beispielsweise Farberkennungssystemen, angeordnet werden kann und auch eine Integration in bestehende Produkttrennanlagen beispielsweise Glassortierstufen mit Farbsortiereinrichtungen, möglich ist.The particular advantage of such a device is that the glass-ceramic detection according to the invention can be arranged in addition to other detection systems for certain types of glass, such as color detection systems, and also integration into existing product separation systems, for example, glass sorting stages with color sorting devices, is possible.

In 3A ist das Verhalten eines Lichtstrahls schematisch dargestellt, wenn, beispielsweise polychromatisches Licht einer Lampe, auf ein Glasstück auftrifft. Der Lichtstrahl tritt nahezu ungehindert hindurch und trifft auf den Detektor. Dieser detektiert ein Signal entsprechender Intensität, dargestellt in einem Spektrum in 3B, in dem die Intensität auf der y-Achse und der Ort auf der x-Achse aufgetragen sind. Es wird ein einziges Signal beobachtet.In 3A For example, the behavior of a light beam is shown schematically when, for example, polychromatic light from a lamp strikes a piece of glass. The light beam passes through almost unhindered and hits the detector. This detects a signal of corresponding intensity, shown in a spectrum in 3B in which the intensity is plotted on the y-axis and the location on the x-axis. A single signal is observed.

In 4A ist das Verhalten eines Lichtstrahls schematisch dargestellt, wenn beispielsweise polychromatisches Licht einer Lampe, auf ein Glaskeramikstück auftrifft. Es treten Beugungs- bzw. Interferenzerscheinungen auf, die vom Detektor erfasst werden. Es werden mehrere Signale erhalten, deren Anzahl und Intensität von der Größe und Kristallstruktur der kristallinen Teilchen in der Glaskeramik abhängt. Eine Signalgruppe ist beispielhaft in einem Spektrum in 4B dargestellt, in dem die Intensität wieder auf der y-Achse und der Ort auf der x-Achse aufgetragen sind.In 4A For example, the behavior of a light beam is shown schematically when, for example, polychromatic light from a lamp strikes a glass ceramic piece. There are diffraction or interference phenomena that are detected by the detector. Several signals are obtained, the number and intensity of which depends on the size and crystal structure of the crystalline particles in the glass-ceramic. A signal group is exemplary in a spectrum in 4B in which the intensity is again plotted on the y-axis and the location on the x-axis.

Man erkennt sehr deutlich den großen Unterschied zwischen Glas und Glaskeramik anhand der völlig verschiedenen Signale, die eine eindeutige und damit zuverlässige Erkennung und Sortierung von Glaskeramik ermöglichen.It can be seen very clearly the great difference between glass and glass ceramic based on the completely different signals that allow a clear and therefore reliable detection and sorting of glass ceramic.

In 5A ist der Tyndall-Effekt bei Hindurchtreten eines Lichtstrahls durch ein Glaskeramikstück dargestellt. Wenn der Lichtstrahl durch die Glaskeramik tritt, so wird der Gang der Lichtstrahlen sichtbar, da das Licht an den Teilchen gestreut wird. Dieser Effekt tritt immer dann auf, wenn die kristallinen Teilchen, wie im vorliegenden Fall einer Glaskeramik, kleiner als die Wellenlänge des hindurchgehenden Lichtstrahls sind. Die leuchtende Trübung durch diffuses Licht breitet sich kegelförmig im sog. Tyndall-Kegel aus. In 5B ist das Spektrum, in dem der Ort auf der x-Achse und die Intensität auf der y-Achse aufgetragen sind, wiedergegeben, wobei ein entsprechend breites Signal erhalten wird.In 5A the Tyndall effect is shown when a light beam passes through a piece of glass ceramic. As the light beam passes through the glass-ceramic, the passage of the light rays becomes visible as the light is scattered on the particles. This effect always occurs when the crystalline particles, as in the present case of a glass ceramic, are smaller than the wavelength of the light beam passing through. The luminous turbidity caused by diffused light spreads out conically in the so-called Tyndall cone. In 5B is the spectrum in which the location on the x-axis and the intensity plotted on the y-axis, reproduced, whereby a correspondingly wide signal is obtained.

Diese Erscheinung ist charakteristisch für inhomogene Medien, wie Glaskeramiken. Das Licht wird diffus gestreut und polarisiert. Ein derartiger Effekt kann bei Glas nicht beobachtet werden.This phenomenon is characteristic of inhomogeneous media, such as glass ceramics. The light is diffused and polarized. Such an effect can not be observed with glass.

6A zeigt schematisch die Frequenzverdopplung an einem Glaskeramikstück und 6B das erhaltene Spektrum. Bei Bestrahlung einer Glaskeramik mit einer Anregungsfrequenz f1, beispielsweise mit einem Laser einer bestimmten Frequenz, wird eine Abstrahlungsfrequenz f2 erhalten, deren Frequenz etwa doppelt so groß wie die Anregungsfrequenz f1 ist. Dieses Verhalten ist auch im Spektrum von 6B dargestellt, wie die Frequenz auf der x-Achse und die Intensität auf der y-Achse aufgetragen sind. Auch in diesem Fall ist eine eindeutige Erkennung von Glaskeramik gegenüber Glas, das kein derartiges Verhalten zeigt, gewährleistet. 6A schematically shows the frequency doubling on a glass ceramic piece and 6B the spectrum obtained. Upon irradiation of a glass ceramic with an excitation frequency f1, for example with a laser of a certain frequency, a radiation frequency f2 is obtained whose frequency is about twice as large as the excitation frequency f1. This behavior is also in the spectrum of 6B represented as the frequency on the x-axis and the intensity on the y-axis are plotted. Also in this case, a clear recognition of glass ceramic compared to glass, which does not show such behavior, guaranteed.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lehre sind außerordentlich vielfältig: Das Verfahren und die Vorrichtung der Erfindung ermöglichen ein schnelles, eindeutiges und damit zuverlässiges Erkennen und/oder Sortieren von Glaskeramik zum Recycling aus einer für das bloße Auge ununterscheidbaren Mischung aus Glas und Glaskeramik, ohne einen hohen apparativen und sicherheitstechnischen Aufwand zu erfordern.The advantages of the teaching according to the invention are extremely diverse: The method and the device of the invention enable a fast, clear and thus reliable detection and / or sorting of glass ceramic for recycling from a mixture of glass and glass ceramic indistinguishable to the naked eye, without a high apparatus and require safety-related effort.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung funktionieren eindeutig und zuverlässig, da die zugrunde liegenden Wechselwirkungseffekte, die zur Erkennung und zur Sortierung verwendet werden, nur bei Glaskeramik auftreten, aber nicht bei Glas.The inventive method and the device according to the invention work clearly and reliably, since the underlying interaction effects used for detection and sorting occur only with glass ceramics, but not with glass.

Da die gewählten charakteristischen Wechselwirkungen ausschließlich bei Glaskeramik auftreten, ist in einfacher Weise eine Zuordnung der Signale möglich. Die Intensität der erhaltenen Signale erlaubt neben zuverlässiger Funktion auch eine sehr kurze Erfassungs- bzw. Detektionszeit, so dass auch Bruchstücke einer Glaskeramik, die typischerweise mit hoher Geschwindigkeit durch Sortieranlagen laufen, erkannt werden. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung können auch kleine Einzelobjekte erfasst, erkannt und demgemäß aussortiert werden.Since the selected characteristic interactions occur only in glass-ceramic, a correlation of the signals is possible in a simple manner. The intensity of the signals obtained allows not only reliable function but also a very short detection or detection time, so that fragments of a glass ceramic, which typically run at high speed through sorting systems, are detected. The inventive design also small individual objects can be detected, recognized and sorted out accordingly.

Die erfindungsgemäße Lehre erfüllt die an sie gestellten Anforderungen hinsichtlich der Qualität und Geschwindigkeit in hohem Maße, so dass ein Einsatz in großtechnischem Maßstab möglich ist.The teaching according to the invention fulfills the demands placed on it in terms of quality and speed to a high degree, so that use on an industrial scale is possible.

Das Verfahren und die Vorrichtung lassen sich einfach in bestehende Glassortieranlagen, beispielsweise Glassortieranlagen mit einer automatischen optischen oder optoelektronischen Farberkennung, integrieren.The method and the device can be easily integrated into existing glass sorting systems, for example glass sorting systems with automatic optical or optoelectronic color recognition.

Claims (21)

Verfahren zum Recycling von Glaskeramiken, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erkennen und/oder Sortieren von Glaskeramiken zumindest eine physikalische Wechselwirkung von elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung mit den kristallinen Teilchen der Glaskeramik detektiert wird, die nur bei Glaskeramik auftritt, wobei die Wechselwirkung mit der Strahlung durch die Größe und/oder Kristallstruktur der kristallinen Teilchen hervorgerufen wird und als physikalische Wechselwirkung zumindest eine der Folgenden detektiert wird: a) Beugung und/oder Interferenz; b) Streuung und/oder Tyndall-Effekt; c) FrequenzverdoppelungProcess for recycling glass ceramics, characterized in that for the detection and / or sorting of glass ceramics at least one physical interaction of electromagnetic radiation or particle radiation with the crystalline particles of the glass ceramic is detected, which occurs only in glass ceramic, wherein the interaction with the radiation by the size and / or crystal structure of the crystalline particles is caused and as a physical interaction at least one of the following is detected: a) diffraction and / or interference; b) scattering and / or Tyndall effect; c) frequency doubling Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass polychromatische, monochromatische und/oder polarisierte Strahlung eingesetzt wird.A method according to claim 1, characterized in that polychromatic, monochromatic and / or polarized radiation is used. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Wechselwirkung a) unter Verwendung von polychromatischer elektromagnetischer Strahlung die wellenlängenabhängige Dispersion gemessen wird.Method according to one of claims 1 and 2, characterized in that in interaction a) using polychromatic electromagnetic radiation, the wavelength-dependent dispersion is measured. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass des Erkennen und/oder Sortieren der Glaskeramik mit einer Kombination aus zwei oder mehr der Wechselwirkungen a) bis c) durchgeführt wird.Method according to at least one of the preceding claims 1 to 3, characterized in that the detection and / or sorting of the glass-ceramic is carried out with a combination of two or more of the interactions a) to c). Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlung durch eine oder mehrere Lampen und/oder einen oder mehrere Laser erzeugt wird.Method according to at least one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that the radiation is generated by one or more lamps and / or one or more lasers. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein gepulster Laser eingesetzt wird.A method according to claim 5, characterized in that a pulsed laser is used. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass des Detektieren des oder der Wechselwirkungseffekte mit einem oder mehreren optischen oder optoelektronischen Mitteln durchgeführt wird.Method according to at least one of the preceding claims 1 to 6, characterized in that the detection of the one or more interaction effects is carried out with one or more optical or optoelectronic means. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als optische oder optoelektronische Mittel wellenlängen- und/oder intensitätssensitive Sensoren verwendet werden, insbesondere CCD-Kameras und/oder Spektrometer.A method according to claim 7, characterized in that are used as optical or opto-electronic means wavelength and / or intensity-sensitive sensors, in particular CCD cameras and / or spectrometers. Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Glaskeramik farblos, gefärbt, transparent, opak oder undurchsichtig eingesetzt wird.Method according to at least one of the preceding claims 1 to 8, characterized in that the glass ceramic is used colorless, colored, transparent, opaque or opaque. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Erkennen und/oder Sortieren der Glaskeramik automatisch vorgenommen wird.Method according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that the detection and / or sorting of the glass ceramic is carried out automatically. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Erkennen und/oder Sortieren in einem Massenstrom, umfassend Glas und Glaskeramik und/oder Glas- und Glaskeramikrecyclingstücke mit einem im wesentlichen einlagigen Stoffstrom durchgeführt wird.Method according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that the detection and / or sorting in a mass flow, comprising glass and glass ceramic and / or glass and glass ceramic recycling pieces is carried out with a substantially single-layer material flow. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Sortieren der jeweiligen Glaskeramik und/oder Glaskeramikrecyclingstücke mittels Druckluftimpulsen durchgeführt wird.Method according to at least one of claims 1 to 11, characterized in that the sorting of the respective glass ceramic and / or glass ceramic recycling pieces is carried out by means of compressed air pulses. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Recycling von Glaskeramiken gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Erkennung und/oder zur Sortierung von Glaskeramiken und/oder Glaskeramikrecyclingstücken vorgesehen sind, um zumindest eine physikalische Wechselwirkung von elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung mit den kristallinen Teilchen der Glaskeramik zu detektieren, die nur bei Glaskeramik auftritt, wobei die Wechselwirkung mit der Strahlung durch die Größe und/oder Kristallstruktur der kristallinen Teilchen hervorgerufen wird und als physikalische Wechselwirkung zumindest eine der Folgenden detektiert wird; a) Beugung und/oder Interferenz; b) Streuung und/oder Tyndall-Effekt; c) FrequenzverdopplungApparatus for carrying out a method for recycling glass ceramics according to claim 1, characterized in that means for detecting and / or sorting of glass ceramics and / or glass ceramic recycling pieces are provided to at least a physical interaction of electromagnetic radiation or particle radiation with the crystalline particles of the glass ceramic to detect, which occurs only in glass-ceramics, wherein the interaction with the radiation caused by the size and / or crystal structure of the crystalline particles and is detected as a physical interaction at least one of the following; a) diffraction and / or interference; b) scattering and / or Tyndall effect; c) frequency doubling Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Sortierung der jeweiligen Glaskeramik und/oder Glaskeramikrecyclingstücke wenigstens eine Druckluftdüse zum Sortieren des jeweiligen Glaskeramik und/oder Glaskeramikrecyclingstücks mittels Druckluftimpuls aufweisen.Apparatus according to claim 13, characterized in that the means for sorting the respective glass ceramic and / or glass ceramic recycling pieces have at least one compressed air nozzle for sorting the respective glass ceramic and / or glass ceramic recycling piece by means of compressed air pulse. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Zuführung von einem Massenstrom, umfassend Glas und Glaskeramik und/oder Glas- und Glaskeramikrecyclingstücke, mit einem einlagigen Stoffstrom zu den Mitteln zur Erkennung und/oder Sortierung von Glaskeramik vorgesehen sind.Device according to at least one of claims 13 or 14, characterized in that means for supplying a mass flow, comprising glass and glass ceramic and / or glass and glass ceramic recycling pieces are provided with a single-layer material flow to the means for detecting and / or sorting of glass ceramic , Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Zuführung von einzelnen Stücken, umfassend Glas- und Glaskeramikrecyclingstücke, im freien Fall zu den Mitteln zur Erkennung und/oder Sortierung von Glaskeramik vorgesehen sind, wobei die Mittel zur Zuführung einen Trichter und eine Schüttgutrampe aufweisen. Device according to at least one of claims 13 or 14, characterized in that means for supplying individual pieces, comprising glass and glass ceramic recycling pieces, are provided in free fall to the means for detecting and / or sorting of glass ceramic, wherein the means for supplying a Funnel and a bulk material ramp. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere optische oder optoelektronische Sensorsysteme zur Detektion und Auswertung der von den einzelnen Glaskeramik und/oder Glaskeramikrecyclingstücken austretenden charakteristischen Strahlung vorgesehen sind.Device according to at least one of claims 13 to 16, characterized in that one or more optical or optoelectronic sensor systems are provided for detecting and evaluating the characteristic radiation emerging from the individual glass ceramic and / or glass ceramic recycling pieces. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensorsystem eine ortsaufgelöste CCD-Kamera und/oder ein Spektrometer umfasst.Apparatus according to claim 17, characterized in that the sensor system comprises a spatially resolved CCD camera and / or a spectrometer. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung in bestehende Glassortieranlagen integriert ist.Device according to at least one of the preceding claims 13 to 18, characterized in that the device is integrated into existing glass sorting systems. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Farbsortiereinrichtung umfasst.Device according to at least one of claims 13 to 19, characterized in that the device comprises a color sorting device. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbsortiereinrichtung auf einer automatischen optischen oder optoelektronischen Farberkennung beruht.Apparatus according to claim 20, characterized in that the color sorting device is based on an automatic optical or optoelectronic color detection.
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