DE102013000592A1

DE102013000592A1 - Verfahren zum Entfernen von Verunreinigungen auf Kunststoffschnipseln

Info

Publication number: DE102013000592A1
Application number: DE201310000592
Authority: DE
Inventors: Alexander Gercke; Michael Hofmann; Carsten Wermter
Original assignee: CVP Clean Value Plastics GmbH
Current assignee: CVP Clean Value Plastics GmbH
Priority date: 2013-01-16
Filing date: 2013-01-16
Publication date: 2014-07-17
Anticipated expiration: 2033-01-17
Also published as: DE102013000592B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Verunreinigungen auf Kunststoffschnipseln unter Verwendung einer Vorrichtung, die mindestens einen ersten Reinigungskörper mit einer eine erste Reinigungsfläche bildenden zumindest abschnittsweise kegelförmigen und/oder zylindrischen Außenfläche und mindestens einen zweiten Reinigungskörper mit einer eine zweite Reinigungsfläche bildenden zumindest abschnittsweise kegelförmigen und/oder zylindrischen Innenfläche umfasst, wobei der zweite Reinigungskörper dazu ausgebildet ist, den ersten Reinigungskörper aufzunehmen, wobei die Reinigungsflächen einander gegenüberliegen und zwischen sich einen Reinigungsspalt begrenzen, umfassend die Schritte: – mindestens einer der Reinigungskörper wird um seine Langsachse gedreht, – Flüssigkeit, insbesondere Wasser oder eine wässrige Lösung, wird in den Reinigungsspalt zugeführt, – zu reinigende Kunststoffschnipsel werden in den Reinigungsspalt zugeführt und durch den Reinigungsspalt gefördert, wobei die Oberflächen der Kunststoffschnipsel durch die erste und zweite Reinigungsfläche abrasiv bearbeitet werden, – die Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur der durch den Reinigungsspalt geleiteten Flüssigkeit beim Eintritt in den Reinigungsspalt und der Temperatur der durch den Reinigungsspalt geleiteten Flüssigkeit beim Austritt aus dem Reinigungsspalt und/oder mindestens ein diese Temperaturdifferenz charakterisierender Parameter wird gemessen, – der Abstand der Reinigungsflächen zueinander wird so eingestellt, dass die gemessene Temperaturdifferenz und/oder der mindestens eine diese Temperaturdifferenz charakterisierende Parameter einem Sollwert möglichst nahe kommt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen von Verunreinigungen auf Kunststoffschnipseln unter Verwendung einer Vorrichtung, die mindestens einen ersten Reinigungskörper mit einer eine erste Reinigungsfläche bildenden zumindest abschnittsweise kegelförmigen und/oder zylindrischen Außenfläche und mindestens einen zweiten Reinigungskörper mit einer eine zweite Reinigungsfläche bildenden zumindest abschnittsweise kegelförmigen und/oder zylindrischen Innenfläche umfasst, wobei der zweite Reinigungskörper dazu ausgebildet ist, den ersten Reinigungskörper aufzunehmen, wobei die Reinigungsflächen einander gegenüberliegen und zwischen sich einen Reinigungsspalt begrenzen.
Kunststoffabfälle, beispielsweise PET-Getränkeflaschen, Blisterverpackungen aus PET (tiefgezogene PET-Folien), Kunststoffabfälle aus Polyolefinen oder ähnliches, müssen im Zuge eines Recyclings gereinigt werden. Dabei sind sehr hohe Qualitätsanforderungen zu erfüllen. Zulässige Verunreinigungen bewegen sich im ppm Bereich. Für die Reinigung werden die Kunststoffabfälle zunächst zu Kunststoffschnipseln, insbesondere sogenannten Kunststoffflakes, zerkleinert. Voraussetzung für den Reinigungsprozess und die kontinuierliche Beschickung einer Reinigungsanlage sind optimal vorzerkleinerte Kunststoffschnipsel. Insbesondere sollten die Kunststoffschnipsel möglichst gleichmäßig mit einem geringen Feinanteil erzeugt werden. Es ist bekannt, hierür einen Schredder (Rotor mit Messern und Gegenmessern und Siebkorb) oder andere Zerkleinerungsaggregate wie beispielsweise Schneidmühlen einzusetzen. Über den Lochdurchmesser in dem Siebkorb wird die erzeugte Flakegröße beeinflusst. Die Abtrennung von Metallen von den Kunststoffabfällen erfolgt in einer Vorsortierung mittels Magnet- und Wirbelstromabscheidern. Es ist Stand der Technik, dass vor der Zerkleinerung der Kunststoffabfälle eine Sortierung nach Farben und/oder Kunststoffarten erfolgt. Dies ist aufgrund der Verschmutzung der Kunststoffabfälle jedoch mit Einschränkungen verbunden, da die Erkennungsrate bei verschmutzen Stoffen geringer als bei sauberen ist. Weiterhin müssen bei einer Sortierung vor der Reinigung dann mehrere Waschstraßen betrieben werden, um die einzelnen Fraktionen zu reinigen. Es ist jedoch auch möglich, zunächst Kunststoffabfälle unterschiedlicher Farben und/oder unterschiedlicher Kunststoffarten vorzuzerkleinern, anschließend zu reinigen und die Sortierung nach Farben und/oder Kunststoffarten erst am Ende des Prozesses mittels einer Farberkennung bzw. einer NIR, Laser, oder Röntgenspektroskopie durchzuführen. Dies kann in einem Auflichtprozess und/oder einem Durchlichtprozess mit geeigneter optischer Detektoreinrichtung (Kamera) erfolgen.
Beim Recycling von Kunststoffflakes, insbesondere PET-Flakes, müssen folgende Anforderungen erfüllt werden:

1. Abtrennen von Folien- und Zellstoffetiketten
2. Abtrennen der Zellstoffe
3. Reinigung der Flakes von Verschmutzungen durch Inhaltsstoffe (beispielsweise Getränkereste)
4. Reinigung der Flakes von anhaftenden Verschmutzungen (beispielsweise Klebstoffe von Etiketten)
5. Abtrennen von Metallen (beispielsweise Weißblech und Aluminiumdosen)
6. Abtrennen von Fremdkunststoffen
7. Sortieren nach Farben (z. B. PET-klar und PET-bunt).

Ähnliche Anforderungen (allerdings mit höheren Grenzwerten) gelten für das werkstoffliche Recycling von Kunststoffen. Allerdings entfällt im Regelfall die Sortierung nach Farben.
Aus WO 2008/058750 A2 ist ein Verfahren zum Abtrennen von Zellstoffen und anderen anhaftenden Stoffen beim Recycling von Abfallkunststoff, insbesondere Mischkunststoff, bekannt. Zum Einsatz kann eine Zahnscheibenmühle kommen, deren Scheiben ineinander greifende Zähne aufweisen, die beabstandet auf konzentrischen Kreisen angeordnet sind. Zwischen den Zähnen eines Kreises sind die Lücken so groß, dass Stücke aus dickerem oder festerem Material frei hindurch treten können. Eine Scheibenmühle ist auch bekannt aus DE 10 2005 013 693 A1 .
Bei den Reinigungsverfahren nach dem Stand der Technik ist die Aufbringung einer großen Heizleistung erforderlich, um eine zufriedenstellende Reinigung der Kunststoffschnipsel zu erreichen. Heizleistungen von 800 kW sind hierfür zum Teil erforderlich. Dies ist ein erheblicher Energieaufwand. Darüber hinaus ist die Steuerung der Prozesstemperatur über eine separate Heizeinrichtung konstruktiv und regelungstechnisch aufwendig.
Ausgehend von dem erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit dem in einfacher und energiesparender Weise die Prozesstemperatur im Reinigungsspalt auf einen gewünschten Wert eingestellt werden kann.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verfahren der eingangs genannten Art umfassend die Schritte:

– mindestens einer der Reinigungskörper wird um seine Längsachse gedreht,
– Flüssigkeit, insbesondere Wasser oder eine wässrige Lösung, wird in den Reinigungsspalt zugeführt,
– zu reinigende Kunststoffschnipsel werden in den Reinigungsspalt zugeführt und durch den Reinigungsspalt gefördert, wobei die Oberflächen der Kunststoffschnipsel durch die erste und zweite Reinigungsfläche abrasiv bearbeitet werden,
– die Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur der durch den Reinigungsspalt geleiteten Flüssigkeit beim Eintritt in den Reinigungsspalt und der Temperatur der durch den Reinigungsspalt geleiteten Flüssigkeit beim Austritt aus dem Reinigungsspalt und/oder mindestens ein diese Temperaturdifferenz charakterisierender Parameter wird gemessen,
– der Abstand der Reinigungsflächen zueinander wird so eingestellt, dass die gemessene Temperaturdifferenz und/oder der mindestens eine diese Temperaturdifferenz charakterisierende Parameter einem Sollwert möglichst nahe kommt.

Wie eingangs erläutert, dient das Verfahren der Reinigung von Kunststoffschnipseln. Wie ebenfalls eingangs erläutert, fallen die Kunststoffschnipsel bei der Zerkleinerung von Kunststoffabfall, beispielsweise Kunststoffverpackungen wie Getränkeflaschen oder ähnliches an. Die Kunststoffschnipsel sind vorzerkleinerte flächige Kunststoffabfälle, die in Form von Flakes (dünnwandige Hartkunststoffe, Folien etc.) oder in Form von stückigen Kunststoffen (dickwandige Hartkunststoffe) mit einer weitgehend definierten Größe vorliegen können. Wie weiterhin eingangs erläutert, können die zu entfernenden Verunreinigungen, insbesondere Oberflächenanhaftungen sein, zum Beispiel Zellstoffreste, Klebereste, Etikettenreste oder organische Verschmutzungen. Die Kunststoffschnipsel sind insbesondere flächige Kunststoffteilchen. Insbesondere bei Kunststoff mit einer geringen Zähigkeit, beispielsweise HDPE, können zu einem gewissen Anteil auch dickere Kunststoffteilchen enthalten sein, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gereinigt werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Vorrichtung verwendet, die einen ersten und zweiten Reinigungskörper besitzt. Die Reinigungskörper besitzen jeweils eine zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, kegelförmige bzw. konische und/oder (kreis-)zylindrische Reinigungsfläche. Dabei können die Reinigungsflächen vollständig kegel- bzw. konusförmig oder vollständig zylindrisch sein. Es ist aber auch möglich, dass die Reinigungsflächen sowohl kegel- bzw. konusförmige als auch zylindrische Abschnitte besitzen. Auch ist es möglich, dass die Reinigungsflächen mehrere, beispielsweise zwei, kegel- bzw. konusförmige Abschnitte besitzen, die unterschiedliche Kegel- bzw. Konuswinkel besitzen. Die Reinigungsflächen können sich jeweils über die gesamte Außen- bzw. Innenfläche der Reinigungskörper oder nur über einen oder mehrere Abschnitte der Außen- bzw. Innenfläche der Reinigungskörper erstrecken. Der erste Reinigungskörper kann die Form eines Kegels oder Kegelstumpfes bzw. Zylinders besitzen. Der zweite Reinigungskörper kann die Form eines Hohlkegels oder Hohlkegelstumpfes bzw. Hohlzylinders besitzen. Der erste Reinigungskörper wird im Betrieb in Richtung seiner Längsachse in den zweiten Reinigungskörper eingeschoben, wobei die einander gegenüberliegenden Reinigungsflächen einen ebenfalls kegelförmigen bzw. konischen und/oder zylindrischen Reinigungsspalt zwischen sich begrenzen. Der erste Reinigungskörper und/oder der zweite Reinigungskörper wird im Betrieb mittels eines geeigneten Antriebs um seine Längsachse drehend angetrieben. Die Vorrichtung bildet also einen sogenannten Kegel- oder Trommelrefiner. Der Antrieb kann ein elektrischer Antrieb sein. In einfacher Weise kann die Breite des Reinigungsspalts durch eine Verschiebung des ersten und/oder zweiten Reinigungskörpers entlang ihrer Längsachsen eingestellt werden. Es sind aber auch andere Möglichkeiten zur Verstellung der Breite des Reinigungsspalts möglich.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass über die gezielte Erzeugung von Friktion im Reinigungsspalt und insbesondere eine gezielte abrasive Bearbeitung der Kunststoffschnipsel die Temperatur der durch den Reinigungsspalt geleiteten Flüssigkeit und damit die Prozesstemperatur in einfacher Weise eingestellt werden kann. Insbesondere entsteht durch die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im Zuge der Abrasion erzeugte Friktion ausreichend Wärme, um die Flüssigkeit auf die gewünschte Prozesstemperatur einzustellen. Durch eine ausreichende Erhöhung der Friktion lasst sich die erforderliche Prozessflüssigkeitstemperatur ohne eine zusätzliche Heizung des Flüssigkeitskreislaufes einstellen. Neben der Geometrie der Reinigungskörper und insbesondere ihrer Reinigungsflächen lässt sich die Friktion insbesondere über den Abstand der Reinigungskörper zueinander einstellen. Je geringer dieser Abstand ist, desto mehr Friktion und Abrasion und damit auch Abwärme entstehen, die von der Prozessflüssigkeit aufgenommen werden. Entsprechend wird erfindungsgemäß insbesondere mehrfach während der Durchführung des Verfahrens, beispielsweise kontinuierlich währen der Durchführung des Verfahrens, die Differenz der Temperatur der durch den Reinigungsspalt geleiteten Flüssigkeit zwischen dem Eintritt in den Reinigungsspalt und dem Austritt aus dem Reinigungsspalt und/oder mindestens ein diese Temperaturdifferenz charakterisierender Parameter gemessen. Eine geeignete Regeleinrichtung vergleicht die Messwerte mit einem Sollwert für die Temperaturdifferenz. Wird hierbei eine unzulässige Abweichung festgestellt, steuert die Regeleinrichtung eine Verstelleinrichtung an, die den Abstand der Reinigungskörper zueinander und damit die Breite des Reinigungsspalts verändert, um die gemessenen Werte möglichst exakt an den jeweils vorgegebenen Sollwert anzupassen. In einfacher Weise kann die Breite des Reinigungsspalts dabei durch eine Verschiebung des ersten und/oder zweiten Reinigungskörpers entlang ihrer Längsachsen eingestellt werden. Bei der Erfindung wird ein hydrodynamischer Prozess erzeugt. Dabei ist eine gezielte Abrasion und damit Reinigung der Kunststoffschnipsel möglich, ohne dass hierfür zusätzliche Chemikalien, wie Natronlauge, in den Reinigungsspalt gegeben werden müssen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Suspension erzeugt, deren Bestandteile die zugeführte Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, die gereinigten Kunststoffschnipsel und von diesen abgeriebene Stoffe sind (beispielsweise Kleber, Zellstoff, Etiketten, organische Verschmutzungen usw.). Nach der Reinigung erfolgt ein Trennen der Suspension mit den Verunreinigungen von den gereinigten Kunststoffschnipseln.
Die Flüssigkeitszufuhr dient erfindungsgemäß zum Fördern der Kunststoffschnipsel durch den Reinigungsspalt und zum Abführen des im Zuge des Reinigungsprozesses entstehenden Abriebs. Dabei entstehen Turbulenzen der Wasserströmung, die wiederum zu sehr hohen Fließgeschwindigkeiten der Flüssigkeit durch den Reinigungsspalt führen. Es kommt zu einem starken Anpressen der zu reinigenden Kunststoffschnipsel an die Reinigungsflächen. Die Reinigung der Kunststoffschnipsel wird hierdurch verbessert. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist keine Mindestfeststoffkonzentration (Verhältnis Feststoffmenge, insbesondere Kunststoffschnipselmenge, zu Flüssigkeitsmenge) vorgegeben. Auch geringe Feststoffkonzentrationen sind erfindungsgemäß darstellbar. Insbesondere können Feststoffkonzentrationen von weniger als 10% zum Einsatz kommen. Die maximale Feststoffkonzentration ist abhängig von dem Grad der Verschmutzung bzw. der maximalen Verarbeitungskapazität der verwendeten Reinigungskörper. Die maximale Feststoffkonzentration kann durch Verwendung größerer Reinigungskörper erhöht werden. Die verwendete Flüssigkeitsmenge wird an den Verschmutzungsgrad der zu reinigenden Kunststoffschnipsel und die im Prozess erzeugte Wärme angepasst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Kunststoffschnipsel im Zuge der abrasiven Bearbeitung in dem Reinigungsspalt nicht zerkleinert werden. Hierdurch wird der Reinigungseffekt verbessert. Es findet eine tangentiale Friktion bzw. Scherreibung statt, die eine ausreichende Wärmeerzeugung für die gewünschte Prozesstemperatur und damit auch eine zufriedenstellende Reinigung der Kunststoffschnipsel ermöglicht. Indem eine Zerkleinerung vermieden wird, wird ein Verlust von Prozesswärme aufgrund von an den Kunststoffschnipseln verrichteter Formänderungsarbeit weitgehend vermieden. Die eingebrachte Energie wird vielmehr weitgehend in Wärme umgewandelt. Um eine Abrasion, jedoch keine Zerkleinerung zu erreichen, wird der Reinigungsspalt gerade auf eine solche Dicke eingestellt, dass diese Vorgabe erfüllt ist. Wie bereits erläutert, kann vorgesehen sein, dass die durch den Reinigungsspalt geleitete Flüssigkeit nicht durch eine separate Heizeinrichtung erwärmt wird. Vielmehr kann die Erwärmung allein durch die erzeugte Friktion bereitgestellt werden. Es kann sogar erforderlich sein, die durch den Reinigungsspalt geleitete Flüssigkeit durch eine Kühleinrichtung zu kühlen, wenn die für die Reinigung erforderliche Friktion zu viel Wärme erzeugt. Es ist dabei auch möglich, im Zuge des Prozesses erzeugte, jedoch nicht benötigte Wähne abzuführen und für andere Prozesse, beispielsweise zum Beheizen von Gebäuden oder zur Energieerzeugung zu nutzen. Beispielsweise kann nicht benötigte Wähne mittels eines Wärmetauschers aus dem Prozess abgeführt und für andere Zwecke genutzt werden.
Die Reinigungsflächen der Reinigungskörper der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren benutzten Vorrichtung können jeweils eine Mehrzahl von sich über ihre Reinigungsflächen erstreckende Reinigungsrippen aufweisen, wobei zumindest eine Flanke der Reinigungsrippen geneigt oder gekrümmt ist, insbesondere im Querschnitt gegenüber der Hochachse der jeweiligen Reinigungsrippe, wobei zwischen zumindest einigen zueinander benachbarten Reinigungsrippen mehrere quer zur Erstreckungsrichtung der Reinigungsrippen verlaufende Reinigungsstege angeordnet sind.
Die Reinigungskörper der erfindungsgemäß verwendeten Vorrichtung können Reinigungsrippen aufweisen, die über die Reinigungsflächen, insbesondere über den Umfang der Reinigungsflächen, verlaufen. Die Rippen können insbesondere durchgehend, also ohne Unterbrechungen in ihrer Erstreckungsrichtung, ausgebildet sein. Die Reinigungsrippen können einen geraden Verlauf besitzen oder gekrümmt sein. Sie können weiterhin in Längsrichtung des jeweiligen Reinigungskörpers über die jeweilige Reinigungsfläche verlaufen. Es ist jedoch auch möglich, dass sie gegenüber der Längsachsenrichtung geneigt oder gekrümmt sind, zum Beispiel schraubenförmig bzw. in Helix-Form. Auch können unterschiedliche Zonen auf den Reinigungsflächen ausgebildet sein, wobei die Reinigungsrippen zumindest zweier, insbesondere mehr als zweier, Zonen einen voneinander unterschiedlichen Verlauf besitzen. Es können auch gegenläufige Zonen gebildet werden für eine Materialrückführung. Mindestens eine der Flanken der Reinigungsrippen kann geneigt oder gekrümmt sein, insbesondere im Querschnitt gegenüber der Hochachse der jeweiligen Reinigungsrippe. Die Hochachse einer Reinigungsrippe steht im Querschnitt der Reinigungsrippe senkrecht bzw. lotrecht auf der Oberfläche des jeweiligen Reinigungskörpers in dem Bereich, in dem sich die Reinigungsrippe von der Oberfläche erhebt. Sie entspricht insoweit also der Flächennormalen. Im Querschnitt der Reinigungsrippe verläuft die Hochachse insbesondere durch den Punkt, in dem die betreffende Flanke der Reinigungsrippe ausgehend von der Oberfläche des Reinigungskörpers ihren Anfang nimmt. Die Hochachse steht also auch senkrecht auf der Längserstreckungsrichtung der Reinigungsrippen (Längsachse). Die entsprechenden Flanken können jeweils in einer ebenen oder in einer gekrümmten Fläche liegen. Es ist dabei auch möglich, dass beide Flanken der Reinigungsrippen geneigt oder gekrümmt sind, insbesondere im Querschnitt gegenüber der Hochachse der jeweiligen Reinigungsrippe. Weiterhin können zwischen zumindest einigen, insbesondere sämtlichen, benachbart zueinander verlaufenden Reinigungsrippen erfindungsgemäß Reinigungsstege angeordnet sein. Sie verlaufen quer zur Erstreckungsrichtung der Reinigungsrippen. Sie können senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Reinigungsrippen verlaufen. Sie können aber auch in einer Richtung quer zur Erstreckungsrichtung der Reinigungsrippen verlaufen, die einen kleineren oder größeren Winkel als 90° zur Erstreckungsrichtung der Reinigungsrippen besitzt.
Bei der Aufbereitung von Kunststoffschnipseln, insbesondere von Kunststoffflakes, ist entscheidend, dass die Reinigung der Kunststoffschnipsel ohne eine starke mechanische Beanspruchung bzw. Deformation (Stauchung) erfolgt. Durch die Reduzierung der mechanischen Beanspruchung durch Stauchung wird eine bessere Reinigung der Kunststoffschnipsel erreicht. Insbesondere wird ein Falten oder Knäueln der Kunststoffschnipsel vermieden. Die mit den Verunreinigungen behafteten Oberflächen der Kunststoffschnipsel bleiben somit für die Reinigung zugänglich. Außerdem haben glatte Kunststoffschnipsel eine höhere Schüttdichte und neigen nicht zu einer Verzahnung, so dass ihre Förderfähigkeit verbessert ist. Darüber hinaus lassen sich glatte Kunststoffschnipsel besser sortieren, insbesondere in Sortiervorrichtungen, in denen die Kunststoffschnipsel schwerkraftbedingt von oben nach unten fallen. So bildet sich bei glatten Kunststoffschnipseln ein einheitlicher „Kunststoffschnipselvorhang”. Schließlich wird durch die Verringerung der mechanischen Beanspruchung die Erzeugung von Feinanteil vermieden. Gleichzeitig steht mehr Wärme für die Bereitstellung der gewünschten Prozesstemperatur zur Verfügung.
Es hat sich gezeigt, dass die erfindungsgemäße Geometrie der Reinigungskörper, insbesondere die Neigung bzw. Krümmung mindestens einer der Flanken der Reinigungsrippen, zu einer solchen geringeren mechanischen Beanspruchung führt. Bei der erfindungsgemäßen Geometrie der Reinigungskörper werden die Kunststoffschnipsel zwischen die Reinigungskörper, insbesondere zwischen die Reinigungsrippen, gezogen. Ein Knicken bzw. Falten oder Knäueln der Kunststoffschnipsel wird vermieden. Zwischen den Reinigungskörpern liegt somit im Idealfall eine Ein-Korn-Schicht der Kunststoffschnipsel vor, so dass diese optimal von Oberflächenverunreinigungen gereinigt werden können. Die Oberfläche der Reinigungsrippen erzeugt dabei die erforderliche Friktion zur Reinigung der Kunststoffschnipsel. Insbesondere werden die Kunststoffschnipsel bei der erfindungsgemäßen Reinigungskörper-Geometrie im Wesentlichen vollflächig angeschliffen, wodurch sämtliche anhaftenden Verschmutzungen abgelöst werden. Das Zugeben von Chemikalien, beispielsweise Natron-Lauge, wie beim Stand der Technik für die Reinigung oftmals erforderlich, ist erfindungsgemäß nicht notwendig. Vielmehr führt die erfindungsgemäße Geometrie der Reinigungskörper bzw. der Reinigungsflächen zu einer ausreichenden Reinigung der Kunststoffschnipsel, ohne dass es dabei zu einer Zerkleinerung der Kunststoffschnipsel kommt bzw. kommen muss.
Weiterhin erfolgt bei der erfindungsgemäßen Geometrie ein leichtes Recken der Kunststoffschnipsel, so dass diese glatt gezogen werden und gegebenenfalls gefaltete Kunststoffschnipsel (beispielsweise aus einer Vorzerkleinerung) wieder aufgefaltet werden. Es hat sich insbesondere gezeigt, dass der Hauptteil der Friktion zum Abschleifen und damit Reinigen der Kunststoffschnipsel im Bereich der schrägen bzw. gekrümmten Flanken der Reinigungsrippen erfolgt. Wie erwähnt, muss die entsprechende Flanke dazu nicht zwangsweise in einer planen Ebene liegen. Vielmehr kann eine gekrümmte Flanke vorliegen, so dass ein weicher Übergang zur Scheitelfläche erreicht wird. Wichtig ist, dass eine ausreichend große Friktionsfläche der Reinigungsrippen vorhanden ist, so dass ein ausreichender Reinigungseffekt entsteht. Die in den Kanälen zwischen den Reinigungsrippen erfindungsgemäß angeordneten Reinigungsstege wirken als Barrieren und zwingen die Kunststoffschnipsel zwischen die Reinigungskörper, insbesondere zwischen die Reinigungsrippen der Reinigungskörper.
Das erfindungsgemäß erreichte gezielte Anschleifen der Kunststoffschnipsel hat neben der Reinigung noch einen weiteren vorteilhaften Effekt. So werden die Kunststoffschnipsel mit einer matten Oberfläche ausgestattet, die Licht weniger stark reflektiert. Dies erleichtert eine optische Sortierung der Kunststoffschnipsel nach dem Reinigungsprozess. Gerade bei optischen Sortiervorrichtungen, die nach dem Auflichtverfahren zur Farberkennung arbeiten, ist eine stark glänzende und damit reflektierende Oberfläche nachteilig. Durch das erfindungsgemäße Anschleifen der Kunststoffschnipsel wird also eine bessere Erkennung der Kunststoffschnipsel erreicht.
Nach einer Ausgestaltung können die geneigten oder gekrümmten Flanken der Reinigungsrippen des ersten und/oder zweiten Reinigungskörpers die bei einer Drehung des mindestens einen Reinigungskörpers vorlaufenden Flanken sein. Bei dem nicht drehend angetriebenen Reinigungskörper ist die vorlaufende Flanke der Reinigungsrippen die im Zuge der Relativdrehung zwischen den Reinigungskörpern vorlaufende Flanke. Durch diese Ausgestaltung werden das erfindungsgemäße Anschleifen der Kunststoffschnipsel und damit die erfindungsgemäße Reinigung in besonders effektiver Weise durchgeführt.
Der Grad der erfindungsgemäßen Neigung bzw. Krümmung der Flanken hängt entscheidend von der Art des zu reinigenden Kunststoffes, der Form der Kunststoffschnipsel und der Größenverteilung innerhalb der zu reinigenden Kunststoffschnipselmenge ab. Entscheidend ist jeweils, dass eine Zerkleinerung bzw. Stauchung der Kunststoffschnipsel möglichst nicht eintritt. Gleichzeitig müssen die Kunststoffschnipsel einer für die Reinigung ausreichenden Friktion unterworfen werden. Daher muss zwischen den einander zugewandten Flanken benachbarter Reinigungsrippen ausreichend Platz zur Aufnahme der zu reinigenden Kunststoffschnipsel bestehen. Bei flachen Kunststoffschnipseln sind dabei Flanken mit einem großen Neigungswinkel bzw. Krümmungswinkel gegenüber der Hochachse geeignet. Insbesondere werden die Kunststoffschnipsel bei einer flach ansteigenden Flanke besonders gut zwischen die Reinigungskörper gezogen. Außerdem steht eine große Abriebfläche zur Verfügung, so dass ein besonders guter Reinigungseffekt erzielt wird. Bei stückigen Kunststoffschnipseln ist dagegen ein kleinerer Neigungswinkel bzw. Krümmungswinkel gegenüber der Hochachse geeignet. Es ist beispielsweise möglich, dass die geneigten Flanken der Reinigungsrippen des ersten und/oder zweiten Reinigungskörpers jeweils einen Neigungswinkel von mindestens 10°, vorzugsweise mindestens 30%, weiter vorzugsweise mindestens 45°, gegenüber der Hochachse der jeweiligen Reinigungsrippe besitzen. Sofern die Flanken der Reinigungsrippen gekrümmt sind, kann vorgesehen sein, dass in dem Querschnitt senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Reinigungsrippen gesehen, eine den Beginn und das Ende der gekrümmten Flanken verbindende Linie einen Neigungswinkel von mindestens 10°, vorzugsweise mindestens 30%, weiter vorzugsweise mindestens 45°, gegenüber der Hochachse der jeweiligen Reinigungsrippe besitzt. Obergrenzen für die genannten Winkel können beispielsweise mindestens 45°, vorzugsweise mindestens 60°, weiter vorzugsweise mindestens 80° sein.
Nach einer weiteren Ausgestaltung kam vorgesehen sein, dass bei der erfindungsgemäß verwendeten Vorrichtung zwischen den Scheitelflächen der Reinigungsrippen der ersten Reinigungsfläche und den Scheitelflächen der Reinigungsrippen der zweiten Reinigungsfläche ein Abstand besteht, der im Wesentlichen der durchschnittlichen Dicke der mittels der Zuführeinrichtung zugeführten Kunststoffschnipsel, insbesondere der Hauptkornklasse, entspricht. Der Abstand der Reinigungskörper und damit die Dicke des Reinigungsspalts werden also an die Dicke der durchschnittlich zu erwartenden Kunststoffschnipsel angepasst. Der Abstand der Reinigungskörper sollte möglichst so eingestellt werden, dass nur einzelne Kunststoffschnipsel zwischen die Reinigungskörper passen. Dadurch wird eine optimale Reinigung durch Anschleifen der Ober- und Unterseiten der Kunststoffschnipsel erreicht. Hierzu wiederum ist es von Vorteil, wenn die zu reinigenden Kunststoffschnipsel eine möglichst geringe Dickenstreuung aufweisen. Falls eine Dickenstreuung vorhanden ist, kann die Höhe der Reinigungsstege so gewählt werden, dass im Betriebszustand der Reinigungskörper der Abstand zwischen gegenüberliegenden Reinigungsstegen der durchschnittlichen Dicke der dicksten Kunststoffschnipsel entspricht. Das Erreichen der jeweils optimalen Grenzdicke des Reinigungsspalts kann an der Leistungsaufnahme der Antriebseinrichtung festgestellt werden. Ein Unterschreiten der Grenzdicke führt zu einem sprunghaften Anstieg der Leistungsaufnahme. Beispielhaft genannt sei für die Aufbereitung von PET-Flaschen aus Einwegssystemen ein Reinigungsspalt von 0,25 mm, bei der Aufbereitung von PET-Mehrwegflaschen (dickere Wandung) ein Reinigungsspalt von 0,50 mm und bei der Aufbereitung von Folienschnipseln ein Reinigungsspalt von 0,1 mm. Der jeweils geeignete Abstand muss abhängig von dem Material ermittelt und angepasst werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung können bei der erfindungsgemäß verwendeten Vorrichtung die Reinigungsrippen des ersten und/oder zweiten Reinigungskörpers in einer senkrecht zu ihrer Längserstreckung verlaufenden Richtung (jeweils) ein Sägezahnprofil bilden. Die Reinigungsrippen können in dieser Richtung, beispielsweise entlang einer oder mehrerer gerader oder gekrümmter oder anderweitiger Bahnen im Schnitt ein Sägezahnprofil bilden. Sie können also in der genannten Richtung gesehen im Wesentlichen direkt ineinander übergehen. Hierdurch werden (horizontale) Bodenflächen zwischen benachbarten Reinigungsrippen vermieden, in denen sich Kunststoffschnipsel unerwünscht ansammeln könnten. Es ist aber grundsätzlich auch möglich, dass zwischen benachbarten Reinigungsrippen Bodenflächen vorgesehen sind.
Nach einer weiteren Ausgestaltung können die Reinigungsrippen des ersten und/oder zweiten Reinigungskörpers zumindest im Übergang zwischen Ihrer mindestens einen geneigten oder gekrümmten Flanke und ihrer Scheitelfläche abgerundet sein. Weiterhin können die Reinigungsrippen des ersten und/oder zweiten Reinigungskörpers eine gegenüber ihrer Hochachse senkrechte Scheitelfläche besitzen. Die Scheitelfläche kann auch in einer Ebene liegen, die parallel zu der Oberfläche des jeweiligen Reinigungskörpers in dem Bereich ist, in dem sich die Reinigungsrippe von der Oberfläche erhebt. Selbstverständlich können die Reinigungsrippen auch im Übergang zu einer gegebenenfalls nicht geneigten oder nicht gekrümmten zweiten Flanke abgerundet sein. Indem an dem Übergang zwischen der Flanke und der Scheitelfläche keine scharfe Kante, insbesondere kein scharfer Grat, gebildet ist, wird ein Aufkräuseln der Kunststoffschnipsel vermieden. Vielmehr wird durch die Abrundung und die Scheitelfläche sichergestellt, dass die Kunststoffschnipsel im ungefalteten flachen Zustand zwischen die Reinigungskörper gezogen und dort gereinigt werden.
Die Reinigungsstege des ersten und/oder zweiten Reinigungskörpers können in einer Richtung parallel zur Längserstreckung bzw. Längsachse der Reinigungsrippen jeweils rampenartig ansteigen. Diese Ausgestaltung führt zu einem besonders wirksamen Einziehen der Kunststoffschnipsel in dem Bearbeitungsbereich zwischen den Reinigungskörper. Nach einer weiteren Ausgestaltung können die Reinigungsstege des ersten Reinigungskörpers eine geringere Höhe besitzen als die Reinigungsrippen des ersten Reinigungskörpers und/oder die Reinigungsstege des zweiten Reinigungskörpers eine geringere Höhe besitzen als die Reinigungsrippen des zweiten Reinigungskörpers. Bei dieser Ausgestaltung werden die Kunststoffschnipsel materialschonender zwischen den Reinigungskörpern bearbeitet, da nicht an jedem Reinigungssteg sämtliche Schnipsel zwischen die Reinigungskörper gezwungen werden. Insbesondere können Flakes, die eine größerer Wandstärke als der Reinigungsspalt zwischen den Reinigungsrippen aufweisen, durch die sich ergebene Lücke hindurch gleiten, ohne dass sie von den Reinigungsrippen zerrieben werden.
Grundsätzlich kann der erste und/oder zweite Reinigungskörper einteilig ausgebildet sein oder aus mehreren Reinigungskörpersegmenten bestehen. Nach einer weiteren Ausgestaltung können die Reinigungsstege des ersten und zweiten Reinigungskörpers so angeordnet sein, dass sie bei einer Drehung des mindestens einen Reinigungskörpers nicht oder nicht dauerhaft in einander direkt gegenüberliegende Positionen gelangen. Weiterhin können die Reinigungsstege auf der ersten und zweiten Reinigungsfläche jeweils entlang mehrerer Umfangsbahnen auf der jeweiligen Reinigungsfläche angeordnet sein. Die Umfangsbahnen der Reinigungsstege auf der ersten Reinigungsfläche können dabei andere Verläufe besitzen als die Umfangsbahnen der Reinigungsstege auf der zweiten Reinigungsfläche. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Reinigungsstege entlang der Umfangsbahn jeweils zwischen jedem Paar von benachbarten Reinigungsrippen angeordnet sind. Die Umfangsbahnen können jeweils ringförmig um die Längsachse des jeweiligen Reinigungskörpers verlaufen. Es kann dann eine Vielzahl paralleler ringförmiger solcher Umfangsbahnen gebildet werden. Mittels unterschiedlicher Umfangsbahnen auf der ersten und zweiten Reinigungsfläche kann erreicht werden, dass sich die Reinigungsstege im Zuge der Relativdrehung der Reinigungskörper nicht direkt gegenüber liegen. So können die ringförmigen Umfangsbahnen beispielsweise jeweils in Längsachsenrichtung der Reinigungskörper gesehen versetzt zueinander angeordnet sein. Hierdurch wird die mechanische Beanspruchung der Kunststoffschnipsel verringert. Die Reinigungskörper können also unterschiedlich zueinander ausgestaltet sein. Sie können allerdings an ihrem äußeren und/oder ihrem inneren Rand jeweils direkt gegenüberliegend eine Umfangsbahn mit Reinigungsstegen besitzen.
Alternativ ist es auch möglich, dass die Reinigungsflächen der Reinigungskörper identisch zueinander ausgebildet sind. Dabei können zumindest einige der Umfangsbahnen auf der ersten Reinigungsfläche und der Umfangsbahnen auf der zweiten Reinigungsfläche den gleichen Verlauf besitzen, wobei zumindest die Reinigungsstege entlang der Umfangsbahnen mit gleichem Verlauf jeweils nur zwischen jedem zweiten Paar von benachbarten Reinigungsrippen angeordnet sind. Es können dabei insbesondere sämtliche der Umfangsbahnen auf der ersten Reinigungsfläche und der Umfangsbahnen auf der zweiten Reinigungsfläche den gleichen Verlauf besitzen und weiterhin insbesondere die Reinigungsstege entlang Umfangsbahnen mit gleichem Verlauf jeweils nur zwischen jedem zweiten Paar von benachbarten Reinigungsrippen angeordnet sein. Hierbei ist also eine alternierende Anordnung vorgesehen, wobei die Reinigungsstege nur in jedem zweiten Kanal zwischen benachbarten Reinigungsrippen vorgesehen sind. Es kommt bei der Relativdrehung der Reinigungskörper zueinander also zu einem direkten Gegenüberliegen von Reinigungsstegen während 50% der Bearbeitungszeit. Während diese Ausgestaltung Vorteile hinsichtlich der Herstellungskosten der Reinigungskörper besitzt, führt sie allerdings zu einer höheren Beanspruchung der Kunststoffschnipsel. Sie ist insbesondere bei sehr dünnen Kunststoffschnipseln (Kunststofffolienschnipseln) dennoch gut geeignet.
Nach einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass zu reinigende Kunststoffschnipsel vor dem Zuführen in den Reinigungsspalt und dem Fördern durch den Reinigungsspalt der für das Entfernen von Verunreinigungen eigentlich vorgesehenen Vorrichtung in einer Vorreinigungsvorrichtung einer Vorreinigung unterzogen werden. Die Vorreinigungsvorrichtung besitzt dabei eine erste Reinigungsscheibe mit einer ersten Reinigungsfläche und eine zweite Reinigungsscheibe mit einer zweiten Reinigungsfläche, wobei die Reinigungsflächen einander gegenüberliegen und zwischen sich einen Reinigungsspalt begrenzen, der größer ist als der Reinigungsspalt der anschließend zum Entfernen von Verunreinigungen auf den Kunststoffschnipseln verwendeten Vorrichtung. Dabei kann mindestens eine der beispielsweise zylindrischen Reinigungsscheiben um ihre Rotationsachse, die gleichzeitig ihre Zylinderachse ist, gedreht werden, Flüssigkeit, insbesondere Wasser oder eine wässrige Lösung, kann in den Reinigungsspalt der Vorreinigungsvorrichtung zugeführt werden und die zu reinigenden Kunststoffschnipsel können zwischen die Reinigungsscheiben der Vorreinigungsvorrichtung zugeführt und durch den Reinigungsspalt gefördert werden. Anschließend werden die zu reinigenden Kunststoffschnipsel der oben erläuterten (Haupt-)Reinigungsvorrichtung zugeführt. Es erfolgt also ein zweistufiger Reinigungsprozess.
Die Vorreinigungsvorrichtung kann kleiner dimensioniert werden als die anschließend verwendete Haupteinigungsvorrichtung. Indem der Reinigungsspalt der Vorreinigungsvorrichtung größer ist als der der Hauptreinigungsvorrichtung kann erreicht werden, dass nur eine geringe oder im Wesentlichen gar keine abrasive Bearbeitung der Kunststoffschnipsel erfolgt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Reinigungsspalt der Vorreinigungsvorrichtung durch Einstellung des Abstands der Reinigungsscheiben so gewählt wird, dass im Zuge der Vorreinigung von den Kunststoffschnipseln entfernte Verunreinigungen, beispielsweise entfernte Zellstoffe, im Wesentlichen nicht zerstört werden. Dies erleichtert die anschließende Reinigung der Kunststoffschnipsel in der Hauptreinigungsvorrichtung erheblich. Es ist dabei auch bei der Vorreinigungsvorrichtung möglich, eine erfindungsgemäße Regelung des Reinigungsspalts auf Grundlage einer Temperaturmessung vorzunehmen.
Es ist auch möglich, dass zu reinigende Kunststoffschnipsel vor dem Zuführen in den Reinigungsspalt und dem Fördern durch den Reinigungsspalt der Vorrichtung in einer Vorreinigungsvorrichtung einer Vorreinigung unterzogen werden, wobei die Vorreinigungsvorrichtung einen Reinigungshohlzylinder mit einer ersten Reinigungsfläche an seiner zylindrischen Innenfläche und einen in dem Reinigungshohlzylinder angeordneten Reinigungszylinder mit einer zweiten Reinigungsfläche an seiner zylindrischen Außenfläche umfasst, wobei die Reinigungsflächen zwischen sich einen Reinigungsspalt begrenzen, der größer ist als der Reinigungsspalt der anschließend zum Entfernen von Verunreinigungen auf den Kunststoffschnipseln verwendeten Vorrichtung. Dabei werden der Reinigungshohlzylinder und/oder der Reinigungszylinder drehend angetrieben. Der Reinigungsspalt der Vorreinigungsvorrichtung kann dann wiederum durch Einstellung des Abstands zwischen dem Reinigungshohlzylinder und dem Reinigungszylinder so gewählt werden, dass im Zuge der Vorreinigung von den Kunststoffschnipseln entfernte Verunreinigungen im Wesentlichen nicht zerstört werden.
Schließlich ist es auch möglich, dass zu reinigende Kunststoffschnipsel vor dem Zuführen in den Reinigungsspalt und dem Fördern durch den Reinigungsspalt der Vorrichtung in einer Vorreinigungsvorrichtung einer Vorreinigung unterzogen werden, wobei die Vorreinigungsvorrichtung mindestens einen ersten Vorreinigungskörper mit einer eine erste Reinigungsfläche bildenden zumindest abschnittsweise kegelförmigen Außenfläche und mindestens einen zweiten Vorreinigungskörper mit einer eine zweite Reinigungsfläche bildenden zumindest abschnittsweise kegelförmigen Innenfläche umfasst, wobei die Reinigungsflächen zwischen sich einen Reinigungsspalt begrenzen, der größer ist als der Reinigungsspalt der anschließend zum Entfernen von Verunreinigungen auf den Kunststoffschnipseln verwendeten Vorrichtung. Dabei werden der erste Vorreinigungskörper und/oder der zweite Vorreinigungskörper drehend angetrieben. Dabei kann der Reinigungsspalt der Vorreinigungsvorrichtung wiederum durch Einstellung des Abstands zwischen dem ersten Vorreinigungskörper und dem zweiten Vorreinigungskörper so gewählt werden, dass im Zuge der Vorreinigung von den Kunststoffschnipseln entfernte Verunreinigungen im Wesentlichen nicht zerstört werden.
Bei allen der vorgenannten drei alternativen Ausgestaltungen kann insbesondere sichergestellt werden, dass im Zuge der Vorreinigung von den Kunststoffschnipseln entfernte Verunreinigungen, wie Zellstoffe, im Wesentlichen nicht zerstört werden, also als intakte Struktur (z. B. Zellstofffaser) vorliegen. Diese können dann in einfacher Weise anschließend mittels Filtration und/oder Siebung aus der Prozessflüssigkeit, insbesondere dem Prozesswasser, entfernt werden. Werden Verunreinigungen dagegen zu stark zerstört (z. B. Zellstofffasern zu stark aufgemahlen), sind diese nur noch mit aufwendigen Prozesswasserreinigungsmethoden entfernbar.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen schematisch:
1 einen ersten Reinigungskörper einer bei dem erfindungsgemäßen Verfahren benutzten Vorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Ansicht,
2 den ersten Reinigungskörper aus 1 in einer Ansicht von vorne,
3 einen zweiten Reinigungskörper einer bei dem erfindungsgemäßen Verfahren genutzten Vorrichtung in einer perspektivischen Ansicht,
4 den zweiten Reinigungskörper aus 3 in einer Ansicht von vorne,
5 die Reinigungskörper aus den 1 und 3 in einem teilweise zusammengesetzten Zustand in einer perspektivischen Ansicht,
6 einen ersten Reinigungskörper einer bei dem erfindungsgemäßen Verfahren genutzten Vorrichtung nach einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Ansicht,
7 eine ausschnittsweise Schnittdarstellung in Richtung der Längsachse des ersten Reinigungskörpers aus 1,
8 ausschnittsweise den ersten Reinigungskörper aus 1 und den zweiten Reinigungskörper aus 3 in einer in Umlaufrichtung senkrecht zur Längsachse der Reinigungskörper geschnittenen Ansicht,
9 die Ansicht aus 8 in einem ersten Betriebszustand,
10 die Ansicht aus 8 in einem zweiten Betriebszustand, und
11 die Ansicht aus 8 in einem dritten Betriebszustand.
Soweit nichts anderes angegeben ist, bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände. In 1 ist ein erster Reinigungskörper 10 einer bei dem erfindungsgemäßen Verfahren genutzten Vorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. 2 zeigt den ersten Reinigungskörper 10 aus 1 in einer Frontalansicht von vorne. Der Reinigungskörper 10 besitzt eine Hohlkegelstumpf-Grundform mit einer abschnittsweise kegel- bzw. konusförmigen ersten Reinigungsfläche 12. In dem in 1 vorderen Bereich geht der kegel- bzw. konusförmige Abschnitt der Reinigungsfläche 12 in einen kreiszylindrischen Abschnitt 14 über. Die Längsachse, die gleichzeitig die Rotationsachse des Reinigungskörpers 10 ist, ist in 2 bei dem Bezugszeichen 16 dargestellt. Auf der Reinigungsfläche 12 ist eine Vielzahl von sich in Längsrichtung des Reinigungskörpers 10 erstreckenden Reinigungsrippen 18 angeordnet. Es ist zu erkennen, dass die Reinigungsrippen 18 unter Berücksichtigung der konusförmigen Verjüngung des Reinigungskörpers 10 in Längsrichtung im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind. Es versteht sich, dass sich der Abstand zwischen benachbarten Reinigungsrippen dabei mit zunehmender Verjüngung des Reinigungskörpers bzw. der Reinigungsfläche verringert. Es kann daher erforderlich sein, ab einem bestimmten Grad der Verjüngung in einem stark verjüngten Abschnitt der Reinigungsflächen beispielsweise jede zweite Reinigungsrippe zu entfernen. In dem gezeigten Beispiel sind zwischen sämtlichen zueinander benachbarten Reinigungsrippen 18 jeweils mehrere quer zur Erstreckungsrichtung der Reinigungsrippen verlaufende Reinigungsstege 20 angeordnet. Die Reinigungsstege 20 sind entlang mehrerer ringförmiger Bahnen um die Längsachse 16 des Reinigungskörpers 10 bzw. der Reinigungsfläche 12 angeordnet. Es sei darauf hingewiesen, dass die Reinigungsstege 20 nicht entlang ringförmiger Bahnen angeordnet sein müssen. Beispielsweise ist es auch denkbar, die Reinigungsstege 20 beispielsweise in jedem zweiten zwischen den Reinigungsrippen 18 gebildeten Kanal in Längsrichtung des Reinigungskörpers 10 zu versetzen.
Zu dem in den 1 und 2 gezeigten ersten Reinigungskörper gehört weiterhin ein in den 3 und 4 gezeigter zweiter Reinigungskörper 40. Dieser weist, wie bei Kegel- und Trommelrefinern an sich bekannt, eine eine zweite Reinigungsfläche 42 bildende zumindest abschnittsweise kegelförmige Innenfläche auf, wobei der zweite Reinigungskörper 40 dazu ausgebildet ist, den ersten Reinigungskörper 10 aufzunehmen, wie dies in 5 gezeigt ist. Die erste und zweite Reinigungsfläche 12, 42 liegen dann einander gegenüber und begrenzen zwischen sich einen Reinigungsspalt 44. Mittels eines geeigneten Drehantriebs kann mindestens einer der Reinigungskörper drehend angetrieben werden. Die Längsachse des zweiten Reinigungskörpers 40 ist in 4 bei dem Bezugszeichen 43 gezeigt. Die zweite Reinigungsfläche 42 des zweiten Reinigungskörpers 40 kann großenteils identisch zu der ersten Reinigungsfläche 12 des ersten Reinigungskörpers 10 ausgebildet sein. Insbesondere besitzt auch die zweite Reinigungsfläche 42 identisch zu den Reinigungsrippen 18 des ersten Reinigungskörpers 10 ausgebildete Reinigungsrippen 46. Darüber hinaus besitzt auch der zweite Reinigungskörper 40 zwischen sämtlichen zueinander benachbarten Reinigungsrippen 46 jeweils mehrere Reinigungsstege 48, die wiederum entlang mehrerer ringförmiger Bahnen um die Längsachse des zweiten Reinigungskörpers 40 bzw. der Reinigungsfläche 42 angeordnet sind.
In 6 ist eine alternative Ausführungsform eines ersten Reinigungskörpers 10' gezeigt. Dieser entspricht im Aufbau weitgehend dem in den 1 und 2 gezeigten Reinigungskörper. Er besitzt ebenfalls eine Hohlkegelstumpf-Grundform mit einer abschnittsweise kegel- bzw. konusförmigen ersten Reinigungsfläche 12'. In dem in 6 vorderen Bereich geht der kegel- bzw. konusförmige Abschnitt der Reinigungsfläche 12' wiederum in einen kreiszylindrischen Abschnitt 14' über. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 verlaufen die Reinigungsrippen 18 bei dem Ausführungsbeispiel der 6 allerdings helixförmig über die Reinigungsfläche 12'. Wiederum sind zwischen sämtlichen zueinander benachbarten Reinigungsrippen 18' jeweils mehrere sich quer zur Erstreckungsrichtung der Reinigungsrippen 18' erstreckende Reinigungsstege 20' angeordnet. Die Reinigungsstege 20' sind entlang einer helixförmigen Bahn um die Längsachse des Reinigungskörpers 10' bzw. der Reinigungsfläche 12' angeordnet. Es sei darauf hingewiesen, dass die Reinigungsstege 20' auch entlang mehrere helixförmiger Bahnen angeordnet sein können. Auch können die Reinigungsstege 20' beispielsweise in jedem zweiten zwischen den Reinigungsrippen 18' gebildeten Kanal in Längsrichtung des Reinigungskörpers 10' versetzt angeordnet sein. Zu dem in 6 gezeigten ersten Reinigungskörper 10' gehört ebenfalls ein zweiter Reinigungskörper (nicht gezeigt), der in analoger Weise mit dem ersten Reinigungskörper 10' zusammenwirkt, wie dies in 5 für das erste Ausführungsbeispiel gezeigt ist. Der zweite Reinigungskörper kann eine insoweit zu der Reinigungsfläche 12' des ersten Reinigungskörpers 10' identisch ausgebildete Reinigungsfläche an seiner Innenfläche besitzen.
Der Aufbau der Reinigungsrippen 18 und der Reinigungsstege 20 des in den 1 und 2 gezeigten Reinigungskörpers 10 ist in den 7 bis 11 näher dargestellt. Es versteht sich, dass der Aufbau der Reinigungsrippen 18 und der Reinigungsstege 20 des in 6 gezeigten Reinigungskörpers 10' dem in den 7 bis 11 gezeigten Aufbau weitgehend entspricht. Beispielsweise in 8 ist zu erkennen, dass die Reinigungsrippen 18 jeweils eine gegenüber einer in 8 bei dem Bezugszeichen 22 beispielhaft gezeigten Hochachse der Reinigungsrippen 18 geneigte erste Flanke 24 besitzen. Die erste Flanke 24 mündet in eine gegenüber der Hochachse 22 senkrechte Scheitelfläche 26. Die Scheitelfläche 26 mündet wiederum in eine zweite Flanke 28 der Reinigungsrippen 18, die in dem gezeigten Beispiel in einer Ebene liegt, die nahezu parallel zu der Hochachse 22 ist. In 7 ist zu erkennen, dass die Reinigungsstege 20 in Umfangsrichtung des ersten Reinigungskörpers 10 gesehen jeweils eine rampenartig ansteigende Fläche 30 besitzen, die in eine Scheitelfläche 32 mündet, die in einer zu einer in 7 bei dem Bezugszeichen 33 gezeigten Normalen auf der Oberfläche des ersten Reinigungskörpers 10 senkrechten Ebene liegt. Die der Fläche 30 gegenüberliegende Fläche 34 der Reinigungsstege ist wiederum in einer Ebene angeordnet, die nahezu parallel zu der Normalen 33 ist. Die Höhe der Reinigungsstege 20, insbesondere ihrer Scheitelflächen 32, ist dabei geringer als die Höhe der Reinigungsrippen 18, insbesondere ihrer Scheitelflächen 26. Weiterhin ist zu erkennen, dass zwischen hintereinander angeordneten Reinigungsstegen 20 jeweils eine ebene Bodenfläche 52 ausgebildet ist.
In 8 ist der in den 1 und 2 gezeigte erste Reinigungskörper 10 mit dem in den 3 und 4 gezeigten zweiten Reinigungskörper 40 ausschnittsweise dargestellt. Zwischen den Reinigungsflächen 12 und 42 der ersten und zweiten Reinigungskörper 10, 40 ist entsprechend der Reinigungsspalt 44 gebildet. Die zweite Reinigungsfläche 42 des zweiten Reinigungskörpers 40 kann wie bereits erwähnt großenteils identisch zu der ersten Reinigungsfläche 12 des ersten Reinigungskörpers 10 ausgebildet sein. Allerdings können die ringförmigen Bahnen der Reinigungsrippen des ersten und zweiten Reinigungskörpers 10, 40 in Längsrichtung der Reinigungskörper 10, 40 zueinander versetzt sein, so dass bei einer Relativdrehung zwischen den Reinigungskörpern 10, 40 im Betrieb die Reinigungsstege 20, 48 nicht in eine einander direkt gegenüberliegende Position gelangen.
Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren genutzte Vorrichtung umfasst weiterhin eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung, mit der beispielsweise der erste Reinigungskörper 10 um seine Längsachse gedreht werden kann. Weiterhin umfasst die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren genutzte Vorrichtung eine Kunststoffzuführeinrichtung (ebenfalls nicht dargestellt), mit der zu reinigende Kunststoffschnipsel in den Reinigungsspalt 44 zugeführt werden. Schließlich umfasst die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren genutzte Vorrichtung eine ebenfalls nicht dargestellte Flüssigkeitszuführeinrichtung, mit der in dem gezeigten Beispiel Wasser in den Reinigungsspalt 44 geleitet wird.
In 8 ist weiterhin zu erkennen, dass die Reinigungsrippen 18 unmittelbar hintereinander angeordnet sind, so dass sie in der Schnittansicht in 8 quer zu ihrer Längserstreckung ein Sägezahnprofil ergeben. Schließlich ist zu erkennen, dass die Reinigungsrippen 46 des zweiten Reinigungskörpers 40 insoweit identisch zu den Reinigungsrippen 18 des ersten Reinigungskörpers 10 ausgebildet sind. Die Drehrichtung des ersten Reinigungskörpers 40 im Zuge der Rotation durch die Antriebseinrichtung ist in 8 durch den Pfeil 54 veranschaulicht. Zu erkennen ist, dass die geneigten Flanken 24 der Reinigungsrippen 18, 46 die bei einer Drehung des ersten Reinigungskörpers 10 jeweils vorlaufenden Flanken sind. Zu erwähnen ist außerdem, dass die geneigten Flanken 24 der Reinigungsrippen 18, 46 jeweils einen Winkel α zu der Hochachse 22 von mehr als 45° besitzen. Hierdurch steht eine vergleichsweise große Abriebfläche auf den geneigten Flanken 24 zur Verfügung, wodurch der Reinigungseffekt verbessert wird.
Ausgehend von der Darstellung der 8 soll anhand der 9 bis 11 die Reinigung eines Kunststoffschnipsels 56, insbesondere eines Kunststoffflakes 56, veranschaulicht werden. 9 zeigt die Relativposition der Reinigungskörper 10, 40 zueinander, wie sie in 8 gezeigt ist. Der Kunststoffflake 56 befindet sich innerhalb des in den 9 bis 11 aus Veranschaulichungsgründen gezeigten Kreises 58. In 9 befindet sich der Kunststoffflake 56 in einer leicht geknickten bzw. gebogenen Form in einem Freiraum zwischen gegenüberliegenden Reinigungsrippen 18, 46. Im Zuge der Drehbewegung des ersten Reinigungskörpers 10 entlang des Pfeils 54 gelangt der Kunststoffflake 56 anschließend zwischen die Scheitelflächen der Reinigungsrippen 18, 48, wie dies in den 10 und 11 gezeigt ist. Dabei kommt es zu einem Recken des Kunststoffflakes 56 sowie einem abrasiven Kontakt mit den gekrümmten Flanken und den Scheitelflächen der beteiligten Reinigungsrippen 18, 46. Hierbei wiederum kommt es zu einem Abrieb von auf den Oberflächen des Kunststoffflakes 56 anhaftenden Verunreinigungen. Verstärkt wird dieser Effekt durch die aufgrund der Geometrie der Reinigungskörper 10, 40 bedingten sehr hohen Fließgeschwindigkeiten des durch den Reinigungsspalt 44 geleiteten Wassers.
Bei der abrasiven Bearbeitung der Kunststoffschnipsel in dem Reinigungsspalt entsteht erhebliche Wärme, die von dem durch den Reinigungsspalt geleiteten Wasser aufgenommen wird. Erfindungsgemäß ist daher eine nicht näher dargestellte Temperaturmesseinrichtung vorgesehen, mit der während des Betriebs der Vorrichtung kontinuierlich für das durch den Reinigungsspalt geleitete Wasser die Temperaturdifferenz zwischen dem Eintritt des Wassers in den Reinigungsspalt und dem Austritt des Wassers aus dem Reinigungsspalt gemessen wird. Weiterhin ist eine ebenfalls nicht dargestellte Regeleinrichtung vorgesehen, die die von der Temperaturmesseinrichtung aufgenommenen Messwerte mit einer Solltemperaturdifferenz vergleicht. Wird hierbei eine unzulässige Abweichung festgestellt, steuert die Regeleinrichtung eine Reinigungsscheibenverstelleinrichtung (nicht gezeigt) an, um den Reinigungsspalt abhängig von der Abweichung zwischen den gemessenen Temperaturdifferenzwerten und dem Temperaturdifferenzsollwert zu verringern oder zu vergrößern, indem mindestens eine der Reinigungsscheiben in vertikaler Richtung relativ zu der anderen Reinigungsscheibe bewegt wird. Anstelle einer direkten Messung der Temperaturdifferenz kann auch ein diese Temperaturdifferenz charakterisierender Parameter gemessen werden, der dann in der erläuterten Weise der Regelung zugrunde gelegt wird. Ein solcher charakterisierender Parameter kann beispielsweise eine Leistungsaufnahme des Antriebs zur Drehung der mindestens einen Reinigungsscheibe sein. In diesem Fall kann die Differenz zwischen der Leistungsaufnahme des Antriebs im Leerlauf mit in den Reinigungsspalt zugeführter Flüssigkeit einerseits und der Leistungsaufnahme im Reinigungsbetrieb der Kunststoffschnipsel gemessen werden. Es erfolgt somit allein durch die Einstellung der Friktion und damit abrasiven Bearbeitung der Kunststoffschnipsel eine Regelung der Prozesswassertemperatur. Sofern erforderlich, kann dabei auch eine Kühlung des durch den Reinigungsspalt geleiteten Prozesswassers erfolgen. Hierzu kann eine geeignete Kühleinrichtung vorgesehen sein.
Es kann dabei auch vorgesehen sein, dass die zu reinigenden Kunststoffschnipsel vor dem Zuführen zwischen die Reinigungsscheiben 10, 40 und dem Fördern durch den Reinigungsspalt 44 der für das Entfernen von Verunreinigungen eigentlich vorgesehenen Vorrichtung in einer nicht dargestellten Vorreinigungsvorrichtung einer Vorreinigung unterzogen werden, wie dies oben erläutert wurde.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2008/058750 A2 [0005]
DE 102005013693 A1 [0005]

Claims

Verfahren zum Entfernen von Verunreinigungen auf Kunststoffschnipseln unter Verwendung einer Vorrichtung, die mindestens einen ersten Reinigungskörper (10, 10') mit einer eine erste Reinigungsfläche (12, 12') bildenden zumindest abschnittsweise kegelförmigen und/oder zylindrischen Außenfläche und mindestens einen zweiten Reinigungskörper (40) mit einer eine zweite Reinigungsfläche (42) bildenden zumindest abschnittsweise kegelförmigen und/oder zylindrischen Innenfläche umfasst, wobei der zweite Reinigungskörper dazu ausgebildet ist, den ersten Reinigungskörper aufzunehmen, wobei die Reinigungsflächen (12, 12', 42) einander gegenüberliegen und zwischen sich einen Reinigungsspalt (44) begrenzen, umfassend die Schritte: – mindestens einer der Reinigungskörper (10, 10', 40) wird um seine Längsachse gedreht, – Flüssigkeit, insbesondere Wasser oder eine wässrige Lösung, wird in den Reinigungsspalt (44) zugeführt, – zu reinigende Kunststoffschnipsel werden in den Reinigungsspalt (44) zugeführt und durch den Reinigungsspalt (44) gefördert, wobei die Oberflächen der Kunststoffschnipsel durch die erste und zweite Reinigungsfläche (12, 12', 42) abrasiv bearbeitet werden, – die Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur der durch den Reinigungsspalt (44) geleiteten Flüssigkeit beim Eintritt in den Reinigungsspalt (44) und der Temperatur der durch den Reinigungsspalt (44) geleiteten Flüssigkeit beim Austritt aus dem Reinigungsspalt (44) und/oder mindestens ein diese Temperaturdifferenz charakterisierender Parameter wird gemessen, – der Abstand der Reinigungsflächen (12, 42) zueinander wird so eingestellt, dass die gemessene Temperaturdifferenz und/oder der mindestens eine diese Temperaturdifferenz charakterisierende Parameter einem Sollwert möglichst nahe kommt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffschnipsel im Zuge der abrasiven Bearbeitung in dem Reinigungsspalt (44) nicht zerkleinert werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch den Reinigungsspalt (44) geleitete Flüssigkeit nicht durch eine Heizeinrichtung erwärmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch den Reinigungsspalt (44) geleitete Flüssigkeit durch eine Kühleinrichtung gekühlt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsflächen (12, 12', 42) der Reinigungskörper (10, 10', 40) der Vorrichtung jeweils eine Mehrzahl von sich über ihre Reinigungsflächen (12, 12', 42) erstreckenden Reinigungsrippen (18, 46) aufweisen, wobei zumindest eine Flanke (24, 28) der Reinigungsrippen (18, 46) geneigt oder gekrümmt ist, und dass zwischen zumindest einigen zueinander benachbarten Reinigungsrippen (18, 46) mehrere quer zur Erstreckungsrichtung der Reinigungsrippen (18, 46) verlaufende Reinigungsstege (20) angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die geneigten oder gekrümmten Flanken der Reinigungsrippen (18, 46) des ersten und/oder zweiten Reinigungskörpers (10, 10', 40) die bei einer Drehung des mindestens einen Reinigungskörpers (10, 10', 40) vorlaufenden Flanken sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Reinigungsscheiben (10, 40) so eingestellt wird, dass zwischen den Scheitelflächen (26) der Reinigungsrippen (18, 46) der ersten Reinigungsfläche und den Scheitelflächen (26) der Reinigungsrippen (18, 46) der zweiten Reinigungsfläche ein Abstand besteht, der im Wesentlichen der durchschnittlichen Dicke der mittels der Zuführeinrichtung zugeführten Kunststoffschnipsel (56) entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungskörper derart gestaltet sind, dass eine unterstützende Pumpwirkung erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zu reinigende Kunststoffschnipsel vor dem Zuführen in den Reinigungsspalt (44) und dem Fördern durch den Reinigungsspalt (44) der Vorrichtung in einer Vorreinigungsvorrichtung einer Vorreinigung unterzogen werden, wobei die Vorreinigungsvorrichtung eine erste Reinigungsscheibe mit einer ersten Reinigungsfläche und eine zweite Reinigungsscheibe mit einer zweiten Reinigungsfläche umfasst, wobei die Reinigungsflächen einander gegenüberliegen und zwischen sich einen Reinigungsspalt begrenzen, der größer ist als der Reinigungsspalt (44) der anschließend zum Entfernen von Verunreinigungen auf den Kunststoffschnipseln verwendeten Vorrichtung.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Reinigungsspalt der Vorreinigungsvorrichtung durch Einstellung des Abstands der Reinigungsscheiben so gewählt wird, dass im Zuge der Vorreinigung von den Kunststoffschnipseln entfernte Verunreinigungen im Wesentlichen nicht zerstört werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zu reinigende Kunststoffschnipsel vor dem Zuführen in den Reinigungsspalt (44) und dem Fördern durch den Reinigungsspalt (44) der Vorrichtung in einer Vorreinigungsvorrichtung einer Vorreinigung unterzogen werden, wobei die Vorreinigungsvorrichtung einen Reinigungshohlzylinder mit einer ersten Reinigungsfläche an seiner zylindrischen Innenfläche und einen in dem Reinigungshohlzylinder angeordneten Reinigungszylinder mit einer zweiten Reinigungsfläche an seiner zylindrischen Außenfläche umfasst, wobei die Reinigungsflächen zwischen sich einen Reinigungsspalt begrenzen, der größer ist als der Reinigungsspalt (44) der anschließend zum Entfernen von Verunreinigungen auf den Kunststoffschnipseln verwendeten Vorrichtung.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Reinigungsspalt der Vorreinigungsvorrichtung durch Einstellung des Abstands zwischen dem Reinigungshohlzylinder und dem Reinigungszylinder so gewählt wird, dass im Zuge der Vorreinigung von den Kunststoffschnipseln entfernte Verunreinigungen im Wesentlichen nicht zerstört werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zu reinigende Kunststoffschnipsel vor dem Zuführen in den Reinigungsspalt (44) und dem Fördern durch den Reinigungsspalt (44) der Vorrichtung in einer Vorreinigungsvorrichtung einer Vorreinigung unterzogen werden, wobei die Vorreinigungsvorrichtung mindestens einen ersten Vorreinigungskörper mit einer eine erste Reinigungsfläche bildenden zumindest abschnittsweise kegelförmigen Außenfläche und mindestens einen zweiten Vorreinigungskörper mit einer eine zweite Reinigungsfläche bildenden zumindest abschnittsweise kegelförmigen Innenfläche umfasst, wobei die Reinigungsflächen zwischen sich einen Reinigungsspalt begrenzen, der größer ist als der Reinigungsspalt (44) der anschließend zum Entfernen von Verunreinigungen auf den Kunststoffschnipseln verwendeten Vorrichtung.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Reinigungsspalt der Vorreinigungsvorrichtung durch Einstellung des Abstands zwischen dem ersten Vorreinigungskörper und dem zweiten Vorreinigungskörper so gewählt wird, dass im Zuge der Vorreinigung von den Kunststoffschnipseln entfernte Verunreinigungen im Wesentlichen nicht zerstört werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10, 12 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die entfernten Verunreinigungen anschließend mittels Filtration und/oder Siebung aus der Prozessflüssigkeit entfernt werden.