DE19606125A1 - Trockentrennverfahren und Vorrichtung zur Trennung von Verbundstoffen aus leichter und schwerer schmelzbaren Teilmaterialien, insbesondere für Behälter, die mit biologischen Nährmedien gefüllt sind - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur trockenen Trennung von Verbundstoffen und aus schwerer schmelzbaren Trägermaterialen und leichter schmelzbaren Verbundmaterialien, insbesondere für Behälter, die mit biologischen Nährmedien gefüllt sind nach dem Oberbegriff I.

Behälter, die mit biologischen Nährmedien gefüllt sind, sind Verbundstoffe aus einem schweren schmelzbaren Trägermaterial, in der Regel einem transparenten, wannenförmig ausgebildetem Kunststoff.

Verbundstoffe aus einem schwerer schmelzbaren Trägermaterial und leichter schmelzbaren Verbundmaterialen sind beispielsweise mit biologischen Nährmedien gefüllte Behälter. Sie bestehen aus eine wannenförmigen Kunststoffträger und einer Füllung aus gallertartigem Nährmedium. Biologische Nährmedien bestehen aus Wachstumsstoffen (z. B. Energiequellen wie Kohlenstoffderivaten etc., Mineralsalzen, Vitaminen und Zusatzstoffen, die z. B. ein selektives Wachstum einer bestimmten Organismenart gezielt fördern), einem Verdickungsmittel (z. B. Agarose) und Wasser. Diese Mischung wird aufgekocht und nimmt während des Erkaltens bei 40° bis 60° einen festen, geleeartigen Zustand an. Diese bekannte Vorrichtung wird sterilisiert und dient in biologischen, medizinischen und biotechnologischen Labors sowie in der Industrie als Anzuchtgefäß für Mikroorganismen und tierische Zellkulturen.

Nach Gebrauch werden die Behälter in den einzelnen Forschungsstätten keimfrei gemacht. Aus Sterilitätsgründen handelt es sich hier in der Regel um ein Einmalprodukt, daß auf Mülldeponien entgelagert wird. Aber auch bei der vorangehenden Herstellung genügt ein beträchtlicher Anteil der Behälter nicht den hohen Qualitätsanforderungen wird verworfen und ebenfalls auf Mülldeponien entgelagert. Bei wachsenden biotechnologischen Forschungs- und Produktionsaktivitäten ist diese Vorgehensweise problematisch.

Mit steigendem Bedarf an mit Nährmedien gefüllten Behältern wächst folglicherweise auch der zu entsorgenden Anteil aus Produktion und Forschung. Der Nachteil der bisherigen Entsorgungsstrategie ist, daß mit wachendem Müllaufkommen immer mehr Deponieraum beansprucht wird.

Da Deponieraum immer knapper wird steigen die Kosten der Entlagerung.

Besonders nachteilig ist aber, daß wertvolle Rohstoffe (die Behälter bestenen in der Regel aus hochgereinigtem Kunststoff) verloren gehen. Die Kunststoffe müssen neu produziert werden, ein Vorgang der Energie und knappe Recourcen verbraucht und die Umwelt zusätzlich belastet.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, mittels eines Trockentrennverfahrens Verbundstoffe aus leichter schmelzbaren und schwerer schmelzbaren Teilmaterialien, insbesondere Behälter, die mit biologischen Nährmedien gefüllt sind, mit geringem Aufwand in Teilmaterialien zu zerlegen und damit recyclefähig zu machen.

Diese Aufgabe wird durch das im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 beschriebene Trockentrennverfahren gelöst.

Der Kern der Lösung besteht mit anderen Worten darin, daß der Verbundstoff, z. B. ein Nährmedienbehälter durch ein warmes Gas so erwärmt wird, daß nur die Oberfläche des sich im Behälter befindlichen Nährmediums zu schmelzen beginnt. Dadurch bildet sich ein Flüssigkeitsfilm zwischen Nährmediumfüllung und dem Trägermaterial. Wird nun der Behälter geeignet gedreht, gelangt der Nährmedienkuchen einfach und sauber aus seiner Form. Da der Nährmedienkuchen aber nur an seiner Oberfläche schmilzt, bleibt sein gesamter Zusammenhalt erhalten und er gelangt als ganzes aus der Form. Dies führt zu einem sehr guten Trennergebnis.

Die Drehbewegung des Behälter wird durch den warmen Gasstrom selbst, und zwar derart daß die Behälter vom Gasstrom umhergewirbelt wird.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sehen als Bewegungsgeber eine kräftig schwingende Unterlage vor, auf der sich die Behälter bewegen. Die Drehbewegung kann auch dadurch erreicht werden, daß sich die Verbundstoffe in einer Trommel mit mehr oder weniger horizontal gelagerter Mittelachse befinden und die Verbundstoffe nun durch die Trommelrotaion um die Mittelachse bewegen und gedreht werden.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Teilmaterialien nach der Trennung die Siebe sortiert werden. Der Kern der Lösung ist darin zu sehen, daß die Bewegung der Behälter unmittelbar über einem Sieb stattfindet und herausgelöste Nährmedienfüllungen das Sieb passieren, während die Behälter oberhalb des Siebes bleiben. Auf diese Weise erfolgt die Sortierung sauber unmittelbar nach der Trennung.

Eine weitere, besondere Ausgestaltung des Verfahrens sieht die wesentliche elegantere Sortierung mit Hilfe des Gasstromes vor. Teilmaterialien und Behälterteile mit geringer Dichte, wie zum Beispiel lose Deckel, leere Behälter werden sogleich vom mitgerissen und wandern im Luftstrom weiter als Materialien mit hoher Dichte. Der Gasstrom erfüllt also gleichzeitig mehre Funktionen: Er führt Wärme zu den Nährmedienbehältern, sorgt für dessen Bewegung, engt das Volumen von Teilmaterialien ein und hilft schließlich bei dessen Sortierung.

Eine zusätzliche Gestaltung sieht vor, daß der Gasstrom aus Energiespargründen im Kreislauf geführt wird und kontinuierlich an der Wärmequelle vorbeigeführt wird.

Gemäß einer weiteren Konzeption können auch Verbundmaterialien getrennt werden, die zunächst zu groß oder zu kompakt sind. Hierbei wird besonders an schon benutzte Nährmedienbehälter gedacht, die bei zu hohen Temperaturen keimfrei gemacht wurden und sich dermaßen verformt haben, daß eine sofortige Trennung nicht optimal abläuft. Sie werden vor Durchführung des Trennverfahren so zerkleinert, daß die Bruchstücke gemäß Patentanspruch 1 getrennt werden können.

Ebenso sieht ein weiter Verfahrensschritt vor, daß auch die Teilmaterialien im Anschluß an die Trennung feingemahlen werden und so direkt in wiederverwendebarere Recource überführt werden. Zudem reduziert sich so das zu transportierende Volumen.

Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens werden kompostierbare Teilmaterialien, wie zum Beispiel die Nährmediumfüllungen, nach dem Trennvorgang kompostiert und so wieder in natürliche Kreisläufe integriert.

Das Verfahren wird gemäß Anspruch 1 dadurch erweitert, daß die Temperatur des Gasstromes so erhöht wird, daß biologische Organismen abgetötet werden, so daß auch benutzte Behälter, die von den einzelnen Anwendern nicht keimfrei gemacht wurden, sicher und sauber getrennt werden können.

Entsprechend einer besonderen Ausgestaltung können abgetrennte Teilmaterialen durch Erwärmung, bevorzugterweise durch einen Gasstrom ihre Lösungsmittel an den Gasstrom abgeben und dadurch eingetrocknet werden. Da beispielsweise die gallertartig Nährmedienkomponente zu etwa 95% aus Wasser besteht, kann so Masse und Volumen maximal bis auf etwa 5% reduziert werden. Der Vorteil hierbei ist, daß die Kosten des Weitertransportes erheblich reduziert werden.

Beispiel 1

Ein Verbundstoff und aus einem schwerer schmelzbaren Trägermaterial und leichter schmelzbaren Verbundmaterial ist beispielweise eine Agarschale.

Eine Standardagarschale besteht aus einer runden Kunststoffwanne aus Polyethylen mit einem Durchmesser von ca. 9 cm und einem Gewicht von etwa 8 g. Sie ist mit einem Nährmedium (16 g) aus etwa 95% Wasser, 3% Wachstumsstoffen (Hefeextrakt als Kohlenstoffquelle, Na-, Ka-, Mg-Salzen und Vitaminen) gefüllt. Diese Mischung wurde mit 2% Agarose auf 100° C erhitzt und ging bei ca. 50°C in einen gallertartigen Zustand über. Die Kunststoffwanne schmilzt bei etwa 150°und ist damit schwerer schmelzend als das Nährmedium, das sich bei 50°-60° verflüssigt. Die Kunststoffwanne ist mit einem lose aufgelegten Deckel (Durchmesser etwa 9 cm, Gewicht etwa 9 g) verschlossen.

Erhitzt man die vollständige Agarschale 1-4 min in einem warmen, auf 70°-80° C erhitzen Gasstrom und bewegt beziehungsweise dreht sie mehrmals durch das Einbringen in einer mit 30-50 U/min um eine horizontale Mittelachse rotierende Trommel mit einem Durchmesser von 50-60 cm, trennen sich zuerst Kunststoffwanne und Deckel. Danach schmilzt die Nährmedienfüllung an der Oberfläche, verliert an Halt in der Wanne und fällt als Ganzes aus der Kunststoffwanne. Die Nährmediumfüllung gelangt durch eng beieinanderliegende Löcher in der Trommelwand. (Durchmesser ca. 7 cm). Die leere Kunststoffwanne verbleibt in der Trommel, auf diese Weise werden die Teilmaterialien sortiert.

Der an der Kunststoffwanne verbleibende Nährmedienrückstand beträgt durchschnittlich 0,08 g bis 0,8 g.

Beispiel 2

Eine vollständige Agarschale wird 1-4 min in einem warmen, auf 70°-80°C erhitzen und senkrecht von unten nach oben führenden Gasstrom erhitzt. Der Gasstrom (Einstromöffnung ca. 10 cm) wird durch ein 150 cm hohes, senkrecht stehendes Rohr (Durchmesser ca. 30 cm) eingefaßt und muß so eingestellt sein, daß die Kunststoffwanne mit Nährmedium (16 g) etwa 100 cm weit hochgewirbelt wird, (z. B. 200-300 m³/h; Druck etwa 100-500 Pa). Auf diese Weise wird der Nährmedienbehälter in die nötige Bewegung versetzt. Durch den Luftstrom trennen sich zuerst Kunststoffwanne mit Nährstoffüllung (höhere Dichte: 25 g) und Deckel (9 g), letzterer wird aus dem Rohr herausgeschleudert.

Danach schmilzt die Nährmedienfüllung an der Oberfläche, verliert ihren Halt in der Wanne und fällt als Ganzes aus der Kunststoffwanne. Die Füllung hat eine zu hohe Dichte und bietet dem Luftstrom zu wenig Angriffsfläche, um emporgehoben zu werden.

Durch den Trennvorgang und den Verlust des Nährmediums hat sich aber die Dichte der Kunststoffwanne von 25 g auf etwa 8 g verringert. Die leere Kunststoffwanne wird wie der Deckel aus dem Rohr geschleudert. Auf diese Weise erfolgen Trennung und Sortierung gleichzeitig.

Beschreibung der Vorrichtung

Bisher gibt es keine Vorrichtung zur Anwendung des in Anspruch 1 beschriebenen Verfahrens.

Die Aufgabe dieses Teils der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu entwickeln, die mit möglichst einfachen Mitteln das in Anspruch 1 beschrieben Verfahren in die Tat umsetzt. Diese Vorrichtung soll die in Anspruch 1 beschriebenen Verbundstoffe effizient trennen, möglichst wartungsfrei arbeiten und gleichzeitig die abgetrennten Teilmaterialien sortieren.

Diese Aufgabe wird durch Patentanspruch 2 gelöst. Der Kern der Lösung besteht mit anderen Worten aus einer Kammer, die mit warmen Gas gefüllt ist und in der sich ein Bewegungsgeber befindet, eine Vorrichtung also, die die Verbundmaterialien dreht.

Dir Vorrichtung besteht zunächst aus einer Kammer von beliebiger, vorzugsweise rechtwinkeliger Form, die eine Einfüllöffnung für die Verbundstoffe und einen Auslaßöffnung für die getrennten Teilmaterialien besitzt. Gegebenenfalls weist die Kammer eine Gaseinstrom- und eine Gasausstromöffnung auf.

In dieser Kammer befinden sich warme Gase, in der Regel Luft, die mit einer Heizung auf geeignete Temperatur erwärmt werden muß. Diese Heizung befindet sich im einfachsten Fall in der Kammer.

Eine weiter Ausbildung der Erfindung sieht eine außerhalb der Kammer angeordnete Wärmequelle vor, die und ein Leitungssystem mit der Lufteintrittsöffnung der Kammer verbunden. Idealerweise fördert dann ein Gebläse das erwärmte Gas (Luft) in die Kammer. Es tritt an der Gasausstromöffnung wieder aus der Kammer aus.

Es ist weiterhin vorgesehen, der Gasstrom in einer Leitung aus der Gasaustrittsöffnung der Kammer entnommen wird, kontinuierlich an der Heizung vorbeigeführt wird und der Lufteintrittsöffnung der Kammer durch eine Leitung wieder zugeführt wird. Auf diese Weide senken sich die Betriebskosten, da Energie gespart werden kann.

In der Kammer befindet sich ein Bewegungsgeber, der die Verbundstoffe dreht. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung werden die Verbundstoffe durch einen Gasstrom, (idealerweise ist derselbe Strom, der das warme Gas in die Kammer fördert), durcheinander wirbelt und dabei gemäß Anspruch 1 dreht.

Gemäß einer Weiterbildung ist der Bewegungsgeber eine durch einen Motor in Schwingungen bzw. Vibrationen versetzte Unterlage, auf der sich die Verbundstoffe befinden.

Eine weitere Ausgestaltung sieht einen Bewegungsgeber in Form einer Trommel vor, die sich ganz oder teilweise in der Kammer befindet. Sie ist und die horizontal, entlang ihrer Mittelachse drehbar gelagert ist und mittels eines Motors in eine Rotationsbewegung versetzt wird. Die Trommel ist stirnseitig geöffnet und mit einem Einfüllstutzen zu Aufnahme der Verbundstoffe in das Trommelinnere verbunden. Die sich in der Trommel befindlichen Verbundstoffe werden durch die Rotationsbewegung unregelmäßig bewegt und dabei gemäß gedreht.

Die Verbundstoffe werden also gemäß Anspruch 1 erwärmt und gedreht, so daß nun eine Trennung in ihre Teilmaterialien möglich ist.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht eine Sortierung der abgetrennten Teilmaterialien mittels ein oder mehreren Sieben vor. Die Siebe sind im unteren Teil der Kammer angeordnet, so daß die Drehung und Erwärmung des Trenngutes über den Sieben erfolgen kann. Die Lochweite ist kleiner als die abzutrennenden Verbundmaterialien. Die sich ablösenden Teilmaterialien werden durch die Siebe abgeschieden. Im praktischen Fall werden mit Nährmedium gefüllten Behältern gertrennt; es verbleiben die leeren Behälter über den Sieb, die flexiblen, gallertartigen Nährmedienfüllungen fallen hindurch. Auf diese Weise wird sicher gestellt, daß die Füllungen nicht erneut mit den Behälter in Kontakt geraten. Die Trennung erfolgt sauber mit hohen Reinheitsgeraden der Teilmaterialien.

Eine weiter Konzeption der Erfindung sieht eine Sortierung der Materialien mittels eines Gasstromes vor, derart, daß Verbundstoffe und Teilmaterialien aufgrund ihrer Dichte und Form im Luftstrom in der selben Zeit unterschiedlich weit transportiert werden. Dazu ist mit einem Gebläse ein Gasstrom (in der Regel ein Luftstrom) durch die Kammer zu leiten. Er ist so einzustellen, daß die Verbundstoffe, das heißt im besonderen Fall die mit Nährmedium gefüllten Behälter, noch in der Kammer verbleiben, während leichtere Teilmaterialien nach der Trennung, wie die Behälter ohne Füllung, aus der Luftaustrittsöffnung der Kammer geblasen und so aussortiert werden. Idealer weise werden Teilmaterialien mittels des Gasstromes durch eine Leitung zu einem Auffangbehälter geblasen. Die vorteilhafte Ausgestaltung ermöglicht eine besonders einfache, aber hoch effektive Form der Sortierung.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht eine Vereinigung von Sieb und Bewegungsgeber vor. Praktisch heißt das, daß beispielweise die schwingende Unterlage ein Sieb sein kann oder das die rotierende Trommel mit einer siebartigen Wand ausgestattet ist, aus der ihrerseits die Nährmedienfüllungen herausfallen. Dadurch werden zwei Funktionsträger vereinigt, die Vorrichtung vereinfacht sich erheblich.

In einer zusätzlichen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, unter den Sieben eine wannenförmige Auffangvorrichtung oder eine Fördereinrichtung anzubringen, die die aussortierten Teilkomponenten auffängt und/oder aus der Kammer transportiert.

Eine andere Ausgestaltung berücksichtigt große Verbundstücke. Diese werden vor Eintritt in die Trennanlage durch eine Zerkleinerungsvorrichtung zerlegt. Dabei ist im besonderen an mit Nährmedium gefüllte Behälter gedacht, die verschlossen sind oder sich durch unsachgemäße Erhitzung in einem Sterilisiergerät derart verformt haben, daß sie ihre Nährmedienfüllungen einschließen. Sinn der Sache ist, die Füllung a.) der Wärme nach Anspruch 1 besser zugänglich zu machen und b.) ein Ablösen bzw überhaupt eine Trennung zu ermöglichen.

Daher kann im Anschluß an das Aufbrechen die Trennung erfolgreich durchgeführt werden, das Anwendungsspektrum der Vorrichtung erweiter sich erheblich.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung befaßt sich mit der Aufarbeitung der Teilmaterialien. Mittels eines Wärme werden die Lösungsmittelsanteile der abgetrennten Teilmaterialien entzogen. Im Idealfall ist es der warme Gasstrom, der den Lösungsmittelentzug vornimmt. Er wird über die Teilmaterialien, die sich zu Beispiel in der Auffangwanne befinden, geleitet. Damit wird in unserem Fall den Nährmedienfüllungen ihr hoher Wasseranteil entzogen, Gewicht und Volumen verringern sich und vereinfachen den Transport beispielweise zur Kompostieranlage.

Die weitere Ausbildung der Erfindung sieht vor, daß die Teilmaterialien nach der Trennung durch die Austrittsöffnung verlassen und von einer Zerkleinerungsvorrichtung aufgenommen werden, die das recyclte Trenngut zu einer weiterverarbeitbare Stücke zerkleinert. Eine solche Zerkleinerungsanlage ist im einfachsten Fall eine motorbetriebene Mühle, ein Brecher oder ein Schredderanlage. Ein Vorteil dieser Anordnung ist, das der recycelte Wertstoff dann aufgrund seiner durch das Trennverfahren erhaltenen Reinheit und der Korngröße direkt, ohne weiter Zwischenschritte an die Produktionsstätten weitergegeben werden kann.

Eine abschließende Konzeption berücksichtigt die Möglichkeit, daß auch unsterile Behälter in die Vorrichtung nach Anspruch 2 gelangen können. Daher ist die Anlage zu konzipieren, daß die Vorrichtung auf bis zu 600°C erwärmt werden kann. Dieser Schritt gewährleistet, daß eventuell zurückbleibende biologische Organismen abgetötet werden. Die Vorrichtung kann daher sauber und hygienisch arbeiten.

Beschreibung besonderer Ausarbeitungen der Erfindung nach Anspruch 2 Beschreibung der Luftstromtrennvorrichtung

Die Aufgabe der Erfindung ist eine Verrichtung nach Anspruch 2 zur Trennung von Verbundstoffen nach Anspruch 1.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine Kammer von nach oben von warmen Gas, in der Regel Luft, durchströmt wird. Das Gas wird mittels einer Wärmequelle außerhalb der Kammer erwärmt und mittels eines Gebläses durch eine Leitung in die Kammer geführt wird.

Es durchströmt zuerst eine Auffangvorrichtung, die den Luftstrom nicht behindert, idealerweise eine Wanne mit einer Bohrung über der Gaseintrittsöffnung und ein oder mehrere Siebe. Die Siebe sind eben, keilförmig oder haben, im einfachsten Fall, konische Form. Das Gas verläßt die Kammer durch die Austrittsöffnung und wird durch die Warmgasleitung zu der Abscheidevorrichtung geleitet.

Diese Vorrichtung besteht in einfachsten Fall aus einem in der Leitung angebrachten Sieb, daß zu einer seitlich in Leitung befindlicher Öffnung hin geneigt ist.

Die Verbundstoffe werden durch eine Eintrittsöffnung in die Kammer gegeben, durch den Luftstrom erfaßt, umhergewirbelt und gedreht. Der Gasstrom muß so stark sein, daß er die Behälter mit Nährmediumfüllung bis kurz vor die Austrittsöffnung angehoben wird. Dabei werden sie erwärmt. So werden die Voraussetzungen für eine erfolgreiche Trennung nach Anspruch 1 erfüllt.

Nach erfolgter Trennung löst sich die gallertartige Nährmedienfüllung aus dem Behälter, fällt nach unten durch das Sieb und kommt in der Auffangswanne zu liegen und kann dort durch eine Klappe entnommen werden.

Das nun wesentlich leichtere Teilmaterial, der leere Behälter nämlich, Behälter wird vom Luftstrom mitgerissen und durch die Warmluftleitung abtransportiert, bis er auf das Sieb der Abscheidevorrichtung trifft. Dort kann er entnommen werden, während das nun kältere Gas mittels des Gebläses durch die Heizung gesaugt und dort wieder erwärmt wird.

Der Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß die Luftstromtrennvorrichtung, von dem Gebläse einmal abgesehen, ohne bewegliche Teile auskommt. Sie ist verschleiß- und wartungsarm. Ein weiterer Vorteil ist, daß ein zentrales Element, der Gas- bzw. Luftstrom alle wichtigen Komponenten des Verfahrens nach Anspruch 1 übernimmt: Er transportiert Wärme in die Trennkammer, er sorgt für die nötige Drehung der Verbundstoffe und bewirkt zugleich eine Sortierung der Teilmaterialien und der Verbundstoffe. Darüberhinaus transportiert er die abgetrennten Teilmaterialien aus der Kammer. Die Wärmerückführung sorgt für sparsamen Energieeinsatz und für geringe Betriebskosten.

Das hier beschrieben Verfahren nach Patentanspruch 1 ermöglicht in Verbindung mit der Luftstromtrennvorrichtung eine Aufarbeitung von Verbundstoffen, insbesondere von mit Nährmedien gefüllten Behältern und hilft so die wachsende Müllproblematik zu verringern und trägt dazu bei, Wertstoffe zu recyceln.

Beispiel für Bau und Funktion

Abb. 1.1. zeigt eine zylinderförmige Kammer (1) (Höhe 150 cm) mit einem Durchmesser von 30-40 cm, in dessen unterem Teil ein konisches Sieb angebracht ist (2). Durch den seitliche Einfüllöffnung gelangt der Verbundstoff in die Kammer. Ein Radialgebläse (4) (Luftstromleistung 200-350 m³/h), daß an eine Heizung (5) und die Gaseintrittsöffnung (6) angeschlossen ist, verursacht einen warmen Luftstrom (70-80°C) von unten nach oben in der Kammer. Die Nährmedienbehälter (25 g, 10 cm Durchmesser) werden nun vom Hauptluftstrom erfaßt, bis in den oberen Teil der Kammer (Höhe 100 cm) emporgehoben, verlieren den Auftrieb und fallen in seiner Peripherie wieder herab. Dabei werden sie gedreht und erwärmt. Die gallertartige Füllung (16 g) gelangt heraus, fällt durch daß Sieb in die Auffangwanne (7). Diese kann durch eine seitliche Klappe (8) entnommen werden. Der leere Behälter (9 g) ist nun leichter und wird durch den Luftstrom zu der Abscheidevorrichtung transportiert, einem schräg eingebauten Sieb. Durch eine Öffnung in der Leitung kann er entnommen werden.

Beschreibung der Siebtrennvorrichtung

Die Aufgabe der Erfindung ist eine Vorrichtung nach Anspruch 2 zur Trennung von Verbundstoffen nach Anspruch 1.

Der Kern der Lösung dieser Aufgabe besteht aus einem schwingenden Sieb, daß sich in einer mit warmen Gas gefüllten Kammer befindet.

In dieser Kammer ist eine Heizung angeordnet ist, mit der das darin befindliche Gas, i.d.R. die Luft, erwärmt wird.

In einer weiteren Ausgestaltung erwärmt eine Wärmequelle außerhalb der Kammer das Gas, daß in Verbindung mit einem Gebläse mittels eines Leitungssystems durch eine Einlaßöffnung in die Kammer geleitet. Idealerweise tritt das Gas an der Austrittsöffnung wieder aus und wird zur Wärmequelle zurück transportiert.

Die Kammer besitzt weitere Eintritts- und Austrittsöffnungen. In der Kammer ist ein Sieb schwingbar angebracht, derart, das es unter der Eintrittsöffnung höher als über der Austrittsöffnung angeordnet ist und zwischen beiden Öffnungen eine Schräglage einnimmt. Dieses Sieb wird durch eine motorische Antriebseinheit in Schwingungen versetzt. Unterhalb des Siebes befindet sich eine Ausnahmevorrichtung für abgetrenntes Teilmaterial, eine Fördereinrichtung oder im einfachsten Fall eine Wanne, die durch eine seitliche, verschließbare Öffnung in der Kammer zugänglich ist.

Beispiel für Bau und Funktion

Eine Kammer (1) ist mit einer externen Heizung (2) und einem Gebläse (3) über ein Leitungssystem (4) verbunden, so daß 70°-80°C warme Luft in die Kammer und kältere Luft aus der Kammer zu der Heizung geführt wird. (Siehe Abb. 1.2).

In der Kammer ist ein flaches Sieb (5) an Federn (6) schwingbar aufgehängt. Es ist unter der Eintrittsöffnung (7) für das zu trennende Gut an kürzeren Federn aufgehängt als über der Austrittsöffnung (8). und erhält dadurch eine Neigung von 5-30 gegenüber der Horizontalen. Es wird durch einen Motor (9a), auf dessen Welle sich eine Scheibe (9b) mit exentrisch angebrachtem Bolzen und einer Antriebsstange (9c), die Bolzen und Sieb verbinden, in Schwingungen versetzt. Die Antriebsstange ist mit dem Sieb durch das Lager (10) verbunden.

Unter dem Sieb befindet sich eine Auffangwanne (11), seitlich in der Kammer ist eine Klappe (12) so angeordnet, daß die Auffangwanne entleert werden kann.

Der Verbundstoffe im praktischen Fall ein Behälter mit Nährmedium, gelangt durch die Eintrittsöffnung auf das Sieb, wird dort durch dessen Vibrationen umher geworfen und so einer Drehbewegung ausgesetzt. In Verbindung mit Wärme werden die Verbundstoffe nach Anspruch 1 in Teilmaterialien (Nährmedium und Behälter) getrennt.

Teilmaterialien wie das Nährmedium, die durch das Sieb passen, fallen hindurch und werden in der Auffangwanne gesammelt. Teilmaterialien, die zu groß sind, bleiben auf dem Sieb liegen und werden durch die Vibrationen langsam zum Siebende gefördert. Dort fallen sie durch die Austrittsöffnung aus der Kammer.

Beschreibung der Trommeltrennvorrichtung

Eine Trommel, deren Wand siebartig durchbrochen und deren Stirnseiten geöffnet sind, ist entlang ihrer Längsachse unter einem kleinen Winkel gegenüber der Horizontalen geneigt und um die Längsachse drehbar angeordnet. Sie ist von einer ganz oder teilweise von einer Kammer umgeben umgeben und am höher angeordneten Ende mit einer Einlaßöffnung versehen. Die Kammer ist mit einer Heizung ausgestattet oder wird durch extern erwärmte Gase beheizt. Idealerweise werden die Gase durch eine Heizung erwärmt, mittels eines Gebläses durch ein Leitungssystem in die Kammer und wieder heraus zurück zur Heizung geleitet. Unter der Trommel befindet sich eine Auffangvorrichtung, im einfachsten Fall eine Wanne, die durch eine seitliche Öffnung zugänglich ist.

Der Verbundstoff wird durch die Einlaßöffnung eingefüllt, und innerhalb der Trommel der nötigen Wärme ausgesetzt. Die durch den Antrieb in Rotation versetzte Trommel bewegt in ihrem Inneren die Verbundstoffe wie die Behälter mit Nährmedium und dreht sie so gemäß Anspruch 1. Es folgt die Trennung in Teilmaterilien, die wie die Nährmedienfüllung teilweise durch die siebartige Trommelwand in die Auffangwanne gelangen. Die entleerten Behälter werden aufgrund von Rotation und Trommelneigung oder durch eine Schnecke im Trommelinneren zu der Auslaßöffnung bewegt. Vorteilhafter Weise erfolgen daher Trennung und Sortierung zeitgleich.

Beispiel für Bau und Funktion

Abb. 1.3. zeigt eine Trommeltrennvorrichtung. Die Trommel (2) (siehe Abb. 1.3.3) besteht aus zwei Rohrstücken (2a), die durch drei Winkeleisen (2b) miteinander verbunden sind. Der Mittelteil der Trommel (2c) ist mit einem Drahtgeflecht bespannt.

Die Trommel wird unter einem Neigungswinkel von 5° entlang der Längsachse auf vier Lager gelegt, wobei jeweils zwei Lager (Abb. 1.3.2., Querschnitt) das vordere und den hintere Rohrstück der Trommel unterstützen. Die Trommel wird mittels eines Motors (7a) und einer Antriebsrolle (7b) in Rotation um die Längsachse versetzt. Die Trommel ist von einer Kammer umschlossen und in ihr so angeordnet, daß der vordere, höher gelagerte Trommelteil mit der geöffneten Stirnseite die Kammerwand reibungsfrei durchstößt. In die Trommelöffnung mündet eine Einfallrutsche (1) für die Verbundstoffe und die Warmluft, die mittels einer externen Heizung erwärmt und mittels eines Gebläses durch ein Leitungssystem in die Kammer und wieder aus ihr heraus und zurück zur Heizung geleitet wird.

Die Verbundstoffe gelangen durch den Einfüllstutzen (1) in das Trommelinnere, werden dort der Wärme sowie einer Taumel- und Drehbewegung ausgesetzt, wodurch nach Anspruch 1 die Trennung bewirkt wird. Die Teilmaterialien, hier die Nährmedienfüllungen gelangen durch die siebartig durchbrochene Trommelwand in die Auffangwanne und kann durch die Klappe entnommen werden. Die leeren Behälter wandern durch die Trommelrotation bewegt zur Auslaßöffnung aus der Kammer.

Claims (5)

1. Trockentrennverfahren und Vorrichtung zur Trennung von Ver­ bundstoffen aus leichter und schwerer schmelzbaren Teilmate­ rialien, insbesondere für Behälter, die mit biologischen Nährmedien gefüllt sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine Substanz an ihrer Oberfläche mittels Wärme schmilzt und daß der Verbundstoff derart gedreht wird, daß sich die Substanz vom Trägermaterial ablöst, daß die Substanz sich bevorzugt als Ganzes ablöst, daß die Wärme mittels eines erwärmten Gasstromes zugeführt wird, daß die Drehbewegung der Verbund­ stoffe bevorzugterweise durch einen Gasstrom, eine schwin­ gende Unterlage oder rotierende, mit Verbundstoffen gefüllte Trommel verursacht wird, daß eine gleichzeitige Sortierung der getrennten Teilmaterialien mittels Siebe erfolgt, daß eine gleichzeitige Sortierung der getrennten Teilmaterialien mittels eines Gasstromes gemäß ihrer Dichte und Form er­ reicht wird, daß ferner der Gasstrom kontinuierlich an einer Wärmequelle zur erneuten Erwärmung vorbeigeführt wird daß Verbundmaterialien vor dem Trennvorgang zerkleinert werden, daß Teilmaterialien nach dem Trennvorgang zerkleinert wer­ den, daß kompostierbare Teilmaterialien nach der Trennung kompostiert werden, daß der Gasstrom soweit erwärmt wird, daß biologische Organismen abgetötet werden, daß abgetrennte Teilmaterialien durch Erwärmung, bevorzugterweise durch ei­ nen Gasstrom, ihre Lösungsmittel und dadurch eingetrocknet werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer Kammer, die mit warmen Gasen gefüllt wird und einem Bewegungsgeber innerhalb der Kammer, die die Verbundwerkstoffe regelmäßig oder unregelmäßig dreht und daß die Wärmequelle zur Erwärmung der Gase innerhalb oder außer­ halb der Kammer angeordnet ist und im letztgenannten Fall mittels eines Gebläses erwärmte Gase durch ein Leitungssy­ stem in die Kammer hinein und aus ihre wieder hinaus zur Wärmequelle geleitet werden, daß die Bewegungsgeber eine schwingende Unterlage ist, daß die Bewegungsgeber eine ro­ tierende Trommel ist, daß die Bewegungsgeber ein strömendes, warmes Gas ist, daß innerhalb oder außerhalb der Kammer an­ gebrachte Siebe eine Sortierung der Verbundstoffe und der Teilmaterialien bewirken, daß ein bewegter Gasstrom zur Sor­ tierung der getrennten Teilmaterialien herangezogen wird, daß die Siebvorrichtung gleich dem Bewegungsgeber ist, daß die aus sortierten Teilmaterialien in einer Auffangwanne un­ terhalb des Siebes aufgefangen werden, daß ferner der Gas­ strom in einer Leitung aus der Kammer entnommen wird, konti­ nuierlich an der Heizung vorbeigeführt wird und der Kammer durch eine Leitung wieder zugeführt wird, daß ein warmer Gasstrom so mit den abgetrennten Teilmaterialien in Verbin­ dung tritt, daß diese ihre Lösungsmittelanteile an den Gasstrom abgeben, daß eine Zerkleinerungsvorrichtung große Verbundstoff­ teile zerkleinert und in die Kammer übergibt, daß eine Zer­ kleinerungsvorrichtung die abgetrennten Teilmaterialien nach Verlassen der Kammer aufnimmt und zerkleinert, daß die Vorrichtung nach Anspruch 2 so ausgebildet ist, daß das in­ nere der Vorrichtung auch auf Temperaturen bis 600°C er­ wärmt werden kann.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß warme Gase in einer Kammer eine Strömungsrichtung von unten nach oben erhalten und dabei ein oder mehrere Siebe durch­ strömen und daß die Siebe von insbesonderer ebener, koni­ scher oder keilförmiger Form im unteren Teil der Kammer an­ gebracht sind, daß sich unter den Sieben eine Auffangvor­ richtung für Teilmaterial befindet, die so gestaltet ist, daß sie den Luftstrom nicht behindert, daß die Kammer Ein­ trittsöffnungen und am oberen Ende eine Austrittsöffnung hat, daß kalte Gase mittels einer außerhalb der Kammer lie­ genden Wärmequelle erwärmt und mittels Gebläses durch eine Leitung durch die Eintrittsöffnung in die Kammer geführt werden, die Kammer durch die Austrittsöffnung wieder verlas­ sen und durch eine Leitung wieder zu der Heizung geführt werden, daß in der Warmgasleitung eine Abscheidevorrichtung in Form eines Siebes und eine Austrittsöffnung für Teilmate­ rial angebracht ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich in einer Kammer mit Einlaßöffnungen und Auslaßöffnungen befinden eine Heizung und/oder daß an diese Kammer eine ex­ terne Wärmequelle in Verbindung mit einem Gebläse und einem Leitungssystem angeschlossen ist, ein Sieb, vorzugsweise ge­ neigt angebracht, und das dieses durch einen Antrieb in Schwin­ gungen versetzt wird und daß sich die Einlaßöffnung über dem höheren Teil des Siebes und die Auslaßöffnung unter dem niedrigeren Teil des Siebes befindet, daß also das Sieb von der Einlaß- zur Auslaßöffnung geneigt ist, daß sich eine Auffangvorrichtung zur Aufnahme des sortierten Teilmaterials unterhalb des Siebes befindet und diese durch eine ver­ schließbare Öffnung in der Kammer zugänglich ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich in einer Kammer mit Einlaßöffnungen und Auslaßöffnungen befinden eine Heizung und/oder daß an diese Kammer eine ex­ terne Wärmequelle in Verbindung mit einem Gebläse und einem Leitungssystem angeschlossen ist, eine Trommeln die entlang ihrer Längsachse unter einem kleinen Winkel zu der Horizon­ talen vollständig oder zum größten Teil drehbar angebracht ist und daß die Trommelwand siebartig durchbrochen ist, daß die Trommel durch eine Antriebsvorrichtung in Rotation ver­ setzt werden kann, daß die Trommel an beiden Stirnseiten ge­ öffnet ist, daß Einlaßstutzen in die Trommel münden, daß un­ terhalb der Trommel eine Auslaßstutzen in der Kammer ange­ bracht ist, daß unter der Trommel eine Aufnahmevorrichtung zur Aufnahme des Teilgutes angeordnet ist, daß die Annahme­ vorrichtung durch eine seitliche Klappe in der Kammer zu­ gänglich ist.