DE3508504A1 - Verfahren zum reinigen von kunststoff-abfaellen - Google Patents

Verfahren zum reinigen von kunststoff-abfaellen

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DE3508504A1 DE19853508504 DE3508504A DE3508504A1 DE 3508504 A1 DE3508504 A1 DE 3508504A1 DE 19853508504 DE19853508504 DE 19853508504 DE 3508504 A DE3508504 A DE 3508504A DE 3508504 A1 DE3508504 A1 DE 3508504A1
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Description

Pr.tontr;nV:!"te - 4 ZELLXIiTIiJ
67 Ludwigshafen/Rh.
RubonastnEe SO
Firma Aluplast GmbH 20.2.1985
Ostrampe apÜW
5440 Mayen WZ/g
Verfahren zum Reinigen von Kunststoff-Abfällen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen und ggf. Zerkleinern von Kunststoff-Folienabfällen.
Üblicherweise werden Kunststoff-Folien zum Zwecke der Wiederverwendung als Regranulat mit Hilfe von Messern z.B. mit Messerwalzen oder Schneidmühlen zerkleinert und anschließend gewaschen.
Beim Zerkleinern löst sich zwar ein Teil des Schmutzes ab, anhaftende, klebende Verunreinigungen, insbesondere anhaftender oder angeklebter Schmutz, wie z.B. Papier, kann jedoch nicht vom Folienmaterial abgetrennt werden und verbleibt auch nach der Wäsche darauf. Derartige Verunreinigungen sind jedoch insbesondere bei der Herstellung von Blasfolien wegen des durch sie verursachten Aufreißens ausgesprochen störend.
Die Aufarbeitung von z.B. Folien - Abfall beschränkt sich daher auf weniger stark verschmutzte, d.h. insbesondere nicht mit Verunreinigung verklebte Substanz.
Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zu schaffen, mit dessen Hilfe auch derartiger Kunststoffabfall zuverlässig gereinigt werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt durch ein Verfahren zum Reinigen von verschmutzten vorzerkleinerten Kunststoff-Folienabfallen, vorzugsweise auf in Extrudern direkt regranulierbare Teilchengrößen, bei dem man die vorzerkleinerten Folienabfälle in starker Verdünnung in einer Transportflüssigkeit suspendiert, die Suspension stark beschleunigt und über Produktaufhalter leitet, an denen die Teilchen kurzzeitig festgehalten werden und mit Hilfe der mit hoher Geschwindigkeit strömenden Transportflüssigkeit und vorzugsweise unter gleichzeitigem Hindurchleiten durch einen Spalt mit dabei auftretenden Reibungskräften von angeklebten und/oder anhaftenden Verunreinigungen befreit.
Dabei wird das in Verdünnung suspendierte Material zusammen mit der Transportflüssigkeit (z.B. Wasser) auf eine derart hohe Geschwindigkeit gebracht, daß die kurzzeitig an den Produktaufhai tern hängen bleibenden Folienstücke den durch die Aufhalter in der Flüssigkeit erzeugten Wirbeln folgen und somit hin- und herbewegt werden. Dies unterstützt ganz erheblich den Angriff der Flüssigkeit auf den anhaftenden Schmutz, der dadurch von der Folienoberfläche abgezogen oder unter gleichzeitiger Reibung an den Spaltflächen von der Folie abgetragen wird.
Das so behandelte Folienstück gelangt zum nächsten Produktaufhalter, legt sich um diesen und der vorgeschilderte Vorgang wiederholt sich.
Durch die Zahl auf die Folienstücke einwirkenden Produktaufhalter bestimmt sich die erzielbare Reingungsgrad.
Desweiteren ist es natürlich auch möglich, durch Wahl der Spaltbreite und/oder durch Vorschalten eines Schneidkopfes mit dessen Hilfe oder durch den eng gewählten Spalt, gleichzeitig die Folienteilchen zu zerkleinern. Dabei liegt auf der Hand, daß die Reinigungswirkung durch gleichzeitiges Zerteilen des Folienmaterials gesteigert wird, da so neue Angriffskanten entstehen.
Eine hierzu einsetzbare Vorrichtung kann ein Strömungsrohr sein, das Einbauten in Form von Messern, Keilen oder mehr oder weniger scharfkantigen Vorsprüngen aufweist.
Die zum Zerreißen der Folienschnitzel aufzuwendende Kraft steigt umgekehrt, proportional zur abnehmenden Teilchengröße, Ein mehrfaches Zerteilen der Schnitzel soll daher unter gleichzeitiger Steigerung der Strömungsgeschwindigkeit der Transportflüssigkeit vorgenommen werden.
Dies kann auf einfache Weise durch z.B. kontinuierliche Querschnittsverengung des Strömungsrohres geschehen. Die Suspension wird dabei durch die Vorrichtung gepumpt, vorzugsweise durch einen saugseitigen Anschluß des Fördervorgangs.
Ein besonderer Vorzug wird jedoch erfindüngsgemäß einen» Verfahren gegeben, bei dem man die Suspension axial einer Rotationsmühle mit radialem Rotor und gegenüberliegendem Stator zuführt und unter starker Querschnittsverengung beschleunigt zwischen Rotor und Stator radial abführt, wobei Rotor und/oder Stator Produktaufhalter aufweisen und daß die Förderung und Beschleunigung mit Hilfe von am Rotor angeordneten Förderorganen vorgenommen wird.
Dabei wird die Suspension unter Einwirkung der Zentrifugalkraft ständig beschleunigt.
Gleichzeitig tritt jedoch eine erhebliche Beschleunigung dadurch auf, daß der radiale Abzugsspalt eine erheblich geringere lichte Weite aufweist als die axiale Einführungsöffnung.
Dieser ist vorzugsweise so zu bemessen, daß sich die Durch- ! messer von axialem Eintrittsquerschnitt der Mühle zu Spaltbreite zwischen Rotor und Stator 100 bis 200, vorzugsweise wie 150 : 0,01 verhalten, wobei Eintrittsquerschnitt und Austrittsquerschnitt ein Verhältnis von etwa 150 bis 200, vorzugsweise von etwa 160 : 1 zueinander besitzen und wobei ι die Spaltbreite etwa der Stärke der Folienteilchen entspricht.
Der Rotor kann mit einer Drehzahl von etwa 3000 angetrieben sein, ohne daß erhebliche Geräuschbelästigung auftritt.
Über den Radius von Rotor und Stator können mehrere Produktaufhalter nacheinander angeordnet sein, um, wie oben geschildert, die Reinigungswirkung zu steigern oder auch bei eng gewählter Spaltbreite auf gewünscht kleine Teilchengrößen zu kommen.
Der Spalt zwischen Rotor und Stator ist vorzugsweise auf eine Größe eingestellt, die der Schichtdicke der Folienteilchen entspricht oder nur geringfügig größer ist. Damit entsteht gleichzeitig noch eine erhebliche Reibung zwischen Folienoberfläche und Rotor bzw. Stator, was letztlich zu einem hochreinen Produkt führt, da die anhaftenden Verunreinigungen so entweder abgerieben oder zumindest aufgelockert und von dem vorbeistrcmenden Transportrnedium abgetrennt werden.
Die Rotorwelle kann auch einen - in den Eintrittsbereich hineinragenden - Schneidkopf aufweisen, der jedoch lediglich zerkleinert, nicht aber festanhaftende Verunreinigung abtrennen kann, da hier die Strömungsgeschwindigkeit zu gering ist.
Die Reinigung kann nach Vorschalten eines Schneidkopfes auch mit nur einem Produktaufhalterpaar auf Stator und Rotor vorgenommen werden.
Der an den Schneidkopf anschließende Teil kann Turbinenflügel aufweisen, um die Förderleistung des Rotors in axialer Richtung zu verstärken. Letzterer weist radial angeordnete Flügel mit Ausnehmungen auf, in die die Produktauf halter des Stators eingreifen und die ebenfalls mechanisch auf die Folien teilchen einwirken.
Derartige Rotationsmühlen sind an sich bekannt und dienen Z-B. der Zerkleinerung von Fleischabfällen, die mit Hilfe eines StopfWerkes zugeführt werden können.
durch die vorstehend beschriebenen Maßnahmen entstehende Suspension aus Transportflüssigkeit, auf gewünschtes Maß 2erkleinerten Folienteilchen und vollständig von diesen abgetrennten Verunreinigungen werden anschließend einer Sichtung in Trennbehältern unterworfen.
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Im einfachsten Falle kann dies ein Behältnis sein, in dem die Verunreinigungen einfach zum Boden absinken. Die Trennung gelingt hier deshalb vollständig in schwimmfähiges und nicht schwimmfähiges Material, da sich unter Einwirkung durch die vorstehend beschriebene Behandlung saugfähige Verunreinigungen vollständig mit Transportflüssigkeit vollgesorgen haben.
Das obenschwimmende spezifisch leichtere Kunststoffmaterial kann abgetrennt, getrocknet und einem Extruder zugeführt werden. Der nach unten abgesunkene Schmutz kann abgetrennt und die Flüssigkeit aus dem Trennbehälter als Transportflüssigkeit rezirkuliert werden.
Dabei soll die Transportflüssigkeit und die des Sichtbehälters eine Dichte aufweisen, die ein Aufschwimmen des Kunststoffmaterials und ein Absinken der Verunreinigung ermöglicht, die grundsätzlich spezifisch schwerer sind als der Kunststoffanteil.
Mit Hilfe genau eingestellter, vorzugsweise wässriger Salzlösungen, ist es mit dem vorliegenden Verfahren sogar möglich, aus Kunststoff gemischen die leichteste Komponente oben abzuziehen und die absinkende Mischung aus Verunreinigung und weiterer (weiteren) Kunststoffkomponente(n) in einer weiteren Sichtung mit entsprechend eingestellter Salzlösung in gleicher Weise aufzuarbeiten, um die nächst leichtere Komponente abzutrennen. Die Sichtung kann bsonders bevorzugt in einer umlaufenden ,im wesentlichen laminaren Strömung erfolgen.
In jedem Fall ist es möglich, durch z.B. Überleiten über ein Sieb einen Teil der Transportflüssigkeit vor der Sichtung
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- ίο -
auszuschleusen (und die abgetrennte Flüssigkeit zu rezirkulieren) um die SichtbehSlter nicht mit zu hohen Flüssigkeitsströmen zu belasten.
Die vorgenannte Sichtung in umlaufender laminarer Strömung kann erfindungsgemäß folgendermaßen vorgenommen werden.
Der oder die (nacheinandergeschalteten) Trennbehälter weist oberhalb des Badspegels leicht in diesen eintauchende Förderorgane, wie z.B. Paddelwellen auf, die die Flüssigkeit im wesentlichen parallel zur Badoberfläche unter Vermeidung einer Wirbelbildung bewegen, was sich durch geeignete Bewegungsgeschwindigkeit leicht erreichen läßt. An der Behälterwandung wird die Ströung nach unten abgelenkt.
Gegebenenfalls durch entsprechende Einbauten unterstützt, erfährt die Strömung am Boden des Trennbehälters eine Umlenkung in horizontaler Richtung auf die gegenüberliegende Behälterwandung, wo sie wiederum nach oben umgelenkt wird Es entsteht eine im wesentlichen laminare umlaufende Strömungswalze, in der ein Teil der Kunststoffpartikel und die gesmten Verunreinigungen mitgeführt werden, die allmählich die Walze nach unten unter Vermeidung einer Rückverschmutzung verlassen wohingegen nach und nach die spezifisch leichteren Kunststoff teilchen nach oben aufschwimmen und abgezogen sowie getrocknet oder einer entsprechenden weiteren Sichtung in einem oder mehreren nachgeschalteten Sichtwalzenbehältern unterworfen werden können. Die Sichtung kann aber auch mit Hilfe von Hydrozyklonen erfolgen.
Da die vorzerkleinerten Kunststoffteilchen leichter als die Transportflüssigkeit sind, wird letztlich vorgeschlagen, die für die Zerkleinerung und Reinigung notwendige Suspension dadurch herzustellen, daß man die Teilchen mit einem geringen Anteil der Transportflüssigkeit vormischt und in den in Strömung versetzten restlichen größeren Anteil derart eindosiert, daß das gewünschte Gewichtsverhältnis von etwa Flüssigkeit zu Kunststoff wie 20 : 1 bis 40 : 1 gewährleistet ist.
Damit ist für eine gleichmäßige Verteilung der zu suspendierenden Teilchen gesorgt, wodurch Inhomogenitäten und durch zu hohe Konzentration verursachte Verstopfungen beim Zerkleinern vermieden werden.
Die relativ hohe erfindungswesentliche Verdünnung sorgt unter anderem auch dafür, daß die Produktaufhalter rechtzeitig von den zu zerkleinernden Teilchen befreit werden.
Das beiliegende Verfahrensschema (Fig. 1) zeigt den gesamten Ablauf der Aufarbeitung des Kunststoffabfalls.
Aus dem Silo 1 wird der vorzerkleinerte, vorher von groben Anteilen,wie Steine und Metallstücken befreite Kunststoff-Folienabfall über eine Waage 2 gegebenenfalls in vorsuspendiertem Zustand in den Behälter 3 eingeführt. Dieser kann z.B. ein Zyklon sein, wodurch die an der Wandung des Behälters 3 anliegende umlaufende Flüssigkeit die auftreffenden Kunststoffteilchen sofort mitreißt.
Die Suspension gelangt in die Zerkleinerungs- und Reinigungsvorrichtung 4 - hier eine Rotationsmühle - mit axialer Zuführung und radialem Austritt der Suspension.
In den Sichtbehältern 5 wird die Suspension aufgetrennt in absinkende Verunreinigungen und oben schwimmende Kunststoffteilchen.
Letztere werden in einer Trockenvorrichtung 6, 7 auf erforderliche Restfeuchte getrocknet.
Der Schmutz gelangt zusammen mit Trennflüssigkeit auf einen Siebförderer und wird ausgeschleust 9. Die abgetrennte Flüssigkeit, die ohne weiteres noch Schmutzanteile aufweisen darf, wird über die Pumpe 10 rezirkuliert.
Die erfindungsgemäß einzusetzende Rotationsmühle kann gemäß Fig. 2 aufgebaut sein.
Das Stator 11 weist einen zentralen Produkteinzug 12 auf, in den die Welle 13 hineinragt.
Auf der Welle 13 ist der Rotor 14 befestigt, das in den Produkteinzug hineinragende Ende der Welle 13 trägt einen Schneidkopf 15. Der Einzug ist im Anschluß an den Schneidkopf 15 konisch erweitert, wobei in der Erweiterung einen Einstellwinkel aufweisende Flügel 16 auf der Welle 13 montiert sind, die zur Förderung der Suspension dienen.
Zwischen Rotor 14 und Stator 11 befindet sich ein Spalt 17 einer lichten Weite der der Schichtsärke des Folienmaterials entspricht und auf diesen Wert einstellbar ist.
Der Spalt wird einerseits von der Statoroberfläche gebildet und andererseits von den auf dem Rotor angeordneten im
wesentlichen radial verlaufenden Förderorganen (Schaufeln) 18, in die die Produktaufhalter 19 des Stators 11 hineinragen, über den Stutzen 22 wird die Suspension abgezogen.
Ausführungsbeispiel
Einer handelsüblichen Rotationsmühle (Trigonalmühle) mit einem Eintrittsquerschnitt von 177 cm2 (Durchmesser 150 mm) und einem Rotorstator-Durchmesser von 350 mm,mit einer Spaltbreite von 0,11 mm (Austrittsquerschnitt 1,1 cm2) und als Produktaufhalter wirkenden Einbauten am Stator, wurde bei einer Drehzahl von 3000 U/min und einer Antriebsleistung von 37 kw eine Suspension aus 40 m3/h Wasser und 15000 kg auf etwa Handtellergröße vorzerkleinerte, stark verunreinigte PoIyethylenschnitzel zugeführt. »
Die die Mühle verlassenden Teilchen wiesen eine Größe von durchschnittlich 15 χ 15 mm auf.
Nach einer Sichtung in einem Trennbehälter wiesen die Folienteilchen eine vollständige Oberflächenreinheit auf. Nach Trocknung waren die Teilchen direkt in einem Extruder regranulierbar.
-is*-
Leerseite -

Claims (11)

  1. 3503504
    Patentanwälte ZELLENTIN Ludv/igshafen/Rh.
    RubonsstraBe 30
    Firma Aluplast GmbH 20.Februar 1985
    Os trampe apmif/4*
    4 0 Mayen WZ/g
    Patentansprüche
    -) Verfahren zum Reinigen von verschmutzten vorzerkleinerten Kunststoff-Folienabfällen vorzugsweise auf in Extrudern direkt regranulierbare Teilchengrößen, dadurch gekennzeichnet, daß
    - man die vorzerkleinerten Folienabfälle in starker Verdünnung in einer Transportflüssigkeit suspendiert,
    - die Suspension stark beschleunigt und
    - über Produktaufhalter leitet, an denen die Teilchen kurzzeitig festgehalten werden
    - und mit Hilfe der mit hoher Geschwindigkeit strömenden Transportflüssigkeit und vorzugsweise unter gleichzeitigem Hindurchleiten durch einen Spalt mit dabei auftretenden Reibungskräften von angeklebten und/oder anhaftenden Verunreinigungen befreit
  2. 2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Suspension axial einer Rotationsmühle mit radialem Rotor und gegenüberliegendem Stator zuführt und unter starker Querschnittsverengung beschleunigt zwischen Rotor und Stator radial abführt, wobei Rotor und/oder Stator Produktaufhalter aufweisen und daß die Förderung und Beschleunigung mit Hilfe von am Rotor angeordneten Förderorganen vorgenommen wird.
  3. 3.) Verfahren nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Durchmesser von axialem Eintrittsquerschnitt der Mühle zu Spaltbreite zwischen Rotor und Stator 100 bis 200, vorzugsweise wie 150 : 0.01 verhalten, wobei Eintrittsquerschnitt und Austrittsquerschnitt ein Verhältnis von etwa 150.bis 200, vorzugsweise von etwa 160 : 1 zueinander besitzen und wobei die Spaltbreite etwa der Stärke der Folienteilchen entspricht.
  4. 4.) Verfahren nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor mit einer Drehzahl von 3000 U/min, angetrieben ist.
  5. 5.) Verfahren nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß man vorzerkleinerte Folienschnitzel über einen auf der Rotorwelle angeordneten in die axiale Einführungsöffnung ragenden Schneidkopf leitet.
  6. 6.) Verfahren nach Anspruch 1 -5 , dadurch gekennzeichnet,daß ; man das bei der Zerkleinerung entstehende stark verdünnte, I abgetrennte Verunreingungen aufweisende Gemisch zusammen mit der Transportflüssigkeit einer Sichtung in einem Trenn-!
    behälter oder einem Hydrozyklon unterwirft. I
    350S50A
  7. 7.) Verfahren nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Sichtung mit Hilfe einer oder mehreren nacheinander geschalteten laminaren Umlaufströmungen der im Trennbehälter befindlichen Flüssigkeit vornimmt, deren Dichte so eingestellt ist, daß die Kunststoffanteile oder der gewünschte Teil des Kunststoffmaterials aufzuschwimmen vermag.
  8. 8.) Verfahren nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß man das zerkleinerte Material trocknet und regranuliert, die Verunreingungen abzieht und das Transportwasser rezirkuliert.
  9. 9.) Verfahren nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportflüssigkeit die gleiche Dichte wie die Trennflüssigkeit aufweist.
  10. 10.) Verfahren nach Anspruch 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportflüssigkeit Wasser oder eine wässrige Salzlösung ist.
  11. 11.) Verfahren nach Anspruch 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß man die vorzerkleinerten Folienabfälle mit Transportflüssigkeit vormischt und mit Hilfe strömender weiterer Transportflüssigkeit ein Gewichtsverhältnis von Flüssigkeit zu Kunststoffanteil wie etwa 20 : 1 bis 40 : 1 einstellt und die so gewonnene Suspension der Reinigung und Zerkleinerung unterwirft.
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