DE4217481A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Sortierung von Einmalverpackungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Sortierung von Einmalverpackungen, insbesondere von derart vorsortierten Abfallgemischen, die überwiegend derartige Einmalverpackungen enthalten, wie z. B. das in Schnellrestaurantketten gesammelte Abfallgemisch.

Bei derartigen Abfallgemischen besteht das Problem, daß die im wesentlichen enthaltenen Bestandteile, wie Becher beziehungsweise Plastikschalen, Papier, Folien, Plastikgeschirr, Styropor und Pappe nur relativ geringe Dichteunterschiede aufweisen.

Aufgabe der Erfindung war es, ein Verfahren zur Sortierung von Einmalverpackungen anzugeben, bei denen die enthaltenen Wertstoffe im wesentlichen unzerkleinert automatisch sortiert werden können. Aufgabe der Erfindung war es ferner, eine für die Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung anzugeben.

Die Lösung dieser Aufgabe ist hinsichtlich des Verfahrens im Anspruch 1 beziehungsweise für die Vorrichtung in Anspruch 6 angegeben. Die Ansprüche 2 bis 5 beziehungsweise 7 bis 10 geben erfindungsgemäße Gestaltungen an.

Erfindungsgemäß kommt es darauf an, aus dem Gemisch, das die Einmalverpackungen enthält, zunächst eine flächig leichte und eine stückig schwere Fraktion zu gewinnen. Hierzu ist ein spezielles Verfahren zur Sortierung nach Körperform bei im wesentlichen gleicher Dichte des zu sortierenden Gutes vorgesehen. Die flächig leichte Fraktion enthält vor allen Dingen folienartige Stoffe, also insbesondere Folien und Papier sowie überwiegend flächig ausgebildetes Plastikgeschirr, Styropor und Pappe. Die stückig schwere Fraktion enthält überwiegend schwereres, insbesondere auch rollendes Gut, wie Becher und Plastikschalen. Erfindungsgemäß wird die Sortierung nach Körperform kombiniert mit einem speziellen Verfahren zur Ansaugung an und Abtransport durch eine Transporteinrichtung. Hierdurch werden aus der flächig leichten Fraktion die folienartigen Bestandteile, also insbesondere die Folien und Papier abgetrennt.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß mittels einer Schwingrinne, bei der Längs- und Querneigung des Decks sowie die Schwingfrequenz einstellbar sind, eine Aufbereitung von Einmalverpackungen mit im wesentlichen gleicher Dichte - auch bei stark unterschiedlichen Größen, Massen und Formen der Einmalverpackungen - dann möglich ist, wenn die Schwingfrequenz auf die Neigung des Decks einstellbar ist. Es erfolgt hierbei eine Trennung von Einmalverpackungen in eine erste Fraktion, die im wesentlichen stückiges beziehungsweise rollendes Gut enthält und in eine zweite Fraktion, die vor allem flächiges oder plattenförmiges Gut enthält. Die Aufbereitung erfolgt also hier nicht im wesentlichen nach Dichte unterschieden, sondern nach der unterschiedlichen Körperform.

Insbesondere kann die Schwingrinne auch eine Schwingbewegung in zwei zueinander senkrechten Richtungen ausführen, wobei Frequenz und/oder Amplitude an die Neigung in diesen Richtungen angepaßt sein soll.

Die erfindungsgemäße Schwingrinne beziehungsweise der Schwingtisch weist ein z. B. rechteckiges Deck auf, welches das zu sortierende Gut aufnimmt. Das Deck ist mit Einrichtungen zur Neigung in Längsrichtung (Neigung der Längskante gegenüber der Horizontalen) und zur Neigung in Querrichtung (Neigung der kürzeren Kante gegenüber der Horizontalen) versehen. Es sind ferner Einrichtungen zur Erzeugung von Schwingungen, insbesondere Unwuchtantriebe angeordnet, deren Schwingungsfrequenz erfindungsgemäß in Abhängigkeit von der Neigung des Decks eingestellt wird. Bei vorgegebenen Neigungen von Längs- und Querkante um etwa 10° bis 20° konnte eine Trennung von flächigem und stückigem Gut bei einer Frequenz von etwa 200 bis 450 Hz erreicht werden. Das flächige Gut wandert dabei der Neigung entgegen, also sozusagen bergauf. Hierbei wurde ein Belag des Decks in Form eines verschleißfesten Stahlnetzes verwendet.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß die Trennung von plattenförmigem und stückigem Gut dadurch verbessert werden kann, daß die Schwingamplitude mit zunehmender Neigung vergrößert wird.

Ins besondere kann an der erfindungsgemäßen Schwingrinne ein zweiter Unwuchtantrieb vorgesehen sein, mit dem eine zusätzliche Schwingung in Querrichtung erzeugt wird. Auch bei dieser Konstruktion kommt es darauf an, daß Schwingfrequenz und Amplitude in den beiden zueinander senkrechten Richtungen auf die jeweilige Neigung abgestimmt sind. Speziell sind bei zueinander senkrechten Schwingungsrichtungen die Schwingungen so aufeinander abzustimmen, daß eine im wesentlichen elliptische Bewegung erzeugt wird, wobei die längere Ellipsenhauptachse etwa der Längsrichtung der Schwingrinne entspricht.

Speziell kommt es erfindungsgemäß darauf an, daß die Schwingamplitude im wesentlichen in Abhängigkeit von der Längsneigung einstellbar ist.

Die Materialaufgabe erfolgt an dem entgegen der Neigung (bergab) gelegenen Ende des Decks. An dem in Richtung der Querneigung (bergauf) gelegenen Ende des Decks sind Sammeleinrichtungen für stückiges Gut und für flächenförmiges Gut angebracht. Dabei sind die Sammeleinrichtungen für stückiges Gut an dem entgegen der Längsneigung der Schwingrinne gelegenen Ende angeordnet, während die Sammeleinrichtungen für flächiges Gut an dem in Richtung der Längsneigung liegenden Ende der Schwingrinne angeordnet sind.

In einer speziellen Ausführung kann das Deck gasdurchlässig gestaltet sein, wobei allerdings hier entgegen dem üblichen Stand der Technik nicht eine Fluidisierung, sondern im Gegenteil eine Erhöhung des Reibungswiderstandes zwischen Deckbelag und dem zu sortierenden Gut mittels einer unter dem Deck angeordneten Ansaugvorrichtung erfolgen soll. Hierbei wird vor allem das flächige Gut besser von dem stückigen getrennt, weil sein Reibungswiderstand gegenüber dem stückigen Gut durch das Ansaugen überproportional erhöht wird. Mit einem Deckbelag erhöhter Haftreibung kann eine erhöhte Sortierleistung und eine verbesserte Auftrennung gegebenenfalls in weitere Zwischenfraktionen erreicht werden.

Um eine effiziente Ansaugung zu gewährleisten, ist unter dem Deck wenigstens ein Ansaugschacht vorgesehen, wobei ein einzelner Ansaugschacht vorwiegend auf den Bereich der Materialaufgabe beschränkt sein kann. Mit Hilfe von mehreren getrennten Ansaugschächten können über die Fläche des Decks, die für eine gute Sortierung das mindestens Zehnfache des größten vorkommenden plattenförmigen Gutes aufweisen sollte, unterschiedliche gewünschte Reibungswiderstände eingestellt werden. Dazu können in den einzelnen Ansaugschächten Einrichtungen zur Zugregelung angeordnet sein. An den Schächten oder einzelnen Gruppen von Schächten können darüberhinaus gesonderte Ansaugvorrichtungen angebracht sein.

Zwischen den unter dem Deck angeordneten Ansaugvorrichtungen und dem Deck selbst können geeignete Einrichtungen zur Abscheidung von Feingut (Filter) eingefügt werden.

In Verbindung mit einer Steuerung der Ansaugvorrichtungen oder der Zugregeleinrichtungen können Einrichtungen zur Erzeugung eines kurzzeitigen Überdrucks unterhalb des Decks einem Freiblasen des Decks von etwaigen Verstopfungen dienen. Der Überdruck wird aber nur kurzfristig (etwa in Form eines Druckstoßes) aufgebracht.

Zusätzlich und gleichzeitig mit der unter dem Deck angeordneten Ansaugvorrichtung kann für über dem Deck schwebende Feinstoffe, also oberhalb desselben eine Absaugvorrichtung vorgesehen werden.

Sowohl an der Ansaugvorrichtung wie der Absaugvorrichtung sind geeignete Einrichtungen zur Abscheidung von Verunreinigungen, insbesondere auch von Keimen oder bakteriellen Kontaminationen vorgesehen.

Die Dichte der Einmalverpackungen, die erfindungsgemäß sortiert werden können, entspricht der Bandbreite der für die Herstellung der Einmalverpackungen üblicherweise verwendeten Stoffe.

Die auf diese Weise gewonnene flächig leichte Fraktion wird erfindungsgemäß mittels einer Absaugung von großflächig leichten Bestandteilen, also folienartigen Bestandteilen, insbesondere Folien und Papier befreit. Vorzugsweise ist diese Absaugung als eine Transporteinrichtung ausgebildet, an die die folienartigen Bestandteile angesaugt werden und mit der sie aus dem Bereich des Gemisches, das die flächig leichte Fraktion bildet, abtransportiert werden. Die Ansaugung der folienartigen Bestandteile, im folgenden wird abgekürzt von Folien gesprochen, erfolgt durch einen gegen die Transporteinrichtung gerichteten Luftstrom.

Für die Abtrennung der Folien wird die mit einem Luftstrom zu beaufschlagende Fläche etwa durch geeignete Luftschächte an einer Luftfördereinrichtung auf einen relativ engen Raum in der freien Umgebung der Einmalverpackungen begrenzt. Zwischen den Einmalverpackungen und der Luftfördereinrichtung ist eine luftdurchlässige Transporteinrichtung angeordnet. Der von der Luftfördereinrichtung erzeugte Luftstrom ist auf die Oberfläche der luftdurchlässigen Transporteinrichtung gerichtet, die den Einmalverpackungen zugewandt ist. Dadurch werden Leichtstoffe, insbesondere Folien gegen diese Oberfläche bewegt und an ihr festgehalten. Die luftdurchlässige Transporteinrichtung führt eine vom Ort der Luftansaugfläche weggerichtete Bewegung aus. Damit wird die Folie aus der Ansaugzone wegbewegt und kann dann durch geeignete Einrichtungen gesammelt und abtransportiert werden. Die Einmalverpackungen sind zweckmäßigerweise so ausgebreitet oder durch geeignete Einrichtungen aufgelockert, daß die von der Transporteinrichtung in Verbindung mit dem Luftstrom ausgeübte Zugkraft ausreicht, die Folien zu entfernen. Insbesondere können die Einmalverpackungen selbst relativ zu einer feststehenden Ansaugzone etwa auf einem Förderband bewegt werden, wobei vor der Ansaugzone, z. B. stangen- oder kettenförmige Abstreifer zur Ausbreitung des Materials vorgesehen sein können. Darüberhinaus können vorteilhafterweise die Einmalverpackungen selbst in eine zusätzliche Bewegung etwa durch Schwingeinrichtungen oder Fluidisierungseinrichtungen gebracht werden. Hierfür kommen zweckmäßigerweise sogenannte Vibrorinnen oder auch Aeroherde (Luftherde) in Frage.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, daß durch die Bewegung der Transporteinrichtung relativ zum Bereich der Ansaugfläche die angesaugten Leichtstoffe aus dem Bereich der Ansaugzone wegbewegt werden, wodurch der Ansaugquerschnitt der zur Separierung weiterer Leichtstoffe zur Verfügung steht, sozusagen freigehalten wird.

Vorteilhafterweise werden die angesaugten Folien etwa senkrecht zu dem in einer Richtung, z. B. auf einem Förderband transportierten Verpackungsgemisch abgeführt. Die Bewegungsrichtung der separierten Folien liegt in diesem Fall also in der zur Bewegungsrichtung des Gemisches etwa senkrechten Ebene.

Insbesondere in Verbindung mit schnellaufenden Förderbändern für das Gemisch kann die Transporteinrichtung die angesaugten Folien auch etwa parallel zur Bewegungsrichtung des Gemisches abtransportieren. Zweckmäßigerweise ist dabei die Bewegungsrichtung der angesaugten Folien der Bewegungsrichtung des Gemisches gleichgerichtet (Gleichstromprinzip). Hierdurch wird vermieden, daß z. B. bei längeren Folienstücken, von denen bereits ein Teil an der Transportvorrichtung angesaugt ist, ein anderer Teil sich noch im Gemisch befindet, der Transport des Gemisches behindert wird. Vorteilhafterweise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung in Verbindung mit einer Abwurftrennung hinter dem ansteigenden Förderband des Gemisches angeordnet sein. Die Transporteinrichtung und die Ansaugzone sind dann so angeordnet, daß die Ansaugung im Bereich der Abwurfbahnen der zu separierenden Folien wirksam wird. Dies ist besonders vorteilhaft, weil bei dieser Anordnung die im freien Fall befindlichen Folien von den übrigen Bestandteilen des Gemisches relativ wenig gehindert sind, dem erzeugten Luftstrom zu folgen.

Erfindungsgemäß ist die Transporteinrichtung, insbesondere als Endlosband ausgebildet. Hierdurch gestaltet sich die Bewegung der Transportvorrichtung relativ einfach, da die Bewegungsrichtung gleich bleibt. Es sind jedoch auch Einrichtungen denkbar, bei denen die Transporteinrichtung etwa senkrecht zur Bewegungsrichtung des Bandes über diesem eine Pendelbewegung ausführt.

Bei der Ausführung der Transporteinrichtung als Endlos band kann das Gemisch innerhalb des von dem Endlosband umschlossenen Raumes aber auch außerhalb des von dem Endlosband umschlossenen Raumes geführt werden. Soweit das Gemisch außerhalb des von Endlosband umschlossenen Raumes geführt wird, ist die Luftfördereinrichtung innerhalb des vom Endlosband umschlossenen Raumes angeordnet. Diese Anordnung wird bevorzugt, da sie eine hohe Flexibilität hinsichtlich der Anordnung der Bewegungsrichtung der angesaugten Folien (parallel oder senkrecht zur Bewegungsrichtung des Gemisches) bei gleichzeitig relativ geringer Baugröße der Vorrichtung zur Separierung von Folien sowie einen günstigen Abtransport der Folien ermöglicht. Insbesondere können bei dieser Gestaltung auch beliebige Winkel zwischen der Bewegungsrichtung des Gemisches und der Förderrichtung der angesaugten Folien eingestellt werden. Hierdurch kann insbesondere auf anlagentechnische Erfordernisse, wie bestimmte Anordnungen von weiteren Aggregaten Rücksicht genommen werden. Darüberhinaus kann aber auch zweckmäßigerweise durch Drehung der Förderrichtung der angesaugten Folien, z. B. zwischen den Extremwerten parallel beziehungsweise antiparallel zur Förderrichtung des Materialgemisches die Relativgeschwindigkeit der angesaugten Folien relativ zur Fördergeschwindigkeit des Gemisches eingestellt werden.

Hierdurch kann in gewissen Grenzen der Anteil an separierten Folien, insbesondere bei veränderten Zusammensetzungen des Gemisches optimiert werden.

Bei der Führung des Gemisches außerhalb des vom Endlosband umschlossenen Raumes können besondere Einrichtungen zur Trennung der angesaugten Folien von der Transporteinrichtung und zur vom restlichen Gemisch gesonderten Sammlung erforderlich sein. Bei relativ einfach zu trennenden Gemischen, insbesondere von im wesentlichen gleichbleibender Zusammensetzung kann es ausreichen, das Gemisch durch den von Endlosband umschlossenen Raum zu führen. Das Endlosband führt dann im wesentlichen eine um die Förderrichtung des Gemisches umlaufende Bewegung, speziell also etwa eine kreisförmige Bewegung aus. Auch hier sind in gewissen Grenzen, soweit es die Anlagengeometrie zuläßt, Schrägstellungen zwischen der Bewegungsrichtung des Gemisches und der Ebene der Umlaufrichtung des Endlosbandes einstellbar. Für diese Schrägstellungen gelten die obigen Ausführungen. Soweit die Bewegung des Endlosbandes kreisförmig, also etwa nach Art einer Trommel erfolgt, erscheint diese Bewegung bei einer Schrägstellung der Ebene der Umlaufbewegung relativ zur Bewegungsrichtung des Gemisches als elliptische Bewegung. Damit kann durch Schrägstellung der Bewegungsrichtung des Endlosbandes nicht nur die Relativgeschwindigkeit zwischen Materialförderung und Abtransport der angesaugten Folien, sondern auch die Verweilzeit der angesaugten Folien auf dem Endlosband und damit der Abwurfort eingestellt werden.

Insbesondere kann vorgesehen sein, gesonderte Abwurfeinrichtungen etwa Abstreifer oder druckbeaufschlagte Düsen für strömende Medien mit geeigneter Strömungsrichtung anzuordnen. Hierdurch werden gleichzeitig die in der luftdurchlässigen Transporteinrichtung vorgesehenen Lochungen oder Siebmaschen (bei einer Ausführung als Siebband) von etwa vorhandenen Verstopfungen befreit.

Die erfindungsgemäße Folientrennung kann zweckmäßigerweise auch für ruhende Materialgemische verwendet werden.

Durch die erfindungsgemäße Folientrennung richtet sich der erforderliche Luftvolumenstrom bei gegebener Ansaugquerschnittsfläche lediglich nach den bei einer bestimmten Luftgeschwindigkeit abzutrennenden Folien. Eine überdimensionierte Auslegung zur Vermeidung von Verstopfungen ist nicht erforderlich. Insbesondere reicht bei einer freien Querschnittsfläche von einem Quadratmeter für die Separierung von Folien aus einem Gemisch aus Einmalverpackungen ein Volumenstrom von 2500 bis 15 000 m³/h aus.

Zwischen dem Endlosband der Transporteinrichtung und der Luftfördereinrichtung können zweckmäßigerweise Filter zur Abscheidung von Feinststoffen aus dem Luftstrom angeordnet sein.

Besonders vorteilhaft wird der Luftstrom der Luftfördereinrichtung so im Kreislauf geführt, daß durch geeignete Abtrennungen etwa flexible Gummivorhänge der angesaugte Luftstrom auf einen beschränkt Raum um das zu behandelnde Gemisch begrenzt bleibt. Hierdurch wird in Verbindung mit geeigneten Einrichtungen zur Dekontamination der im Kreislauf geführten Luft von Keimen oder bakteriellen Verunreinigungen eine Verschmutzung der Umgebungsluft aber auch der nachgeschalteten Aggregate weitgehend vermieden beziehungsweise verringert.

Nach Absaugung der Folien beziehungsweise des folienartigen Gutes aus der flächig leichten Fraktion wird dieses mittels einer elektrostatischen Trennung in die Wertstoffe, Folien und Papier aufgeteilt.

Die von den folienartigen Bestandteilen befreite flächig leichte Fraktion wird abgesiebt, wodurch insbesondere Plastikgeschirr abgetrennt werden kann.

Der verbleibende Rest wird in einer Schwingsortierung, die im wesentlichen wie oben beschrieben arbeitet, in die Bestandteile Styropor beziehungsweise styroporartige Produkte und Pappe aufgeteilt. Hierbei kann zweckmäßigerweise an Stelle der oben bei der Schwingsortierung vorgesehenen Erhöhung des Haftreibungswiderstandes durch Ansaugung von Luft durch das Sortierdeck eine Fluidisierung vorgesehen sein.

Anhand des beigefügten Verfahrensschemas wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens beziehungsweise der Vorrichtung erläutert.

Die Einmalverpackungen 1, die in diesem Beispiel weitere Abfälle enthalten sollen, werden zunächst einer Siebklassierung I 2 zugeführt. Hierdurch werden die sonstigen Bestandteile als Restmüll 3 abgetrennt. Der im wesentlichen nur noch die Einmalverpackungen enthaltene Rest 4 gelangt in eine Materialvereinzelung 5. Diese Materialvereinzelung ist dann erforderlich, wenn in größerem Umfang zusammengeballtes Material vorliegt. Das vereinzelte Material 6 gelangt in die Schwingsortierung I 7, wo eine Sortierung nach Körperform erfolgt. Hierbei entsteht eine stückig schwere Fraktion 8 und eine flächig leichte Fraktion 9. Die stückig schwere Fraktion 8 enthält vor allen Dingen Becher und Plastikschalen. Die flächig leichte Fraktion 9, in der im wesentlichen noch Folien, Papier, Plastikgeschirr, Styropor und Pappe enthalten sind, gelangt in eine Absaugung 10, die als einfacher Saugförderer, insbesondere aber als Ansaugung gegen eine Transporteinrichtung, wie oben dargestellt, ausgebildet ist. Hierdurch wird folienartiges Material 11, insbesondere also Folien und Papier abgetrennt. Diese Bestandteile werden in einer elektrostatischen Trennung 12 in die Bestandteile Folien 13 und Papier 14 auf getrennt. Die von den folienartigen Bestandteilen befreite flächig leichte Fraktion 15 wird ein einer Siebklassierung II 16 von Plastikgeschirr 17 befreit. Der danach verbleibende Rest 18 der flächig leichten Fraktion wird in einer Schwingsortierung II mit Belüftung (Fluidisierung) 19 in die Wertstoffe Styropor beziehungsweise styroporähnliche Produkte 20 und Pappe 21 aufgetrennt.

Claims (10)

1. Verfahren zur Sortierung von Einmalverpackungen, gekennzeichnet durch die Schritte

• a) Schwingsortierung nach Körperform in eine flächig leichte und eine stückig schwere Fraktion und
• b) Absaugung folienartigen Gutes aus der flächig leichten Fraktion.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem folienartigen Gut durch elektrostatische Trennung Folien und Papier aus der flächig leichten Fraktion abgetrennt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von folienartigem Gut befreite flächig leichte Fraktion gesiebt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die flächig leichte Fraktion einer Schwingsortierung nach Dichte unterworfen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Siebklassierung zur Trennung der Einmalverpackungen von sonstigen Abfällen vorgeschaltet wird.

6. Vorrichtung zur Sortierung von Einmalverpackungen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Schwingsortierung nach Körperform mit einem in zwei zueinander senkrechten Richtungen neigbaren Schwingdeck, bei der Schwingfrequenz und Amplitude auf die Neigung abstimmbar sind, sowie eine Einrichtung zur Absaugung folienartigen Gutes angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrostatische Trenneinrichtung zur Trennung von Papier und Folien angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Absaugung eine Siebklassierung angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß nach Absaugung und Siebklassierung eine Sortierung nach Dichte angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß vor den weiteren Einrichtungen eine Siebklassierung zur Trennung von Einmalverpackungen und sonstigen Bestandteilen vorgeschaltet ist.