EP0629355A1 - Verfahren zum Aufbereiten von Abfallmaterial in Form von Filterstäben, Filterzigaretten und dergleichen - Google Patents

Verfahren zum Aufbereiten von Abfallmaterial in Form von Filterstäben, Filterzigaretten und dergleichen Download PDF

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EP0629355A1
EP0629355A1 EP94105037A EP94105037A EP0629355A1 EP 0629355 A1 EP0629355 A1 EP 0629355A1 EP 94105037 A EP94105037 A EP 94105037A EP 94105037 A EP94105037 A EP 94105037A EP 0629355 A1 EP0629355 A1 EP 0629355A1
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filter
liquid
filter material
measure
gas
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Karsten Dipl.-Ing. Keller
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Cerdia Produktions GmbH
Original Assignee
Rhone Poulenc Rhodia AG
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24C—MACHINES FOR MAKING CIGARS OR CIGARETTES
    • A24C5/00—Making cigarettes; Making tipping materials for, or attaching filters or mouthpieces to, cigars or cigarettes
    • A24C5/36—Removing papers or other parts from defective cigarettes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24D—CIGARS; CIGARETTES; TOBACCO SMOKE FILTERS; MOUTHPIECES FOR CIGARS OR CIGARETTES; MANUFACTURE OF TOBACCO SMOKE FILTERS OR MOUTHPIECES
    • A24D3/00—Tobacco smoke filters, e.g. filter-tips, filtering inserts; Filters specially adapted for simulated smoking devices; Mouthpieces for cigars or cigarettes
    • A24D3/02—Manufacture of tobacco smoke filters

Definitions

  • the present invention relates to a method for processing waste material in the form of filter rods, filter cigarettes and the like, which contain filter material with internally accessible internal cavities and at least one other material component, in particular paper and tobacco.
  • the filter tow strips can consist, for example, of cellulose acetate or polypropylene filaments.
  • the filter tow strips are drawn off from a bale or stack and further processed on a filter rod machine into filter strands covered with paper, after which individual filter rods are finally produced by cutting the filter strands.
  • the filter rods are cylindrical units encased in paper with a length of about 66 to 150 mm and a diameter of e.g. 4 mm to 10 mm.
  • Each filter rod usually contains enough material for four or six filter pieces or filter plugs, which are later attached to tobacco rods by means of a cigarette manufacturing machine to produce filter cigarettes.
  • US-A-4 457 317 describes a method for removing wrapping paper from cigarette filter rods, in which the waste or scrap of the cigarette filter rod is heated up to the melting point of the thermoplastic adhesive that holds the paper wrapper together. The paper wrappings are then separated from the filter pieces or filter rods. Then, the waste for heating and separating the paper wrappers from the filter material is flowed with a heated gas, whereby the adhesive is liquefied by the action of the heat and the paper wrappings are detached from the cellulose acetate fiber material. Due to the different weights or the different shape of the cellulose acetate material and the wrapping paper, the separation and sorting of these two components can be carried out in the air flow, since the paper is transported further upwards by the air flow than the heavier filter material.
  • waste is produced in the manufacture of cigarettes.
  • the waste cigarettes are therefore cut open, for example on the wrapping paper, and the tobacco is mechanically removed from the cigarette tube. This measure allows the valuable tobacco to be recovered, but not the valuable filter material, for example cellulose acetate, to be recovered.
  • the invention is based on the object of specifying a method of the type described at the outset which, in a simple technical manner and with economical process management, enables the valuable filter materials, especially in the form of cellulose acetate.
  • the method according to the invention is carried out in a pressure vessel. It is essentially a heatable pressure vessel with a preferably mechanical agitator.
  • an appropriately designed compressor is used, which, for example, builds up a gas pressure of 10 bar therein, to the liquid, which is preferably water, in the pressure vessel with the gas, in particular air and / or Carbon dioxide to saturate.
  • the liquid which is preferably water
  • the gas in particular air and / or Carbon dioxide to saturate.
  • a closable opening is provided on the pressure vessel which the waste material can be imported.
  • the liquid can be saturated with the gas under pressure. This can be partial saturation, saturation or oversaturation. Alternatively, the measure of partial saturation, saturation or supersaturation can also take place in a preceding process measure outside the pressure vessel in another container. If necessary, the waste material can already be introduced into the liquid outside the pressure vessel.
  • the liquid which is used for the separation in the pressure vessel is largely inert towards the filter material and preferably also towards the other material components to be separated.
  • a gas which is inert to the filter material, preferably also to the other material components to be separated is used as the gas.
  • the waste material is supplied to the liquid, if it is not already contained therein, to which reference was made above.
  • the waste material-liquid mixture then present is mixed or stirred until the filter material has detached from the other material components.
  • measure c in which the gas dissolved in the liquid is released at least partially by lowering the pressure and / or raising the temperature in the form of fine gas bubbles.
  • the pressure is preferably reduced, in particular from a relatively high pressure value, which was set to dissolve the gas of the liquid, to a pressure above ambient pressure or at ambient pressure. Furthermore, the relatively high pressure can also be reduced below the ambient pressure.
  • a pressure difference of about 10 bar is preferably passed through during the expansion, that is to say if gas dissolved in the liquid is to be released again. The amount of pressure difference required depends on various factors, such as the nature of the material and mainly its "porosity".
  • An alternative measure to the pressure reduction mentioned above is to increase the temperature of the liquid, which also the liquid homogeneously dissolved gas is released more or less with the formation of bubbles.
  • fine gas bubbles on the surface of the materials to be separated can be removed by mechanical action or by knocking off with a suitable stirrer protruding into the pressure vessel.
  • the method according to the invention can be advantageously designed by raising the temperature in measure c) to such an extent that hot-melt adhesives, which are usually used in the cigarette industry as seams for gluing the filter cover, melt and thus separate from the filter material.
  • hot-melt adhesives which are usually used in the cigarette industry as seams for gluing the filter cover, melt and thus separate from the filter material.
  • an increase in temperature to about 80 ° C. or a little more is sufficient to liquefy of the hot melt adhesive, which regularly has a melting point of about 80 ° C. If no hot-melt adhesive was used, but instead a glue in the form of polyvinyl acetate, a temperature increase is not necessary, since glue of this type dissolves in water at ambient temperature.
  • wetting agents are used within the scope of the invention, the selection of the present invention is not subject to any significant restrictions.
  • These are natural and / or synthetic substances that reduce the surface tension of water or other liquids. These can be, for example, alkylbenzenesulfonates, alkanesulfonates, fatty alcohol sulfates, fatty alcohol ether sulfates, fatty alcohol epoxylates and the like (cf. Römpp Chemie-Lexikon, 9th edition, 1992, vol. 6, pp. 4495 ff).
  • the advantages of the method according to the invention can be illustrated as follows:
  • the process according to the invention uses an "inner flotation" to separate the valuable filter material, for example cellulose acetate, safely, technically simply and economically from the other constituents of the waste material, for example from the wrapping paper and tobacco.
  • This has made it possible for the first time to recover a highly pure, valuable cellulose acetate.
  • This can be dissolved in a suitable solvent, such as acetone, for further processing into filaments and thus into filter tows.
  • the method according to the invention makes it possible that the wrapping paper and any tobacco residues do not come into contact with, for example, the solvent acetone during the reprocessing of the cigarette filter material.
  • the paper and tobacco can therefore be disposed of and recycled in an environmentally friendly manner.
  • the method according to the invention does not have to work with solvents, explosion protection does not have to be carried out. This enables simple and safe operation.
  • the use of water as a treatment liquid has the advantage that only exceptionally dyes are released from the paper of the cigarette waste, whereby a high yield of valuable cellulose acetate can be achieved in optimal purity.
  • the plasticizers usually used in filter materials, especially in the form of triacetin can be removed without any problems.
  • the method according to the invention consequently forms a very advantageous recycling of constituents of cigarette waste or cigarette filter materials, in which practically all of the cellulose acetate originally present is recovered in highly pure form.
  • the filters are coated with filter wrapping paper, which is glued with the usual hot melt adhesive, whose melting point is around 80 ° C.
  • the waste material contains both cigarette paper and imitation cork "tipping". This material is made of paper.
  • the two paper wrappers mentioned are glued using a polyvinyl acetate glue.
  • the waste material contains minor residues of tobacco.
  • Water is used as the liquid in a pressure vessel, which is heated to 95 ° C and placed under a pressure of 11 bar (absolute) and thus saturated.
  • the pressure vessel has a volume of 300 l. 290 l of water and 15 kg of waste material are filled. It is provided with a conventional mechanical stirrer of the "Interprop" type from Ekato Rlick- und Mischtechnik GmbH, Schopfheim. The waste material is introduced into this pressure vessel together with the water via a lock. The waste material is then stirred in the water heated to 95 ° C. until paper and tobacco residues have detached from the filter material based on cellulose acetate. The stirring takes place at a stirrer speed of 130 rpm. The warm water (measured O2 content: 50 mg / l) causes the hot-melt adhesive to dissolve.

Landscapes

  • Manufacturing Of Cigar And Cigarette Tobacco (AREA)
  • Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zum Aufbereiten von Abfallmaterialien in Form von Filterstäben, Filterzigaretten und ähnlichem, die Filtermaterial mit von außen zugänglichen inneren Hohlräumen und zumindest eine andere Materialkomponente enthalten, insbesondere Papier und Tabak, wobei folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden: In einem Druckgefäß wird das Abfallmaterial in einer Flüssigkeit verteilt. Durch Druckanhebung bzw. Temperatursenkung wird ein inertes Gas in der Flüssigkeit gelöst. Danach wird die Temperatur angehoben bzw. der Druck gesenkt, so daß feine Gasbläschen innerhalb des Filtermaterials entstehen, das dieses aufsteigen läßt, wodurch eine Trennung von den abzutrennenden weiteren Materialkomponenten möglich ist. Mit diesem Verfahren ist eine Auftrennung des Abfallmaterials in seine einzelnen Bestandteile möglich, so daß beispielsweise wertvolles Filtermaterial in Form von Celluloseacetat in hochreiner Form gewonnen und erneut zur Herstellung von Filtermaterialien herangezogen werden kann.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten von Abfallmaterial in Form von Filterstäben, Filterzigaretten und ähnlichem, die Filtermaterial mit von außen zugänglichen inneren Hohlräumen und zumindest eine andere Materialkomponente enthalten, insbesondere Papier und Tabak.
  • Bei der Herstellung von z.B. Zigaretten werden zunächst Filterstäbe aus sogenannten Filtertowstreifen erzeugt. Die Filtertowstreifen können beispielsweise aus Celluloseacetat- oder Polypropylen-Filamenten bestehen. Die Filtertowstreifen werden von einem Ballen oder Stapel abgezogen und auf einer Filterstabmaschine zu mit Papier umhüllten Filtersträngen weiterverarbeitet, wonach schließlich einzelne Filterstäbe durch Schneiden der Filterstränge erzeugt werden. Die Filterstäbe sind mit Papier umhüllte zylindrische Einheiten einer Länge von etwa 66 bis 150 mm und eines Durchmessers von z.B. 4 mm bis 10 mm. Jeder Filterstab enthält normalerweise genug Material für vier oder sechs Filterstücke bzw. Filterstöpsel, die später mittels einer Zigarettenherstellungsmaschine an Tabaksträngen befestigt werden, um Filterzigaretten zu erzeugen.
  • Sowohl bei der Herstellung von Filtersträngen bzw. Filterstäben durch die Filterstrangherstellungsmaschine als auch bei der Herstellung der eigentlichen Filterzigaretten anhand der Zigarettenmaschine wird beim Betrieb dieser Maschinen stets Ausschuß produziert. Dieser Ausschuß oder "Abfall" enthält wertvolle Stoffe bzw. Materialien, wie z.B. das Filtermaterial in Form von Celluloseacetat, Tabak und Umhüllungspapier für den Tabak. Um insbesondere das wertvolle Celluloseacetat wieder verwenden zu können, muß das Papier, das das Filtermaterial umhüllt, von diesem entfernt werden.
  • In der US-A-4 457 317 wird ein Verfahren zum Entfernen von Umhüllungspapier von Zigarettenfilterstäben beschrieben, bei dem der Abfall bzw. Ausschuß des Zigarettenfilterstabs bis zum Schmelzpunkt des thermoplastischen Klebstoffs, der die Papierumhüllung zusammenhält, aufgeheizt wird. Darauf werden die Papierumhüllungen von den Filterstücken bzw. Filterstäben abgetrennt. Dann wird der Abfall zum Erwärmen und zum Abtrennen der Papierumhüllungen von dem Filtermaterial mit einem erwärmten Gas beströmt, wobei sich der Klebstoff durch die Einwirkung der Wärme verflüssigt und sich die Papierumhüllungen von dem Celluloseacetatfasermaterial ablösen. Durch die unterschiedlichen Gewichte bzw. durch die unterschiedliche Form des Celluloseacetatmaterials und des umhüllenden Papiers läßt sich die Trennung und Sortierung dieser beiden Komponenten im Luftstrom durchführen, da das Papier von dem Luftstrom weiter als das schwerere Filtermaterial nach oben transportiert wird.
  • Bei dem aus der US-A-4 457 317 bekannten Trenn- und Sortierverfahren treten bezüglich einer möglichst reinen Sortierung des Filter- und des Papiermaterials Schwierigkeiten auf, da das Temperaturprofil des Luft- bzw. Gasstroms nicht konstant ist und deshalb immer wieder Verklebungen zwischen dem Papier und dem Filtermaterial auftreten. Außerdem ist die Sortierung über den Gasstrom aufwendig, da sie auch von den Strömungseigenschaften der zu trennenden Materialien abhängt. Kommen sich die Trenneigenschaften von Papier und Filtermaterial relativ nahe, ist eine Trennung durch den Gasstrom schwierig zu vollziehen.
  • Aus der Zigarettenindustrie ist es bekannt, daß bei der Herstellung von Zigaretten Abfall anfällt. Die Abfallzigaretten werden daher beispielsweise am Zigarettenumhüllungspapier aufgeschnitten und der Tabak mechanisch von der Zigarettenhülse entfernt. Diese Maßnahme gestattet die Rückgewinnung des wertvollen Tabaks, nicht jedoch die Rückgewinnung des wertvollen Filtermaterials, von beispielsweise Celluloseacetat.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art anzugeben, das in einfacher technischer Weise sowie unter wirtschaftlicher Verfahrensführung ermöglicht, die wertvollen Filtermaterialen, insbesondere in Form von Celluloseacetat, rückzugewinnen.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren der eingangs bezeichneten Art gelöst, wobei folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:
    • a) in einer gegenüber dem Filtermaterial weitgehend inerten Flüssigkeit, die sich in einem Druckgefäß befindet und in der das Filtermaterial bereits enthalten sein kann, wird ein gegenüber dem Filtermaterial inertes Gas gelöst,
    • b) das Abfallmaterial wird der Flüssigkeit zugeführt, sofern es darin nicht bereits enthalten ist, und das Abfallmaterial-Flüssigkeit-Gemisch wird gemischt, bis sich das Filtermaterial von den anderen Materialkomponenten losgelöst hat,
    • c) das in der Flüssigkeit gelöste Gas wird darauf zumindest teilweise durch Drucksenkung und/oder Temperaturanhebung in Form feiner Gasbläschen freigesetzt und
    • d) die Trennung des Filtermaterials von den anderen Materialkomponenten erfolgt dadurch, daß die auf der Oberfläche der abzutrennenden Materialkomponenten entstandenen freien Gasbläschen entfernt werden bzw. deren Bildung dadurch verhindert wird, daß im Verlaufe des Verfahrens vor Durchführung der Maßnahme d) ein selektiv wirkendes Netzmittel hinzugegeben wird, das die Benetzbarkeit der Oberfläche der anderen Materialkomponenten so weit anhebt, daß darauf keine freien Gasbläschen entstehen.
  • Die Ausgangsmaterialien des erfindungsgemäßen Verfahrens wurden vorstehend bereits im Zusammenhang mit dem Stand der Technik erläutert, worauf verwiesen sei.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird in einem Druckgefäß durchgeführt. Dabei handelt es sich im wesentlichen um einen beheizbaren Druckbehälter mit vorzugsweise mechanischem Rührwerk. Um den notwendigen Druck im Druckgefäß zu erzeugen, wird ein entsprechend ausgelegter Kompressor herangezogen, der darin beispielsweise einen Gasdruck von 10 bar aufbaut, um die Flüssigkeit, bei der es sich vorzugsweise um Wasser handelt, im Druckgefäß mit dem Gas, insbesondere Luft und/oder Kohlendioxid, zu sättigen. In der Entspannungsphase braucht nur ein entsprechendes Ventil am Druckgefäß geöffnet zu werden, um den Druck abzulassen bzw. auf das gewünschte Maß abzusenken. Am Druckgefäß ist eine verschließbare Öffnung vorgesehen, über die das Abfallmaterial eingeführt werden kann. Die Sättigung der Flüssigkeit mit dem Gas kann, wie bereits ausgeführt, unter Druck erfolgen. Dabei kann es sich um eine Teilsättigung, Sättigung oder Übersättigung handeln. Alternativ kann die Maßnahme der Teilsättigung, Sättigung oder Übersättigung auch in einer vorgeschalteten Verfahrensmaßnahme außerhalb des Druckgefäßes in einem anderen Behältnis erfolgen. Gegebenenfalls kann bereits außerhalb des Druckgefäßes das Abfallmaterial in die Flüssigkeit eingeführt werden.
  • Um das erfindungsgemäße Verfahren zu optimieren, ist die Flüssigkeit, die zum Trennen in dem Druckgefäß herangezogen wird, gegenüber dem Filtermaterial und vorzugsweise auch gegenüber den anderen abzutrennenden Materialkomponenten weitgehened inert. Zur Optimierung ist es vorzuziehen, daß als Gas ein gegenüber dem Filtermaterial inertes Gas, vorzugsweise auch gegenüber den abzutrennenden anderen Materialkomponenten, eingesetzt wird.
  • Nach Abschluß der Maßnahme a) wird das Abfallmaterial der Flüssigkeit zugeführt, sofern es darin nicht bereits enthalten ist, worauf vorstehend bereits verwiesen wurde. Das dann vorliegende Abfallmaterial-Flüssigkeit-Gemisch wird gemischt bzw. gerührt, bis sich das Filtermaterial von den anderen Materialkomponenten losgelöst hat.
  • Es schließt sich die Maßnahme c) an, bei der das in der Flüssigkeit gelöste Gas zumindest teilweise durch Drucksenkung und/oder Temperaturanhebung in Form feiner Gasbläschen freigesetzt wird. Vorzugsweise wird der Druck gesenkt, insbesondere von einem relativ hohen Druckwert, der zur Lösung des Gases der Flüssigkeit eingestellt wurde, auf einen Druck oberhalb des Umgebungsdruckes oder bei Umgebungsdruck. Des weiteren kann der relative hohe Druck auch unter den Umgebungsdruck gesenkt werden. Vorzugsweise wird bei der Entspannung, wenn also in der Flüssigkeit gelöstes Gas wieder freigesetzt werden soll, eine Druckdifferenz von etwa 10 bar durchlaufen. Die Höhe der erforderlichen Druckdifferenz hängt von verschiedenen Faktoren ab, so beispielsweise von der Beschaffenheit des jeweiligen Materials und hauptsächlich von seiner "Porosität".
  • Eine alternative Maßnahme zu der oben angesprochenen Drucksenkung besteht in der Temperaturerhöhung der Flüssigkeit, wodurch ebenfalls ursprünglich in der Flüssigkeit homogen gelöstes Gas mehr oder weniger unter Bläschenbildung freigesetzt wird.
  • Bei beiden oben angesprochenen Maßnahmen, d.h. Drucksenkung oder Temperaturerhöhung, erfolgt an dem Filtermaterial wie auch den davon abzutrennenden Materialkomponenten oberflächlich die Bildung feiner freier Gasbläschen. Im Inneren des Filtermaterials bzw. in den inneren Hohlräumen, die nach außen zugänglich sind, erfolgt auch eine Bildung von Gasbläschen. Die feinen Gasbläschen auf der Oberfläche der angesprochenen Materialien können dadurch entfernt werden, indem ein Netzmittel hinzugefügt wird. Andererseits kann deren Bildung bereits dadurch verhindert werden, daß vor der Drucksenkung und/oder Temperaturanhebung das Netzmittel in das Verfahren bereits eingeführt wird, so daß lediglich innerhalb des Filtermaterials in dessen inneren Hohlräumen die Bildung feiner Gasbläschen auftritt.
  • Nach der Maßnahme d) können durch mechanische Einwirkung bzw. durch Abschlagen mittels eines geeigneten in das Druckgefäß hineinragenden Rührers feine Gasbläschen auf der Oberfläche der abzutrennenden Materialien entfernt werden.
  • Die oben angesprochenen Maßnahmen der Verhinderung der feinen Gasbläschen auf der Oberfläche der voneinander zu trennenden Materialien bzw. deren Verhinderung führt darzu, daß das Filtermaterial innerhalb der Flüssigkeit aufgrund der in den inneren Hohlräumen eingeschlossenen Gasbläschen aufsteigt und die abzutrennenden Materialkomponenten aufgrund ihres unterschiedlichen Auftriebsverhaltens absinken, was zu der Trennung führt. Danach braucht das innerhalb der Flüssigkeit aufgestiegene Filtermaterial nur noch von der Flüssigkeitsoberfläche abgezogen bzw. abgesaugt zu werden, um die endgültige Trennung von den anderen Abfallbestandteilen zu erreichen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann dadurch vorteilhaft ausgestaltet werden, indem die Temperatur bei der Maßnahme c) so weit angehoben wird, daß Heißschmelzklebstoffe, die in der Zigarettenindustrie üblicherweise als Nahtleime zum Kleben der Filterumhüllung herangezogen werden, schmelzen und sich somit vom Filtermaterial abtrennen. Im allgemeinen reicht hier eine Temperaturerhöhung auf etwa 80°C oder wenig mehr aus, um ein Verflüssigen des Heißschmelzklebstoffes zu ermöglichen, der regelmäßig einen Schmelzpunkt von etwa 80°C hat. Wurde kein Heißschmelzklebstoff herangezogen, sondern beispielsweise ein Leim in Form von Polyvinylacetat, ist eine Temperaturanhebung nicht erforderlich, da sich Leime dieser Art bereits bei Umgebungstemperatur in Wasser lösen.
  • Werden im Rahmen der Erfindung Netzmittel eingesetzt, dann unterliegt die vorliegende Erfindung in deren Auswahl keinen wesentlichen Beschränkungen. Es handelt sich hier um natürliche und/oder synthetische Stoffe, die die Oberflächenspannung des Wassers oder auch anderer Flüssigkeiten herabsetzen. Dabei kann es sich beispielsweise um Alkylbenzolsulfonate, Alkansulfonate, Fettalkoholsulfate, Fettalkoholethersulfate, Fettalkoholepoxylate und dergleichen handeln (vgl. Römpp Chemie-Lexikon, 9. Aufl., 1992, Bd. 6, S. 4495 ff).
  • Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich wie folgt darstellen:
    Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird unter Nutzung einer "inneren Flotation" das wertvolle Filtermaterial, z.B. Celluloseacetat, sicher, technisch einfach und in wirtschaftlicher Weise von den übrigen Bestandteilen des Abfallmaterials, wie z.B. von dem Umhüllungspapier und Tabak, getrennt. Dadurch ist die Wiedergewinnung eines hochreinen wertvollen Celluloseacetats erstmals möglich geworden. Dieses kann in einem geeigneten Lösungsmittel, wie z.B. Aceton, gelöst werden, um es einer Weiterverarbeitung zu Filamenten und damit zu Filtertows zuzuführen. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, daß das Umhüllungspapier und etwaige Tabakreste bei der Wiederaufbereitung des Zigarettenfiltermaterials nicht mit z.B. dem Lösungsmittel Aceton in Verbindung kommen. Daher kann das Papier und auch der Tabak umweltfreundlich entsorgt und wiederverwertet werden. Da das erfindungsgemäße Verfahren nicht mit Lösungsmitteln arbeiten muß, braucht keine Explosionssicherung vorgenommen zu werden. Damit ist eine einfache und sichere Betriebsweise möglich. Der Einsatz von Wasser als Aufbereitungsflüssigkeit hat den Vorteil, daß nur ausnahmsweise Farbstoffe aus dem Papier der Zigarettenabfälle gelöst werden, wodurch eine hohe Ausbeute an wertvollem Celluloseacetat in optimaler Reinheit erzielbar ist. Darüber hinaus lassen sich die üblicherweise in Filtermaterialien herangezogenen Weichmacher, insbesondere in Form von Triacetin, problemlos entfernen. Das erfindungsgemäße Verfahren bildet demzufolge ein sehr vorteilhaftes Recycling von Bestandteilen von Zigarettenabfällen bzw. Zigarettenfiltermaterialien, bei dem praktisch das gesamte ursprünglich vorhandene Celluloseacetat in hochreiner Form wiedergewonnen wird.
  • Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines bevorzugten Beispiels erläutert werden:
    • Beispiel:
  • Es handelt sich hier um das bereits angesprochene und in der Zigarettenindustrie anfallende Abfallmaterial. Dieses enthält als Filtermaterial faseriges Celluloseacetat. Die Filter sind umhüllt mit Filterumhüllungspapier, das mit dem üblichen Heißschmelzklebstoff verklebt ist, dessen Schmelzpunkt bei etwa 80° C liegt. Außerdem enthält das Abfallmaterial sowohl Zigarettenstrangpapier als auch Korkimitat "Tipping". Dieses Material besteht aus Papier. Die beiden angesprochenen Papierumhüllungen sind mittels eines Polyvinylacetat-Leims verklebt. Darüber hinaus enthält das Abfallmaterial geringfügige Reste an Tabak. Um aus diesem Abfallmaterial das wertvolle Celluloseacetat rückzugewinnen, wird im einzelnen wie folgt vorgegangen:
    Als Flüssigkeit wird Wasser in einem Druckgefäß verwendet, das auf 95°C erwärmt und unter einem Druck von 11 bar (absolut) gesetzt und damit gesättigt wird. Das Druckgefäß hat ein Volumen von 300 l. Eingefüllt sind 290 l Wasser und 15 kg Abfallmaterial. Es ist mit einem handelsüblichen mechanischen Rührer vom Typ "Interprop" der Firma Ekato Rühr- und Mischtechnik GmbH, Schopfheim, versehen. Das Einbringen des Abfallmaterials in diesen Druckbehälter erfolgt zusammen mit dem Wasser über eine Schleuse. Anschließend wird das Abfallmaterial in dem auf 95°C erwärmten Wasser gerührt, bis sich Papier- und Tabakreste von dem Filtermaterial auf der Basis von Celluloseacetat abgelöst haben. Das Rühren erfolgt bei einer Rührerdrehzahl von 130 U/min. Das warme Wasser (gemessener O₂-Gehalt: 50 mg/l) bewirkt das Auflösen des Heißschmelzklebstoffs. Darüber hinaus wird, sofern es in dem Celluloseacetat als Weichmacher enthalten ist, Triacetin herausgelöst. Anschließend wird der Druck im Druckgefäß von 11 bar (absolut) auf Umgebungsdruck gesenkt (Entspannungsgeschwindigkeit in bar/min: 1,2), so daß auf der Oberfläche der aufzutrennenden Materialien sowie im Inneren des Filtermaterials Luftbläschen entstehen. Hierbei bleibt die Temperatur bei etwa 95°C. Anschließend wird durch einen mechanischen Rührer dafür gesorgt, daß die sich auf der äußeren Oberfläche der aufzutrennenden Materialien befindlichen Luftbläschen abgeschlagen werden. Die im Inneren des Filtermaterials verbliebenen Luftbläschen sorgen dafür, daß das Filtermaterial aufsteigt und sich auf diese Weise von den begleitenden Materialien abtrennt, nachdem vorher das Rühren beendigt worden war. Die absinkenden Materialkomponenten, d.h. das Papier und der Tabak, können am Boden des Druckgefäßes abgenommen werden. Anschließend kann das Celluloseacetatfiltermaterial gewaschen werden, um es von etwaigen Verunreinigungen zu befreien. Danach wird es mechanisch entfeuchtet und anschließend getrocknet.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Aufbereiten von Abfallmaterial in Form von Filterstäben, Filterzigaretten und ähnlichem, die Filtermaterial mit von außen zugänglichen inneren Hohlräumen und zumindest eine andere Materialkomponente enthalten, insbesondere Papier und Tabak, wobei folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:
    a) in einer gegenüber dem Filtermaterial weitgehend inerten Flüssigkeit, die sich in einem Druckgefäß befindet und in der das Filtermaterial bereits enthalten sein kann, wird ein gegenüber dem Filtermaterial inertes Gas gelöst,
    b) das Abfallmaterial wird der Flüssigkeit zugeführt, sofern es darin nicht bereits enthalten ist, und das Abfallmaterial-Flüssigkeit-Gemisch wird gemischt, bis sich das Filtermaterial von den anderen Materialkomponenten losgelöst hat,
    c) das in der Flüssigkeit gelöste Gas wird darauf zumindest teilweise durch Drucksenkung und/oder Temperaturanhebung in Form feiner Gasbläschen freigesetzt und
    d) die Trennung des Filtermaterials von den anderen Materialkomponenten erfolgt dadurch, daß die auf der Oberfläche der abzutrennenden Materialkomponenten entstandenen freien Gasbläschen entfernt werden bzw. deren Bildung dadurch verhindert wird, daß im Verlaufe des Verfahrens vor Durchführung der Maßnahme d) ein selektiv wirkendes Netzmittel hinzugegeben wird, das die Benetzbarkeit der Oberfläche der anderen Materialkomponenten so weit anhebt, daß darauf bei der Maßnahme c) keine freien Gasbläschen entstehen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas bei der Maßnahme a) in der Flüssigkeit durch Anlegung von Druck gelöst wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas bei der Maßnahme a) in der Flüssigkeit durch Temperatursenkung gelöst wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit mit dem Gas teilgesättigt, gesättigt oder übersättigt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Flüssigkeit Wasser verwendet wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Gas Luft und/oder Kohlendioxid verwendet werden.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Filtermaterial auf Celluloseacetat oder Polypropylen basiert.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Gasbläschen bei der Maßnahme d) mechanisch, insbesondere durch Rühren, abgeschlagen werden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Benetzbarkeit der vom Filtermaterial abzutrennenden Materialkomponenten durch Zugabe von Netzmitteln in der Maßnahme d) angehoben wird, so daß dadurch die auf der Oberfläche dieser Materialkomponenten gebildeten freien Gasblasen behoben werden.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit bei der Maßnahme b) auf mindestens 80° C erwärmt wird, um insbesondere die Auftrennung der einzelnen Komponenten des Abfallmaterials zu erleichtern.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle von Wasser als Flüssigkeit der Differenzdruck zwischen den Maßnahmen a) und c) mit 10 bar eingestellt wird.
EP94105037A 1993-06-16 1994-03-30 Verfahren zum Aufbereiten von Abfallmaterial in Form von Filterstäben, Filterzigaretten und dergleichen Expired - Lifetime EP0629355B1 (de)

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