EP1300200B1

EP1300200B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Identifikation und Separation von Kunststoffmaterialteilchen

Info

Publication number: EP1300200B1
Application number: EP02022206.3A
Authority: EP
Inventors: Jürgen BOHLEBER
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-10-02
Filing date: 2002-10-01
Publication date: 2017-09-27
Anticipated expiration: 2022-10-01
Also published as: EP1300200A1; DE10149505A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Trennung von Materialien nach Teil 1 des Patentanspruches 1. Insbesondere bezieht es sich auf die Trennung von Kunststoffen verschiedener Typen wie z. B. die Selektierung von Polyethylenteraphtalat in Mischungen mit Polyolefinen, Polycarbonat, Polyvinylchlorid, etc. sowie zur Aussortierung von mit verschiedenen Farben eingefärbten Kunststoffen unter farblosen Kunststoffen und zur Ausscheidung von Metallen und anderen Stoffen, wie z. B. Aluminium, Holz, Papier etc. in Prozessströmen, die zur Wiederverwertung von Wertstoffen konzipiert sind. Das Verfahren sei beispielhaft am Recyclingprozess von Kunststoffen, welche aus Getränkeflaschen stammen und bereits mindestens einmal mit Mineralwasser oder Softdrinks oder zweckentfremdet mit Schadstoffen befüllt waren erläutert. Es ist jedoch in gleicher Weise, auch zur Trennung verschiedener Bestandteile anderer rieselfähiger Multikomponenten Stoffgemische geeignet.
Zur Herstellung von Kunststoff Getränkeflaschen - bspw. aus Polyethylenteraphtalat PET wird in der Regel neues Material, welches aus Polymerisationsprozessen stammt, verwendet, In neuerer Zeit geht man jedoch dazu über die bereits als Lebensmittelverpackungen verwendeten Gebinde nach einem Recyclingprozess wieder für die Verpackung von Lebensmitteln, insbesondere für Getränkeflaschen, einzusetzen. Der Vorteil dieser Vorgehensweise liegt einerseits in einem günstigeren Preis für das recyclierte PET Material im Vergleich zu Neumaterial und andererseits darin. daß die Entsorgungsproblematik für gebrauchte Kunststoffe entfällt. Zur Garantie der Lebensmittelqualität müssen jedoch zusätzliche sensorsystemtechnische Massnahmen, mit dem Ziel der Aussortierung unzulässiger Bestandteile getroffen werden, welche die Vorschriften der internationalen Gesetzgebung erfüllen
Gemäß dem Stand der Technik werden derzeit die zu recyclierenden Kunststoffteile, z. B. Getränkeflaschen oder andere Lebensmittelverpackungen, in kleine Stücke mit den Kantenlängen von 5 bis 12 mm zerkleinert, einem kontinuierlichen Reinigungsprozess unterzogen und danach mit einem Kamerasystemen auf Farben geprüft. Alle gefärbten Kunststoffteile werden in einem sich anschliessenden Sortierer aus dem Plastikstrom über Luftdüsen herausgeblasen und zu niederwertigeren Kunststoffen weiterverarbeitet. In weiterentwickelten Anordnungen gemäß dem Stand der Technik erfolgt zusätzlich eine Aussortierung von PVC - Kunststoffteilen, indem ausgenutzt wird, daß durch Erhitzung eine Schwärzung dieses Kunststofftyps auftritt weiche vom Farbsortierer erkannt wird.
Das Grundprinzip von Sortierern gemäß dem Stand der Technik besteht - darin, daß das zu sortierende Material beim Durchlaufen von Parabelbahnen in der Luft im Falle der Schlechtdetektion von senkrecht zur Flugbahn verlaufenden Düsenstrahlimpulsen so abgelenkt worden, dass sie in einem separaten Auffangbehätter für niederwertigere Kunststoffe landen. Wegen der statistisch stark schwankenden Form und schwankendem Gewicht der Kunststoffstücke weicht die jeweilige Flugbahn der Kunststoffstücke jedoch zum Teil stark von der Parabelform ab, weshalb die Sortierdüsen zur Vermeidung von Kollisionen mit den Kunststoffstücken in grossem Abstand von der Idealflugbahn montiert werden müssen. Aus dieser Entfernung werden die vorbeifliegenden Schlechtstoffe nicht mehr vom konzentrierten Düsenstrahl unmittelbar vor der Düsenöffnung selektiv erfasst, sondern nur noch von einem aufgeweiteten und mit Turbulenzen behafteten, schwachen Düsenstrahl zusammen mit sich in der Nähe befindlichem Gutstoff unsicher abgelenkt. Die Folge ist eine Vermischung von hoch- und niederwertigen Kunststoffen verbunden mit einem Qualitätsverlust sowie einem Mengenverlust der hochwertigen Kunststofffraktion. Beide Nachteile führen zu wirtschaflichen Problemen, die die Ökonomie des Gesamtprozesses gefährden.
Aus der EP 0461616A ist eine Farberkennung für farbige Glasbruchstücke bekannt, wobei Teilchen auf einer glatten Gleitrutsche eine Farberkennungseinrichtung passieren und eine pneumatische Trenneinrichtung mit einer glatten schiefen Ebene durch die Farberkennungseinrichtung mit mehreren Messstellen betätigt wird. Es kann nur farbiges Glas sortiert werden und es ist keine sonstige Materialerkennung möglich.
Die WO 9606690A bezieht sich ebenfalls auf reine Glastrennung von Altglasbruchstücken. Es wird eine reine Farberkennung durchgeführt und dann werden ent- sprechend Auswurfstationen betätigt, die auf einer Schwingschienenanordnung arbeiten. Aus Förderbändern 3a und 3b werden die Altglasteile durch eine anschlies- sende Meß- und Steueranordnung geführt, die sortiert und dann in der Auswurfvor- richtung pneumatisch auswirft. US 6 060 677A kann verschiedenste Materialien anhand von diffus reflektierten IR-Spektren od. anderen elektromagnetischen Strahlungsspektren schnell überschlägig grob detektieren. Dazu werden die Teilchen auf einer schiefen Ebene über einen Schlitz geführt, wo eine getrennte IR-Quelle an jedem Detektionspunkt vorliegt. Die IR-Quellen emittieren aus Lichtwellenleitern und durchstrahlen das geförderte Material, wobei die so beeinflusste IR-Strahlung auf den Detektor leitet. Stromabwärts der Detektionspunkte können dann Luftdüsen aktiviert werden, die Objekte ausstoßen können. Die Anlage kann auch grob Kunststoffe sortieren, eine feinere Unterscheidung ist aufgrund der Ungenauigkeit der IR-Spektroskopie unmöglich. Eine Sortierung der Abfallteilchen kann über die Stärke von Luftströmen aus Düsen erfolgen. US 4848590 A beschreibt das Sortieren von Metallteilen durch eine schiefe Ebene oder Gitter, die eine seitliche Begrenzung hat und ist nicht für Kunststoffe geeignet. WO 0100333 A erläutert Rinnen in einem Vibrationstisch, wodurch die Produkte in parallelen Reihen herunterfallen - es findet aber keine exakte Kunststofftrennung statt. US 4549659 A beschreibt die Aufladung von frei fliegenden Teilchen durch Coronaentladung für eine rotationssymmetrische Verteilung.
US 5917585 A beschäftigt sich mit der Unterscheidung von Polyethylennaphthalat (PEN) von anderen Kunststoffen, wie Polyolefinen und insbesondere dem ähnlichen Polyethylenterephthalat (PET), durch Fluoreszenz-Messungen bei bestimmten Wellenlängen ohne Spektrometer. Andere, dieses begleitende Kunststoffe, wie PVC; Polyolefine, Polyamide etc. können darüber nicht bestimmt oder abgetrennt werden. Somit eignet sich die Anlage der US 5 917 585 A aussschliesslich für die Isolation von PEN, nicht aber für die Auftrennung verschiedener Kunststoffe. DE 42 31 477 A bezieht sich ausschliesslich auf die fluoreszierende bunte Markierung von Kunststoffteilchen für eine später durchzuführenden Fluoreszenzespektralana- lyse und danach erfolgender Trennung. Danach lernt der Fachmann, dass ungefärbte Kunststoffe nicht oder nur schlecht sortierbar sind. GB 2 264 558 A beschreibt, dass die Zumischung eines im FIR oder NIR fluoreszierenden Farbstoffes zu Kunststoffen für deren spätere Sortierbarkeit eine conditio sine qua non ist. Demzufolge vermag GB 2264 558 keinesfalls die Aufgabe, normalen Kunststoffmüll zu trennen, zu lösen.
Es ist demgegenüber Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Ferner bezieht sich die Erfindung auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen des Patentanspruches 9. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Bei der Auswertung von verschiedenen Spektralbereiche bzw. physikalischen Phänomenen zur Identifikation der zu separierenden Teilchen werden die Materialteilchen von Strahlungsquellen mit einem anderen Emissions-Spektrum durchstrahlt und der resultierende optische Transmissions/Reflexionsstrahl mit mindestens einem dafür geeignetem Spektrometer erfasst. Die Spektrometer sind z.B. Fluoreszenz-Spektrometern, IR-Spektrometern, UV/VIS-Spektrometern. Gemäß der Erfindung wird zusätzlich zu einer die Kunststoffteile beleuchtenden Lichtquelle zur Erzeugung von Fluoreszenzlicht eine weitere Lichtquelle eingesetzt, die zur Durchstrahlung der Kunststoffteilchen und insbesondere zur effizienten Verbesserung der Erkennung von Farben sowie zur Erkennung von nicht fluoreszierenden und/oder nicht transparenten Stoffen, wie z.B. von Holz oder von Metallteilchen, dient. Die Separationseinheit umfasst mehrere rinnenförmige Kanäle, in welche, z.B im Tiefpunkt des Querschnittprofils, Düsen, insbesondere getaktete Düsen zur Aussortierung charakteristischer Materialteilchen in mindestens zwei Materialfraktionen integriert sind. Dabei können mehrere Düsen in jeder Kanalrinne auf einer Fläche untergebracht sein, die nicht größer ist als die Fläche des kleinsten zu sortierenden Materialteilchens ist. Bevorzugt weisen im Bereich der Düse die Kanalrinnen eine Vertiefung auf, um die Teilchen an die Düse zu führen. Die schiefe Ebene weist Kanalrinnen auf, wobei in jeder Kanalrinne, vorzugweise mehrere Düsen auf einer Fläche untergebracht sind, die nicht größer ist als die Fläche des kleinsten zu sortierenden Materialteilchens ist.
Vorteilhafterweise sind die Düsen als Überschalldüsen ausgebildet. Alle Düsen werden bevorzugt über ein gemeinsames Querrohr (18) mit Druckluft versorgt und gepulst unter Ansteuerung durch die Analyseeinheit ein- und ausgeschaltet. Bspw. können die Materialteilchen aber auch über einen schwachen Düsenstrahl aus dem Kanal angehoben und anschliessend über eine mit Unterdruck beaufschlagte Haube abgesaugt werden.
Dabei können die Kanäle der schiefen Ebene im Abschnitt zwischen Materialaufgabe und der Separiereinrichtung auf der Oberseite verschlossen sein , wobei innerhalb der Kanäle ein Gasstrom erzeugt wird, der die Beschleunigung der Materialteilchen während dem Hinabrutschen unterstützt und im weiteren Verlauf auf gleichmässiger Geschwindigkeit hält.
Es kann sinnvoll sein, daß die Kanäle der schiefen Ebene unmittelbar nach den Düsen enden und die Flugbahnen der Materialteilchen unterstützt durch ein Trennblech direkt in den Sammelbehältern enden. Gemeinsam mit dem Düsenstrahlverfahren kann die Separationseinheit den auszusortierenden Materialteilchen über eine Koronaentladung an einer Metallspitze über dem Materialstrom in jedem Kanal eine elektrische Ladung aufsprühen und diese so selektiv geladenen Materialteilchen anschliessend während eines freien Falls durch ein elektrisches Feld abgelenkt und somit separiert werden. Durch die Erfindung ist es möglich, eine verbesserte Trennung der verschiedenen Materialfraktionen zu erzielen. Es kann auch sinnvoll sein, daß die über einen schwachen Düsenstrahl aus dem Kanal angehobenen Materialteilchen anschliessend über eine mit Unterdruck beaufschlagte Haube abgesaugt werden. Erfindungsgemäss werden die auf einer schiefen Ebene gleitenden Kunststoffteile mit optischer Strahlung beleuchtet, wobei aus der von den Kunststoffteilen als Folge der Beleuchtung ausgesandten Fluoreszenz durch Spektralanalyse der Kunststofftyp, ggf. die Farbe und eventuelle Kontaminationen des jeweiligen Kunststoffteilchens infolge von Fremdstoffen ermittelt werden und als minderwertig erkannte Kunststoffteile von einer in der schiefen Ebene integrierten Düse mit einem Druckluftimpuls ausgestossen werden. Für die Erfindung wesentlich ist dabei die Tatsache, dass die in der schiefen Ebene integrierte Druckluftöffnung als Düse zur Erzeugung einer konzentriert gebündelten Hochgeschwindigkeitsströmung, sogar mit Überschallgeschwindigkeit, z.B, als Lavaldüse, ausgebildet ist.
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung näher erläutert, auf die diese keineswegs beschränkt ist. Dabei zeigt:

Fig. 1 ein Beispiel einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung;
Fig. 2 Eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
Fig. 3 eine Detailansicht der Düsen in Fig. 2
Fig 4a/4b: Detailansichten der schiefen Ebene der Fig. 2
Fig. 4c eine Detailansicht einer Partikeltrennung durch elektrostatische Ladung, und
Fig. 5: eine Detailansicht einer Transmissionsmessung in der schiefen Ebene In den Figuren werden gleich wirkende Einrichtungen mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Die in Fig. 1 dargestellte Anlage zur Durchführung des Verfahrens besitzt eine Fördereinheit 4 für die Materialteilchen 14, eine schiefe Ebene 13 mit Überschalldüsen 15, Beleuchtungseinrichtungen 6, 7 für Fluoreszenz, eine Separationseinheit für hochwertiges und niederwertiges Material, ein optisches Spektrometer 10 mit Strahlscanner, Auswerteeinheit und Ventilansteuerung Dabei wird, wie in Figur 1 gezeigt, das in einem Vorratsbehälter 1 enthaltene optisch zu analysierende und anschliessend in verschiedene Fraktionen 2 und 3 zu trennende teilchenförmige Material 14 mit einem Fördersystem 4 auf die schiefe Ebene 5 gebracht, über die es durch Schwerkraftwirkung hinabgleitet. Bei Beleuchtung mit den Lichtquellen 6 und 7 mit hohem UV-Anteil emittieren die meisten Kunststoff-Materialteilchen Fluoreszenzlicht 8 , welches mit einem an sich bekannten Scannersystem 9 quer zur Transportrichtung auf der gesamten Breite der schiefen Ebene erfasst und auf ein optisches Spektrometer 10 geleitet wird. Ein ebenfalls an sich bekanntes Analysesystem 11 berechnet aus den Spektren sowohl den Typ des jeweiligen Kunststoffes, als auch die Farbe, als auch eventuelle Verunreinigungen der Kunststoffpartikel , z.B. durch Benzin, Diesel, Motoröl, Farbverdünner, Urin, Pflanzenschutzmittel etc. Sofern reines, d.h. für Lebensmittelverpackungen geeignetes Kunststoffmaterial, wie Polyethylen, detektiert wird, läuft es per Schwerkraft in den Kanal 2 und wird dem Kunststoffrecycling für Getränkeflaschen oder für andere Lebensmittelverpackungen zugeführt. Sollten Kontaminationen oder Einfärbungen oder andere Kunststoffmaterialien vorliegen, werden die so klassifizierten Materialteilchen per Überschallstrahl in den Kanal 3 abgelenkt und im Rahmen einer Wiederverwertung zur Erzeugung untergeordneter Kunststoffe eingesetzt.
Hier weisen im Bereich der Düse die Kanalrinnen eine Vertiefung auf, wie aus Fig. 4a ersichtlich. Die Kanäle der schiefen Ebene enden unmittelbar nach den Düsen 21 und die Flugbahnen der Materialteilchen 14 enden, unterstützt durch ein Trennblech direkt in den Sammelbehältern.
Hier werden alle Düsen 15 über ein gemeinsames Querrohr 18 mit Druckluft versorgt und gepulst unter Ansteuerung durch die Analyseeinheit ein- und ausgeschaltet. Beim Verfahren zur erfindungsgemäßen Trennung der Materialteilchen per Vielfach Überschall - Düsensystem gemäss Fig, 2 , Fig. 3 und Fig. 4a/b wird das vom Vibrationslinearförderer 12 auf die schiefe Ebene 13 gelangende Teilchenmaterial 14 durch die Überschalldüse 15 in den Recyclingkanal 16 für minderwertigere Kunststoffe bzw. alternativ in den Recyclingkanal 17 für lebensmitteltaugliche Kunststoffe per Schwerkraft sortiert. Quer zur Transportrichtung sind eine Vielzahl von identischen Düsen 15 in den Figuren in ihrer Gesamtheit nicht dargestellt , im Abstand der Abmessungen der Materialteiichen 14 angeordnet. Sämtliche Düsen 15, 25 werden mit ölfreier, trockener Druckluft über den Querkanal 18 versorgt. Die jeweilige Düse 15 ist über eine Stichleitung 19 und das Schnellschaltventil 20 mit dem Querkanal 18 verbunden Die Öffnungs- und Schließfunktion des jeweiligen Schnellschaltventils 20 erfolgt nach Ansteuerung durch die Analyseeinheit 11 gemäß Fig. 1. Ein wesentlicher Teil der Erfindung beruht auf dem Einsatz von Hochgeschwindigkeits- , insbesondere Überschalldüsen 15. Letzteres ist dadurch bedingt, dass aus Wirtschaftlichkeitsgründen ein Mindestmassenstrom von Materialteilchen 14 durch die Anordnung gefördert werden muß. so dass die Teilchengeschwindigkeit auf der schiefen Ebene 13 Werte erreicht, die eine maximale Geschwindigkeit eines Überschallstrahles 21 erfordern, um zu verhindern. dass zu viele, hochwertige Materialteilchen 14 vor bzw. nach dem Ausblasprozess des jeweils auszusortierenden Teilchens unerwünscht in die minderwertige Fraktion geleitet werden. Die schiefe Ebene 13 aus Fig.2 besteht gemäß Fig, 4a/b aus zahlreichen rinnenförmigen Spuren 30 , die konkav gemäß Querschnitt 31 ausgebildet sind und eine präzise Führung der Materialteilchen 14 relativ zu den Düsenöffnungen 15 gewährleisten. Vorteilhafterweise ist jede Düseneinheit gemäß Fig. 4a/b mit mehreren Düsenöffnungen 15 versehen. Dadurch wird sichergestellt, dass das für Überschallgeschwindigkeit erforderliche kritische Expansionsverhältnis auf jeden Fall erreicht wird und dass ein auf die Materialteilchenfläche gleichmässig verteilter mechanischer Kraftstoß resultiert.
Die Beleuchtung der Materialteichen 14 erfolgt hier zur Anregung mit Licht von beiden Seiten gemäss Fig. 2 mittels zwei Lichtquellen 36 und 37. Um den Lichtdurchgang durch die rinnenförmigen Spuren 30, 31 zu gewährleisten, sind letztere mit einer lichtdurchlässigen Scheibe 23 aus Quarzglas versehen, die gegenüber der Rinne einen kleineren Neigungswinkel aufweist, um einen störungsfreien Übergang zwischen Rinne und Glas zu erreichen. Der jeweils auf das Spektrometer mit Analysesystem 11 gemäss Fig.1 treffende Fluoreszenzlichtstrahl ist durch die Strahlene 22 in den Figuren 2 und 3 dargestellt.
Zur Optimierung der Farberkennung ist in der Ausführungsform der Fig. 5 eine Lichtquelle 41, die die Materialteilchen durchleuchtet wobei mit einem nachgeschalteten Farbspektrometer z.B. die aus milchigen Polyolefinen oder aus Aluminium bestehenden Verschlußkappen von Getränkeflaschen identifiziert werden. Mit dieser Anordnung können insbesondere auch Störstoffe, wie z.B. Holz und Metallfolien identifiziert und ausgeschleust werden. Zu diesem Zweck wird der Lichtdurchtritt durch die Rinne 30 durch ein UV-Strahlung reflektierendes Filter 38 , das die Strahlung der Lichtquelle zur Anregung von Fluoreszenzlicht auf die Unterseite der Kunststoffteile lenkt, in Kombination mit einem optischen Hochpassfilter 40 , welches Licht einer Halogenlichtquelle 41 oberhalb einer Wellenlange von ca. 480 nm zur Spektralanalyse durchläßt, ermöglicht. Das Filter 38 wird durch eine Schutzscheibe 42 vor Verschleiss, insbesondere mechanischem, geschützt.
In einer besonderen Ausbildung der Erfindung erfolgt die Partikelrennung gemeinsam mit dem Düsenstrahlverfahren auch daß den auszusortierenden Teilchen gemäß Fig. 4c über eine Hochspannungskoronaentladung 43 an einer Metallspitze 44 eine elektrische Ladung aufgesprüht wird und diese elektrostatisch geladenen Materialteilchen anschliessend während des freien Falls durch ein elektrisches Feld 45 abgelenkt und somit in die Fraktionen hochwertige 46 und niederwertige Kunststoffe 47 separiert werden.
Während die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform und möglicher Alternativen beschrieben worden ist, sind dem Fachmann, an den sich diese Beschreibung richtet, mannigfache alternative Anordnungen und Auslegungen zur Durchführung der Erfindung, wie sie durch die Ansprüche definiert wird, offensichtlich und geläufig.

Bezugszeichenliste

1: Vorratsbehälter
2: Fraktion oder Kanal
3: Fraktion
4: Fördersystem
5: schiefe Ebene
6: Lichtquelle
7: Lichtquelle
8: Fluoreszenzlicht
9: Scannersystem
10: Spektrometer
11: Analysesystem oder Analyseeinheit
12: Vibrationslinearförderer
13: schiebe Ebene
14: Teilchenmaterial
15: Überschalldüse oder Düsenöffnung
16: Recyclingkanal
17: Recyclingkanal
18: Querkanal
19: Stichleitung
20: Schnellschaltventil
21: Überschallstrahl
22: Strahl
23: Scheibe
25: Überschalldüse oder Düsenöffnung
30: Spuren, Rinnen
31: Querschnitt durch 30
36: Lichtquelle
37: Lichtquelle
38: Filter
39: UV-Lichtquelle
40: Hochpassfilter
41: Lichtquelle
42: Schutzscheibe
43: Hochspannungskoronaentladung
44: Metallspitze
45: elektrisches Feld
46: Kunststoffe
47: Kunststoffe

Claims

Verfahren zur Identifikation und Separation von Kunststoff-Materialteilchen mit mindestens zwei Lichtquellen (6, 7) zur Erzeugung von Fluoreszenzlicht (8) und zur Durchstrahlung der Kunststoff-Materialteilchen, wobei die mindestens zwei Lichtquellen unterschiedliche Emissionsspektren aufweisen,
einem optischen Erkennungssystem umfassend mindestens ein optisches Spektrometer (10), auf welches das von den Kunststoff-Materialteilchen emittierte Fluoreszenzlicht (8) geleitet wird sowie mindestens ein weiteres Spektrometer, das das transmittierte und/oder reflektierte Licht von den Kunststoff-Materialteilchen erfasst,
ein Analysesystem (11) zur Auswertung von Spektren, wobei das Analysesystem (11) durch Spektralanalyse mittels des durch die Spektrometer (10) aufgenommenen Lichts (8) den Typ des jeweiligen Kunststoffes, die Farbe und Verunreinigungen der Kunststoff-Materialteilchen berechnet,
einer Separationseinheit mit einer schiefen Ebene zur Förderung und Separation der Kunststoff-Materialteilchen, wobei
die Kunststoff-Materialteilchen während ihres Weges auf der schiefen Ebene (13) entsprechend den Signalen der mindestens zwei optischen Spektrometer (10) durch das optische Erkennungssystem klassifiziert werden und entsprechend der Klassifizierung in mindestens zwei Materialfraktionen getrennt werden, wobei die schiefe Ebene Kanalrinnen aufweist, wobei in jeder Kanalrinne mindestens eine Düse angeordnet ist, wobei die Fläche der Düse in der Kanalrinne und die Fläche des kleinsten zu sortierenden Kunststoffteilchens so aufeinander abgestimmt sind, so dass die Fläche der Düse nicht größer ist als die Fläche des kleinsten zu sortierenden Materialteilchens.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Separationseinheit den zu sortierenden Materialteilchen (14) über eine Koronaentladung (43) an einer Metallspitze (44) über dem Materialstrom in jedem Kanal eine elektrische Ladung aufsprüht und diese so selektiv geladenen Materialteilchen (14) anschließend während eines freien Falls durch ein elektrisches Feld (45) abgelenkt und somit separiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialteilchen über einen schwachen Düsenstrahl aus dem Kanal angehoben und anschließend über eine mit Unterdruck beaufschlagte Haube abgesaugt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle der schiefen Ebene (13) im Abschnitt zwischen Materialaufgabe und der Separiereinrichtung auf der Oberseite verschlossen sind und innerhalb der Kanäle ein Gasstrom erzeugt wird, der die Beschleunigung der Materialteilchen (14) während des Hinabrutschens unterstützt und im weiteren Verlauf auf gleichmäßiger Geschwindigkeit hält.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle der schiefen Ebene (13) unmittelbar nach den Düsen (15, 25) enden und die Flugbahnen der Materialteilchen (14), unterstützt durch ein Trennblech, direkt in den Sammelbehältern enden.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass alle Düsen (15) über ein gemeinsames Querrohr (18) mit Druckluft versorgt und die Düsen (15) gepulst unter Ansteuerung durch die Analyseeinheit ein- und ausgeschaltet werden.
Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestsens eine Spektrometer ausgewählt ist aus Fluoreszenz-Spektrometern, IR-Spektrometern UV/VIS-Spektrometern.
Vorrichtung zur Identifikation und Separation von Kunststoff-Materialteilchen, zur Durchführung eines Verfahrens gemäß zumindest einem der Ansprüche 1-7 geeignet, umfassend
mindestens zwei Lichtquellen (6, 7) zur Erzeugung von Fluoreszenzlicht (8) und zur Durchstrahlung der Kunststoff-Materialteilchen, wobei die mindestens zwei Lichtquellen unterschiedliche Emissionsspektren aufweisen,
ein optisches Erkennungssystem mit mindestens einem optischen Spektrometer (10), auf welches das von den Kunststoff-Materialteilchen emittierte Fluoreszenzlicht (8) geleitet wird sowie mindestens einem weiteren Spektrometer, das das transmittierte und/oder reflektierte Licht von den Kunststoff-Materialteilchen erfasst und mit einem Analysesystem (11) zur Auswertung von Spektren, wobei das Analysesystem (11) ausgebildet ist, durch Spektralanalyse des mittels des durch mindestens zwei Spektrometer (10) aufgenommenen Lichts (8) den Typ des jeweiligen Kunststoffes, die Farbe und Verunreinigungen der Kunststoff-Materialteilchen zu berechnen,
eine Separationseinheit mit einer schiefen Ebene zur Förderung und Separation der Kunststoff-Materialteilchen, wobei
die Kunststoff-Materialteilchen während ihres Weges auf der schiefen Ebene (13) entsprechend den Signalen der mindestens zwei optischen Spektrometer (10) durch das optische Erkennungssystem klassifiziert werden und entsprechend der Klassifizierung in mindestens zwei Materialfraktionen mittels der Separationseinheit getrennt werden, wobei die schiefe Ebene Kanalrinnen aufweist, wobei in jeder Kanalrinne mindestens eine Düse angeordnet ist, wobei die Fläche der Düse in der Kanalrinne und die Fläche des kleinsten zu sortierenden Kunststoffteilchens so aufeinander abgestimmt sind, so dass die fläche der Düse nicht größer ist als die Fläche des kleinsten zu sortierenden Materialteilchens.