EP2700456B1

EP2700456B1 - Anordnung und Verfahren zur Sortierung von Kunststoffmaterial

Info

Publication number: EP2700456B1
Application number: EP12181648.2A
Authority: EP
Inventors: Andreas Christel
Original assignee: Polymetrix AG
Current assignee: Polymetrix AG
Priority date: 2012-08-24
Filing date: 2012-08-24
Publication date: 2017-09-27
Anticipated expiration: 2032-08-24
Also published as: EP2700456A1; CN103624890B; US20140054204A1; CN103624890A; NO2700456T3; BR102013021398A2; BR102013021398A8; US9101963B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Sortierung von Kunststoffmaterial wie beispielsweise Polyethylenterephthalat, Polyethylen oder Polypropylen.
Heutzutage werden zahlreiche Gebrauchsgegenstände wie Getränkeflaschen, Folien oder andere Verpackungen aus Kunststoffmaterialien hergestellt. Beispielhaft sei auf PET-Flaschen verwiesen, welche aus Polyethylenterephthalat (PET) hergestellt werden. Hierbei wird ein Polyethylenterephthalat-Prepolymer aus den Monomeren Terephthalsäure und Ethylenglykol über eine Schmelzpolykondensation hergestellt und anschliessend in einer FestphasenNachkondensation (SSP) auf das gewünschte Molekulargewicht angehoben. Die Herstellung von PET ist bekannt und beispielsweise im Handbuch Modern Polyesters (Scheirs/Long (Hrsg.), Wiley 2003, insbesondere S. 31-104 und 143-186) ausführlich beschrieben.
Vor allem aus ökologischen Aspekten wird heutzutage im grossen Massstab das Recycling derartiger Kunststoffmaterialien durchgeführt. PET ist für Recycling sehr gut geeignet, da es etliche Male wiederverarbeitet werden kann. Es wurden Wiederverwertungskreisläufe etabliert, welche das Einsammeln gebrauchter PET-Flaschen, deren Abtrennung von anderem Müll und Wiederaufbereitung umfassen. Das Kunststoff-Material wird zu Flakes vermahlen und von Fremdstoffen abgetrennt. In der Regel muss das Molekulargewicht der so erhaltenen PET-Flakes in einer SSP-Reaktion nochmals angehoben werden, um den während der Benutzung und dem vorstehend beschriebenen Recycling eintretenden Materialabbau zu kompensieren.
Für die Wiederverwertbarkeit des Kunststoffmaterials ist es wichtig, selbiges in reiner Form zurückzugewinnen. Neben der Abtrennung des Kunststoffmaterials von Fremdstoffen ist es auch erforderlich, unterschiedlich gefärbte Fraktionen des Kunststoffmaterials präzise voneinander zu trennen.
Eine Trennung kann mit Hilfe bekannter Sortiermaschinen grundsätzlich erreicht werden. So sind von der Firma Bühler Sortex Ltd. Sortiermaschinen bekannt, mit denen Teilchen unter anderem anhand unterschiedlicher Färbung getrennt werden können. Diese Sortiermaschinen sind beispielsweise in der US-4,203,522 , US-4,513,868 , US-4,699,273 , US-5,-538,142 , WO 98/18573 , EP-0 838 274 A2 oder WO 2010/073004 A1 beschrieben.
Bei diesen Sortiermaschinen wird das zu trennende teilchenförmige Produkt aus einem Dosiersystem kontinuierlich und gleichmässig über eine Rutsche in die eigentliche Sortierstation eingeführt, welche die Teilchen im freien Fall durchlaufen. In der Sortierstation werden die Teilchen beispielsweise optisch geprüft. Zu diesem Zweck werden die Teilchen mit geeigneter elektromagnetischer Strahlung beschickt, die von den Teilchen reflektierte Strahlung oder alternativ die durch die Teilchen tretende Transmissionsstrahlung wird detektiert und in einer Datenverarbeitungsanlage ausgewertet. Je nach Art des einem Teilchen entsprechenden, erhaltenen Signals fällt das Teilchen anschliessend in einen ersten Behälter, oder es wird durch das Signal eine Trennvorrichtung wie beispielsweise ein Ausblassystem aktiviert, welches das entsprechende Teilchen mit einem Luftstoss aus einer Düse ablenkt und in einen zweiten Behälter überführt.
Diese ursprünglich für Nahrungsmittel wie Reis entwickelten Sortiermaschinen sind sehr effizient und können abhängig vom zu trennenden Produkt Durchsatzleistungen von bis zu 32 t/h erreichen. Bei der Trennung von Kunststoff-Partikeln werden mit diesen Sortiermaschinen Durchsatzleistungen von 0,5 bis 12 t/h erreicht. Weitere mehrstufige Sortiermaschinen sind beispielsweise aus US-A-2010/0230330 oder US-B-7,355,140 bekannt. Es hat sich gezeigt, dass mit den bekannten Sortiermaschinen ein für verschiedene Anwendungen von recyceltem Kunststoff erforderlicher Reinheitsgrad nicht erreicht werden kann beziehungsweise ein zu hoher, ökonomisch nachteiliger Ausschuss generiert wird. Es bestand daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer Anordnung und eines Verfahrens zur noch effizienteren Trennung von Kunststoff-Partikeln.
Die vorliegende Aufgabe wird erfindungsgemässe gelöst durch eine Anordnung und ein Verfahren gemäss den unabhängigen Ansprüchen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Anordnung zum Erhalt eines Materials aus einer Mischfraktion, welche Teilchen des gewünschten Materials und Teilchen zumindest eines weiteren Materials mit anderen optischen Eigenschaften als das gewünschte Material aufweist, umfassend eine erste Sortiereinrichtung mit mindestens zwei Austrittsöffnungen für voneinander getrennte Teilchen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei weitere Sortiereinrichtungen mit mindestens zwei Austrittsöffnungen für voneinander getrennte Teilchen der ersten Sortiereinrichtung nachgeschaltet sind, wobei eine Austrittöffnung der ersten Sortiereinrichtung zur Aufnahme einer Hauptfraktion mit der Eintrittsöffnung einer ersten weiteren Sortiereinrichtung verbunden ist, eine Austrittöffnung der ersten Sortiereinrichtung zur Aufnahme einer Nebenfraktion mit der Eintrittsöffnung einer zweiten weiteren Sortiereinrichtung verbunden ist, eine Austrittöffnung einer ersten weiteren Sortiereinrichtung zur Aufnahme einer Nebenfraktion mit der Eintrittsöffnung der ersten Sortiereinrichtung verbunden ist, und eine Austrittöffnung einer zweiten weiteren Sortiereinrichtung zur Aufnahme einer Hauptfraktion mit der Eintrittsöffnung der ersten Sortiereinrichtung verbunden ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Erhalt eines Materials aus einer Mischfraktion, welche Teilchen des gewünschten Materials und Teilchen zumindest eines weiteren Materials mit anderen optischen Eigenschaften als das gewünschte Material aufweist, vorzugsweise in einer vorstehend beschriebenen Anordnung, umfassend die Schritte:

a) Abtrennung von Teilchen des weiteren Materials von Teilchen des gewünschten Materials in einer ersten Sortiereinrichtung unter Erhalt einer Hauptfraktion und einer Nebenfraktion;
b) Überführung der Hauptfraktion in eine erste weitere Sortiereinrichtung und Überführung der Nebenfraktion in eine zweite weitere Sortiereinrichtung;
c) Abtrennung von Teilchen des weiteren Materials von Teilchen des gewünschten Materials in einer ersten weiteren Sortiereinrichtung unter Erhalt einer zweiten Hauptfraktion und einer zweiten Nebenfraktion;
d) Abtrennung von Teilchen des weiteren Materials von Teilchen des gewünschten Materials in einer zweiten weiteren Sortiereinrichtung unter Erhalt einer dritten Hauptfraktion und einer dritten Nebenfraktion;
e) Rückführung der zweiten Nebenfraktion und der dritten Hauptfraktion in die Mischfraktion oder direkte Überführung dieser Fraktionen in die erste Sortiereinrichtung.

Gemäss der vorliegenden Erfindung soll unter "nachgeschaltet" verstanden werden, dass eine Sortiereinrichtung einer anderen Sortiereinrichtung operativ derart nachfolgt, dass sie eine Fraktion der von der anderen Sortiereinrichtung getrennten Teilchen aufnimmt und weiterbehandelt. Die beiden Sortiereinrichtungen können hierbei übereinander oder nebeneinander angeordnet sein, oder die eine Sortiereinrichtung kann vor oder hinter der anderen Sortiereinrichtung angeordnet sein.
Gemäss der vorliegenden Erfindung soll unter "Hauptfraktion" ein eine Sortiereinrichtung verlassender Teilchenstrom verstanden werden, in welchem die gewünschten Teilchen im Vergleich zu der Mischfraktion, welche in die Sortiereinrichtung eingeführt wurde, angereichert sind, d.h. der Teilchenstrom weist eine geringere Menge an Teilchen mindestens eines weiteren Materials auf. Beispielsweise kann die Hauptfraktion 95% an gewünschtem Material und 3% an unerwünschtem Material aufweisen, ausgehend von einer Mischfraktion von 70% an gewünschtem Material und 30% an unerwünschtem Material.
Gemäss der vorliegenden Erfindung soll unter "Nebenfraktion" ein eine Sortiereinrichtung verlassender Teilchenstrom verstanden werden, in welchem die gewünschten Teilchen im Vergleich zu der Mischfraktion, welche in die Sortiereinrichtung eingeführt wurde, abgereichert sind, d.h. der Teilchenstrom weist eine geringere Menge an Teilchen des gewünschten Materials auf. Es ist aber möglich, dass die Mehrzahl der Teilchen der Nebenfraktion Teilchen des gewünschten Materials sind. Beispielsweise kann die Nebenfraktion 60% an gewünschtem Material und 40% an unerwünschtem Material aufweisen, ausgehend von einer Mischfraktion von 70% an gewünschtem Material und 30% an unerwünschtem Material.
Erfindungsgemäss wird die Reinheit der letztendlich als gewünschtes Produkt aus der Anordnung entnommenen Hauptfraktion effizient und auf ökonomische Weise erhöht, indem in mehreren seriell hintereinander angeordneten Sortiereinrichtungen Nebenfraktionen umfassend hauptsächlich Teilchen zumindest eines weiteren Materials abgetrennt werden. Durch die mehrmalige Trennung wird die Reinheit der Hauptfraktion erhöht. Gleichzeitig werden die so erhaltenen Nebenfraktionen jedoch nicht verworfen, sondern weiteren Trennvorgängen unterzogen, wobei durch die erfindungsgemässe Führung der Teilchenströme eine gleichmässige Auslastung der verschiedenen Sortiereinrichtungen gewährleistet ist. Auf diese Weise kann die Ausbeute an Hauptfraktion erhöht werden, da in den Nebenfraktionen vorhandenes gewünschtes Material nicht verworfen wird, sondern dem Prozesskreislauf wieder zugeführt wird und als gewünschtes Produkt entnommen werden kann.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von nicht einschränkenden Beispielen und Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a: eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäss verwendbaren Sortiereinrichtung
Fig. 1b: eine detaillierte Darstellung einer erfindungsgemäss verwendbaren Sortiereinrichtung
Fig. 2: eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
Fig. 3: eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
Fig. 4: eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
Fig. 5: eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
Fig. 6: eine nicht erfindungsgemässe Ausführungsform einer Sortieranordnung

In Fig. 1a ist das Funktionsprinzip einer erfindungsgemäss verwendbaren Sortiereinrichtung gezeigt. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht auf eine derartige Sortiereinrichtung eingeschränkt. Grundsätzlich kann jegliche Einrichtung zur effizienten Trennung von Teilchen anhand derer optischen Eigenschaften verwendet werden.
Die in Fig. 1a schematisch gezeigte Sortiereinrichtung S umfasst einen Eintrittsbereich 1. Der Eintrittsbereich weist mindestens eine Eintrittsöffnung zur Aufnahme einer zu trennenden Mischfraktion (beispielsweise ein Zyklon (Fliehkraftabscheider) mit nachgeordneter Schleuse) sowie mindestens eine Beschleunigungsvorrichtung zum Beschleunigen der Teilchen der Mischfraktion auf.
Im Eintrittsbereich 1 können zusätzliche Einheiten wie ein Pufferraum zur Zwischenlagerung der eingeführten Mischfraktion sowie eine Dosiervorrichtung angeordnet sein. Dosiervorrichtungen für Sortiereinrichtungen sind hinlänglich bekannt und dienen dazu, einen gleichmässigen Teilchenstrom bestimmter Quantität in die Beschleunigungsvorrichtung einzuleiten. Beispielhaft sind hier eine Vibrationsrinne, eine Förderschnecke, ein Förderband (wie beispielsweise in der WO 98/18573 beschrieben) oder eine Öffnung mit verstellbarem Querschnitt genannt. Gemäss einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann aber eine Beschleunigungsvorrichtung als Bandmaschine bereitgestellt sein, welche zugleich die Funktion einer Dosiervorrichtung erfüllt. Mit anderen Worten handelt es sich bei dieser Ausführungsform bei der Dosiervorrichtung und der Beschleunigungsvorrichtung um die gleiche Vorrichtung.
In der Beschleunigungsvorrichtung werden die zu trennenden Teilchen mit einer festgelegten Geschwindigkeit beaufschlagt, mit welcher sie anschliessend als gleichmässiger Produktstrom den Detektionsbereich 2 im freien Fall durchlaufen. Beschleunigungsvorrichtungen für Sortiereinrichtungen sind hinlänglich bekannt. Beispielhaft sind hier eine geneigte Rinne, eine Rutsche, ein Förderband (beispielsweise ein wie in der WO 98/18573 beschrieben um 60° geneigtes Förderband) oder eine Fallstrecke genannt.
Die beschleunigten Teilchen treten in den Detektionsbereich 2 ein. Im Detektionsbereich 2 werden die Teilchen mit elektromagnetischer Strahlung aus mindestens einer Strahlenquelle 2a beaufschlagt. Je nach zu bestimmender optischer Eigenschaft kann es sich hierbei um Strahlenquellen handeln, welche Licht im Wellenlängenbereich von 10 bis 10000 nm emittieren, d.h. im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums, im ultravioletten (UV)-Bereich des elektromagnetischen Spektrums oder im Infrarot (IR)-Bereich des elektromagnetischen Spektrums oder in mehreren dieser Bereiche emittieren. Geeignete Strahlenquellen für Sortiereinrichtungen sind hinlänglich bekannt. Beispielhaft seien Halogenlampen genannt, welche ein breites Spektrum an elektromagnetischer Strahlung aus dem sichtbaren Bereich bis zum nahen Infrarotbereich (SWIR) emittieren, d.h. über einen Wellenlängenbereich von 400 bis 2000 nm. Es können auch mehrere Strahlenquellen mit unterschiedlichen Emissionsspektren miteinander kombiniert werden.
Die von den Teilchen reflektierte elektromagnetische Strahlung oder alternativ die durch die Teilchen tretende Transmissionsstrahlung wird mit Hilfe mindestens eines Detektor 2c erfasst. Geeignete Detektoren für Sortiereinrichtungen sind hinlänglich bekannt. Beispielhaft seien Kameraeinheiten mit Detektoren für sichtbares Licht oder Detektoren für SWIR-Licht wie InGaAs-Detektoren sowie gegebenenfalls mit Strahlenteilern wie Prismen oder Spiegeln genannt. Es sei diesbezüglich auf den Inhalt der WO 2010/073004 verwiesen, deren entsprechender Inhalt hiermit in Bezug genommen wird. Je nach Applikation können eine oder mehrere gleiche oder verschiedene derartige Detektoren 2c in der Sortiereinrichtung S vorhanden sein.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform kann ein Filter zwischen Strahlenquelle 2a und Detektor 2c angeordnet sein, damit nur selektive Strahlung zum Detektor 2c gelangt und von diesem erfasst wird. Geeignete Filter sind dem Fachmann hinlänglich bekannt.
Die Teilchen verlassen anschliessend den Detektionsbereich 2 durch einen Produktdurchlass 2b (eine geeignete Öffnung), während der mindestens eine Detektor 2c die erfasste Strahlung in Form eines Signals an eine Datenverarbeitungsanlage 3 weiterleitet. In der Datenverarbeitungsanlage 3 wird das eingehende Signal ausgewertet und in einen Trennbefehl umgewandelt. Geeignete Datenverarbeitungsanlagen für Sortiereinrichtungen sind hinlänglich bekannt. Je nach Färbungsgrad der Teilchen wird beispielsweise ein bestimmter Schwellenwert an von dem Teilchen reflektierter Strahlung überschritten und das Teilchen als ungeeignet eingestuft. Die Datenverarbeitungsanlage 3 generiert dann einen Trennbefehl und löst damit die Funktion einer Umlenkvorrichtung 4a aus.
Die Umlenkvorrichtung 4a ist im Trennbereich 4 angeordnet. Die durch den Produktdurchlass 2b tretende Teilchen gelangen in den Trennbereich und passieren die Umlenkvorrichtung. Ist kein Trennbefehl ausgelöst, bleibt die Umlenkvorrichtung inoperativ, und die Teilchen gelangen ohne Bahnänderung direkt in die Austrittöffnung 5 für eine Hauptfraktion, welche hauptsächlich Teilchen des gewünschten Materials umfasst. Wurde hingegen ein Trennbefehl ausgelöst, erhält die Umlenkvorrichtung 4a den entsprechenden Befehl von der Datenverarbeitungsanlage 3 und lenkt das die Umlenkvorrichtung 4a passierende Teilchen ab, so dass es in die Austrittöffnung 6 für eine Nebenfraktion gelangt, welche hauptsächlich Teilchen des weiteren Materials umfasst.
Bei der Umlenkvorrichtung 4a kann es sich um eine mechanische oder pneumatische Vorrichtung handeln. Vorzugsweise wird eine pneumatische Umlenkvorrichtung eingesetzt. Dies umfasst beispielsweise ein längliches Rohr mit einer Vielzahl separat betreibbarer Luftdüsen, welche entlang des Rohrs angebracht sind. Durch das Rohr wird Druckluft geleitet. Nach Erhalt eines Trennbefehls wird eine entsprechende Düse aktiviert und gibt einen Luftstoss auf das passierende Teilchen ab, welches dadurch wie gewünscht abgelenkt wird.
Die erfindungsgemäss verwendbaren Sortiereinrichtungen weisen somit zwei Austrittsöffnungen auf. Die Austrittsöffnung 5 zur Aufnahme der Hauptfraktion, d.h. des Teilchenstroms, in welchem die gewünschten Teilchen im Vergleich zu der Mischfraktion, welche in die Sortiereinrichtung eingeführt wurde, angereichert sind, ist derart mit dem Produktdurchlass 2b operativ verbunden (d.h. es besteht keine direkte Verbindung zwischen Produktdurchlass 2b und Austrittsöffnung 5), dass die Teilchen aus dem Produktdurchlass 2b in diese Austrittsöffnung 5 gelangen, wenn die Umlenkvorrichtung 4a inaktiv ist. Beispielsweise kann die Austrittsöffnung 5 zur Aufnahme der Hauptfraktion direkt unterhalb des Produktdurchlasses 2b in dessen freier Falllinie angeordnet sein, so dass die Teilchen im freien Fall direkt aus dem Produktdurchlass 2b in diese Austrittsöffnung 5 gelangen.
Die Austrittsöffnung 6 zur Aufnahme der Nebenfraktion, d.h. des Teilchenstroms, in welchem die gewünschten Teilchen im Vergleich zu der Mischfraktion, welche in die Sortiereinrichtung eingeführt wurde, abgereichert sind, ist derart mit dem Produktdurchlass 2b operativ verbunden (d.h. es besteht keine direkte Verbindung zwischen Produktdurchlass 2b und Austrittsöffnung 6), dass die Teilchen aus dem Produktdurchlass 2b nur in diese Austrittsöffnung 6 gelangen, wenn die Umlenkvorrichtung 4a aktiv ist und die Teilchen in die Austrittsöffnung 6 lenkt. Beispielsweise kann die Austrittsöffnung 6 zur Aufnahme der Nebenfraktion unterhalb des Produktdurchlasses 2b versetzt von der freien Falllinie desselben angeordnet sein, so dass die Teilchen im freien Fall aus dem Produktdurchlass 2b nicht in diese Austrittsöffnung 6 gelangen. Vielmehr befindet sich die Austrittsöffnung 6 hierbei in einer Bahn, welche die Teilchen einnehmen, wenn sie von der Umlenkvorrichtung 4a aus der Bahn des freien Falls abgelenkt werden.
Die in der erfindungsgemässen Anordnung vorhandenen Sortiereinrichtungen sind allesamt nach dem vorstehenden Prinzip aufgebaut, können sich aber gegebenenfalls in Details unterscheiden, beispielsweise in der Art und Zahl der eingesetzten Strahlenquellen, Detektoren, Beschleunigungsvorrichtungen usw.
Erfindungsgemäss bevorzugt sind sämtliche in der Anordnung vorhandenen Sortiereinrichtungen identisch aufgebaut.
In Fig. 1b ist eine detaillierte Darstellung einer erfindungsgemäss verwendbaren Sortiereinrichtung gezeigt. Es handelt sich hierbei um eine schematische Darstellung einer kommerziell erhältlichen Sortiereinrichtung (Sortex A der Firma Bühler Sortex Ltd.). Die Sortiereinrichtung weist einen Dosiertrichter 1a auf, in welchen das zu trennende Material gefüllt und gleichmässig auf eine Vibrationsrinne 1b gebracht wird. Mit Hilfe der Vibrationsrinne 1b wird das Material auf eine ca. 60° geneigte Rinne 1c gefördert und dort beschleunigt. Die Teilchen durchlaufen im freien Fall einen Detektionsbereich, in welchem insgesamt 4 Strahlenquellen 2a und insgesamt 4 Detektoren (Kameras) 2c) angeordnet sind. Eine Hochgeschwindigkeitsausstossvorrichtung 4a belegt die herabfallenden Teilchen abhängig vom Erhalt eines Trennbefehls von einer (in Fig. 1b nicht gezeigten) Datenverarbeitungsvorrichtung mit einem Luftstoss und treibt die ansonsten in die Austrittsöffnung 5 für die Hauptfraktion fallenden Teilchen in die Austrittsöffnung 6 für die Nebenfraktion.
Gemäss der vorliegenden Erfindung lässt sich eine noch effizientere und ökonomischere Aufreinigung von Kunststoffmaterial mit einer Anordnung erreichen, wie sie schematisch in einer der Figuren 2 bis 5 gezeigt ist. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dort gezeigten Ausführungsformen beschränkt, welche jedoch unter Berücksichtigung sämtlicher Aspekte wie Effizienz, Kosten, Komplexität usw. derzeit am meisten bevorzugt sind.
In Fig. 2 ist das Grundprinzip der vorliegenden Erfindung erläutert. In einer ersten Sortiervorrichtung S1 wird die Mischfraktion M, welche das gewünschte Material enthält, in eine erste Hauptfraktion H1 und eine erste Nebenfraktion N1 getrennt. Der Aufbau der ersten Sortiervorrichtung S1 entspricht dem Aufbau der in Fig. 1 gezeigten Sortiervorrichtung S, wobei gleichlautende Bezugszeichen in den Figuren die gleiche Bedeutung haben.
Die erste Hauptfraktion H1 wird nun einer zusätzlichen Aufreinigung in einer ersten weiteren Sortiervorrichtung S2 unterworfen. Der Aufbau der ersten weiteren Sortiervorrichtung S2 entspricht dem Aufbau der in Fig. 1 gezeigten Sortiervorrichtung S, wobei gleichlautende Bezugszeichen in den Figuren die gleiche Bedeutung haben.
Die Überführung der Teilchen von einer Sortiervorrichtung in eine andere Sortiervorrichtung kann auf bekannte Weise erfolgen, beispielsweise mit Hilfe eines Rohres, durch welches die Teilchen mit Hilfe eines Gases gefördert werden können, oder mit Hilfe eines Förderbandes, einer Förderschnecke oder einer Vibrationsrinne. Bei der Überführung der Teilchen von einer Sortiervorrichtung in eine andere Sortiervorrichtung sollte grundsätzlich jegliches Kontaminationsrisiko so weit wie möglich ausgeschlossen werden.
In der ersten weiteren Sortiervorrichtung S2 erfolgt eine wie vorstehend beschriebene analoge zweite Abtrennung von unerwünschten Teilchen in Form einer zweiten Nebenfraktion N2 von der Hauptfraktion H1. Die weiter aufgereinigte Hauptfraktion H2 kann als gewünschtes Produkt P der erfindungsgemässen Anordnung entnommen werden.
Die in der ersten weiteren Sortiervorrichtung S2 anfallende zweite Nebenfraktion N2 wird nicht als Abfall verworfen. Immerhin handelt es sich hierbei um Teilchen, welche beim ersten Trennvorgang in der Vorrichtung S1 akzeptiert und der Hauptfraktion H1 zugeordnet wurden. Die zweite Nebenfraktion N2 wird vielmehr in die erste Sortiervorrichtung S1 zurückgeführt.
Gemäss der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass die zweite Nebenfraktion N2 vor ihrem Eintritt in die erste Sortiervorrichtung S1 mit der Mischfraktion M vereinigt wird, d.h. die Zuführungen der Mischfraktion M und der zweiten Nebenfraktion N2 sollen sich vor dem Eintritt in die erste Sortiervorrichtung S1 vereinigen. Erfindungsgemäss bevorzugt werden jedoch beide Fraktionen (Mischfraktion M und zweite Nebenfraktion N2) in einem Pufferraum im Eintrittsbereich 1 der ersten Sortiervorrichtung S1 zusammengeführt. In diesem Fall werden die Mischfraktion M und die zweite Nebenfraktion N2 durch separate Eintrittsöffnungen (beispielweise Zyklone (Fliehkraftabscheider) mit nachgeordneten Schleusen) in den entsprechenden Pufferraum geleitet, wo sie sich vereinigen und zusammen in die weiteren Abschnitte der Sortiereinrichtung S1 geführt werden.
Auch die in der ersten Sortiervorrichtung S1 anfallende erste Nebenfraktion N1 wird nicht als Abfall verworfen. Die erste Nebenfraktion N1 wird vielmehr in die zweite weitere Sortiervorrichtung S3 überführt. Der Aufbau der zweiten weiteren Sortiervorrichtung S3 entspricht dem Aufbau der in Fig. 1 gezeigten Sortiervorrichtung S, wobei gleichlautende Bezugszeichen in den Figuren die gleiche Bedeutung haben.
Die erste Nebenfraktion N1 wird einer Aufreinigung in der zweiten weiteren Sortiervorrichtung S3 unterworfen. Die Aufreinigung erfolgt wie vorstehend beschrieben durch eine Abtrennung einer dritten Nebenfraktion N3 von der ersten Nebenfraktion N1. Die so erhaltene aufgereinigte dritte Hauptfraktion H3 ist aber nicht rein genug, um als gewünschtes Produkt der erfindungsgemässen Anordnung entnommen werden zu können. Die dritte Hauptfraktion H3 wird daher in die erste Sortiervorrichtung S1 zurückgeführt.
Gemäss der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass die dritte Hauptfraktion H3 vor ihrem Eintritt in die erste Sortiervorrichtung S1 mit der Mischfraktion M vereinigt wird, d.h. die Zuführungen der Mischfraktion M und der dritten Hauptfraktion H3 sollen sich vor dem Eintritt in die erste Sortiervorrichtung S1 vereinigen. Beispielsweise vereinigen sich die Zuführungen der Mischfraktion M, der zweiten Nebenfraktion N2 und der dritten Hauptfraktion H3 an einer Stelle vor der Eintrittsöffnung der ersten Sortiervorrichtung S1. Erfindungsgemäss bevorzugt werden jedoch sämtliche Fraktionen (Mischfraktion M, zweite Nebenfraktion N2 und dritte Hauptfraktion H3) in einem Pufferraum im Eintrittsbereich 1 der ersten Sortiervorrichtung S1 zusammengeführt. In diesem Fall werden die Mischfraktion M, zweite Nebenfraktion N2 und dritte Hauptfraktion H3 durch separate Eintrittsöffnungen (beispielweise Zyklone (Fliehkraftabscheider) mit nachgeordneten Schleusen) in den entsprechenden Pufferraum geleitet, wo sie sich vereinigen und zusammen in die weiteren Abschnitte der Sortiereinrichtung S1 geführt werden.
Die in der zweiten weiteren Sortiervorrichtung S3 anfallende dritte Nebenfraktion N3 ist so stark an gewünschtem Produkt abgereinigt, dass sich ihre weitere Verarbeitung nicht mehr lohnt. Sie wird als Abfall W verworfen.
Durch die Anordnung gemäss Fig. 2 wird einerseits eine höhere Reinheit der als Produkt entnommenen Hauptfraktion H2 erreicht, da diese nach zweimaliger Abtrennung (und nicht nur einmaliger Trennung wie im Stand der Technik) von unerwünschten Teilchen erhalten wird. Andererseits ist das mit dieser Anordnung betriebene Verfahren ökonomischer, da die Nebenfraktionen N1 und N2 nicht als Abfall verworfen werden, sondern zur erneuten Bearbeitung in den Verfahrenskreislauf zurückgeführt werden. Erst die nach zweimaliger Trennbehandlung erhaltene abgereicherte dritte Nebenfraktion N3 wird als Abfall W verworfen. Auf diese Weise fällt bei der erfindungsgemässen Anordnung deutlich weniger Abfall an und wird mehr an kostbarem Kunststoffmaterial für die weitere Verarbeitung erhalten.
Eine noch weitere Aufreinigung des gewünschten Produkts P kann mit einer Anordnung gemäss der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform erreicht werden. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäss Fig. 2 wird die zweite Hauptfraktion H2 nicht der Anordnung als gewünschtes Produkt entnommen, sondern einer dritten weiteren Sortiervorrichtung S4 zugeführt. Die Überführung der Teilchen von einer Sortiervorrichtung in eine andere Sortiervorrichtung kann auch in der Ausführungsform gemäss Fig. 3 auf bekannte Weise erfolgen, beispielsweise mit Hilfe eines Rohres, durch welches die Teilchen mit Hilfe eines Gases gefördert werden können, oder mit Hilfe eines Förderbandes, einer Förderschnecke oder einer Vibrationsrinne. Bei der Überführung der Teilchen von einer Sortiervorrichtung in eine andere Sortiervorrichtung sollte grundsätzlich jegliches Kontaminationsrisiko so weit wie möglich ausgeschlossen werden.
In der dritten weiteren Sortiervorrichtung S4 erfolgt eine wie vorstehend beschriebene analoge dritte Abtrennung von unerwünschten Teilchen in Form einer vierten Nebenfraktion N4. Die weiter aufgereinigte vierte Hauptfraktion H4 kann als gewünschtes Produkt P der erfindungsgemässen Anordnung entnommen werden.
Die in der dritten weiteren Sortiervorrichtung S4 anfallende vierte Nebenfraktion N4 wird nicht als Abfall verworfen. Immerhin handelt es sich hierbei um Teilchen, welche bei den vorherigen Trennvorgängen in den Vorrichtung S1 und S2 akzeptiert und der Hauptfraktion H1 beziehungsweise H2 zugeordnet wurden. Die vierte Nebenfraktion N4 wird vielmehr in die erste weitere Sortiervorrichtung S2 zurückgeführt.
Gemäss der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass die vierte Nebenfraktion N4 vor ihrem Eintritt in die erste weitere Sortiervorrichtung S2 mit der ersten Hauptfraktion H1 vereinigt wird, d.h. die Zuführungen der ersten Hauptfraktion H1 und der vierten Nebenfraktion N4 sollen sich vor dem Eintritt in die erste weitere Sortiervorrichtung S2 vereinigen. Erfindungsgemäss bevorzugt werden jedoch beide Fraktionen (erste Hauptfraktion H1 und vierte Nebenfraktion N4) in einem Pufferraum im Eintrittsbereich 1 der ersten weiteren Sortiervorrichtung S2 zusammengeführt. In diesem Fall werden die erste Hauptfraktion H1 und vierte Nebenfraktion N4 durch separate Eintrittsöffnungen (beispielweise Zyklone (Fliehkraftabscheider) mit nachgeordneten Schleusen) in den entsprechenden Pufferraum geleitet, wo sie sich vereinigen und zusammen in die weiteren Abschnitte der ersten weiteren Sortiervorrichtung S2 geführt werden.
Eine alternative Ausführungsform der Anordnung gemäss Fig. 3 ist in Fig. 4 gezeigt. Hier wird die vierte Nebenfraktion N4 nicht in die erste weitere Sortiervorrichtung S2 zurückgeführt, sondern in die zweite weitere Sortiervorrichtung S3. Dies führt zu einer noch höheren Reinheit des anfallenden Produkts P, da selbst in zwei Trennvorgängen akzeptierte Teilchen nicht in den Weg der Hauptfraktion eingespeist werden, sondern einer erneuten Verarbeitung in mindestens vier Sortiervorrichtungen (S3, S1, S2 und S4) unterworfen werden, bevor sie in die Fraktion des gewünschten Produkts P gelangen können. Hinsichtlich der Überführung der Teilchen von einer Sortiervorrichtung in eine andere Sortiervorrichtung sowie der Einführung der Fraktionen in die jeweiligen Sortiervorrichtungen wird auf die vorstehenden Ausführungen zu den Varianten gemäss Fig. 2 und 3 verwiesen.
Eine andere alternative Ausführungsform der Anordnung gemäss Fig. 3 ist in Fig. 5 gezeigt. Hier wird die vierte Nebenfraktion N4 nicht in die erste weitere Sortiervorrichtung S2 oder in die zweite weitere Sortiervorrichtung S3 zurückgeführt, sondern in die erste Sortiervorrichtung S1. Dies führt ebenfalls zu einer noch höheren Reinheit des anfallenden Produkts P, da selbst in zwei Trennvorgängen akzeptierte Teilchen nicht in den Weg der Hauptfraktion eingespeist werden, sondern einer erneuten Verarbeitung in mindestens drei Sortiervorrichtungen (S1, S2 und S4) unterworfen werden, bevor sie in die Fraktion des gewünschten Produkts P gelangen können. Hinsichtlich der Überführung der Teilchen von einer Sortiervorrichtung in eine andere Sortiervorrichtung sowie der Einführung der Fraktionen in die jeweiligen Sortiervorrichtungen wird auf die vorstehenden Ausführungen zu den Varianten gemäss Fig. 2 und 3 verwiesen.
In Fig. 6 ist eine nicht erfindungsgemässe Ausführungsform einer Sortieranordnung gezeigt. Die Ausführungsform gemäss Fig. 6 unterscheidet sich von der erfindungsgemässen Ausführungsform gemäss Fig. 3 dadurch, dass die Austrittöffnung der ersten weiteren Sortiereinrichtung (S2) zur Aufnahme einer Nebenfraktion (N2) nicht mit der Eintrittöffnung der ersten Sortiereinrichtung (S1) verbunden ist, und dass weiterhin die Austrittöffnung der dritten weiteren Sortiereinrichtung (S4) zur Aufnahme einer Nebenfraktion (N4) nicht mit der Eintrittöffnung der ersten weiteren Sortiereinrichtung (S2) verbunden ist. Vielmehr sind bei der Ausführungsform gemäss Fig. 6 die Austrittöffnungen der Sortiereinrichtungen (S1, S2, S4), welche zur Aufnahme von Nebenfraktionen (N1, N2, N4) dienen, mit der Eintrittsöffnung der zweiten weiteren Sortiereinrichtung (S3) verbunden. Es werden somit sämtliche Nebenfraktionen in die zweite weitere Sortiereinrichtung (S3) überführt. Die Nebenfraktion (n3) der zweiten weiteren Sortiereinrichtung (S3) wird als Abfall (W) verworfen, während die Hauptfraktion (H3) der zweiten weiteren Sortiereinrichtung (S3) in die erste Sortiereinrichtung (S1) zurückgeführt wird.
Wie nachstehend anhand der Beispiele und Vergleichsbeispiele gezeigt wird mit der nicht erfindungsgemässen Ausführungsform gemäss Fig. 6 im Vergleich zu einer erfindungsgemässen Ausführungsform eine schlechtere Sortierung und damit eingehend ein grösserer Verlust an gewünschtem Produkt erhalten.
Mit der erfindungsgemässen Anordnung kann jede Art von Kunststoffmaterial gereinigt werden. So kann die vorliegende Erfindung zur Reinigung von PET- oder Polyamid-Material nach erfolgter SSP-Reaktion eingesetzt werden. Die Sortiervorrichtungen müssen hierzu gegebenenfalls modifiziert werden, wie es in der anhängigen Patentanmeldung PCT/GB2012/000377 beschrieben ist.
Auf den diesbezüglichen Inhalt dieser Anmeldung wird hiermit Bezug genommen.
Die bevorzugte Verwendung der erfindungsgemässen Anordnung und des erfindungsgemässen Verfahrens besteht aber im Recycling von Kunststoffmaterial. Insbesondere bevorzugt wird das Mischfraktion deshalb ein Kunststoffmahlgut aus Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) oder Polyethylenterephthalat (PET) oder Gemischen derselben eingesetzt, welches aus Behältern, Folien etc. aus diesen Materialien wie vorstehend erläutert gewonnen wird. Besonders bevorzugt wird mit der vorliegenden Erfindung PET-Recycling betrieben, d.h. die Mischfraktion M umfasst als Hauptkomponente PET.
Es ist hierbei erfindungsgemäss bevorzugt, dass das Mahlgut derart zerkleinert wurde, dass 90% oder mehr der Teilchen der Mischfraktion M eine Partikelgrösse von mehr als 2 mm, vorzugsweise zwischen 2,5 mm und 20mm, und besonders bevorzugt zwischen 2,5 mm und 16 mm aufweisen.
Es ist erfindungsgemäss weiterhin bevorzugt, dass die Mischfraktion M aus 50 bis 90% Teilchen des gewünschten Materials und 10 bis 50% Teilchen zumindest eines weiteren Materials besteht.
Mit der vorliegenden Erfindung kann eine sehr effiziente Reinigung auf einen Grad erfolgen, dass in der der Anordnung als gewünschtem Produkt P entnommenen Hauptfraktion H2, H4 weniger als 1000 ppm, vorzugsweise weniger als 500 ppm und besonders bevorzugt weniger als 200 ppm Teilchen der entsprechenden Nebenfraktion N2, N4 enthalten sind.
Des Weiteren ist die Aufreinigung mit der vorliegenden Erfindung sehr ökonomisch durchführbar. In der letztendlich als Abfall W verworfenen Nebenfraktion N3 befinden sich weniger als 40%, vorzugsweise weniger als 30% und besonders bevorzugt weniger als 25% Teilchen des gewünschten Materials. Durch die mehrmalige Behandlung der Fraktionen wird ein Grossteil der Teilchen des gewünschten Materials letztendlich als Produkt P gewonnen.
Mit der Anordnung der vorliegenden Erfindung können analoge Durchsatzraten wie bei den vorstehend beschriebenen herkömmlichen Sortiervorrichtungen erreicht werden, d.h. etwa 0,5 bis 12 t/h.
Mit der vorliegenden Erfindung können komplizierte Trennvorgänge durchgeführt werden. Als Beispiele seien genannt:

Die Trennung klarer PET-Flakes von gefärbten PET-Flakes jeglicher Farbtönung mit Hilfe einer Detektion im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums
Die Trennung gefärbter PET-Flakes jeglicher Farbtönung von klaren und/oder hellblauen PET-Flakes mit Hilfe einer Detektion im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums
Die Trennung brauner PET-Flakes von klaren und/oder gefärbten PET-Flakes jeglicher Farbtönung ausser Braun mit Hilfe einer Detektion im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums
Die Trennung von PET-Flakes von Flakes aus anderem Kunststoffmaterial (z.B. PE, PP, PVC (Polyvinylchlorid), PS (Polystyrol), PC (Polycarbonat) oder PLA (Polymilchsäure)) mit Hilfe einer Detektion im IR-Bereich des elektromagnetischen Spektrums
Die Trennung von PE-Flakes von PP-Flakes mit Hilfe einer Detektion im IR-Bereich des elektromagnetischen Spektrums.

Beispiel 1

1000kg/h PET Flakes bestehend aus 80% klaren Flakes und 20% farbigen Flakes wurden einer Sortieranlage gemäss Figur 3 zugeführt. Durch die Rückführungen ergab sich eine Durchsatzmenge bei der Sortiervorrichtung (S1) von 1950 kg/h mit 19.4% Farbanteil. Bei einer Sortiereffizienz von 88% und einer Fehlausschussrate von 60% ergaben sich eine Hauptfraktion von 1119 kg/h mit 4.2% Farbanteil und eine Nebenfraktion von 832 kg/h mit 40% Farbanteil.
Bei der Sortiervorrichtung (S2) ergab sich eine Durchsatzmenge von 1213 kg/h mit 4.1% Farbanteil. Bei einer Sortiereffizienz von 90% und einer Fehlausschussrate von 90% ergaben sich eine Hauptfraktion von 762 kg/h mit 0.66% Farbanteil und eine Nebenfraktion von 451 kg/h mit 10% Farbanteil.
Bei der Sortiervorrichtung (S4) betrug die Durchsatzmenge 762 kg/h. Bei einer Sortiereffizienz von 95% und einer Fehlausschussrate von 95% ergaben sich eine Hauptfraktion von 667 kg/h mit 0.038% Farbanteil und eine Nebenfraktion von 95 kg/h mit 5% Farbanteil.
Bei der Sortiervorrichtung (S3) betrug die Durchsatzmenge 832 kg/h. Bei einer Sortiereffizienz von 60% und einer Fehlausschussrate von 40% ergaben sich eine Hauptfraktion von 499 kg/h mit 26.7% Farbanteil und eine Nebenfraktion von 333 kg/h mit 60% Farbanteil.
Der gesamte Verlust an klaren Flakes lag somit bei 133 kg/h oder 16.6% der zugeführten klaren Flakes.

Vergleichsbeispiel 1

1000 kg/h PET Flakes bestehend aus 80% klaren Flakes und 20% farbigen Flakes wurden einer Sortieranlage gemäss Figur 6 zugeführt.
Durch die Rückführungen ergab sich eine Durchsatzmenge bei der Sortiervorrichtung (S1) von 1679 kg/h mit 18.3% Farbanteil.
Bei einer Sortiereffizienz von 88% und einer Fehlausschussrate von 60% ergaben sich eine Hauptfraktion von 1003 kg/h mit 3.7% Farbanteil und eine Nebenfraktion von 677 kg/h mit 40% Farbanteil.
Bei der Sortiervorrichtung (S2) betrug die Durchsatzmenge 1003 kg/h. Bei einer Sortiereffizienz von 90% und einer Fehlausschussrate von 90% ergaben sich eine Hauptfraktion von 671 kg/h mit 0.55% Farbanteil und eine Nebenfraktion von 332 kg/h mit 10% Farbanteil.
Bei der Sortiervorrichtung (S4) betrug die Durchsatzmenge 671 kg/h. Bei einer Sortiereffizienz von 95% und einer Fehlausschussrate von 95% ergaben sich eine Hauptfraktion von 601 kg/h mit 0.032% Farbanteil und eine Nebenfraktion von 70 kg/h mit 5% Farbanteil.
Bei der Sortiervorrichtung (S3) ergab sich eine Durchsatzmenge von 1079 kg/h mit 28.5% Farbanteil. Bei einer Sortiereffizienz von 65% und einer Fehlausschussrate von 50% ergaben sich eine Hauptfraktion von 680 kg/h mit 15.8% Farbanteil und eine Nebenfraktion von 399 kg/h mit 50% Farbanteil. Der Verlust an klaren Flakes lag somit bei 199 kg/h oder 24.9% der zugeführten klaren Flakes.
Hier zeigt sich der Vorteil der erfindungsgemässen Anordnung beim deutlich geringeren Verlust an Gutprodukt (klare Flakes). Dies ist vor allem eine Folge der geringeren Durchsatzmenge und des höheren Farbanteils bei der Sortierung in Sortiervorrichtung (S3).

Beispiel 2

1000 kg/h PET Flakes bestehend aus 80% klaren Flakes und 20% farbigen Flakes wurden einer Sortieranlage gemäss Figur 3 zugeführt.
Durch die Rückführungen ergab sich eine Durchsatzmenge bei Sortiervorrichtung (S1) von 2004 kg/h mit 17.9% Farbanteil. Bei einer Sortiereffizienz von 90% und einer Fehlausschussrate von 65% ergaben sich eine Hauptfraktion von 1083 kg/h mit 3.3% Farbanteil und eine Nebenfraktion von 921 kg/h mit 35% Farbanteil.
Bei der Sortiervorrichtung (S2) ergab sich eine Durchsatzmenge von 1159 kg/h mit 3.4% Farbanteil. Bei einer Sortiereffizienz von 92% und einer Fehlausschussrate von 92% ergab sich eine Hauptfraktion von 712 kg/h mit 0.44% Farbanteil und eine Nebenfraktion von 447 kg/h mit 8% Farbanteil.
Bei der Sortiervorrichtung (S4) betrug die Durchsatzmenge 712 kg/h. Bei einer Sortiereffizienz von 97% und einer Fehlausschussrate von 96% ergaben sich eine Hauptfraktion von 636 kg/h mit 0.015% Farbanteil und eine Nebenfraktion von 76 kg/h mit 4% Farbanteil.
Bei der Sortiervorrichtung (S3) betrug die Durchsatzmenge 921 kg/h. Bei einer Sortiereffizienz von 62% und einer Fehlausschussrate von 45% ergaben sich eine Hauptfraktion von 558 kg/h mit 22% Farbanteil und eine Nebenfraktion von 363 kg/h mit 55% Farbanteil. Der Verlust an klaren Flakes lag somit bei 164 kg/h oder 20.5% der zugeführten klaren Flakes.
Hier zeigt sich als weiterer Vorteil die Flexibilität der erfindungsgemässen Anordnung. Bei immer noch geringerem Gutproduktverlust lässt sich die Gutproduktqualität deutlich verbessern.

Beispiel 3

1000 kg/h PET Flakes bestehend aus 70% klaren Flakes und 30% farbigen Flakes wurden einer Sortieranlage gemäss Figur 3 zugeführt.
Durch die Rückführungen ergab sich eine Durchsatzmenge bei der Sortiervorrichtung (S1) von 2227 kg/h mit 28.8% Farbanteil. Bei einer Sortiereffizienz von 85% und einer Fehlausschussrate von 55% ergaben sich eine Hauptfraktion von 1017 kg/h mit 9.4% Farbanteil und eine Nebenfraktion von 1210kg/h mit 45% Farbanteil.
Bei der Sortiervorrichtung (S2) ergab sich eine Durchsatzmenge von 1161 kg/h mit 9.1% Farbanteil. Bei einer Sortiereffizienz von 90% und einer Fehlausschussrate von 80% ergaben sich eine Hauptfraktion von 683 kg/h mit 1.55% Farbanteil und eine Nebenfraktion von 478 kg/h mit 20% Farbanteil.
Bei der Sortiervorrichtung (S4) betrug die Durchsatzmenge 683 kg/h. Bei einer Sortiereffizienz von 95% und einer Fehlausschussrate von 93% ergaben sich eine Hauptfraktion von 539 kg/h mit 0.098% Farbanteil und eine Nebenfraktion von 144kg/h mit 7% Farbanteil.
Bei der Sortiervorrichtung (S3) betrug die Durchsatzmenge 1210 kg/h. Bei einer Sortiereffizienz von 55% und einer Fehlausschussrate von 35% ergaben sich eine Hauptfraktion von 749 kg/h mit 32.7% Farbanteil und eine Nebenfraktion von 461 kg/h mit 65% Farbanteil.
Der Verlust an klaren Flakes lag somit bei 161kg/h oder 23% der zugeführten klaren Flakes.

Vergleichsbeispiel 2

1000kg/h PET Flakes bestehend aus 70% klaren Flakes und 30% farbigen Flakes wurden einer Sortieranlage gemäss Figur 6 zugeführt.
Durch die Rückführungen ergab sich eine Durchsatzmenge bei der Sortiervorrichtung (S1) von 1838 kg/h mit 27.2% Farbanteil. Bei einer Sortiereffizienz von 85% und einer Fehlausschussrate von 55% ergaben sich eine Hauptfraktion von 894 kg/h mit 8.4% Farbanteil und eine Nebenfraktion von 944 kg/h mit 45% Farbanteil.
Bei der Sortiervorrichtung (S2) betrug die Durchsatzmenge 894 kg/h. Bei einer Sortiereffizienz von 90% und einer Fehlausschussrate von 80% ergaben sich eine Hauptfraktion von 557 kg/h mit 1.35% Farbanteil und eine Nebenfraktion von 337kg/h mit 20% Farbanteil.
Bei der Sortiervorrichtung (S4) betrug die Durchsatzmenge 557 kg/h. Bei einer Sortiereffizienz von 95% und einer Fehlausschussrate von 93% ergaben sich eine Hauptfraktion von 455 kg/h mit 0.082% Farbanteil und eine Nebenfraktion von 102 kg/h mit 7% Farbanteil.
Bei der Sortiervorrichtung (S3) ergab sich eine Durchsatzmenge von 1383 kg/h mit 36% Farbanteil. Bei einer Sortiereffizienz von 60% und einer Fehlausschussrate von 45% ergaben sich eine Hauptfraktion von 838 kg/h mit 23.8% Farbanteil und eine Nebenfraktion von 545 kg/h mit 55% Farbanteil.
Der Verlust an klaren Flakes lag somit bei 245 kg/h oder 35% der zugeführten klaren Flakes.
Der Vorteil der erfindungsgemässen Anordnung mit deutlich geringerem Verlust an klaren Flakes ist bei höherer Eingangskonzentration noch ausgeprägter.

Claims

Anordnung zum Erhalt eines Materials aus einer Mischfraktion (M), welche Teilchen des gewünschten Materials und Teilchen zumindest eines weiteren Materials mit anderen optischen Eigenschaften als das gewünschte Material aufweist, umfassend eine erste Sortiereinrichtung (S1) mit mindestens zwei Austrittsöffnungen (5,6) für voneinander getrennte Teilchen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei weitere Sortiereinrichtungen (S2,S3) mit mindestens zwei Austrittsöffnungen (5,6) für voneinander getrennte Teilchen der ersten Sortiereinrichtung (S1) nachgeschaltet sind, wobei
- eine Austrittöffnung (5) der ersten Sortiereinrichtung (S1) zur Aufnahme einer Hauptfraktion (H1) mit der Eintrittsöffnung einer ersten weiteren Sortiereinrichtung (S2) verbunden ist,

- eine Austrittöffnung (6) der ersten Sortiereinrichtung (S1) zur Aufnahme einer Nebenfraktion (N1) mit der Eintrittsöffnung einer zweiten weiteren Sortiereinrichtung (S3) verbunden ist

- eine Austrittöffnung (6) einer ersten weiteren Sortiereinrichtung (S2) zur Aufnahme einer Nebenfraktion (N2) mit der Eintrittsöffnung der ersten Sortiereinrichtung (S1) verbunden ist, und

- eine Austrittöffnung (5) einer zweiten weiteren Sortiereinrichtung (S3) zur Aufnahme einer Hauptfraktion (H3) mit der Eintrittsöffnung der ersten Sortiereinrichtung (S1) verbunden ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass drei weitere Sortiereinrichtungen (S2, S3, S4) der ersten Sortiereinrichtung (S1) nachgeschaltet sind, wobei eine Austrittöffnung (5) der ersten weiteren Sortiereinrichtung (S2) zur Aufnahme einer Hauptfraktion (H2) mit der Eintrittsöffnung der dritten weiteren Sortiereinrichtung (S4) und eine Austrittöffnung (6) der dritten weiteren Sortiereinrichtung (S4) zur Aufnahme einer Nebenfraktion (N4) mit der Eintrittsöffnung der ersten weiteren Sortiereinrichtung (S2) verbunden ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass drei weitere Sortiereinrichtungen (S2, S3, S4) der ersten Sortiereinrichtung (S1) nachgeschaltet sind, wobei eine Austrittöffnung (5) der ersten weiteren Sortiereinrichtung (S2) zur Aufnahme einer Hauptfraktion (H2) mit der Eintrittsöffnung der dritten weiteren Sortiereinrichtung (S4) und eine Austrittöffnung (6) der dritten weiteren Sortiereinrichtung (S4) zur Aufnahme einer Nebenfraktion (N4) mit der Eintrittsöffnung der zweiten weiteren Sortiereinrichtung (S3) verbunden ist.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass drei weitere Sortiereinrichtungen (S2, S3, S4) der ersten Sortiereinrichtung (S1) nachgeschaltet sind, wobei eine Austrittöffnung (5) der ersten weiteren Sortiereinrichtung (S2) zur Aufnahme einer Hauptfraktion (H2) mit der Eintrittsöffnung der dritten weiteren Sortiereinrichtung (S4) und eine Austrittöffnung (6) der dritten weiteren Sortiereinrichtung (S4) zur Aufnahme einer Nebenfraktion (N4) mit der Eintrittsöffnung der ersten Sortiereinrichtung (S1) verbunden ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Sortiereinrichtung (S1) und die mindestens zwei weiteren Sortiereinrichtungen (S2, S3, S4) umfassen:
- Einen Eintrittsbereich (1) mit mindestens einer Eintrittsöffnung zur Aufnahme der Mischfraktion und einer Beschleunigungsvorrichtung zum Beschleunigen der Teilchen der Mischfraktion,

- einen Detektionsbereich (2) mit mindestens einer Strahlenquelle (2a), mindestens einem Detektor (2c) zur Erkennung der von den Teilchen reflektierten Strahlung und einer Datenverarbeitungsanlage (3) zur Auswertung der detektierten Strahlung,

- einen Trennbereich (4) zur Trennung der Teilchen des gewünschten Materials von Teilchen des weiteren Materials mit einer Umlenkvorrichtung (4a) zur selektiven Umlenkung der Teilchen des weiteren Materials anhand der detektierten Strahlung.
Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere oder alle Sortiereinrichtungen (S1, S2, S3, S4) einen Pufferraum zwischen Eintrittsöffnung und Beschleunigungsvorrichtung aufweisen.
Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere oder alle Sortiereinrichtungen (S1, S2, S3, S4) eine Dosiervorrichtung zwischen Eintrittsöffnung und Beschleunigungsvorrichtung aufweisen.
Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere oder alle Sortiereinrichtungen (S1, S2, S3, S4) einen Filter zwischen der Strahlenquelle und dem Detektor aufweisen.
Verfahren zum Erhalt eines Materials aus einer Mischfraktion (M), welche Teilchen des gewünschten Materials und Teilchen zumindest eines weiteren Materials mit anderen optischen Eigenschaften als das gewünschte Material aufweist, vorzugsweise in einer Anordnung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8, umfassend die Schritte:
a) Abtrennung von Teilchen des weiteren Materials von Teilchen des gewünschten Materials in einer ersten Sortiereinrichtung (S1) unter Erhalt einer Hauptfraktion (H1) und einer Nebenfraktion (N1);

b) Überführung der Hauptfraktion (H1) in eine erste weitere Sortiereinrichtung (S2) und Überführung der Nebenfraktion (N1) in eine zweite weitere Sortiereinrichtung (S3) ;

c) Abtrennung von Teilchen des weiteren Materials von Teilchen des gewünschten Materials in einer ersten weiteren Sortiereinrichtung (S2) unter Erhalt einer zweiten Hauptfraktion (H2) und einer zweiten Nebenfraktion (N2);

d) Abtrennung von Teilchen des weiteren Materials von Teilchen des gewünschten Materials in einer zweiten weiteren Sortiereinrichtung (S3) unter Erhalt einer dritten Hauptfraktion (H3) und einer dritten Nebenfraktion (N3);

e) Rückführung der zweiten Nebenfraktion (N2) und der dritten Hauptfraktion (H3) in die Mischfraktion (M) oder direkte Überführung dieser Fraktionen (N2, H3) in die erste Sortiereinrichtung (S1).
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Hauptfraktion (H2) als gewünschtes Produkt entnommen wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Hauptfraktion (H2) in eine dritte weitere Sortiereinrichtung (S4) überführt und dort Teilchen des weiteren Materials von Teilchen des gewünschten Materials unter Erhalt einer vierten Hauptfraktion (H4) und einer vierten Nebenfraktion (N4) abgetrennt werden, wobei die vierte Hauptfraktion (H4) als gewünschtes Produkt entnommen wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Nebenfraktion (N4) entweder der ersten Hauptfraktion (H1) zugeführt und mit dieser oder direkt in die erste weitere Sortiereinrichtung (S2) überführt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Nebenfraktion (N4) entweder der ersten Nebenfraktion (N1) zugeführt und mit dieser oder direkt in die zweite weitere Sortiereinrichtung (S3) überführt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Nebenfraktion (N4) entweder der Mischfraktion (M) zugeführt und mit dieser oder direkt in die erste Sortiereinrichtung (S1) überführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischfraktion (M) Kunststoffmahlgut aufweist, welches insbesondere ausgewählt aus der Gruppe von Mahlgütern von Behälter oder Folien aus Polyethylen, Polypropylen, Polyethylenterephthalat, oder Gemischen davon.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass 90% oder mehr der Teilchen der Mischfraktion (M) eine Partikelgrösse von mehr als 2 mm, vorzugsweise zwischen 2,5 mm und 20mm, und besonders bevorzugt 2,5 mm und 16 mm aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischfraktion (M) aus 50 bis 90% Teilchen des gewünschten Materials und 10 bis 50% Teilchen zumindest eines weiteren Materials besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in der als gewünschtem Produkt (P) entnommenen Hauptfraktion (H2, H4) weniger als 1000 ppm, vorzugsweise weniger als 500 ppm und besonders bevorzugt weniger als 200 ppm Teilchen der Nebenfraktion (N2, N4) enthalten sind.
Verwendung einer Anordnung gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8 zum Erhalt eines Materials aus einer Mischfraktion (M), welche Teilchen des gewünschten Materials und Teilchen zumindest eines weiteren Materials mit anderen optischen Eigenschaften als das gewünschte Material aufweist.