ES2228523T3 - Procedimiento de clasificacion y de separacion y sistema para reciclar plasticos. - Google Patents

Procedimiento de clasificacion y de separacion y sistema para reciclar plasticos.

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ES2228523T3 ES00929511T ES00929511T ES2228523T3 ES 2228523 T3 ES2228523 T3 ES 2228523T3 ES 00929511 T ES00929511 T ES 00929511T ES 00929511 T ES00929511 T ES 00929511T ES 2228523 T3 ES2228523 T3 ES 2228523T3
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Abstract

Procedimiento de clasificación y separación para el reciclado de plásticos que existen como residuos en una mezcla de plásticos, conteniendo el procedimiento una separación de los plásticos por tipos de plásticos, caracterizado porque la mezcla de plásticos se clasifica y separa por colores y las fracciones de plásticos así obtenidas, separadas por colores, se clasifican y separan por tipos de plásticos.

Description

Procedimiento de clasificación y de separación y sistema para reciclar plásticos.
La invención trata de un procedimiento de clasificación y separación para el reciclado de plásticos, así como de una instalación para el reciclado de plásticos y, preferentemente, también para el reciclado de otros materiales.
Las materias residuales de la basura doméstica, la basura industrial y/o de la basura, procedente directamente del ciclo económico o ya almacenada en vertederos, se someten a un proceso de reciclado que es, a lo sumo, insatisfactorio. Esto ocurre especialmente con los residuos de plástico. El plástico regranulado de un tipo presenta después de pasar los procedimientos actuales de reciclado un grado de pureza del 95% en el mejor de los casos y un color grisáceo. Por esta razón no se puede fabricar un producto reciclado comparable con un producto nuevo.
Ejemplos de sistemas de eliminación de residuos aparecen representados en las figuras 8 y 9 con sus ventajas y desventajas.
Los sistemas de eliminación de residuos y reciclado actuales presentan el problema adicional de que los consumidores finales y/o las empresas industriales tienen que usar una pluralidad de depósitos para distintas fracciones de basura debido a la variada clasificación previa de las materias residuales. Los costos de eliminación que esto produce se incrementan todavía más, porque las fracciones de plástico clasificadas previamente no se pueden compactar mucho en los vehículos de transporte de basura debido a que en caso contrario no se podrían seguir clasificando. Con frecuencia ya no se pueden reconocer las identificaciones del material.
Además, en los estados industrializados a menudo no se realiza una clasificación previa directamente en el lugar donde se producen los residuos. La clasificación previa no se puede poner en práctica en muchos países.
El documento US5150307 da a conocer un sistema y un procedimiento, controlados por ordenador, para la clasificación de artículos de plástico, en el que los artículos de plástico se transportan sobre una cinta transportadora el tipo de plástico y su color se determinan consecutivamente. La información relativa al color del plástico y la información relativa al tipo de plástico se enlazan simultáneamente mediante un ordenador. La información enlazada simultáneamente se usa finalmente en un sistema de clasificación para separar los artículos de plástico en un paso de proceso según el color y la composición.
El documento DE4024130A1 da a conocer un procedimiento para la división y/o la separación de mezclas de distintos plásticos, en el que en una estación se determina el color de los artículos de plástico y más tarde el tipo de plástico. Las informaciones recogidas mientras los artículos de plástico pasan por estaciones consecutivas se procesan en una unidad de control y después se transmiten a la unidad de clasificación que realiza la separación en un único paso de procedimiento por color y tipo de plástico, usando la información enlazada simultáneamente.
Los sistemas mencionados antes exigen un transporte confiable y costoso de los artículos de plástico y un control del proceso comparativamente costoso.
El objetivo de la presente invención es crear un procedimiento de clasificación y separación, así como una instalación de reciclado de plásticos para mejorar de forma fácil la calidad de los plásticos reciclados.
Este objetivo se alcanza mediante el objeto de las reivindicaciones secundarias.
La invención parte de un procedimiento de clasificación y separación para el reciclado de plásticos o residuos de plástico que existen en forma de mezcla de plásticos. La mezcla de plásticos puede ser, por ejemplo, una fracción de plástico ya clasificada previamente en los hogares. La mezcla de plásticos se puede haber obtenido también por la vía de una clasificación previa y una separación a partir de una mezcla de materiales o sustancias, en la que los plásticos estén contenidos mezclados con materias no plásticas. En una forma de realización preferida, la invención trata de un procedimiento de clasificación y separación para el reciclado de residuos mezclados y comprende también preferentemente una clasificación previa y una separación de plásticos, en el caso de que los plásticos que se deben reciclar se añadan al procedimiento en una mezcla de materiales, por ejemplo, como material excavado de un vertedero o como basura domestica y/o industrial mezclada. La mezcla de materiales o sustancias está formada especialmente por basura doméstica, por ejemplo, por la fracción del punto verde, los muebles y enseres domésticos fuera de uso, la fracción del vertedero de residuos o una combinación opcional de estas fracciones.
Una instalación para el reciclado de plásticos y también, preferentemente, para el reciclado de otros materiales, contenidos en una mezcla de materiales de este tipo, comprende, preferentemente, una primera instalación de clasificación y separación, con la que se separan plásticos y no plásticos entre sí. Comprende, al menos, un segundo dispositivo de clasificación y separación, con el que los plásticos, separados de los no plásticos, se dividen por tipos de plásticos.
Según la invención la mezcla de plásticos no sólo se clasifica y separa por tipos, sino también por colores. La clasificación y la separación por colores se realizan antes de la clasificación y la separación por tipos de plásticos. La clasificación por colores se hace preferentemente por colores básicos. Los colores básicos de la clasificación por colores están formados por colores estandarizados, especialmente verde, amarillo, rojo, negro, blanco, azul y transparente. En el caso de los colores básicos se trata preferentemente de colores básicos RAL. La clasificación por colores y la separación por colores se pueden realizar a mano o de forma automática.
Una ventaja de la invención es que ya no se necesita una separación de la basura en las economías domésticas. En lo relativo a la basura doméstica se realiza preferentemente una clasificación y una separación en los hogares, incluso cuando se usa el procedimiento según la invención o una instalación según la invención, aunque sólo en dos depósitos de basura, concretamente en uno para los residuos biológicos y en otro para todas las demás fracciones de basura doméstica. Una separación de este tipo se efectúa, sin embargo, en primer lugar por razones higiénicas y no por exigencias basadas en la invención.
Con el fin de facilitar la clasificación por colores y la separación automáticas o incluso, para poder hacerlas posibles, resulta ventajoso si los plásticos recibidos en forma, por ejemplo, de piezas moldeadas y láminas presentan en cada caso una codificación que se puede asignar exactamente a un color básico, preferentemente, en forma de un material compilado y detectable mediante láser. El material detectable mediante láser se puede compilar en la refinería. Ahora bien, se prefiere compilar el material en las llamadas mezclas básicas realizadas por el primer transformador. Mediante la compilación en la misma refinería, preferentemente realizado por el primer transformador en la mezcla básica, es posible la extracción del medio de identificación de colores primarios, detectable mediante láser. La compilación en la refinería sería mucho más sencilla de realizar y asegurar, pero tendría la desventaja de que debido a eventuales clasificaciones de color erróneas se realizaría gradualmente un mezclado durante el reciclado, indicándose así un reciclado con pérdida progresiva de calidad. Los plásticos codificados de esta forma, especialmente los plásticos codificados en la mezcla básica, también son el objeto de la invención y no se reivindican por separado como tales en la presente solicitud.
Una instalación, según la invención, para el reciclado de plástico presenta un dispositivo para la clasificación por colores y la separación, que está dispuesto en la instalación, respecto al flujo de material, entre el mencionado primer dispositivo de clasificación y separación, en caso de que éste exista, y el mencionado segundo dispositivo de clasificación y separación. La clasificación y la separación por colores se denominarán de forma abreviada en lo sucesivo separación por colores.
Mediante el procedimiento según la invención y la instalación según la invención se obtienen plásticos de manera rentable con una pureza del tipo y del color que hasta ahora sólo se producían en un tono de color gris en el reciclado. El plástico reciclado, obtenido con pureza de tipo y color mediante el procedimiento según la invención, se puede refinar a través de la fusión y la compilación subsiguiente, así como preferentemente la regranulación, de nuevo en un material inicial para cuerpos moldeados de plástico, láminas de plástico o materiales similares, que satisfaga también las elevadas exigencias en cuanto al color. Un plástico reciclado, obtenido mediante el procedimiento según la invención, se puede usar nuevamente para superficies visibles y no únicamente como material de relleno.
Preferentemente, las fracciones de plástico con pureza de color básico creadas de esta manera se someten en un extractor, inmediatamente después de la clasificación y la separación, a una extracción fraccional por colores básicos fijados de antemano. Se usa como extractor, preferentemente, un extractor de carrusel. De forma especialmente preferida se usa acetato etílico como medio de extracción, según la invención. Preferentemente se usa un extractor de carrusel estándar en combinación con un acetato etílico caliente como medio de extracción.
Preferentemente, el medio de extracción se lleva antes de la extracción a una temperatura entre 30ºC y la temperatura de fusión del medio de extracción. De forma especialmente preferida se calienta previamente a una temperatura en el intervalo de 30 a 60ºC. La temperatura del medio de extracción corresponde, al menos, a la del material que se debe purificar. Mediante el calentamiento del medio de extracción se evita una condensación de éste sobre el material que se debe purificar. El medio de extracción se aplica sobre la fracción de plástico preferentemente a una temperatura que es mayor que la de la fracción de plástico. El material de plástico se coloca convenientemente a temperatura ambiente en el dispositivo de extracción. Preferentemente, el medio de extracción se rocía, riega o gotea sobre el material de plástico, es decir, se aplica en pequeñas dosis. Dado que, preferentemente, no se crea un baño completo de extracción, por un lado se ahorra medio de extracción y por el otro se elimina por completo el peligro de explosión existente cuando se usa preferentemente acetato etílico como medio de extracción o éste se evita de manera que no es necesario fabricar el dispositivo de extracción a prueba de explosiones.
El dispositivo de extracción en forma preferida de extractor de carrusel está formado por cámaras en un tambor, que giran alrededor de un eje durante la extracción, estando dispuestas las cámaras una detrás de otra en la dirección de giro. En el transcurso de una revolución, las cámaras recorren varias estaciones, especialmente una estación de llenado para la fracción de plástico, una estación para la introducción de vapor y una estación para la descarga. Mediante la segmentación se evita aún más el peligro de explosión.
Después de la clasificación y la separación por colores y antes de la extracción, las fracciones de color se trituran convenientemente, por ejemplo, se desmenuzan mediante un útil de corte. Las partículas de plástico así obtenidas para el extractor presentan un diámetro de, preferentemente, 20 mm como máximo.
La dirección de procedimiento, según la invención, de la preconexión de una separación por colores antes de la separación por tipos tiene la ventaja de que los plásticos, que se colorean en las refinerías según los colores básicos, especialmente según los colores básicos RAL, mantienen su color básico. La invención se basa en el conocimiento de que se incluyen monómeros de color en las cadenas de polímeros de los plásticos para el coloreado en los colores básicos. Los monómeros de color no se pueden volver a eliminar de la matriz del plástico sin destruir las cadenas de polímeros. Este conocimiento se aprovecha para crear primero fracciones de color a partir de la mezcla de plásticos y sólo entonces separar estas fracciones de color por tipos. La separación por tipos de plástico se puede realizar mediante métodos ya probados con buenos resultados, preferentemente en un dispositivo de separación mecánico-física. Los colores matizados se clasifican como el color básico que sigue inmediatamente a continuación, por ejemplo, el verde claro como color básico verde y el lila como color básico rojo.
Mediante la extracción postconectada, según la invención, ya no se pueden separar de las cadenas de polímeros los monómeros de color, incluidos en la refinería en las cadenas de polímeros, sin dañar o, incluso, destruir las cadenas de polímeros. Sin embargo, los matices de color para pequeñas cantidades de plásticos, más pequeñas en comparación con las cantidades de plásticos de color básico, se obtienen al imprimirse o pintarse parcialmente o por completo las superficies del plástico o al añadirse compilación de color, por ejemplo, óxido de titanio, como aditivo en una extrusión.
A través de una extracción postconectada a la separación por colores y preconectada a la separación por tipos de plásticos, preferentemente usando acetato etílico como medio de extracción, se pueden extraer todas las impurezas y adherencias a excepción de los monómeros de color incluidos en las cadenas de polímeros de los plásticos para el coloreado en los colores básicos. Las impurezas y las adherencias pueden ser, por una parte, aditivos o colores de impresión que han sido insertados o aplicados por el fabricante o también sustancias que se han incrustado en un producto de plástico debido al uso.
La extracción también se puede realizar antes de la separación por colores. Esto tiene la ventaja de que los plásticos ya existen en los colores básicos puros antes de la separación por colores. Esto favorece especialmente una automatización de la separación por colores. Si se usa, por ejemplo, el extractor de carrusel preferido ya no es posible, sin embargo, una separación manual por colores en caso de una preconexión de la extracción, dado que el material de plástico se alimenta a un dispositivo de extracción de este tipo en forma de pequeñas partículas de plástico.
La clasificación y la separación por tipos de plásticos, realizadas después de la separación por colores y, especialmente, después de la extracción, comprende preferentemente una separación térmica, en la que se aprovechan las diferencias del punto de fusión de los plásticos o tipos de plásticos que se deben separar térmicamente. La separación térmica se realiza preferentemente en una cámara o un túnel que se alimenta con gas caliente. Sin embargo, la atmósfera del túnel también se puede llevar a la temperatura requerida y mantenerse allí mediante una calefacción en el túnel, por ejemplo, a través de radiadores eléctricos. Los plásticos que se deben separar térmicamente se transportan en una primera forma de realización a un dispositivo de separación térmica en el túnel sobre una base perforada. La base perforada está conformada, preferentemente, como cinta transportadora perforada de giro continuo. Fundamentalmente, la base perforada puede estar formada por placas perforadas que avanzan individualmente por lotes mediante una cinta transportadora o como carro de transporte propio. Por debajo de la base perforada está dispuesto preferentemente un dispositivo de enfriamiento, especialmente un baño de enfriamiento, al que gotea el material de plástico, fundido en el túnel, desde la base perforada y dentro del que se vuelve a solidificar. Ventajosamente, dentro de un baño de enfriamiento está dispuesto otro medio de transporte, especialmente una cinta transportadora, con el que el material de plástico solidificado se transporta a un dispositivo de secado para su secado. El escáner térmico según la invención trabaja de forma especialmente preferida según el principio de un túnel de contracción por aire caliente. El concepto de la base perforada no sólo comprende bases con orificios, sino también bases de rejilla y de malla, siempre que se cumpla la función doble de servir de depósito para algo, por un lado y dejar correr a través, por el otro.
En una forma de realización alternativa, la separación por tipos se realiza en el escáner térmico no por la vía de una separación por filtración, sino ópticamente. En este caso las partículas de las fracciones de plástico que se deben separar, también se calientan en el túnel de manera que las partículas del tipo con la fusión más baja se funden, al menos, superficialmente, mientras que las partículas del otro tipo de plástico o de los otros tipos de plásticos se funden menos o, preferentemente, no se funden. Las partículas de plástico se identifican ópticamente a continuación por la naturaleza de su superficie o de su forma, en caso de que haya ocurrido un cambio de forma identificable y se separan entre sí mediante medios adecuados en correspondencia con el resultado de la identificación. La separación se realiza preferentemente mediante solicitación con gas a presión.
La instalación presenta preferiblemente un generador de biogas con una o varias pequeñas turbinas de gas postconectadas. En el generador de biogas se genera mediante microorganismos gas metano a partir de sustancias orgánicas que se han extraído de la mezcla de material inicial y/o de la mezcla de plásticos obtenida de ésta. El gas de metano generado se quema en, al menos, una turbina de gas. El gas de combustión producido aquí se usa para la generación de energía de proceso para la instalación. La energía de proceso, generada así por la misma instalación, se puede usar para la producción o generación de vapor para el extractor o el escáner térmico, en caso de que existan componentes de este tipo en la instalación, o para ambos componentes de la instalación.
La instalación presenta ventajosamente también un dispositivo de reciclado de virutas y fibras, con el que se obtienen virutas y fibras en un procedimiento quimio-termo-mecánico de varias etapas a partir de residuos de madera, especialmente de material de virutas prensadas y muebles viejos, que han sido separados en la instalación a partir de la mezcla de materiales. A la unidad quimio-termo-mecánica del dispositivo de reciclado de virutas y fibras está postconectada una prensa que prensa una mezcla de lodo de clarificación, así como virutas y fibras residuales, obteniéndose piezas prensadas. Las piezas, prensadas preferentemente en forma de briquetas, se pueden reunir posteriormente en portadores de fácil manejo, por ejemplo, cada uno de 10 kg, para quemarlos como combustible sustitutivo de briquetas de carbón. También se pueden fabricar abonos de esta mezcla, en lugar de piezas prensadas.
Antes de la separación por colores y después de una primera separación por tipos realizada preferentemente por plásticos y no plásticos, la mezcla de plásticos se somete preferentemente a un análisis de degradación del material. Sobre la base del resultado del análisis se continúan tratando los plásticos que están por debajo de un grado de degradación predeterminado, separados de los que no quedan por debajo de ese grado de degradación predeterminado. Así se realiza, en otras palabras, un control de la calidad y una separación de los plásticos de distintas calidades. Aunque se produce preferentemente una separación sólo en dos calidades, sería posible asimismo una separación en más de dos calidades. El control de la calidad sirve para la separación de los plásticos con una estructura molecular dañada de aquellos plásticos con una estructura molecular que está lo suficientemente intacta para el procesamiento ulterior de manera que éste vale la pena.
Se usa como medida del grado de degradación la longitud de las cadenas moleculares de los plásticos. Las degradaciones del material se pueden deber especialmente a los efectos de la luz del sol durante un almacenamiento de los plásticos en la mezcla de plásticos o en una mezcla de materiales, de la que se ha formado la mezcla de plásticos. Por efecto de la luz del sol se produce una degradación, condicionada por los rayos ultravioleta, descomponiéndose las cadenas moleculares de los plásticos. Esta descomposición más allá de un grado de degradación permitido previsto puede haber ocurrido ya después de un almacenamiento de varias semanas a la intemperie. El grado de degradación prefijado en el sentido de la invención corresponde a un estado de los plásticos, en el que las longitudes de las cadenas moleculares de los plásticos en el medio quedan por debajo de una longitud mínima que puede variar de tipo en tipo de plástico. La degradación de los plásticos está sometida a la influencia de la irradiación con luz ultravioleta y al grado de reciclado. En este sentido resulta determinante que ciertos plásticos, usados por ejemplo en la industria de los alimentos, no tienen estabilizadores de rayos ultravioleta. Los plásticos se descomponen ya después de un almacenamiento de aproximadamente seis meses al aire libre. Por otra parte, una regranulación en el curso de un reciclado de un mismo material la cadena molecular en un eslabón de manera que tras diez a doce procesos de reciclado ya no se puede obtener un granulado mecánicamente resistente de este material.
Un método de análisis preferido consiste en comprobar la resistencia a la tracción de un plástico que se debe analizar. La degradación se determina mediante una prueba de tracción según el estado de la técnica. La resistencia a la tracción se usa como medida de la degradación del material. La comprobación se realiza preferentemente mediante muestras. La mezcla de plásticos, que se debe comprobar, se prueba preferentemente por lotes. En una comprobación realizada por lotes en un procedimiento de muestreo, se siguen tratando unificadamente todo el lote, del que se han arrancado la muestra o muestras de control, con independencia del resultado de la prueba. La comprobación por lotes mediante muestras brinda información suficiente, cuando los plásticos de la mezcla de plásticos tienen una historia anterior unificada en lo relativo a la degradación del material. Esto ocurre normalmente, pues la degradación del material en los plásticos se debe en primer lugar a la acción de la luz del sol. Básicamente, la degradación está determinada así por las condiciones de almacenamiento y el tiempo de almacenamiento de la mezcla de plásticos o de la mezcla del material inicial en el lugar en que se encuentra la instalación según la invención. Estas condiciones externas varían básicamente de lote en lote y no dentro de un mismo lote.
Los plásticos, que están degradados en el sentido mencionado antes más allá del grado de degradación prefijado, preferentemente no se clasifican ni separan por colores, sino que se trituran. Las partículas de plástico producidas así, presentan preferentemente un tamaño de partícula en el intervalo de 5 a 20 mm, con especial preferencia de 5 a 10 mm.
Un uso preferido de este granulado de plástico segregado es la quema en instalaciones de quema con el fin de obtener energía, preferentemente en centrales de generación de electricidad y en instalaciones para la quema de basura o como materia prima para la producción de gas mediante pirólisis. Pueden sustituir especialmente los portadores de energía primarios fósiles o aumentar, por ejemplo, en las instalaciones de quema de basura el valor calórico del material que se debe quemar. Mediante la trituración en partículas se puede transportar sin un gran reequipamiento el granulado obtenido así, a través de toberas de instalaciones de quema, especialmente instalaciones de combustión de polvo de carbón, y se puede quemar como sustituto de los portadores de energía fósiles. No se requiere un caro reequipamiento de las instalaciones de quema existentes. La trituración y el uso según la invención del granulado de plástico obtenido así, se puede realizar ventajosamente también para aquella mezcla de plásticos del tipo mencionado antes. De esta forma ya no es imprescindible, básicamente, realizar un análisis del material, aunque se prefiere. La mezcla de plásticos suministrada se puede triturar simplemente sin tener en cuenta el grado de degradación de los plásticos que contiene y se puede confeccionar para el uso como combustible en una instalación de quema.
La comprobación del material descrita antes, sin clasificación ni separación siguiente por colores, se puede usar también ventajosamente para la creación de, al menos, dos flujos de material de plástico que se tratan posteriormente de maneras diversas. Preferentemente, uno de esos dos flujos de material con el plástico de menor calidad se prepara y se usa como se ha descrito antes. El otro flujo de material con el plástico de mayor calidad se sigue tratando en otro reciclado.
Por tanto también es objeto de la invención un procedimiento de clasificación y separación para un reciclado de plásticos que existen como residuos en una mezcla de plásticos, en la que la mezcla de plásticos se somete a un análisis de degradación del material y se forman, al menos, dos flujos de material en dependencia del resultado del análisis. Uno de los flujos de material contiene plásticos de menor calidad, especialmente con una estructura molecular dañada. Este flujo de material se somete, preferentemente, a una trituración. Las partículas de plástico obtenidas así, están previstas preferentemente para un uso como combustible. Al menos el otro flujo de material recibe los plásticos en una calidad tal que merece la pena un reciclado mediante un procedimiento de reciclado según la presente invención.
Es objeto de la invención asimismo una trituración de plásticos, que existen como residuos en una mezcla de plásticos, y el uso de las partículas de plástico producidas de esta forma como combustible para una instalación de quema o como materia prima para la producción de gas en una instalación de pirólisis. Esta preparación y uso, según la invención, de los plásticos residuales se realiza de acuerdo con la ejecución anterior del análisis y la creación, descritos antes, de al menos dos flujos de material. Esta preparación y uso, según la invención, se aplica por tanto en el marco del procedimiento de clasificación y separación, según la invención, para el aumento ulterior de la rentabilidad a través de poner a disposición los plásticos de forma óptima.
La instalación según la invención está construida ventajosamente de forma modular de manera que se puede adaptar fácil y óptimamente al terreno disponible para su montaje y también al objetivo de reciclado que se debe alcanzar. La instalación puede comprender componentes individuales, una combinación o todos los componentes de la instalación descritos antes.
El análisis del plástico, el extractor, el escáner térmico, el generador de biogas con la turbina de gas postconectada y el dispositivo de reciclado de virutas y fibras se pueden usar también sin la clasificación y separación por colores según la invención. Por ejemplo, una instalación ya existente de reciclado para material excavado de un vertedero u otra mezcla de materiales del tipo mencionado al inicio puede estar equipada con una u otra combinación de estos componentes de la instalación. Los dispositivos también se pueden usar, básicamente, en combinación con la separación convencional por tipos de plásticos para mejorar el producto del reciclado de los plásticos. Resulta especialmente ventajoso si se usan para el extractor, el escáner térmico y/o el dispositivo de reciclado de virutas y fibras componentes ya desarrollados y existentes en el mercado como el preferido extractor de carrusel o un túnel de contracción por aire caliente, consistiendo otra particularidad según la invención en que un extractor de carrusel convencional funciona con acetato etílico en lugar de con agua caliente y/o en que una paleta conocida de los túneles de contracción de aire caliente convencionales se sustituye por un medio de transporte accionado con una base perforada.
Una instalación de reciclado totalmente integrada y una instalación de reciclado modificada con todos los componentes explicados antes, se describe a continuación mediante figuras. Las características dadas a conocer en los ejemplos de realización crean variaciones ventajosas de la invención individualmente y en cada una de las combinaciones de estas características. Muestra la:
fig. 1 una instalación de reciclado con componentes de la instalación para la clasificación y la separación de plásticos por colores,
fig. 2 la instalación de reciclado de la figura 1 para plásticos segregados,
fig. 3 un escáner térmico en una primera forma de realización,
fig. 4 una instalación de reciclado modificada, no configurada según la invención, con componentes de la instalación para una clasificación y una separación modificada de plásticos,
fig. 5 una separación por colores totalmente automática,
fig. 6 la instalación de reciclado de la figura 4 para plásticos segregados,
fig. 7 un escáner térmico en una segunda forma de realización,
fig. 8 un reciclado según el estado de la técnica y
fig. 9 un reciclado según el estado de la técnica.
Con las instalaciones se pueden procesar todas las sustancias de la lista verde internacional de residuos del Convenio de Basilea, sean clasificadas, no clasificadas o en cualquier fracción de mezcla. Una gran parte de estas sustancias se reciclan mediante pasos de reciclado según la invención y su coordinación según la invención, así como en componentes de la instalación usados según la invención. Las instalaciones pueden recibir y procesar, individualmente o mezclados, basura doméstica, basura industrial y material excavado de vertederos. Las instalaciones pueden procesar y volver a reciclar en su mayor parte basura biológica como hierba cortada, residuos domésticos orgánicos y estiércol, chatarra eléctrica y electrónica, residuos de plásticos domésticos y/o industriales, camiones y/o coches completos, no desmontados, muebles y enseres domésticos fuera de uso, basura de los hogares, materiales compuestos, por ejemplo, materiales compuestos de plástico/plástico, papel/plástico, plástico/metal y materiales similares.
En un primer paso del procedimiento de reciclado, la mezcla de materiales residuales, que se debe reciclar, se somete a una clasificación previa y a una separación en un dispositivo de clasificación previa y separación 1. El dispositivo de clasificación previa y separación 1 comprende un separador de FE para la separación de materiales magnéticos, un separador de NE para la separación de metales preciosos y no férreos, así como un separador de corriente transversal. Como resultado se realiza una clasificación previa en los plásticos y en los no plásticos. Los materiales magnéticos, el acero, el vidrio y la madera se segregan inmediatamente siempre que existan en fracciones de máxima pureza y no en materiales compuestos dentro de la mezcla de materiales suministrada. Estos se transportan mediante cintas transportadoras a los contenedores listos para recoger las distintas fracciones de materiales y se transportan mediante contenedores para su venta.
De la mezcla de materiales que queda, se segregan los plásticos aún en el dispositivo de clasificación previa 1 y se transportan mediante una cinta transportadora a una instalación de lavado a alta presión con secado a continuación. La instalación de lavado a alta presión se usa como separador de materia orgánica.
El fluido de lavado de la instalación de lavado a alta presión con los residuos orgánicos que contiene, se aclara. El fluido de lavado aclarado se reconduce a la instalación de lavado de alta presión, es decir, se mueven en un circuito cerrado. Los residuos orgánicos, separados durante el aclarado, son alimentados a una central de generación de electricidad por bio-
gas 2.
Los plásticos purificados, que todavía se encuentran en una mezcla de plásticos, se llevan de la instalación de lavado a alta presión después del secado a un dispositivo de análisis 6 y se comprueba la degradación del material. La degradación del material puede estar causada especialmente por el efecto de la luz del sol durante el almacenamiento de los plásticos. La degradación del material, que se debe analizar, consiste en una destrucción de la cadena molecular o, al menos, una reducción de las cadenas moleculares de los plásticos. La degradación puede haber avanzado tanto que ya no valga la pena un reciclado.
El análisis de la degradación del material se efectúa mediante un procedimiento de comprobación. En el ejemplo de realización se comprueba la resistencia a la tracción de los plásticos, por lo que la resistencia a la tracción constituye la medida de la degradación. Cuando no se alcanza un valor mínimo predeterminado de resistencia a la tracción durante la prueba, esto significa que se ha sobrepasado un grado de degradación predeterminado que aún es permisible. Para realizar la prueba de resistencia a la tracción se extraen cintas de plástico, partes de plástico o similares de la mezcla de plásticos, se funden en cada caso por separado y se comprimen por separado a través de una tobera. Así se forman varias tiras de, por ejemplo, 2 mm de diámetro que se someten a continuación a la prueba de resistencia a la tracción y que se comprueban para determinar si no se ha alcanzado el valor mínimo predeterminado de la resistencia a la tracción.
La mezcla de plásticos se analiza por lotes. Para el análisis se extraen muestras, en cada caso, de un lote de mezcla de plásticos. Los lotes son suficientemente homogéneos en lo relativo a la degradación del material de manera que se puede obtener el grado de degradación de un lote completo mediante unas pocas muestras. La homogeneidad de la degradación de material se produce por sí misma, pues los residuos de plásticos son alimentados a la instalación de reciclado sin ninguna selección. La alimentación a la instalación de reciclado ya se produce por lotes, por ejemplo, en forma de un lote, respectivamente, de material excavado de un vertedero, residuos industriales o residuos domésticos. Estos lotes se pueden considerar generalmente homogéneos para el procedimiento, según la invención, respecto a la degradación del material de los plásticos contenidos. Se produce una degradación considerable en primer lugar debido al almacenamiento en la ubicación de la instalación de reciclado.
El dispositivo de análisis 6 puede ser un componente integrado de la instalación de reciclado, pudiendo existir así directamente en la ubicación de la instalación de reciclado. El dispositivo de análisis 6 también se puede crear en un laboratorio de materiales ya existente, lejos de la ubicación de la instalación de reciclado. Las muestras de material extraídas se envían en ese caso al laboratorio de materiales. El respectivo lote de mezcla de plásticos se almacena de forma intermedia hasta que se tiene el resultado del análisis. Sobre la base del resultado del análisis se puede decidir nuevamente in situ sobre el tratamiento ulterior de la carga respectiva. Sin embargo, el resultado del análisis se puede transformar también en señales de control y se puede transmitir a la instalación por la vía de la transmisión de datos, por ejemplo, desde el laboratorio de materiales.
En las figuras 1 y 4 se representa el tratamiento ulterior de las mezclas de plásticos, cuya calidad respecto a la degradación del material es suficientemente buena para un reciclado subsiguiente. En las figuras 2 y 6 se muestra, por el contrario, el tratamiento ulterior de las mezclas de plásticos, cuyo análisis ha arrojado que ya no vale la pena un reciclado desde el punto de vista económico, pues la degradación del material ya está demasiado avanzada. Sobre la base del resultado del análisis se separa la mezcla de plásticos en dos flujos de material, concretamente, en el flujo de material de los plásticos que se deben clasificar y separar por colores y tipos (figuras 1 y 4) y los plásticos que se deben segregar (figuras 2 y 6).
En la figura 1 los plásticos, que se encuentran todavía en la mezcla de plásticos, se transportan después del análisis a un dispositivo de separación por colores 7. En el dispositivo de separación por colores 7, los plásticos pasan a una cinta de clasificación y se clasifican a mano según los siete colores básicos siguientes de acuerdo con el sistema de colores básicos, es decir, por tonos RAL: verde, amarillo, rojo, negro, blanco, azul y transparente. Los colores matizados se asignan al tono de color básico más próximo en cada caso, por ejemplo, el verde claro al verde RAL y el lila al rojo RAL. Los plásticos se separan en el dispositivo de clasificación por colores 7 y separación según las fracciones de colores básicos.
Las fracciones de colores básicos son alimentadas por fracciones a un dispositivo de trituración. El dispositivo de trituración está formado por una trituradora cortante con útiles de corte refrigerados.
Los plásticos existentes en las fracciones de colores primarios se trituran en el dispositivo de trituración hasta un tamaño de partícula en el intervalo de 5 a 20 mm, especialmente se cortan y a continuación son alimentados a un dispositivo de extracción 8. Pueden estar previstos también varios dispositivos de extracción, uno por color básico. Cada fracción de color básico es liberada mediante limpieza de la superficie y extracción en el dispositivo de extracción 8, separada de las demás fracciones de color básico, de sustancias contenidas, por ejemplo, de alimentos migrados como los ácidos lácteos y los aromas, aditivos de elaboración como ácido silícico, estabilizadores, compilación de color, así como tintas de impresión y suciedad adherida y se seca a continuación mediante vapor caliente. Aquí, el medio de extracción se evapora y transporta las sustancias extraídas a una limpieza de medio de extracción. El medio de extracción se condensa allí después de cada paso de trabajo, precipitándose las sustancias extraídas y pudiéndose volver a usar el medio de extracción así purificado. El medio de extracción se transporta por un circuito cerrado.
Los colores de impresión, que se precipitan durante la condensación, se separan y se venden a la industria de colores de impresión para su recuperación.
El dispositivo de extracción 8 está formado en el ejemplo de realización por un extractor de carrusel. Se puede usar, por ejemplo, un extractor de carrusel como el que construye la empresa Krupp Extraktions GMBH, Hamburgo, para la fabricación de aceite comestible y especias. En este conocido extractor de carrusel se usa como medio agua caliente para extraer de las semillas oleaginosas y las especias aceites esenciales que no son aptos para el consumo humano. Un extractor de este tipo usado como dispositivo de extracción admite para una extracción, por ejemplo, un lote de aproximadamente 150 t de material, con una capacidad de extracción de 25 000 toneladas anuales.
Sin embargo, en un tratamiento de extracción de las distintas fracciones de plásticos en colores básicos puros no se usa agua, sino acetato etílico como medio de extracción. Usando acetato etílico se extraen todas las impurezas y adherencias que el fabricante y la entidad elaboradora han dejado durante la fabricación y el procesamiento de los plásticos, así como las impurezas posteriores ocasionadas por el uso del producto.
El dispositivo de extracción presenta una carcasa en forma de tambor de acero fino, en la que se acciona por giro una rueda celular, también de acero fino, alrededor de su eje de giro vertical. La rueda celular forma por la circunferencia del tambor cámaras o segmentos distribuidos uniformemente, por ejemplo, doce segmentos. Desde un punto de carga sobre el tambor, el granulado de plástico se vierte en el segmento de la rueda celular situado en cada caso debajo del punto de carga. En la dirección de giro detrás de esta estación de llenado está dispuesto un dispositivo de rociado, mediante el que se rocía acetato etílico en un segmento con granulado de plástico.
Durante el rociado el acetato etílico presenta una temperatura en el intervalo de 30 a 60º, estando así más caliente que el granulado que se ha llevado a temperatura ambiente. Con al aumento de temperatura del acetato etílico se evita que el acetal etílico se condense en la superficie del granulado, goteando así sin producir efecto. Para calentar el acetato etílico existe un dispositivo de calentamiento en la ubicación de la instalación.
Distribuidos por la circunferencia del tambor hay, además, una estación para dejar salir el acetal etílico, una estación para introducir el vapor caliente y, finalmente, una estación para descargar los lotes de granulado de los segmentos en el tambor. Después del tiempo de acción necesario para una extracción a fondo, el acetato etílico se deja salir hacia abajo a través de un orificio en el fondo del tambor, se recoge y se evapora. El vapor de acetato etílico, liberado de las impurezas desprendidas, se vuelve a recoger y se reconduce a un tanque de almacenamiento para su recuperación. Un lote de granulado se puede rociar también repetidamente de forma consecutiva con el acetato etílico caliente que se deja salir antes de cada nuevo rociado de la forma descrita y que se alimenta a una recuperación.
Después de realizada la extracción, el granulado existente aún en el tambor se purifica mediante vapor caliente en la estación de vapor caliente. Con este fin el vapor caliente se lleva desde abajo al lote de granulado que se debe purificar en cada caso. El vapor caliente sube en el segmento de rueda celular y arrastra el acetato etílico que todavía adherido. Al mismo tiempo se seca el granulado.
Finalmente el granulado purificado se retira en la estación de descarga para someterlo después a una separación por tipos de plásticos.
El tambor, que no gira, presenta una superficie envolvente cilíndrica, así como una superficie de techo y una superficie de piso. Dentro del tambor la rueda celular gira con sus segmentos radiales. Aquí la rueda celular gira entre la superficie de piso, que no gira, del tambor. En la zona de la estación respectiva, bien la superficie de techo o bien la superficie de piso presenta agujeros según el objetivo respectivo de la estación, por ejemplo, una incisión segmental en forma de triángulo en la superficie de techo para introducir el granulado y hendiduras de descarga o una perforación de descarga en la superficie de piso para dejar salir el medio de extracción.
La obtención de plásticos con pureza de color en las dos etapas a partir de (a) la clasificación y la separación por colores básicos y (b) una extracción siguiente para cada una de las fracciones de plásticos con pureza de color básico creadas de esta manera, presenta la ventaja de que en el primer paso se obtienen fracciones de partes de plástico creadas a partir de granulados de plásticos que han sido coloreadas en gran parte en la refinería según los colores básicos, especialmente los colores básicos RAL. La coloración según los colores básicos se realiza mediante inclusión de los correspondientes monómeros de color en las cadenas de polímeros de los plásticos. Estos monómeros de color no se pueden volver a extraer de las cadenas de polímero sin daños o destrucción, tampoco mediante extracción. Por el contrario, los matices de colores para cantidades pequeñas de plásticos se obtienen al imprimirse o pintarse parcialmente o por completo las superficies de los plásticos o mediante la adición de compilación de color como aditivo, por ejemplo, en una extrusión. A esto se añaden otros aditivos para ajustar otras propiedades del material. Las fracciones de plásticos, obtenidas después de la clasificación y la separación por colores básicos, están compuestas así por un material básico, concretamente, los plásticos con pureza de color básico, que se puede tratar siempre igual en pasos de elaboración siguientes. En este sentido, el material es igual en cada una de las fracciones de plástico con pureza de color básico. En la extracción siguiente en el dispositivo de extracción 8 se extraen aditivos o compilación que introducidos durante la fabricación de los productos de plástico, que se deben reciclar, antes del moldeo de los productos de plástico de manera que de aquí se fabricaron, por ejemplo, plásticos de lámina plana, moldeados por inyección, conformados por embutición profunda y otros plásticos. En este sentido se añaden antes fluidificantes, por ejemplo, en los plásticos procesados antes en un procedimiento de moldeo por inyección. Estos fluidificantes impedirían, sin embargo, la producción de láminas planas, por ejemplo, la producción de láminas estiradas biaxialmente en procedimientos tenter o provocarían huecos en la lámina. Para poder fabricar después del reciclado un plástico de lámina plana a partir de un plástico moldeado por inyección, se eliminan los fluidificantes mediante extracción en el dispositivo de extracción 8. El material reciclado así obtenido se puede volver a confeccionar después de una separación siguiente por tipos de plásticos para la fabricación de, por ejemplo, plásticos para láminas planas, en el caso del ejemplo, compilando ácido silícico como separador para impedir un pegado estático entre sí de las capas de lámina arrolladas.
Después de la extracción, las fracciones de plásticos con pureza de color y purificadas son alimentadas una detrás de otra, es decir, cada color individualmente, en un paso de trabajo siguiente a un dispositivo de separación 9 mecánico-física y se separan por tipos individuales de plástico, especialmente en PET, PVC, PS, LDPE/PP, HDPE, PUR y ABS.
A otro dispositivo de separación 5 son alimentadas las fracciones de material que aún quedaron después de la segregación de los plásticos, chatarra eléctrica y electrónica, materiales compuestos, papel, cartón, cartulina y aluminio del dispositivo de clasificación previa y separación 1, separándose allí entre sí. El dispositivo de separación 5 recibe también material que ha sido extraído en un dispositivo de reciclado de virutas y fibras 4, especialmente materiales metálicos, por ejemplo, herrajes. Los plásticos obtenidos en el dispositivo de separación 5 son alimentados al dispositivo de separación por colores 7.
Los dispositivos de separación 5 y 9 están formados, en cada caso, por un dispositivo de separación mecánico-física del tipo que se conoce, por ejemplo, del documento EP0751831B1. En esta instalación los materiales compuestos como, por ejemplo, bolsas con chips, se despiezan en los distintos materiales básicos, por ejemplo, aluminio, polietileno de baja densidad y poliéster, y se separan según el grado de pureza. Los metales no magnéticos, los metales magnéticos, el cartón, el papel, la cartulina y los metales preciosos también se separan según el grado de pureza y se transportan en contenedores ya disponibles para su venta.
El dispositivo de separación para plásticos 9 está agrupado espacialmente con el otro dispositivo de separación 5, pero trabaja separado de éste, es decir, no se realiza un transporte de material entre ambos dispositivos de separación 5 y 9. En el caso de los dispositivos de separación 5 y 9 se trata, preferentemente, del mismo dispositivo que se adapta a la tarea de separación respectiva mediante el reequipamiento y/o el cambio de los parámetros de procedimiento ajustables. Si se usa un dispositivo de separación según el documento EP0751831B1, se puede cambiar especialmente el útil giratorio con este fin. Por lo demás, se ajustan óptimamente los parámetros de procedimiento en un dispositivo de separación según la tarea de separación respectiva, por ejemplo, la velocidad de rotación del útil. Los dispositivos de separación 5 y 9 están en condiciones de separar entre sí con pureza de tipo las distintas fracciones de plásticos y/o metal y/o plástico/metal.
Los materiales de plástico, que se obtienen en el dispositivo de separación 5 después de la separación, por ejemplo, a partir de materiales compuestos de metal/plástico de bolsas con chips y materiales similares, son alimentados al dispositivo de separación por colores 7.
Los plásticos obtenidos en el dispositivo de separación 9, que no se pueden separar entre sí por vía mecánico-física, se transportan mediante una cinta transportadora desde el dispositivo de separación 9 a un escáner térmico 10 y allí se separan entre sí por vía térmica. Para mencionar un ejemplo: una separación térmica de este tipo se realiza preferentemente para la mezcla de LDPE y PP, los que no se pueden separar mediante el dispositivo de separación 9 debido a sus pesos específicos casi idénticos.
El escáner térmico 10 presenta varios escáneres térmicos individuales idénticos, concretamente, uno por cada color básico. En el ejemplo de realización el escáner térmico 10 está compuesto por siete escáneres térmicos individuales que preferentemente están dispuestos en paralelo uno al lado de otro. Se evitan nuevas mezclas de colores.
Cada uno de los escáneres térmicos individuales funciona por el principio del túnel de contracción por aire caliente y comprende una cámara o túnel, en el que está instalado un medio de transporte sinfín. Cada túnel se alimenta con aire caliente que presenta especialmente en el túnel una temperatura que es al menos igual a la temperatura de fusión del plástico con fusión más baja, pero menor que la del plástico con fusión más alta. La mezcla, situada sobre el medio de transporte y compuesta por al menos dos plásticos con distintas temperaturas de fusión, se separa térmicamente de esta forma mediante el ajuste de la temperatura de la atmósfera del túnel. El material con fusión más baja, en el ejemplo de realización LDPE, se lleva mediante el medio caliente a una temperatura que le permite pasar del estado de agregación sólido al estado de agregación líquido. El otro material de plástico, comparativamente con fusión más alta, permanece en estado de agregación sólido a la temperatura seleccionada.
El gas caliente del escáner térmico 10 es, preferentemente, aire caliente. La energía para calentar este medio se genera por sí misma dentro de la instalación de reciclado, concretamente, mediante la central de generación de biogas 2, como se describirá más adelante.
El escáner térmico 10 está formado ventajosamente por un túnel de contracción reestructurado como se usa para contraer, por ejemplo, paquetes mediante láminas de contracción. El uso de un túnel de contracción reestructurado y adaptado para la separación térmica de plásticos en general, aunque preferentemente de residuos de plásticos, representa también un objeto de la invención.
La figura 3 muestra un escáner 10 de este tipo creado por reestructuración de un túnel de contracción convencional. Aquí se ha representado como ejemplo uno solo de varios túneles 11 del escáner térmico 10. El túnel 11 se calienta mediante un soplador de aire caliente 12.
Una fracción de color básico de las fracciones de plástico con pureza de color y purificadas de LDPE y PP se alimenta sobre el medio de transporte 15 del túnel 11 de aire caliente a través de un silo de granulado 13 mediante un dispositivo de dosificación 14. El medio de transporte 15 es una cinta transportadora sinfín que está formada por elementos de acero unidas entre sí. Los elementos de acero son rejillas recubiertas de teflón. El reticulado de la rejilla se ha seleccionado de modo que el granulado de LDPE y PP, preferentemente el material cortado y cribado de LDPE y PP, se quede sobre el medio de transporte 15 al entrar al túnel 11 de aire caliente y no caiga a través de la rejilla. El medio de transporte 15 lleva la mezcla de LDPE y PP a través del túnel 11 de aire caliente que se mantiene a una temperatura entre el punto de fusión del LDPE y el del PP. La temperatura se fija, preferentemente, según la tabla de "Hans-Jürgen Saechtling, Kunststoff - Taschenbuch, Hansa Verlag 1986, München und Wien". Del silo de granulado 13, las partículas de LDPE y PP se llevan al medio de transporte 15 antes de la entrada al túnel 11 de aire caliente. El medio de transporte 15 pasa a través de todo el túnel 11 de aire caliente. Después de atravesar el túnel 11 de aire caliente, las partículas de PP sobre el medio de transporte 15, que han mantenido su forma original debido al punto de fusión más alto del PP, son lanzadas desde el medio de transporte 15 a un medio de transporte 16 para sacar el material, dispuesto debajo. El medio de transporte 16 para sacar el material también es, preferentemente, una cinta transportadora de giro sinfín. Encima del medio de transporte 16 para sacar el material está instalada una ducha de aire frío 17 que lleva el PP de nuevo a la temperatura ambiente y lo seca. A continuación las partículas de PP se llevan a una cubeta de transporte para el procesamiento ulterior.
A la temperatura predominante en el túnel 11 de aire caliente se funde el LDPE y cae o fluye a través del medio de transporte 15 a un dispositivo de enfriamiento 18 abierto hacia arriba, que está situado debajo. El dispositivo de enfriamiento 18 está configurado preferentemente como baño de enfriamiento. En el ejemplo de realización se trata de un baño de agua refrigerada. En el dispositivo de enfriamiento 18 se produce un enfriamiento por choque, en el que el LDPE pasa de nuevo del estado de agregación líquido al estado de agregación sólido. Paralelamente por debajo del medio de transporte 15 está dispuesto en el dispositivo de enfriamiento 18 otro medio de transporte 19, preferentemente en forma de una cinta transportadora de malla fina. El LDPE nuevamente solidificado cae sobre este medio de transporte 19 y se lleva sobre éste a través de un dispositivo de enfriamiento 18, es decir, se saca del baño de enfriamiento, hasta un medio de transporte 20, preferentemente en forma de una cinta transportadora. El medio de transporte 20 transporta el LDPE por debajo de otra ducha de aire frío 21 que lo seca con aire a aproximadamente 20ºC. A continuación se lleva con pureza de tipo a una cubeta de transporte propia para su procesamiento ulterior.
Otra parte del LDPE, concretamente la parte todavía se adherida al medio de transporte 15 después de la fusión, se transporta a otro dispositivo de enfriamiento 22. El dispositivo de enfriamiento 22 también está formado preferentemente por un baño de enfriamiento y de forma especialmente preferente, por un baño de agua refrigerada. El dispositivo de enfriamiento 22 está dispuesto preferentemente por debajo del medio de transporte 15 y preferentemente, por debajo del dispositivo de enfriamiento 18. En el dispositivo de enfriamiento 22 o baño de enfriamiento preferido está dispuesto un medio de transporte 23 que está configurado preferentemente también como cinta transportadora de malla fina. Las partículas de LDPE, disueltas y que cuelgan del medio de transporte 15, son extraídas a presión del medio de transporte 15 mediante el dispositivo de enfriamiento 22. Las partículas de LDPE, aquí solidificadas, que están en el medio de transporte 15, son exprimidas mediante un expulsor 24, preferentemente mediante un cilindro de puntas. Con este fin el expulsor 24 está conformado con un ajuste exacto al reticulado del medio de transporte 15. El LDPE se barre de la cinta transportadora 15 mediante un rascador 25 dispuesto en la dirección de transporte del medio 15 de transporte. El rascador 25 está formado preferentemente por una escoba de acero giratoria que trabaja contra la dirección de transporte de la cinta transportadora 15. El LDPE barrido cae simplemente por fuerza de gravedad sobre el medio de transporte 23. El medio de transporte 23 transporta el LDPE a un tercer medio de extracción 26 que está configurado también como cinta extractora en el ejemplo de realización. El medio de extracción 26 transporta el LDPE por debajo de una tercera ducha de aire frío 27, donde se seca mediante aire a 20ºC aproximadamente. A continuación esta parte del LDPE también se lleva con pureza de tipo a una cubeta de transporte para su procesamiento ulterior. Se puede tratar de una cubeta de transporte igual a la del LPDE que se volvió a solidificar en el dispositivo de enfriamiento 18.
Las duchas de aire frío 17, 21 y 27 pueden ser unidades separadas o una unidad combinada accionada por un único soplador.
Pueden estar dispuestos también varios escáneres térmicos 10 uno detrás de otro en forma de cascada, en caso de que se deban separar por vía térmica más de dos tipos de plásticos entre sí.
Las fracciones de plásticos, que abandonan con pureza de tipo y de color el dispositivo de separación 9 y el escáner térmico 10, se transportan a silos que están construidos preferentemente en la ubicación de la instalación de reciclado y allí se almacenan de forma intermedia por los distintos colores y tipos hasta su procesamiento ulterior. Estos se pueden compilar en las entidades elaboradoras o, como ocurre en el ejemplo de realización, en un dispositivo de compilación y extrusión 30 en la ubicación de la instalación de reciclado a solicitud del cliente, por ejemplo, coloreados según la norma técnica DIN y provistos de aditivos para la nueva finalidad de uso, y extrudidos a continuación. Para ello las fracciones de plásticos con pureza de tipo y color se funden y se introducen en las compilaciones respectivas, a continuación se extruden y se regranulan. El regranulado recuperado y con pureza de tipo y color se transporta para la venta.
Por consiguiente, con la invención es posible fabricar un plástico de lámina plana, por ejemplo, a partir de plástico moldeado por inyección.
En la figura 2 se representa el procesamiento ulterior del flujo de material de plástico que se segregó como resultado del análisis de los plásticos. Esto puede ocurrir, ante todo, si se reciben residuos de vertederos. El lote segregado se tritura primero en partículas de plástico con un tamaño entre 5 y 20 mm. Con este fin se usa el dispositivo de trituración ya descrito que también se usa para aquellos lotes sometidos a la separación por colores ya explicada.
El lote de plásticos segregado con las partículas de plástico trituradas se alimenta al dispositivo de extracción 8 y allí se trata de igual forma que se explicó antes sobre las fracciones por colores básicos.
Después de la extracción el granulado de partículas de plástico purificadas de este modo se coloca en depósitos de almacenamiento o se transporta hacia fuera directamente para su uso como combustible en las instalaciones de quema.
La instalación de reciclado del ejemplo de realización presenta todos los componentes descritos en una única ubicación. Sin embargo es posible una dislocación de los componentes. Se puede adaptar de forma flexible especialmente a las condiciones locales, por ejemplo, al terreno o a superficies de montaje limitadas.
Como otra fracción de material se segregan materiales de virutas prensadas y muebles viejos en el dispositivo de clasificación previa y separación 1, que son alimentados a un dispositivo de reciclado de virutas y fibras 4 como fracción propia de material. El dispositivo de reciclado 4 trabaja según un procedimiento termo-mecánico de varias etapas, por ejemplo, según el procedimiento descrito en el documento DE19509152A1. Mediante éste se obtienen de nuevo virutas de madera y fibras de celulosa a partir de muebles viejos y materiales de virutas prensadas, especialmente de tableros de virutas, así como de otras piezas residuales de la producción y del rechazo de la industria procesadora de la madera. Las virutas de madera y las fibras obtenidas aquí se envasan en contenedores al final del proceso quimio-termo-mecánico y se envían a la industria de tableros de virutas y/o la industria de la celulosa. El rendimiento de virutas y fibras es de más de 95%.
Las virutas y fibras restantes que no se pueden volver a usar, son alimentadas a un lodo de clarificación de un dispositivo de fabricación 3 de briquetas postconectado y allí se prensan en piezas de briqueta de lodo de clarificación. Así, el lodo de clarificación del dispositivo de reciclado 4 antepuesto se prensa en briquetas y se secan a continuación. Debido al contenido todavía elevado, por ejemplo, de fibras de papel y restos de virutas de madera al salir del dispositivo de reciclado 4, las briquetas se pueden usar como sustitutas de las briquetas de carbón o de la madera para la quema en chimeneas. Con este fin las briquetas de lodo de clarificación se envasan en paquetes de, por ejemplo, 10 kg cada uno como unidad portadora y se transportan para su venta.
Mediante el reciclado ALL INPUT descrito antes, la eliminación de residuos se puede realizar, por ejemplo, en Alemania con sólo dos depósitos para basura por hogar: un tonel para basura biológica que se mantiene por razones higiénicas, debiéndose envasar la basura biológica en sacos de plástico, y un tonel para basura restante para todos los demás residuos domésticos. Sin embargo, también es posible desde el punto de vista de la tecnología de reciclado según la invención almacenar todos los residuos domésticos en un único tonel. Debido a la fácil manipulación en el consumidor final, la tecnología de reciclado ALL INPUT también resulta adecuada para el uso en países, en los que no se puede realizar una costosa clasificación previa por parte de los consumidores finales.
Finalmente, en el dispositivo de reciclado está integrada la central de generación de electricidad por biogas 2. La central de generación de electricidad por biogas presenta un generador de biogas, al que se alimenta la basura orgánica desde el dispositivo de clasificación previa y separación 1. La biomasa se transforma en gas metano en el generador de biogas mediante microorganismos. El gas de metano producido se comprime en una estación de compresión y a continuación, en dependencia de la cantidad de gas producida y del caudal del generador de biogas, se alimenta a una o varias pequeñas turbinas de gas de la central de generación de electricidad por biogas 2. A cada una de las turbinas de gas está acoplado un generador para la producción de corriente. La ventaja de las turbinas de gas pequeñas respecto a los motores de gas, que también se pueden usar como sustitutos, radica en el rendimiento de energía básicamente mayor, en una vida útil más larga, una confiabilidad y una resistencia mayores de la turbina de gas.
Opcionalmente se puede alimentar y quemar gas natural en la turbina o turbinas de gas, en lugar de gas metano o como adición a éste. El gas natural se almacena previamente con este fin en un tanque de almacenamiento de la instalación y se puede alimentar en todo momento. Mediante la disposición de varias turbinas de gas y/o la alimentación adicional de gas natural se puede explotar cada turbina de gas en todo momento con un llenado óptimo.
Existe también la posibilidad de transformar residuos orgánicos ajenos a la instalación en fuerza de biogas 2. Esta materia orgánica ajena a la instalación puede venir, por ejemplo, de la agricultura de los alrededores o de los hogares de las comunidades cercanas y se puede alimentar al generador de biogas 2. Para ello puede estar previsto otro generador propio de biogas para la generación de metano. El gas metano generado a partir de esto también se puede quemar en las turbinas de gas.
El gas de escape de la turbina o las turbinas de gas, producido por la combustión de gas metano, gas natural o una mezcla de ambos gases, se usa para la generación de vapor a alta presión en una caldera de vapor. El vapor a alta presión se alimenta a una turbina de vapor con un generador postconectado de modo que la energía del gas de escape de combustión se usa otra vez. El vapor que sale de la turbina de vapor se usa como energía de proceso para el dispositivo 4 de reciclado de virutas y fibras, el dispositivo de fabricación de briquetas 3, el dispositivo de extracción 8 y el escáner térmico 10. La energía de proceso se puede reconducir a la generación de vapor o se puede alimentar a una red de energía térmica a distancia.
La figura 4 muestra una instalación de reciclado modificada que no es objeto de las reivindicaciones, en la que la extracción se ejecuta antes de la separación por colores. Además, en esta instalación la fracción de plástico se clasifica y separa por tipos de plásticos antes de la separación por colores. La instalación modificada presenta, asimismo, un escáner térmico 10' en una forma de realización alternativa con una separación por tipos optoelectrónica directamente postconectada. Los demás componentes de la instalación se corresponden en su construcción y función a los de la instalación de reciclado según la figura 1. Por consiguiente, a continuación sólo se explican para la instalación de reciclado modificada las diferencias respecto a la instalación ya descrita.
Después de pasar el dispositivo de análisis 6, los plásticos de interés para un reciclado son alimentados al dispositivo de separación mecánico-física 5 junto con los demás materiales reciclables procedentes de la clasificación 1 previa y, dado el caso, con los plásticos del dispositivo de reciclado de virutas y fibras 4. En el dispositivo de separación mecánico-física 5, los plásticos se separan de los demás materiales y a continuación son alimentados como fracción de plástico triturado al extractor 8. La trituración se puede realizar antes o después de la separación mecánico-física. El extractor 8 se corresponde con el extractor de la instalación de la figura 1.
Las partículas de plástico, que después de la extracción existen en el caso ideal en los colores básicos puros, se separan por tipos a continuación en el segundo dispositivo de separación por tipos 9 que se corresponde preferentemente con el dispositivo de separación mecánico-física 9 de la figura 1. Los plásticos PP y LDPE, cuya separación mecánico-física es difícil o incluso imposible, son alimentados al escáner térmico 10' y se separan entre sí mediante el escáner térmico 10'.
Las partículas de plástico, obtenidas en el segundo dispositivo de separación por tipos 9 y 10' y separadas por tipos, son alimentadas, a diferencia del procedimiento reivindicado, a un dispositivo de separación por colores 7' totalmente automático y se separan por colores básicos. La separación por colores se realiza preferentemente por vía optoelectrónica, por ejemplo, con un aparato de clasificación por colores de la firma Mogensen GMBH & Co.KG, Wedel, Alemania.
La figura 5 muestra en una representación esquemática un dispositivo de separación por colores 7' de este tipo durante la separación de una fracción con pureza de tipo de partículas de plástico pequeñas. En un primer paso las partículas de plástico se dispersan sobre un transportador oscilante integrado. En un segundo paso pasan del transportador oscilante a una caída libre. Una "cortina de producto", producida aquí, es explorada en un tercer paso mediante un sistema óptico de alta resolución y se evalúa la exploración. Cada partícula de plástico individual se identifica según su color en correspondencia con el resultado de la evaluación. En un quinto paso inmediatamente a continuación se realiza en la cortina de producto la selección de las partículas de plástico por impulsos de aire a presión muy exactos, es decir, las partículas de plástico se solicitan individualmente en correspondencia con su color con un impulso de aire a presión de una intensidad determinada o sólo se solicitan las partículas de un único color y se separa en varias etapas por colores. Como resultado el flujo total de la fracción con pureza de tipo de partículas de plástico se separa, en cada caso, en un flujo parcial por color. En el sexto paso siguiente se transportan los flujos parciales con pureza de tipo y color.
La figura 6 muestra los flujos de material de la instalación según la figura 4 en el caso de la segregación de los plásticos. La forma de procedimiento resulta de la misma figura 5 y se corresponde a la forma de trabajo de la instalación según la figura 2, a excepción de la alimentación de los plásticos para la separación mecánico-física.
La figura 7 muestra el escáner térmico 10' con una separación por tipos optoelectrónica, dispuesta inmediatamente después, en un dispositivo de separación por tipos 40.
El escáner térmico 10' se corresponde con el escáner térmico 10 de la figura 3, respecto a la alimentación del granulado, al túnel 11 y al calentamiento del túnel. A diferencia del escáner térmico 10 de la figura 3, en lugar de un medio de transporte perforado se usa un medio de transporte sinfín 15' que crea una base cerrada para las partículas de plástico situadas encima. Igual que en el ejemplo de realización de la figura 3, el medio de transporte 15' está formado preferentemente por una cinta de elementos recubiertos de teflón o, por ejemplo, cromados. El medio 15' de transporte forma una base con una superficie con poca fricción para que las partículas de plástico situadas encima no se puedan adherir. En el escáner térmico 10' se funden al menos superficialmente las partículas de plástico del plástico con fusión más baja. Las partículas de plástico que abandonan el medio de transporte 15' presentan, en correspondencia con su temperatura de fusión respectiva, una superficie fundida superficialmente o no fundida superficialmente, mediante la que estas se identifican a continuación en el dispositivo de separación por tipos 40 y se separan de las partículas de plástico no fundidas superficialmente. La transposición del medio de transporte 15' al dispositivo de separación por tipos 40 se realiza mediante la fuerza de gravedad, sencillamente la caer las partículas de plástico en el extremo de transporte del medio de transporte 15' en un alojamiento, dispuesto verticalmente debajo del medio de transporte 15', del dispositivo de separación por tipos
40.
El dispositivo de separación por tipos 40 se corresponde con el dispositivo de separación 7' por colores de la figura 5 con la única excepción de que las partículas de plástico se identifican y separan entre sí por su superficie, en lugar de por su color. Por esta razón se remite a la descripción de la separación automática por colores, en lo relativo a la forma de trabajo del dispositivo de separación por tipos
40.
Lista de referencias
1
Primer dispositivo de separación por tipos, dispositivo de clasificación previa y separación
2
Central de generación de electricidad por biogas
3
Prensa, dispositivo de fabricación de briquetas
4
Primer dispositivo de separación por tipos, dispositivo de reciclado de virutas y fibras
5a
Dispositivo de trituración
5
Primer dispositivo de separación por tipos, dispositivo de separación mecánico-física
6
Dispositivo de análisis
7
Dispositivo de separación por colores
7'
Dispositivo de separación por colores
8
Dispositivo de extracción, extractor
9
Segundo dispositivo de separación por tipos, dispositivo de separación mecánico-física
10
Segundo dispositivo de separación por tipos, escáner térmico
10'
Segundo dispositivo de separación por tipos, escáner térmico
11
Túnel
12
Soplador de aire caliente
13
Silo de granulado
14
Dispositivo de dosificación
15
Medio de transporte
15'
Medio de transporte
16
Medio de transporte para sacar el material
17
Ducha de aire frío
18
Dispositivo de enfriamiento, baño de enfriamiento
19
Medio de transporte
20
Medio de transporte para sacar el material
21
Ducha de aire frío
22
Dispositivo de enfriamiento, baño de enfriamiento
23
Medio de transporte
24
Expulsor, cilindro de puntas
25
Rascador, escoba de acero
26
Medio de transporte para sacar el material
27
Ducha de aire frío
28
-
29
-
30
Dispositivo de compilación y extrusión
40
Dispositivo óptico de separación por tipos.

Claims (14)

1. Procedimiento de clasificación y separación para el reciclado de plásticos que existen como residuos en una mezcla de plásticos, conteniendo el procedimiento una separación de los plásticos por tipos de plásticos, caracterizado porque la mezcla de plásticos se clasifica y separa por colores y las fracciones de plásticos así obtenidas, separadas por colores, se clasifican y separan por tipos de plásticos.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la mezcla de plásticos se clasifica y separa por colores básicos, siendo los colores básicos preferentemente colores estandarizados, especialmente, colores básicos RAL.
3. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las fracciones de plásticos separadas por colores se someten a una extracción mediante acetato etílico como medio de extracción en un extractor (8), preferentemente en un extractor de carrusel.
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la mezcla de plásticos se somete a un análisis de degradación del material y los plásticos contenidos en la mezcla de plásticos se clasifican y separan por colores, si se determina mediante el análisis que no se sobrepasa un grado de degradación predeterminado.
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se separan entre sí térmicamente mediante un escáner térmico (10) plásticos (LDPE, PP) con distintas temperaturas de fusión que se han obtenido como mezcla mediante o después de la separación por colores.
6. Procedimiento según la reivindicación precedente, caracterizado porque el escáner térmico (10) comprende un medio de transporte (15) con una base perforada, sobre la que se transportan los plásticos (LDPE, PP), que se deben separar térmicamente, y son transportados y calentados a una temperatura, a la que al menos uno de los plásticos (LDPE, PP) se encuentra en un estado de agregación fluido y al menos otro de los plásticos (LDPE, PP) se encuentra en un estado de agregación sólido.
7. Procedimiento según una de las dos reivindicaciones precedentes, caracterizado porque un plástico (LDPE), llevado por calentamiento al estado de agregación fluido, pasa a un baño de enfriamiento (18, 22) para su nueva solidificación.
8. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque:
la mezcla de plásticos después de una separación de no plásticos, contenidos en una mezcla de materiales, se lava con un fluido de lavado y el fluido de lavado junto con las materias orgánicas lavadas, contenidas en éste, alimenta a una central de generación de electricidad por biogas (2) con un generador de biogas que produce, mediante microorganismos, gas metano a partir de las materias orgánicas,
porque el gas metano se quema en una turbina de gas y
porque el gas de combustión de la turbina de gas se usa para la generación de energía de proceso para la clasificación y la separación de los plásticos.
9. Instalación para el reciclado de plásticos y, preferentemente, también para el reciclado de otros materiales contenidos en una mezcla de materiales residuales, comprendiendo la instalación:
a)
un primer dispositivo de separación por tipos (1, 4, 5), con la que los plásticos y los no plásticos se separan entre sí,
b)
un segundo dispositivo de separación por tipos (9, 10), con el que los plásticos, separados de los no plásticos, se separan entre sí por tipos de plásticos,
caracterizada porque
c)
los plásticos se transportan de un primer dispositivo de separación por tipos (1, 4, 5) a un dispositivo de separación por colores (7; 7, 8), en el que los plásticos se clasifican y se separan entre sí por colores y se transportan en fracciones de color al segundo dispositivo de separación por tipos (9, 10).
10. Instalación según la reivindicación precedente, caracterizada porque el dispositivo de separación por colores (7, 8) presenta un extractor de carrusel (8), en el que las fracciones de plásticos clasificadas por colores se someten individualmente a una extracción mediante un medio de extracción caliente.
11. Instalación según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el segundo dispositivo de separación por tipos (9, 10) comprende un escáner térmico (10) que presenta en un túnel de gas caliente (11) un medio de transporte (15) con una base perforada para plásticos y, preferentemente, un dispositivo de enfriamiento (18, 22) dispuesto debajo de la base perforada.
12. Instalación según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque:
la instalación presenta una central de generación de electricidad por biogas (2) con un generador de biogas y al menos una turbina de gas postconectada al generador de biogas,
porque el generador de biogas produce mediante microorganismos gas metano a partir de materias orgánicas que se han eliminado en la instalación de la mezcla de materiales,
porque el gas metano se quema en la turbina de gas y
porque un gas de escape de combustión de la turbina de gas se usa para la generación de energía de proceso y/o la turbina de gas se usa para la generación de energía eléctrica para la instalación.
13. Instalación según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la instalación comprende un dispositivo de reciclado de virutas y fibras (4), con el que en un procedimiento quimio-térmico-mecánico de varias etapas se vuelven a obtener virutas y fibras elaborables a partir de residuos de madera que han sido separados en la instalación de la mezcla de materiales.
14. Instalación según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque
los plásticos se someten mediante un dispositivo de análisis (6) a un análisis de degradación del material y
los plásticos sólo se clasifican y separan por colores si la degradación del material de los plásticos no sobrepasa un grado de degradación predeterminado y, en caso de que se sobrepase, se trituran en partículas de plástico preferentemente para su uso como material combustible.
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