FI114087B

FI114087B - Menetelmä ja laitteisto jätemuovin eri muovilajien erottamiseksi toisistaan

Info

Publication number: FI114087B
Application number: FI982173A
Authority: FI
Inventors: Marko Juhani Kekaelaeinen
Original assignee: Marko Juhani Kekaelaeinen
Priority date: 1998-10-07
Filing date: 1998-10-07
Publication date: 2004-08-13
Also published as: FI982173A0; FI982173A

Description

114087

Menetelmä ja laitteisto jätemuovin eri muovilajien erottamiseksi toisistaan

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen menetelmä. Keksinnön kohteena on myös patenttivaatimuksen 6 johdannon mukainen laitteisto.

5 Keksintö on teollisesti käyttökelpoinen ja sitä voidaan käyttää muovijätteen taloudelliseen hyötykäyttöön. Muovin kierrätyksessä pyritään ympäristön, energian ja rahan säästämiseen. Palauttamalla käytöstä poistetut hyödykkeet uusiokäyttöön joko sellaisenaan, korjaamalla ne tai muuttamalla niiden käyttötarkoitusta tuotannon muovijäte ja käytöstä poistetut muovit hyödynnetään raaka-aineeksi. Tällaisten 10 muovien hyötykäyttöä ei ole vielä taloudellisesti ratkaistu, vaikka eri vaihtoehtoja on tutkittu.

Julkaisusta GB-1 534 506 ilmenee talteenottomenetelmä, jossa romun (scrap) eri komponentit otetaan talteen jäähdytys- ja murskausprosessin avulla. Jäähdytysnesteenä käytetään nestemäistä typpeä.

15 Suurena ongelmana on ollut se, ettei ominaisuuksiltaan erilaisten muovien seoksia ole voitu käyttää uudelleen. Puhtaasta, vain yhdestä kestomuovijätteestä tehty uu-siokäyttöraaka-aine korvaa kylläkin uutta raaka-ainetta, mutta lajittelemattomasta kestomuoviseosjätteestä ei ole saatu käyttökelpoista materiaalia. Se johtuu mm. sii-: .: tä, että keskenään yhteensopimattomat muovilajit aiheuttavat ongelmia muoviteolli- : · 20 suuden tuotantoprosessissa. Ongelmina ovat esim. kaasuuntuminen ja viskositeetil- ': : taan erilaisten muovien vaikutus toisiinsa samassa lämpötilassa.

t I 1 t/ Vaikeimpina uusiokäyttöön liittyvinä ongelmina on siis pidetty toisaalta erilaatuisten • · ; ; ja -tyyppisten kestomuovien yhteensovittamista ja toisaalta erilaatuisten ja -tyyppis- ’· 1 ten kestomuovien erottamista toisistaan.

:' ‘: 25 Näin ollen keksintö kohdistuu menetelmään ja laitteistoon, jonka avulla voidaan te- • » ollisesti hyödyntää kaikenlainen muovijäte ja palauttaa se teolliseen tuotantoon.

, , Keksinnölle on pääasiassa tunnusomaista se, mitä sanotaan patenttivaatimusten 1 ja ' · ’: 6 tunnusmerkkiosissa.

*··1· • » . 1. > Esitetyssä menetelmässä muovijätettä voidaan käsitellä kylmäseosta apuna käyttäen * · · \\\1 30 uusiomateriaalin tuotannossa. Kylmäseoksella tarkoitetaan keksinnön yhteydessä 1 1 1 käytettävää ainetta itseensä imeneiden ja imemättömien muovilajien kylmää seosta.

2 114087 Jätemuovi saatetaan kosketukseen aineen kanssa, joka kulkeutuu (adsorboituu) joihinkin muovilajeihin. Tällaisia aineita ovat mm. nestemäiset kaasut, niiden atseo-trooppiset seokset ja vesi. Lämpötila on niin alhainen ja edullisesti esijäähdytetty, että muovit ovat rakenteeltaan hauraita. Tyypillinen lämpötila on -50 - -260 °C.

5 Seuraava vaihe on vastakkainen eli jätemuovimateriaaliin kohdistetaan nopea lämpötilan ja paineen muutos esim. ruiskuttamalla siihen kuumaa vettä siten, että syntyy ns. iskukuumennus, jonka ansiosta absorboiva aine aiheuttaa absorboivien muovila-jien hajoamista hienojakoiseksi. Sen jälkeen ne voidaan hienojakoisuuden perusteella erottaa absorboimattomista muoveista. Erottaminen tapahtuu edulllisesti siivilöi-10 mällä.

Erottamisen jälkeen muovit voidaan analysoida esim. spektrometrilaitteiston avulla, mahdollisesti vielä lajitella ja jatkojalostaa uusiokäyttöä varten. Tuotantoprosessissa käytetään hyväksi yleisesti tunnettua pikamallinnus-, monikomposiitti-, tieto- sekä automaatiotekniikkaa.

15 Keksinnön mukainen laite käsittää tilan, jossa jätemuovia käsitellään. Se on edullisesti kotelo, kuten teräskotelo, ja muovi voidaan tuoda siihen esim. syöttöhihnakul-jettimen avulla. Mainittuun tilaan syötetään sitten ainetta, joka selektiivisesti adsorboituu osaan jätemuovin muovilajeista. Se voi tapahtua säiliöstä suuttimen kautta.

Iskukuumennuslaitteet käsittävät esim. lämpötilan ja paineen säätimen. Tyypillisesti . . 20 laitteet käsittävät jäähdytyslaitteet mainitun jätemuovin haurauden aikaansaamiseksi • ·* sekä lämmitys- ja paineenalennuslaitteet. Lämmityslaitteet käsittävät tyypillisesti : ' * lämmönsiirtoputkiston lämmönsiirtonesteineen ja/tai suuttimen kuuman nesteen tai • ’ vastaavan puhaltamiseksi kylmään ja adsorptiokäsiteltyyn muoviin.

t I «

Iskukuumennuslaitteen jälkeen iskukuumennuksessa rikkoutuneet muovilajit erote-. ·; . 25 taan rikkoutumattomista esim. siivilöimällä, jolloin apuna käytetään ritilää. Ritilöitä k » t voi olla kaksi: ylempi harvempi ja alempi tiheämpi, ks. jäljempänä oleva laitteiston selitys. Ritilöissä voi olla siirto- ja lukituslaitteet.

Lopuksi ritilän tai ritilöiden läpi kulkeutunut hienojakoinen muovi poistetaan laitteen pohjassa olevan venttiilin kautta. Karkeampi rikkoutumaton muovi poistetaan 30 kotelon sivussa olevan poistohihnakuljettimen avulla.

• · .:. Seuraavassa keksintöä selostetaan lähemmin viittaamalla piirustuksiin, joissa » ♦ kuvioi esittää tutkimus-ja tuotantolaitoksen toimintakaaviota, 3 114087 kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen menetelmän jätemuovin eri muovilajien ero-tuskaaviota, ja kuvio 3 esittää keksinnön mukaista menetelmää ja siinä käytettyä laitteistoa.

Kuviossa 1 esitetään keksinnön erään suoritusmuodon mukainen toiminta. Kohdassa 5 1 suoritetaan jätemuoviraaka-aineiden karkea lajittelu ja siistaus. Kohdassa 2 analy soidaan jätemuoviraaka-aineita spektrometrillä tarkempaa erittelyä varten. Sen perusteella valitaan adsorboituva aine. Kohdassa 3 suoritetaan kuvion 3 ja sen selityksen mukainen ko. aineen adsorbointi, käsitellyn jätemuovin jäähdytys, iskukuumen-nus, siivilöinti, erotus ja talteenotto. Kohdassa 4 adsorboituvan aineen mahdolliset 10 jätteet poistetaan jaetislauksella ja kohdassa 5 suoritetaan mahdolliset jatkojalostus-toimenpiteet. Kohtaan 6 kerätään valmiit tuotteet, jotka on tuotettu ekologisin menetelmin kierrätettävästä jätemuoviraaka-aineesta.

Kuvion 2 mukaisen jätemuovien erotuskaavion mukaan keksinnön avulla pystytään erottamaan toisistaan mm. muovikomponenttien sideaine ja runkoaine, komposiitti-15 seosten massa-, kerros- ja polymeerikomposiitit sekä vielä lujitemuovit ja muut po-lymeerikomposiitit.

Kuviossa 3 näkyy keksinnön mukainen laitteistoratkaisu keksinnön toteuttamiseksi. Laitteiston teräs vaippa A on rakenteeltaan kaksiosainen. Vaipan molemmilla puolilla on hihnakuljettimet jätemuoviraaka-aineen tuomiseksi laitteistoon ja karkean 20 muovijakeen poistamiseksi laitteistosta. Vaipan A sisään on asennettu putkistot B

: lämmönsiirtoa varten. Putkiston B ja teräsvaipan A väliin on järjestetty tila nestettä ; '*· C varten. Vaipan A molemmat osat on avautuvasti lukittu yhteen lukitus- ja nosto- ':‘: järjestelmällä D. Vaipan A sisään on asennettu irrotettavat teräsritilät E, ylemmän : ollessa harvempi ja alemman ollessa tiheämpi. Teräsvaipan A yläseinässä on suut- 25 timet F mm. jäähdytysaineiden ja adsorptioaineiden syöttämiseksi jätemuoviraaka- aineeseen. Ko. aineet säilytetään ennen syöttämistä säilytystilassa G, josta ne ohjataan putkien tai letkujen välityksellä laitteistoon. Hienonnettu osa jätemuovin muo-, · · ·. vihjeistä poistetaan vaipan A alapäässä olevasta poistoventtiilistä. Laitteiston läm- pötiloja valvotaan antureilla I ja prosessia valvotaan kohdasta J. Prosessin painetta ‘* 30 säädetään paineensäätimellä K.

Claims

114087

1. Menetelmä jätemuovin eri muovilajien erottamiseksi toisistaan esim. kierrätystä varten, tunnettu siitä, että (a) jätemuoviin syötetään ainetta, joka selektiivisesti adsorboituu osaan jäte- 5 muovin muovilajeista, (b) suoritetaan jätemuovin jäähdytys, (c) jäähdytetylle jätemuoville suoritetaan iskukuumennus, joka irrottaa mainitun osan jätemuovin muista muovilajeista, (d) mainittu osa erotetaan muista muovilajeista hienojakoisuuden perusteella ja 10 (e) siten erotetut jätemuovin muovilajiosat otetaan talteen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu aine on valittu nestemäisistä aineista.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu aine on vesi.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että isku- ' 1: kuumennus suoritetaan sekä lämmön että paineen avulla. • · • ·

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että • · 1 1 ‘ ’ mainittu erotus hienojakoisuuden perusteella suoritetaan siivilöimällä.

• · • ? · : 6. Laitteisto jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukaisen menetelmän suoritta- . ·. 20 miseksi, tunnettu siitä, että se käsittää (i) jätemuovin käsittelytilan (A, D) kuljetuslaitteineen, . 1. (ii) syöttölaitteet (F) sellaisen aineen syöttämiseksi kosketukseen jätemuovin kans sa, joka selektiivisesti adsorboituu osaan jätemuovin muovilajeista, ; >: (iii) j äähdytyslaitteet j ätemuovin j äähdyttämiseksi, : 25 (iv) iskukuumennuslaitteet (B, C, K) sellaisen iskukuumennuksen suorittamiseksi jäähdytetylle jätemuoville, joka rikkoo mainitun osan jätemuovin muovilajeista, 114087 (v) erotuslaitteet (E) jätemuovin muovilajien mainitun osan erottamiseksi hienojakoisuuden perusteella muusta jätemuovista, ja (vi) talteenottolaitteet (H) erotettujen jätemuovin muovilajien talteenottamiseksi.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainittu jäte-5 muovin käsittelyllä (A) käsittää kotelon (A), jossa edullisesti on kaksi lukituslait- teella (D) yhdistettyä osaa, ja sen kuljetuslaite käsittää edullisesti jätemuovin syöttö-hihnakuljettimen.

8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainitut adsorptioaineen syöttölaitteet käsittävät adsorptioaineen säiliön (G) ja/tai adsorptio- 10 aineen syöttösuuttimen (F).

9. Patenttivaatimuksen 6, 7 tai 8 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainitut laajennusiskulaitteet (B, C, K) käsittävät lämmönsiirtoputkiston (B) ja lämmönsiir-tonesteen (C).

10. Jonkin patenttivaatimuksista 6-9 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mai-15 nitut laajennusiskulaitteet (B, C, K) käsittävät lämpötilan säätimen (I) ja paineen säätimen (K).

11. Jonkin patenttivaatimuksista 6-10 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mai- • nitut jätemuovilajien erotuslaitteet (E) käsittävät ritilän (E), edullisesti irrotettavan teräsritilän. ' : 20

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että mainitut jäte- *.1 muovilajien erotuslaitteet (E) käsittävät kaksi ritilää (E), joista ylempi on harvempi .:: ja alempi tiheämpi. • » ·

13. Jonkin patenttivaatimuksista 6-12 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että ero- .. . tettujen muovilajien talteenottolaitteet käsittävät mainitun käsittelythän (A) alapääs- : 25 sä olevan hienojakoisen muovilajiosan poistoventtiilin (H) ja käsittelythän sivussa • · ’ ·; 1 olevan ei-hienojakoisen muovilajiosan poistohihnakuljettimen. » i · · · • 1 114087