PL238179B1

PL238179B1 - Method for processing waste films and laminated films separated in the defibering process from the Tetra Pak type multi-material packagings intended for liquid food

Info

Publication number: PL238179B1
Application number: PL421496A
Authority: PL
Inventors: Jan Zawadiak; Szymon Wojciechowski; Beata Orlińska; Tomasz Piotrowski; Adam Marek; Mateusz DATA; Mateusz Data; Iwona Szmidt
Original assignee: Altempo Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia; Politechnika Slaska Im Wincent
Priority date: 2017-05-04
Filing date: 2017-05-04
Publication date: 2021-07-19
Also published as: PL421496A1

Description

Stosowane w przemyśle spożywczym opakowania wielomateriałowe typu Tetra Pak składają się z 75% papieru, 20% polietylenu niskiej gęstości (LDPE), 5% aluminium (Al) oraz niewielkiej ilości polietylenu wysokiej gęstości (HDPE) lub polipropylenu (PP) pod postacią zakrętek i zamknięć. Opakowania te są szeroko stosowane do przechowywania produktów nietrwałych takich jak mleko, soki, napoje, sosy itp. Po spełnieniu swojej funkcji opakowania te ze względów sanitarnych nie mogą być ponownie wykorzystane i trafiają do strumienia odpadów komunalnych skąd są odzyskiwane na liniach sortowniczych i w zdecydowanej większości przetwarzane w zakładach papierniczych. Opakowania Tetra Pak poddawane są rozwłóknianiu przy użyciu hydropulpera co pozwala na odzyskanie włókien celulozowych i wydzielenie laminatów LDPE-AI. Wraz ze wzrostem mocy produkcyjnych papierni zdolnych do rozwłókniania opakowań Tetra Pak problem zagospodarowania laminatów LDPEAI staje się coraz bardziej istotny. Wykorzystanie opisanego wynalazku w połączeniu z technikami papierniczymi umożliwi pełny recykling materiałowy opakowań typu Tetra Pak oraz zmniejszenie ilości odpadów kierowanych na składowiska, jak i pozyskanie cennych surowców wtórnych w uzasadniony ekonomicznie sposób.The multi-material Tetra Pak packaging used in the food industry consists of 75% paper, 20% low-density polyethylene (LDPE), 5% aluminum (Al) and a small amount of high-density polyethylene (HDPE) or polypropylene (PP) in the form of caps and closures . These packages are widely used for storing perishable products such as milk, juices, drinks, sauces, etc. After fulfilling their function, for sanitary reasons, these packages cannot be reused and end up in the municipal waste stream from where they are recovered on sorting lines and processed in the vast majority. in paper mills. Tetra Pak packages are subjected to fiberization using a hydropulper, which allows for the recovery of cellulose fibers and separation of LDPE-AI laminates. With the increase in the production capacity of the paper mills capable of defibrating Tetra Pak packaging, the problem of developing LDPEAI laminates becomes more and more important. The use of the described invention in conjunction with paper techniques will enable full material recycling of Tetra Pak type packaging and reduction of the amount of waste sent to landfills, as well as obtaining valuable secondary raw materials in an economically justified manner.

Istnieją różne sposoby recyklingu i odzysku składników opakowań Tetra Pak jak również laminatów PE-AI wydzielonych w procesie rozwłókniania. Metody takie jak spalanie, zgazowanie, piroliza choć pozwalają na odzysk energii i w niektórych przypadkach również aluminium nie pozwalają na pełny recykling materiałowy.There are different ways to recycle and recover Tetra Pak packaging ingredients as well as PE-AI laminates that have been separated from the defibering process. Methods such as combustion, gasification, pyrolysis, although they allow for energy recovery, and in some cases also aluminum, do not allow for full material recycling.

W polskim opisie patentowym PL205867 (B1) opisana została technika ekstrakcji LDPE z opakowań Tetra Pak przy pomocy rozpuszczalników organicznych z grupy związków aromatycznych, alkanów i chlorowcopochodnych przed poddaniem opakowań procesom rozwłókniania metodami papierniczymi. Oznacza to, że w rozwiązaniu tym rozpuszczalnik zwilża nie tylko sam laminat, ale i papier, który stanowi aż 75% masy opakowań. Po procesie ekstrakcji zarówno mieszanina papier - aluminium, jak i roztwór polietylenu zawierają znaczny udział rozpuszczalnika. Frakcję papier - aluminium osusza się z rozpuszczalnika w procesie strippingu parowego. Roztwór LDPE w rozpuszczalniku osuszany jest na wyparce cienkowarstwowej. Tak osuszony LDPE posłużyć może do produkcji paliw alternatywnych. Wadami tego procesu są wykorzystanie m.in. rozpuszczalników aromatycznych i podstawionych chlorem, które silnie oddziałują na środowisko naturalne oraz duże zużycie energii niezbędnej na osuszenie papieru z rozpuszczalnika.The Polish patent description PL205867 (B1) describes the technique of LDPE extraction from Tetra Pak packages with the use of organic solvents from the group of aromatic compounds, alkanes and halogen derivatives before subjecting the packages to fiberising processes using paper methods. This means that in this solution, the solvent wets not only the laminate itself, but also the paper, which accounts for as much as 75% of the weight of the packaging. After the extraction process, both the paper-aluminum mixture and the polyethylene solution contain a significant proportion of the solvent. The paper-aluminum fraction is dried of the solvent in the steam stripping process. The LDPE solution in the solvent is dried on a thin-film evaporator. LDPE drained in this way can be used to produce alternative fuels. The disadvantages of this process are the use of i.a. aromatic and chlorine-substituted solvents, which have a strong impact on the natural environment, and high consumption of energy necessary to dry the paper from the solvent.

Obecnie większość procesów recyklingu opiera się na wstępnym rozwłóknianiu opakowań kartonowych metodami papierniczymi, a następnie przetwarzaniu bezpośrednio samych laminatów PE-AI.Currently, most of the recycling processes are based on the pre-defibering of cardboard packaging using paper methods, followed by direct processing of the PE-AI laminates themselves.

Z opisu patentowego WO2008083449 znana jest technologia odzysku aluminium wysokiej czystości przy pomocy strumienia plazmy z surowca poddanego wstępnie klasycznej pirolizie. Jednakże w procesie tym polietylen ulega degradacji z utworzeniem wielu produktów, trudnych w rozdziale o niskiej wartości użytkowej, najkorzystniej zagospodarowywanych przez spalenie. Technologia ta cechuje się również bardzo dużymi nakładami energetycznymi.The patent description WO2008083449 describes the technology of recovering high purity aluminum by means of a plasma stream from raw material initially subjected to classical pyrolysis. However, in this process, polyethylene is degraded to form many products that are difficult to separate and have low utility value, most preferably utilized by incineration. This technology is also characterized by very high energy expenditure.

Znane są sposoby oparte na delaminacji warstw materiału. Pod wpływem działania kwasu mrówkowego według opisu patentowego CN103328105 możliwy jest rozdział warstwy aluminium oraz polietylenu na skutek częściowego roztwarzania powierzchni aluminium. Rozwiązanie to wymaga zastosowania drogich materiałów do konstrukcji aparatury o wysokiej odporności na korozję oraz utylizacji ścieków zawierających zużyty kwas mrówkowy.Methods based on delamination of material layers are known. Under the influence of formic acid according to the patent description CN103328105, it is possible to separate the aluminum layer and polyethylene due to partial dissolution of the aluminum surface. This solution requires the use of expensive materials for the construction of apparatus with high resistance to corrosion and the disposal of wastewater containing used formic acid.

Inną technikę delaminacji opisuje opis patentowy CN102153778, gdzie pod wpływem rozpuszczalnika organicznego laminat ulega rozwarstwieniu na folię LDPE oraz Al. Tak otrzymana mieszanina rozdzielana jest na frakcje za pomocą flotacji. Podstawową wadą tej technologii jest wykorzystanie mieszaniny trójskładnikowej woda-etanol-benzen, jako medium, w którym prowadzona jest delaminacja. Benzen o potwierdzonym działaniu rakotwórczym związany jest przez LDPE, a jego oddzielenie z polimeru jest procesem energochłonnym.Another delamination technique is described in the patent description CN102153778, where the laminate is delaminated into LDPE and Al foil under the influence of an organic solvent. The mixture thus obtained is separated into fractions by flotation. The main disadvantage of this technology is the use of a three-component mixture of water-ethanol-benzene as a medium in which delamination is carried out. Benzene with a proven carcinogenic effect is bound by LDPE, and its separation from the polymer is an energy-consuming process.

Z opisu patentowego DE102008056311 (A1) znana jest metoda recyklingu laminatów PE-AI również bazująca na ekstrakcji rozpuszczalnikami organicznymi. W tym rozwiązaniu laminaty PE-AI otrzyFrom the patent description DE102008056311 (A1) a method of recycling PE-AI laminates is known, also based on extraction with organic solvents. In this solution, PE-AI laminates will get

PL 238 179 B1 mane po rozwłóknianiu opakowań Tetra Pak są wstępnie oczyszczane z zanieczyszczeń, korków i zamknięć oraz fragmentów folii PE nie zawierającej Al metodą flotacji. Tak oczyszczony laminat PE-AI jest następnie rozpuszczany w podwyższonej temperaturze w rozpuszczalniku organicznym. Jako preferowany rozpuszczalnik autorzy wymieniają cykloheksan. Roztwór polietylenu jest następnie filtrowany lub odwirowywany z nierozpuszczalnego Al oraz innych zanieczyszczeń, głównie papieru. Autorzy nie podają szczegółowych informacji na temat odzysku rozpuszczalnika. Wymieniają jedynie techniki filtracji i suszenia.After defibering the Tetra Pak packages, the mills are initially cleaned of impurities, plugs and closures as well as Al-free PE film fragments by flotation. The thus cleaned PE-Al laminate is then dissolved in an organic solvent at an elevated temperature. The authors mention cyclohexane as the preferred solvent. The polyethylene solution is then filtered or centrifuged from the insoluble Al and other impurities, mainly paper. The authors do not provide detailed information on solvent recovery. They only mention filtration and drying techniques.

Z opisu patentowego DE102014114831 (A1) znana jest metoda bazująca na ekstrakcji wybranych polimerów z surowców na bazie kompozytów. W tym rozwiązaniu wykorzystywane są cięższe rozpuszczalniki o temperaturze wrzenia powyżej 100°C. Pod wpływem działania gorących rozpuszczalników organicznych z materiałów takich jak laminaty PE-PA, PE-AI lub PE-PET możliwa jest ekstrakcja polietylenu. Składnik nierozpuszczalny jest następnie wydzielany, a roztwór PE poddaje się strippingowi parowemu, co umożliwia usunięcie rozpuszczalnika. Rozwiązanie to niestety wiąże się również z dużym zużyciem energii w procesie suszenia roztworu PE, a nieuchronność pracy z roztworem PE w wyższych stężeniach w trakcie suszenia wiąże się z licznymi trudnościami technologicznymi, jakie wywołać może wysoka lepkość takiego medium.From the patent description DE102014114831 (A1) a method based on the extraction of selected polymers from raw materials based on composites is known. This solution uses heavier solvents with a boiling point above 100 ° C. Polyethylene can be extracted under the influence of hot organic solvents from materials such as PE-PA, PE-AI or PE-PET laminates. The insoluble component is then separated and the PE solution is subjected to steam stripping to remove the solvent. Unfortunately, this solution is also associated with high energy consumption in the process of drying the PE solution, and the inevitability of working with the PE solution in higher concentrations during drying is associated with numerous technological difficulties, which may be caused by the high viscosity of such a medium.

LDPE, jak i większość poliolefin w trakcie prób ich wytrącania z niepolarnych rozpuszczalników jak np.: cykloheksan, heksan, ksylen, toluen, czterochlorek węgla tworzy stabilne żele. Żele te nawet w niskich stężeniach (1-3%) są w większości przypadków w stanie związać cały rozpuszczalnik, uniemożliwiając proces filtracji co wymusza oddzielenie go na drodze suszenia [lit. H. Matsuda; R. Kashiwagi; M. Okabe, Study of polyolefin gel in organic solvents. II. Structure and morphology of branched low-density polyethylene gel in organic solvents, Polymer Journal, Volume 20, Issue 3, Pages 189-99, 1988]. Również suszenie żeli polimerowych przebiega w sposób utrudniony, w porównaniu z suszeniem proszków.LDPE, as well as most polyolefins, when attempting to precipitate them from non-polar solvents, such as cyclohexane, hexane, xylene, toluene, and carbon tetrachloride, forms stable gels. These gels, even in low concentrations (1-3%), are in most cases able to bind the entire solvent, preventing the filtration process, which forces its separation by drying [lithium]. H. Matsuda; R. Kashiwagi; M. Okabe, Study of polyolefin gel in organic solvents. II. Structure and morphology of branched low-density polyethylene gel in organic solvents, Polymer Journal, Volume 20, Issue 3, Pages 189-99, 1988]. Also, drying of polymer gels is more difficult than drying powders.

Sposób przetwarzania odpadowych folii i folii laminowanych wydzielonych w procesie rozwłókniania z opakowań wielomateriałowych na żywność płynną typu Tetra Pak, w którym polietylen zawarty w laminacie jest wstępnie rozpuszczany w rozpuszczalniku organicznym w temperaturze od 90 do 140°C tworząc roztwór, a nierozpuszczalna folia aluminiowa jest filtrowana, sedymentowana lub odwirowywana polega na tym, że w procesie rozpuszczania stosuje się rozpuszczalnik o parametrze rozpuszczalności Hansena względem polietylenu w przedziale 5-7 w postaci octanu izoamylu, octanu n-amylu, metyloamyloketonu, metyloizoamyloketonu n-propanianu propylu, izomaślanu izobutylu lub propanianu n-butylu, z których polietylen niskiej gęstości krystalizowany jest w postaci proszku. Rozpuszczalnik stosowany w procesie rozpuszczania jest mieszaniną związków octanu izoamylu, octanu n-amylu, metyloamyloketonu metyloizoamyloketonu n-propanianu propylu, izomaślanu izobutylu lub propanianu n-butylu i/lub dodatków węglowodorowych w ilości poniżej 10%. Proces rozpuszczania prowadzony jest w pod ciśnieniem do 5 bar. Proces rozpuszczania, oczyszczania i wytrącania polietylenu z roztworu odbywa się w sposób ciągły.A method of processing waste films and laminated films separated in the process of defibering from multi-material packaging for liquid food such as Tetra Pak, in which the polyethylene contained in the laminate is pre-dissolved in an organic solvent at a temperature of 90 to 140 ° C to form a solution, and the insoluble aluminum foil is filtered , sedimented or centrifuged consists in using a solvent with the Hansen solubility parameter for polyethylene in the range 5-7 in the form of isoamyl acetate, n-amyl acetate, methyl amyl ketone, methyl isoamyl ketone, n-propyl propanoate, isobutyl isobutyrate or n-propanoate butyl, from which low-density polyethylene is crystallized in the form of a powder. The solvent used in the dissolution process is a mixture of isoamyl acetate, n-amyl acetate, methyl isoamyl ketone, propyl n-propanoate methylamyl ketone, isobutyl isobutyrate or n-butyl propanoate and / or less than 10% hydrocarbon additives. The dissolving process is carried out under a pressure of up to 5 bar. The process of dissolving, cleaning and precipitating polyethylene from solution takes place continuously.

Parametr rozpuszczalności Hansena to trójwymiarowy parametr pozwalający z pewną dokładnością przewidzieć rozpuszczalność danej substancji w rozpuszczalniku. Niskie wartości tego parametru względem rozpuszczanej substancji świadczą o dobrym dopasowaniu rozpuszczalnika [lit. Hansen Solubility Parameters: A User's Handbook, CRC Press, Inc., Boca Raton, 2007, ISBN: 9780849372483]. Rozpuszczalniki o wyższym niż 5 parametrze rozpuszczalności Hansena cechują się mniejszym powinowactwem do LDPE niż rozpuszczalniki stosowane we wcześniej opisanych metodach. W podwyższonej temperaturze ww. rozpuszczalniki dalej zapewniają wysoką rozpuszczalność polietylenu, jednak wraz z obniżeniem temperatury rozpuszczalność ta gwałtownie maleje, co zapobiega tworzeniu się trwałych żeli i umożliwia otrzymanie proszku polimerowego, który z łatwością może być odsączony lub odwirowany z rozpuszczalnika, a etap suszenia z ograniczonej tym sposobem ilości rozpuszczalnika przebiega sprawnie. Dodatkową korzyścią płynącą z zastosowania związków tlenowych w przeciwieństwie do związków aromatycznych, alifatycznych i podstawionych chlorowcem jako rozpuszczalnika jest ich wyższa biodegradowalność i mniejsze obciążenie środowiska w przypadku ich emisji.The Hansen solubility parameter is a three-dimensional parameter that allows the solubility of a given substance in a solvent to be predicted with some accuracy. Low values of this parameter in relation to the dissolved substance indicate a good match of the solvent [lit. Hansen Solubility Parameters: A User's Handbook, CRC Press, Inc., Boca Raton, 2007, ISBN: 9780849372483]. Solvents with a higher than Hansen solubility parameter have a lower affinity for LDPE than the solvents used in the previously described methods. At elevated temperatures of the above-mentioned solvents still ensure high solubility of polyethylene, but as the temperature decreases, this solubility rapidly decreases, which prevents the formation of stable gels and allows obtaining a polymer powder that can be easily filtered or centrifuged from the solvent, and the drying step of the limited amount of solvent is carried out efficiently. An additional advantage of the use of oxygen compounds as opposed to aromatic, aliphatic and halogen-substituted compounds as a solvent is their higher biodegradability and lower environmental burden when emitted.

PL238 179 Β1PL238 179 Β1

Rozpuszczalnik Solvent Parametr rozp. Hansena wzg. PE Hansen start parameter or PE Benzen Benzene 3,2 3.2 Toluen Toluene 2,3 2.3 Ksylen Xylene 1,4 1.4 Cykloheksan Cyclohexane 2,7 2.7 Heptan Heptan 4,3 4.3 Chloroform Chloroform 4,1 4.1 Octan izoamylu Isoamyl acetate 5,3 5.3 Metyloamyloketon Methylamylketone 5,4 5.4

Tabela 1. Parametr rozpuszczalności Hansena względem PE wybranych rozpuszczalnikówTable 1. Hansen solubility parameter relative to PE of selected solvents

Dla lepszego zobrazowania lepkości rozpuszczalników o wysokim parametrze rozpuszczalności Hansena przestawiono poniższy wykres.To better illustrate the viscosity of solvents with high Hansen solubility parameter, the following graph is presented.

Wykres 1. Zależność lepkości od temperatury. Rozpuszczalniki o wysokim parametrze rozp. Hansena charakteryzują się niską lepkością w pewnym zakresie temperatur, na skutek wytrącania się polietylenu z roztworu w postaci emulsji ciecz-ciecz, która to po dalszym obniżeniu temperatury przyjmuje postać zawiesiny proszku LDPE w rozpuszczalniku.Diagram 1. Dependence of viscosity on temperature. High Hansen solvents have a low viscosity over a certain temperature range due to the precipitation of polyethylene from the solution in the form of a liquid-liquid emulsion which, when the temperature is further lowered, becomes a suspension of LDPE powder in the solvent.

Powyższy wynalazek stanowi zatem innowacyjne rozwiązanie, gdyż choć stosowany jest w nim rozpuszczalnik o niższej skuteczności rozpuszczania polietylenu to nieoczywistym efektem jego wykorzystania jest możliwość wytrącenia polietylenu w postaci prostego w filtracji i suszeniu proszku polimerowego, co nie jest możliwe w przypadku prób wytrącenia z rozpuszczalników rozpuszczających LDPEThe above invention is therefore an innovative solution, because although it uses a solvent with a lower efficiency of dissolving polyethylene, an unobvious effect of its use is the possibility of precipitating polyethylene in the form of polymer powder that is easy to filter and dry, which is not possible in the case of attempts to precipitate from solvents dissolving LDPE

PL 238 179 B1 szybciej i w niższych temperaturach, typowych dla rozwiązań wcześniej patentowanych. Pomimo iż obniżona rozpuszczalność LDPE w rozpuszczalniku nieznacznie wydłuża czas procesu ekstrakcji LDPE z laminatów to niższe powinowactwo chemiczne rozpuszczalnika do LDPE umożliwia przeprowadzenie procesu suszenia polimeru w sposób bardziej wydajny. Suszenie może przebiegać w wyższych temperaturach bez ryzyka stopienia lub ponownego rozpuszczenia wilgotnego LDPE w rozpuszczalniku. Osuszony produkt zawiera mniejszy udział zaadsorbowanego rozpuszczalnika, a cały proces jest mniej energochłonny.Faster and at lower temperatures, typical for previously patented solutions. Although the reduced solubility of LDPE in the solvent slightly increases the time of the LDPE extraction process from the laminates, the lower chemical affinity of the solvent for LDPE enables the drying of the polymer to be carried out more efficiently. Drying can proceed at higher temperatures without the risk of melting or redissolving the wet LDPE in the solvent. The dried product contains a smaller proportion of adsorbed solvent, and the entire process is less energy-consuming.

Parametr rozpuszczalności Hansena rozpuszczalnika lub mieszaniny rozpuszczalników powinien wynosić od 5 do 7 względem LDPE. Rozpuszczanie prowadzone jest w temperaturze 90-140°C w stosunku 1 część folii na 2-20 części rozpuszczalnika pod ciśnieniem atmosferycznym lub w podwyższonym. Tak otrzymany roztwór LDPE jest lepką cieczą zawierającą fragmenty folii aluminiowej w postaci zawiesiny.The Hansen solubility parameter of the solvent or solvent mixture should be between 5 and 7 relative to the LDPE. Dissolving is carried out at a temperature of 90-140 ° C in the ratio of 1 part of the film to 2-20 parts of the solvent at atmospheric pressure or at elevated pressure. The LDPE solution thus obtained is a viscous liquid containing pieces of aluminum foil in the form of a suspension.

W kolejnym kroku, surowy roztwór LDPE przetłaczany jest do zbiornika filtracyjnego, dekantera lub wirówki. W tym etapie z roztworu usuwane jest aluminium oraz zanieczyszczenia stałe, głównie ślady papieru, piasku, nieznaczne ilości folii PET i PVC poli(chlorek winylu) oraz inne zanieczyszczenia towarzyszące rozwłóknianiu opakowań Tetra Pak.In the next step, the raw LDPE solution is forced into a filter tank, decanter or centrifuge. At this stage, aluminum and solid impurities are removed from the solution, mainly traces of paper, sand, small amounts of PET foil and PVC poly (vinyl chloride) and other impurities accompanying the defibering of Tetra Pak packaging.

Frakcję Al wraz z zanieczyszczeniami osusza się z pozostałego po filtracji rozpuszczalnika przy pomocy suszarni próżniowej w temperaturze 90-120°C pod ciśnieniem 10 mbar(a), a rozpuszczalnik zawracany jest do procesu rozpuszczania.The Al fraction together with the impurities are dried from the solvent remaining after filtration using a vacuum dryer at 90-120 ° C under a pressure of 10 mbar (a), and the solvent is returned to the dissolution process.

Oczyszczony z nierozpuszczalnych zanieczyszczeń roztwór kierowany jest do krystalizatora zaopatrzonego w mieszadło oraz płaszcz chłodzący, gdzie po obniżeniu temperatury roztworu do 60-80°C polimer wytrąca się w postaci proszku.The solution, cleared of insoluble impurities, is directed to a crystallizer equipped with a stirrer and a cooling jacket, where, after lowering the temperature of the solution to 60-80 ° C, the polymer precipitates in the form of a powder.

Tak otrzymaną mieszaninę proszku LDPE w rozpuszczalniku rozdziela się metodą filtracji, sączenia, dekantacji lub odwirowania. Odebrany w tym etapie rozpuszczalnik zawracany jest do procesu rozpuszczania, a zwilżony rozpuszczalnikiem proszek LDPE kierowany jest do suszarni próżniowej skąd rozpuszczalnik zawracany jest do procesu rozpuszczania laminatów.The thus obtained LDPE powder-solvent mixture is separated by filtration, filtration, decantation or centrifugation. The solvent collected at this stage is returned to the dissolving process, and the LDPE powder wetted with the solvent is directed to the vacuum dryer from where the solvent is returned to the laminate dissolving process.

Sposób według wynalazku został objaśniony na rysunku który przedstawia schemat technologiczny procesu.The method according to the invention is explained in the drawing which shows the process flow diagram.

P R Z Y K Ł A D 1P R Z Y K Ł A D 1

Do mieszalnika o pojemności 30 dm3 zaopatrzonego w mieszadło, chłodnicę zwrotną, dno sitowe oraz spust, wprowadza się 3,2 kg rozdrobnionego laminatu LDPE-AI (wraz z typowymi zanieczyszczeniami) oraz 18 kg rozpuszczalnika: octanu izoamylu. Mieszaninę ogrzewa się do temperatury 130°C i utrzymuje w tej temperaturze z ciągłym mieszaniem przez 20 minut. Następnie otwierany jest zawór spustowy odprowadzający roztwór LDPE do drugiego mieszalnika tej samej konstrukcji. Aluminium i inne zanieczyszczenia stałe zatrzymane na filtrze mają masę 1,8 kg o zawartości rozpuszczalnika 45%.3.2 kg of crushed LDPE-Al laminate (along with typical impurities) and 18 kg of isoamyl acetate solvent are introduced into the mixer with a capacity of 30 dm3, equipped with a stirrer, reflux condenser, sieve bottom and drain. The mixture is heated to 130 ° C and kept at this temperature for 20 minutes with constant stirring. Then the drain valve is opened to discharge the LDPE solution to the second mixer of the same design. Aluminum and other solid impurities retained on the filter weigh 1.8 kg with a solvent content of 45%.

Drugi mieszalnik zawierający oczyszczony roztwór, chłodzony jest do temperatury 70°C w czasie 10 minut z ciągłym mieszaniem. W trakcie chłodzenia następuje wytrącenie LDPE z roztworu. Po wytrąceniu, LDPE odsącza się z nadmiaru rozpuszczalnika i przenosi do suszarki próżniowej o pojemności 20 dm³.The second mixer, containing the purified solution, is cooled to 70 ° C over 10 minutes with continuous mixing. On cooling, the LDPE precipitates out of solution. After precipitation, LDPE is filtered off from the excess solvent and transferred to a vacuum dryer with a capacity of 20 dm ³ .

LDPE przed procesem suszenia zawiera 65% rozpuszczalnika. Suszenie prowadzi się w temperaturze płaszcza suszarki 70°C pod ciśnieniem 10 mbar(a). Suszenie prowadzono przez 60 minut. Otrzymany LDPE zawiera 0,7% pozostałego rozpuszczalnika, który może zostać usunięty po przez strippingi parowy, przedmuch azotem lub w trakcie procesu regranulacji.LDPE before the drying process contains 65% solvent. Drying is carried out at a dryer jacket temperature of 70 ° C and a pressure of 10 mbar (a). Drying was carried out for 60 minutes. The resulting LDPE contains 0.7% residual solvent which can be removed by steam stripping, nitrogen purge or a regranulation process.

Frakcja aluminium osusza się w suszarce o pojemności 20 dm³ pracującej w temperaturze płaszcza suszarki 90°C pod ciśnieniem 10 mbar(a) przez 20 minut. Tak osuszone aluminium zawiera poniżej 0,1% rozpuszczalnika.The aluminum fraction is dried in a 20 dm ³ dryer operated at a dryer jacket temperature of 90 ° C and a pressure of 10 mbar (a) for 20 minutes. The dried aluminum contains less than 0.1% of solvent.

Z 3,2 kg laminatu uzyskuje się 2,0 kg LDPE o zawartości rozpuszczalnika 0,7% oraz frakcję aluminium w ilości 1,0 kg zawierającą poniżej 0,1% rozpuszczalnika. Różnica w bilansie masowym wynika z początkowej wilgoci obecnej w surowcu na poziomie 5%. Woda usuwana jest z procesu w trakcie rozpuszczania laminatu.3.2 kg of the laminate yields 2.0 kg of LDPE with a solvent content of 0.7% and an aluminum fraction of 1.0 kg containing less than 0.1% of the solvent. The difference in the mass balance is due to the initial moisture present in the raw material at the level of 5%. Water is removed from the process as the laminate dissolves.

P R Z Y K Ł A D 2P R Z Y K Ł A D 2

Do mieszalnika pojemności 2 dm³ zaopatrzonego w mieszadło, chłodnicę zwrotną, dno sitowe oraz spust, wprowadza się 128 g rozdrobnionego laminatu LDPE-AI oraz 723 g rozpuszczalnika: ketonu metyloizoamylowego. Mieszaninę ogrzewa się do temperatury 130°C i utrzymuje w tej temperaturzeTo a 2-liter mixer equipped with a stirrer ^3, reflux condenser, and a trigger screen bottom, are introduced 128 g of particulate laminate LDPE-AI, and 723 g of solvent are: ketone metyloizoamylowego. The mixture was heated to 130 ° C and kept at that temperature

PL 238 179 B1 z ciągłym mieszaniem przez 20 minut. Następnie otwierany jest zawór spustowy odprowadzający roztwór LDPE do drugiego mieszalnika tej samej konstrukcji. Aluminium i inne zanieczyszczenia stałe zatrzymane na filtrze mają masę 73 g o zawartości rozpuszczalnika 50%.With continuous mixing for 20 minutes. Then the drain valve is opened to discharge the LDPE solution to the second mixer of the same design. Aluminum and other solid impurities retained on the filter weigh 73 g with a solvent content of 50%.

Drugi mieszalnik zawierający oczyszczony roztwór, chłodzony jest do temperatury 50°C w czasie 10 minut z ciągłym mieszaniem. W trakcie chłodzenia następuje wytrącenie LDPE z roztworu. Po wytrąceniu LDPE odsącza się z nadmiaru rozpuszczalnika i przenosi do suszarki próżniowej o pojemności 1 dm³.The second mixer, containing the purified solution, is cooled to 50 ° C over 10 minutes with continuous mixing. On cooling, the LDPE precipitates out of solution. After precipitation, LDPE is filtered off from the excess solvent and transferred to a vacuum dryer with a capacity of 1 dm ³ .

LDPE przed procesem suszenia zawiera 72% rozpuszczalnika. Suszenie prowadzi się w temperaturze płaszcza suszarki 70°C pod ciśnieniem 10 mbar(a). Suszenie prowadzono przez 60 minut. Otrzymany LDPE zawiera 0,9% pozostałego rozpuszczalnika, który może zostać usunięty po przez strippingi parowy lub w trakcie procesu regranulacji.LDPE before the drying process contains 72% of solvent. Drying is carried out at a dryer jacket temperature of 70 ° C and a pressure of 10 mbar (a). Drying was carried out for 60 minutes. The obtained LDPE contains 0.9% of residual solvent which can be removed by steam stripping or during the regranulation process.

Frakcja aluminium osusza się w suszarce o pojemności jednego litra pracującej w temperaturze płaszcza suszarki 90°C pod ciśnieniem 10 mbar(a) przez 20 minut. Tak osuszone aluminium zawiera poniżej 0,1% rozpuszczalnika.The aluminum fraction is dried in a one liter dryer operated at a dryer jacket temperature of 90 ° C and a pressure of 10 mbar (a) for 20 minutes. The dried aluminum contains less than 0.1% of solvent.

Z 128 g laminatu uzyskuje się 81 g LDPE o zawartości rozpuszczalnika 0,7% oraz frakcję aluminium w ilości 40 g zawierającą poniżej 0,1% rozpuszczalnika. Różnica w bilansie masowym wynika z początkowej wilgoci obecnej w surowcu na poziomie 5%. Woda usuwana jest z procesu w trakcie rozpuszczania laminatu.From 128 g of laminate, 81 g of LDPE with a solvent content of 0.7% and an aluminum fraction of 40 g containing less than 0.1% of the solvent are obtained. The difference in the mass balance is due to the initial moisture present in the raw material at the level of 5%. Water is removed from the process as the laminate dissolves.

P R Z Y K Ł A D 3P R Z Y K Ł A D 3

Do mieszalnika o pojemności 40 dm³ zaopatrzonego w wolnoobrotowe mieszadło, chłodnicę zwrotną, płaszcz grzewczy oraz zawór spustowy wprowadza 20 dm³ octanu izoamylu oraz 5 kg laminatu PE-AI. Następnie mieszalnik ogrzewa się do temperatury 120°C w czasie 20 minut z ciągłym mieszaniem. Po zakończeniu rozpuszczania otwiera się zawór spustowy mieszalnika umożliwiając grawitacyjne przetłoczenie roztworu LDPE oraz fragmentów folii aluminiowej do zbiornika filtracyjnego o pojemności 40 litrów. ^{20 dm 3} of isoamyl acetate and 5 kg of PE-AI laminate are introduced into a mixer with a capacity of 40 dm ^3, equipped with a low-speed stirrer, a reflux condenser, a heating jacket and a drain valve. The mixer is then heated to 120 ° C for 20 minutes with continuous mixing. After dissolution is complete, the mixer drain valve opens, allowing the gravitational forcing of the LDPE solution and aluminum foil fragments into the 40 liter filter tank.

Zbiornik filtracyjny zaopatrzony w dno sitowe, zawór spustowy oraz w płaszcz grzewczy został wstępnie nagrzany przed zalaniem roztworem do temperatury 120°C, co zapobiega przedwczesnemu wytrąceniu polietylenu w trakcie filtracji. Po zakończeniu przetłaczania roztworu z mieszalnika do zbiornika filtracyjnego otwiera się zawór spustowy zbiornika filtracyjnego odprowadzając roztwór LDPE do krystalizatora zatrzymując jednocześnie folię aluminiową oraz nierozpuszczalne zanieczyszczenia na sicie zbiornika filtracyjnego.The filtration tank, equipped with a sieve bottom, a drain valve and a heating jacket, was preheated before being poured with the solution to a temperature of 120 ° C, which prevents premature precipitation of polyethylene during filtration. After the end of forcing the solution from the mixer to the filter tank, the filter tank drain valve opens, draining the LDPE solution to the crystallizer, while retaining the aluminum foil and insoluble impurities on the filter tank screen.

Krystalizator zaopatrzony w mieszadło, chłodnicę zwrotną, zawór spustowy oraz płaszcz grzewczo-chłodzący przed zalaniem roztworem LDPE wstępnie nagrzewa się do temperatury 120°C. Po zakończeniu dozowania roztworu załączane jest mieszanie i chłodzenie krystalizatora. Krystalizator chłodzi się do 70°C. W trakcie obniżania temperatury LPDE wytrąca się z roztworu w postaci ziaren. Po osiągnięciu temperatury 70°C przez mieszaninę otwiera się zawór spustowy odprowadzając rozpuszczalnik, a proszek LDPE wybiera się ręcznie po zdjęciu pokrywy krystalizatora.The crystallizer, equipped with a stirrer, a reflux condenser, a drain valve and a heating and cooling jacket, is preheated to a temperature of 120 ° C before being poured with the LDPE solution. After the dosing of the solution is finished, mixing and cooling of the crystallizer are started. The crystallizer is cooled to 70 ° C. When the temperature is lowered, LPDE precipitates out of the solution in the form of grains. Once the mixture has reached 70 ° C, the drain valve opens to drain the solvent, and the LDPE powder is manually selected after removing the crystallizer cover.

Zarówno aluminium jak i LDPE suszy się w suszarce próżniowej odbierając resztki rozpuszczalnika.Both aluminum and LDPE are dried in a vacuum oven to collect residual solvent.

W procesie z 5 kg laminatu uzyskuje się 3222 g LDPE oraz 1391 g aluminium zawierającego niewielki udział zanieczyszczeń stałych.In the process, 5 kg of laminate produces 3222 g of LDPE and 1391 g of aluminum containing a small proportion of solid impurities.

Claims

1. The method of processing waste foil and laminated films separated in the process of defibering from multi-material packaging into liquid food of the Tetra Pak type, in which the polyethylene contained in the laminate is pre-dissolved in an organic solvent at a temperature of 90 to 140 ° C to form a solution, and an insoluble aluminum foil is filtered, sedimented or centrifuged, characterized in that the dissolution process uses a solvent with the Hansen solubility parameter in relation to polyethylene in the range 5-7 in the form of isoamyl acetate, n-amyl acetate, methyl amyl ketone, methyl isoamyl ketone, propyl n-propanoate, isobutyl isobutyrate or n-butyl propanoate, from which low-density polyethylene is crystallized in the form of a powder.

PL238 179 Β1

2. The method according to p. The process of claim 1, wherein the dissolving solvent is a mixture of isoamyl acetate, n-amyl acetate, methylamylketone, methyl isoamylketone, propyl n-propanoate, isobutyl isobutyrate or n-butyl propanoate and / or less than 10% hydrocarbon additives mixture.

3. The method according to p. A process according to claim 1, characterized in that the dissolving process is carried out under a pressure of up to 5 bar,

4. The method according to p. Process according to claim 1, characterized in that the process of dissolving, cleaning and precipitating the polyethylene from solution takes place in a continuous manner.