Titel: Verfahren und Vorrichtung zum Klassieren von Wertstoff mit mindestens einer FaserfraktionTitle: Method and device for classifying valuable material with at least one fiber fraction
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Klassieren von aus mindestens einer zähelastischen Fraktion, insbesondere Kunststofffolienresten, und einer Faserfraktion, insbesondere Zellstofffasern, bestehenden Wertstoff nach dem Anspruch 1 und dem nebengeordneten Anspruch 10.The invention relates to a method and a device for classifying recyclable material consisting of at least one viscoplastic fraction, in particular plastic film residues, and a fiber fraction, in particular cellulose fibers, according to claim 1 and the independent claim 10.
Bei der Herstellung von Hygieneartikeln, insbesondereIn the manufacture of hygiene articles, in particular
Einwegwindeln, Inkontinenzartikeln und Damenbinden, werden verschiedene Kunststofffolien sowie Zellstofffasern eingesetzt, um die gewünschten Produkteigenschaften zu erreichen. So wird beispielsweise die erforderliche Reißfestigkeit und Dichtheit nach außen durch Kunststofffolien aus Polyethylen und/oder Polypropylen (PE oder PP) erreicht. Der Tragekomfort wird durch andere, flüssigkeitsdurchlässige Folien eingestellt. Zwischen diesen Folien können Zellstofffasern vorgesehen werden, die zur Aufnahme von Flüssigkeit dienen.Disposable diapers, incontinence articles and sanitary napkins, various plastic films and cellulose fibers are used to achieve the desired product properties. For example, the required tensile strength and tightness to the outside is achieved by plastic films made of polyethylene and / or polypropylene (PE or PP). The comfort is adjusted by other, liquid-permeable foils. Cellulose fibers can be provided between these foils, which serve to absorb liquid.
Bei der Produktion von Hygieneartikeln entsteht immer ein gewisser Ausschuss. Dieser nachfolgend als "Wertstoff" bezeichnet Ausschuss soll, zur Entlastung der Umwelt und aus wirtschaftlichen Gründen, möglichst wieder in seine Bestandteile, nachfolgend als Fraktion bezeichneten Ausgangsstoffe zerlegt werden, damit diese einer Wiederverwendung möglichst ohne Qualitätseinbußen zugeführt werden können.There is always a certain amount of waste in the production of hygiene articles. This committee, hereinafter referred to as "recyclable material", is to be broken down into its constituents, hereinafter referred to as a fraction, to relieve the environment and for economic reasons, so that these can be reused without any loss of quality.
Aus der EP 1 050 613 AI ist ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Klassieren solcher Wertstoffe bekannt. Die zur Durchführung des Verfahrens eingesetzte Vorrichtung besteht aus einem Kanal, welcher in Förderrichtung ansteigt. Die Unterseite dieses Kanals wird durch ein Sieb gebildet. An der dem Kanalinneren abgewandten Seite des Siebes herrscht ein Unterdruck. Quer zur Längsrichtung des Kanals sind in Förderrichtung hintereinander mehrere Walzen mit Mitnehmerstiften angeordnet. Die Lage der Walzen und die Länge der Mitnehmerstifte ist so gewählt, dass zwischen Mitnehmerstiften und Sieb ein Spalt verbleibt, wenn die Walzen in Drehung versetzt werden.From EP 1 050 613 AI is a method and Device for classifying such valuable materials is known. The device used to carry out the method consists of a channel which rises in the conveying direction. The bottom of this channel is formed by a sieve. There is a negative pressure on the side of the screen facing away from the inside of the channel. Transversely to the longitudinal direction of the channel, several rollers with driver pins are arranged one behind the other in the conveying direction. The position of the rollers and the length of the driver pins is selected such that a gap remains between the driver pins and the screen when the rollers are set in rotation.
Zum Klassieren des aus Kunststofffolienresten und Zellstofffasern bestehenden Wertstoffs wird der Wertstoff am unteren Ende des Kanals in diesen eingebracht. Die sich drehenden Walzen erfassen mit ihren Mitnehmerstiften den in Streifen geschnittenen Wertstoff und ziehen ihn durch den Spalt zwischen Mitnehmerstiften und Sieb. Durch die dabei stattfindende Reibung und Scherung zwischen den Kunststofffolienresten und den Zellstofffasern werden die Kunststofffolienreste und die Zellstofffasern voneinander getrennt, bzw. vereinzelt. Durch den Unterdrück, welcher auf der dem Kanal abgewandten Seite des Siebes herrscht, werden die von den Kunststofffolienresten getrennten Zellstofffasern durch das Sieb gesaugt. Dieser Vorgang wiederholt sich bei jeder der mehreren hintereinander angeordneten Walzen aufs Neue. Wenn die Kunststofffolienreste das Ende des Kanals erreicht haben, ist ein nennenswerter Teil der ursprünglich an ihnen haftenden Zellstofffasern abgetrennt und durch das Sieb abgezogen worden. Dabei haben die Zellstofffasern nahezu keinen Qualitätsverlust erlitten, da keine hohen mechanischen Belastungen auf die Zellstofffasern beim Klassieren eingewirkt haben. Allerdings befinden sich an den Kunststofffolienresten noch erhebliche Mengen von Zellstofffasern, die durch dieses sehr schonende Verfahren nicht von den Kunststofffolienresten getrennt wurden. Aus
diesem Grund können die Kunststofffolienreste nicht weiterverwendet werden und es entsteht ein erheblicher Verlust an Zellstofffasern.To classify the recyclable material consisting of plastic film residues and cellulose fibers, the recyclable material is introduced into the channel at the lower end thereof. The rotating rollers use their driver pins to grasp the valuable material cut into strips and pull it through the gap between the driver pins and the sieve. Due to the friction and shear between the plastic film residues and the cellulose fibers, the plastic film residues and the cellulose fibers are separated or separated from one another. The cellulose fibers separated from the plastic film residues are sucked through the sieve by the negative pressure which prevails on the side of the sieve facing away from the channel. This process is repeated for each of the several rollers arranged one behind the other. When the plastic film residues have reached the end of the channel, a significant part of the cellulose fibers originally adhering to them has been removed and removed through the sieve. The pulp fibers suffered almost no loss of quality, since the pulp fibers were not subjected to high mechanical loads during classification. However, there are still considerable amounts of cellulose fibers on the plastic film residues, which were not separated from the plastic film residues by this very gentle process. Out For this reason, the plastic film residues can no longer be used and there is a considerable loss of cellulose fibers.
Typischerweise wird diese Vorrichtung zum Klassieren mit einem Wertstoff, bestehend aus 90 % Zellstoff und 10 % PE und PP, beschickt, wobei deutlich weniger als die Hälfte des insgesamt vorhandenen Zellstoffs wiedergewonnen werden kann. Der überwiegende Teil des vorhandenen Zellstoffs verbleibt bei der Kunststofffraktion und kann nicht zurückgewonnen werden. Wegen des verbleibenden hohen Zellstoffanteils an der Kunststofffraktion, die am Ende des Klassierverfahrens nach dem Stand der Technik anfällt, kann dieser Kunststoff nicht weiterverwendet werden. Diese Kunstsofffraktion besteht etwa zu 70% aus Zellstoff und zu 30% aus Kunststoffolienresten.Typically, this classifying device is loaded with a valuable material consisting of 90% cellulose and 10% PE and PP, whereby significantly less than half of the total cellulose present can be recovered. The majority of the existing pulp remains with the plastic fraction and cannot be recovered. Because of the remaining high proportion of cellulose in the plastic fraction which arises at the end of the classification process according to the prior art, this plastic can no longer be used. This plastic fraction consists of approximately 70% cellulose and 30% plastic film residues.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, welches das Klassieren von Wertstoffen mit mindestens einer zähelastischen Fraktion und einer Faserfraktion dahingehend verbessert, das die Ausbeute an wiederverwendbaren WertStoffen erhöht wird.The invention has for its object to provide a method and an apparatus which improves the classification of valuable materials with at least one tough elastic fraction and a fiber fraction in such a way that the yield of reusable valuable materials is increased.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Klassieren von aus mindestens einer zähelastischen Fraktion, insbesondere Kunststofffolienresten, und einer Faserfraktion, insbesondere Zellstofffasern, bestehendem Wertstoff, bei welchem der Wertstoff in Richtung auf ein Sieb aufgewirbelt wird, die Faserfraktion () durch das Sieb abgesaugt wird, und die zähelastische Fraktion in einer im Wesentlichen parallel zu dem Sieb verlaufenden Richtung abgezogen wird.This object is achieved according to the invention by a method for classifying recyclable material consisting of at least one viscoplastic fraction, in particular plastic film residues, and a fiber fraction, in particular cellulose fibers, in which the recyclable material is whirled up in the direction of a sieve, and the fiber fraction () is sucked through the sieve and the tough elastic fraction is withdrawn in a direction substantially parallel to the sieve.
Bei diesem Verfahren werden Kunststofffraktion und Zellstofffraktion wegen ihrer unterschiedlichen Eigenschaften mit verschiedener Geschwindigkeit und Intensität gegen das Sieb gewirbelt, so dass die Zellstofffraktion nahezu ohne
Verunreinigungen durch das Sieb abgezogen werden kann. Da der Wertstoff nur aufgewirbelt wird, werden die Zellstofffasern auch nicht oder nur unwesentlich beschädigt, so dass kein Qualitätsverlust bei den Zellstofffasern zu beobachten ist.In this process, the plastic fraction and the pulp fraction are whirled against the sieve at different speeds and intensities because of their different properties, so that the pulp fraction is almost without Impurities can be drawn off through the sieve. Since the valuable material is only whirled up, the cellulose fibers are not or only insignificantly damaged, so that there is no loss of quality in the cellulose fibers.
Die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens kann weiter gesteigert werden, wenn das Verfahren mehrfach hintereinander ausgeführt wird, und/oder vor dem Klassieren eine Vereinzelung des Wertstoffs in eine Faserfraktion und eine zähelastische Fraktion erfolgt.The effectiveness of the method according to the invention can be further increased if the method is carried out several times in succession, and / or before the classification, the material is separated into a fiber fraction and a tough elastic fraction.
Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, die Vereinzelung mit mehreren miteinander kämmenden Walzen durchzuführen.It has proven to be particularly advantageous to carry out the separation with several intermeshing rollers.
Eine weitere Verbesserung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich, wenn der Wertstoff vor dem Klassieren oder Vereinzeln, insbesondere in einem Zweiwellenzerkleinerer, in Streifen von mehr als 50 mm Länge zerkleinert wird.A further improvement of the method according to the invention is obtained if the valuable material is shredded into strips of more than 50 mm in length before being classified or separated, in particular in a twin-shaft shredder.
In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Zusetzen des Siebs mit der Faserfraktion, insbesondere durch einen Schaber, verhindert.In a further embodiment of the method according to the invention, clogging of the screen with the fiber fraction, in particular by means of a scraper, is prevented.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Aufwirbeln des Wertstoffs so schonend erfolgt, dass die Faserfraktion dadurch nur unwesentlich beschädigt wird und insbesondere die mittlere Faserlänge der Faserfraktion nahezu unverändert bleibt.It is provided according to the invention that the material is whirled up so gently that the fiber fraction is only insignificantly damaged thereby and in particular the mean fiber length of the fiber fraction remains almost unchanged.
Die eingangs genannte Aufgabe wird auch erfindungsgemäß gelöst mit einer Vorrichtung zum Klassieren von aus mindestens einer zähelastischen Fraktion, insbesondere Kunststofffolienresten, und einer Faserfraktion, insbesondere Zellstofffasern, bestehendem Wertstoff mit einem Gehäuse, wobei der Innenraum des Gehäuses von einem Sieb in einen
ersten Raum und einen zweiten Raum unterteilt wird, mit einer im ersten Raum angeordneten Einrichtung zum Aufwirbeln des Wertstoffs, wobei in dem zweiten Raum ein geringerer Druck als im ersten Raum herrscht. Auch mit dieser Vorrichtung können die o g. erfindungsgemäßen Vorteile realisiert werden.The above-mentioned object is also achieved according to the invention with a device for classifying recyclable material consisting of at least one viscoplastic fraction, in particular plastic film residues, and a fiber fraction, in particular cellulose fibers, with a housing, the interior of the housing being changed from a sieve into one first room and a second room is subdivided, with a device arranged in the first room for whirling up the valuable substance, the pressure in the second room being lower than in the first room. With this device, the o g. Advantages of the invention can be realized.
Zur Zufuhr des Wertstoffs und zur Abfuhr des Reststoffs sind im ersten Raum erste Öffnung und eine dritte Öffnung zum Abziehen des Reststoffs vorgesehen.In order to supply the valuable material and to remove the residual material, first openings and a third opening for removing the residual material are provided in the first space.
In weiterer Ergänzung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass im zweiten Raum eine zweite Öffnung zum Abziehen der Faserfraktion vorhanden ist.In a further addition to the invention, it can be provided that a second opening for drawing off the fiber fraction is present in the second space.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die die Einrichtung zum Aufwirbeln von Wertstoff einen Rotor mit einer Rotorwelle und mindestens einer Laufschaufelreihe, so dass das Aufwirbeln auf einfache und wirkungsvolle Weise erfolgt, wobei die mindestens eine Laufschaufelreihe aus mehreren über den Umfang der Rotorwelle verteilten Laufschaufeln besteht.In one embodiment of the invention, the device for whirling up valuable material comprises a rotor with a rotor shaft and at least one row of rotor blades, so that whirling takes place in a simple and effective manner, the at least one row of rotor blades consisting of a plurality of rotor blades distributed over the circumference of the rotor shaft.
Es hat sich als schonend für den Zellstoff herausgestellt, wenn die Laufschaufeln den Wertstoff überwiegend in radialer Richtung aufwirbeln und wenn die Laufschaufeln verrundet und glattflächig ausgeführt sind.It has been found to be gentle on the pulp if the rotor blades whirl up the material mainly in the radial direction and if the rotor blades are rounded and have a smooth surface.
In weiterer Ergänzung der Erfindung ist das Sieb koaxial zur einer Längsachse der Rotorwelle angeordnet und umschließt den Rotor. Dabei kann es vorteilhaft sein, wenn die Rotorachse exzentrisch zu dem Sieb angeordnet ist. Durch die bei dieser Anordnung gegebenen unterschiedlichen Abständen zwischen Rotor und Sieb, wird die Klassierung weiter verbessert.In a further addition to the invention, the sieve is arranged coaxially with a longitudinal axis of the rotor shaft and encloses the rotor. It can be advantageous if the rotor axis is arranged eccentrically to the screen. The classification is further improved by the different distances between the rotor and the sieve given in this arrangement.
Um ein Zusetzen des Siebs zu verhindern, kann eine Reinigungseinrichtung vorgesehen werden, die das Sieb auf
seiner dem ersten Raum zugewandten Seite beispielsweise mittels eines Schabers bevorzugt in Richtung der dritten Öffnung reinigt.In order to prevent clogging of the sieve, a cleaning device can be provided which places the sieve on cleans its side facing the first space, for example by means of a scraper, preferably in the direction of the third opening.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in der nachfolgenden Zeichnung, deren Beschreibung und den nachfolgenden Patentansprüchen beschrieben.Further advantages and advantageous refinements of the invention are described in the following drawing, its description and the following patent claims.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Klassieren von Wertstoffen,FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a device according to the invention for classifying valuable materials,
Figur 2 ein Ablaufdiagramm einer Anlage zum vollständigen Recyclen von Wertstoffen mit einer zähelastischen Fraktion und einer Faserfraktion undFigure 2 is a flow diagram of a plant for the complete recycling of valuable materials with a tough elastic fraction and a fiber fraction and
Figur 3 Ein Stoffflußdiagramm der Anlage gemäß Fig. 2.FIG. 3 shows a material flow diagram of the plant according to FIG. 2.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Klassieren von aus mindestens einer zähelastischen Fraktion und einer Faserfraktion bestehenden Wertstoff im Längs- und Querschnitt schematisch dargestellt. In einem Gehäuse 101 ist ein Sieb 103 mit angeordnet. Das Sieb 103 erstreckt sich über die gesamte Länge des Gehäuses 101 und umschließt einen Rotor 105. Der Rotor 105 besteht aus einer Rotorwelle 107 und mehreren an der Rotorwelle 107 angeordneten Laufschaufelreihen 109. Die Rotorwelle 107 kann auch exzentrisch zu dem Sieb 103 angeordnet sein.In Fig. 1, a device according to the invention for classifying recyclable material consisting of at least one viscoplastic fraction and a fiber fraction is shown schematically in longitudinal and cross-section. A screen 103 is also arranged in a housing 101. The screen 103 extends over the entire length of the housing 101 and encloses a rotor 105. The rotor 105 consists of a rotor shaft 107 and a plurality of rows of rotor blades 109 arranged on the rotor shaft 107. The rotor shaft 107 can also be arranged eccentrically to the screen 103.
Das Sieb 103 weist über seine gesamte Oberfläche eine Vielzahl von nicht dargestellten Löchern auf. Die Durchmesser der Laufschaufelreihen 109 sind so bemessen, dass zwischen den Laufschaufelreihen 109 und dem Sieb 103 ein ausreichend großer Abstand vorhanden ist, um Beschädigungen der nicht
dargestellten Zellstofffasern durch Brechen oder dergleichen weitestgehend zu vermeiden. Die Rotorwelle 107 ist drehbar im Gehäuse 101 gelagert. In einer ersten Stirnwand 117 des Gehäuses 101 ist eine erste Öffnung 107 vorgesehen, durch die der zu klassierende Wertstoff (nicht dargestellt) ins Innere des Siebs 103 gegeben werden kann.The screen 103 has a large number of holes (not shown) over its entire surface. The diameter of the rotor blade rows 109 are dimensioned such that there is a sufficiently large distance between the rotor blade rows 109 and the sieve 103 in order not to damage the to avoid the pulp fibers shown by breaking or the like as far as possible. The rotor shaft 107 is rotatably supported in the housing 101. A first opening 107 is provided in a first end wall 117 of the housing 101, through which the valuable material to be classified (not shown) can be introduced into the inside of the sieve 103.
Die von einem nicht dargestellten Antrieb angetriebene Rotorwelle 107 erfasst mit ihrer ersten Laufschaufelreihe 109 den zu klassierenden Wertstoff und verteilt ihn in dem von Sieb 103, erster Stirnwand 115 und zweiter Stirnwand 119 begrenzten ersten Raum 120. Dabei wird der Wertstoff aufgewirbelt und in radialer Richtung bezogen auf eine Längsachse 121 der Rotorwelle 107 in Richtung des Siebs 103 befördert.The rotor shaft 107, which is driven by a drive (not shown), detects the valuable material to be classified with its first rotor blade row 109 and distributes it in the first space 120 delimited by sieve 103, first end wall 115 and second end wall 119. The valuable material is whirled up and drawn in in the radial direction on a longitudinal axis 121 of the rotor shaft 107 in the direction of the sieve 103.
Bei dem Wertstoff ist schon vor der Aufgabe in das Gehäuse 101 kein Zusammenhalt mehr zwischen der zähelastischen Fraktion und der Faserfraktion vorhanden. Deshalb kann die im Vergleich zur zähelastischen Fraktion sehr viel kürzere Faserfraktion durch das Sieb 103 abgezogen werden. Dies wird dadurch unterstützt, dass in einem von Sieb 103, erster Stirnwand 115, zweiter Stirnwand 119 und einer Außenwand 123 des Gehäuses 101 begrenzten zweiten Raum 125 einen Unterdruck gegenüber dem ersten Raum 120 herrscht.In the case of the recyclable material, there is no longer any cohesion between the viscoplastic fraction and the fiber fraction even before being put into the housing 101. Therefore, the fiber fraction, which is much shorter than the viscoplastic fraction, can be drawn off through the sieve 103. This is supported by the fact that in a second space 125 delimited by sieve 103, first end wall 115, second end wall 119 and an outer wall 123 of housing 101, a negative pressure prevails with respect to first space 120.
Durch eine zweite Öffnung 127 werden die im zweiten Raum 125 befindlichen Zellstoffasern (nicht dargestellt) abgezogen. Die nicht dargestellten Kunststofffolienreste und Teile der Faserfraktion werden von den Laufschaufelreihen 109 in Richtung der zweiten Stirnseite 119 gefördert und schließlich durch eine dritte Öffnung 129 abgezogen.The pulp fibers (not shown) located in the second space 125 are drawn off through a second opening 127. The plastic film residues, not shown, and parts of the fiber fraction are conveyed by the rotor blade rows 109 in the direction of the second end face 119 and finally drawn off through a third opening 129.
In dem Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1 ist die zylindrische Form des Siebes 103 deutlich zu erkennen. Ebenso ist deutlich zu erkennen, dass der Abstand 113 zwischen
Laufschaufeln 131 der Laufschaufelreihe 109 so groß ist, dass in dem zwischen Laufschaufeln 131 und Sieb 103 gebildeten Spalt keine Schädigung der Faserfraktion stattfindet. Weiter ist in dieser Darstellung besonders deutlich erkennbar, dass die Laufschaufeln 131 einer Laufschaufelreihe versetzt zu den Laufschaufeln 131 der benachbarten Laufschaufelreihe 109 angeordnet sind. An dem Sieb 103, das bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 eine zylindrische Form hat, können nicht dargestellte Stege oder andere Hindernisse vorgesehen werden, welche die Bewegung der Fraktionen bremsen.The cylindrical shape of the screen 103 can be clearly seen in the cross section along the line AA in FIG. 1. It can also be clearly seen that the distance 113 between Blade 131 of blade row 109 is so large that there is no damage to the fiber fraction in the gap formed between blades 131 and sieve 103. Furthermore, it can be seen particularly clearly in this illustration that the rotor blades 131 of one rotor blade row are arranged offset to the rotor blades 131 of the neighboring rotor blade row 109. On the screen 103, which has a cylindrical shape in the exemplary embodiment according to FIG. 1, webs or other obstacles, not shown, which brake the movement of the fractions can be provided.
Die Laufschaufeln 131 der Laufschaufelreihen 109 sind so ausgebildet, dass sie die Faserfraktion auf keinen Fall zerschneiden und möglichst auch nicht brechen. Außerdem werden die Löcher im Sieb 103 verrundet, so dass auch beim Durchtritt der Faserfraktion durch das Sieb 103 keine Beschädigung derselben stattfindet. Außerdem wird die Drehzahl der Rotorwelle 107 so niedrig gewählt, dass die auf die Faserfraktion wirkenden Kräfte keine Schädigung der Faserfraktion durch Brechen oder dergleichen verursachen.The blades 131 of the blade rows 109 are designed in such a way that they do not cut the fiber fraction under any circumstances and, if possible, do not break it either. In addition, the holes in the sieve 103 are rounded, so that no damage occurs to the fiber fraction even when it passes through the sieve 103. In addition, the speed of the rotor shaft 107 is chosen so low that the forces acting on the fiber fraction do not cause damage to the fiber fraction by breaking or the like.
Um die Wirksamkeit der Klassierung zu erhöhen, können mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen hintereinander geschaltet werden, wobei jeweils der aus der vorhergehenden Vorrichtung abgezogene Reststoff bestehend aus einer zähelastischen Fraktion und Resten einer Faserfraktion in die erste Öffnung 117 der darauf folgenden Vorrichtung gegeben wird. Drehzahl der Rotorwelle 107, Abstand 113 zwischen Laufschaufelreihen 109 und Sieb 103 sowie die Ausgestaltung und Zahl der Laufschaufeln der Laufschaufelreihen 109 können bei mehreren hinteinander angeordneten Vorrichtungen voneinander abweichen, da der Anteil der Faserfraktion von einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur nächsten erfindungsgemäßen Vorrichtung abnimmt. Bei der letzten erfindungsgemäßen Vorrichtung kann bspw. die Drehzahl gegenüber den
vorhergehenden deutlich erhöht sein, um zu gewährleisten, dass möglichst keine Faserfraktion mit der zähelastischen Fraktion durch die dritte Öffnung 129 abgezogen wird. Infolgedessen ist die in der letzten Vorrichtung abgezogene Faserfraktion von sehr schlechter Qualität, was aber wegen deren geringer Menge wirtschaftlich vernachlässigbar ist.In order to increase the effectiveness of the classification, a plurality of devices according to the invention can be connected in series, the residue removed from the previous device consisting of a viscoplastic fraction and residues of a fiber fraction being introduced into the first opening 117 of the subsequent device. The rotational speed of the rotor shaft 107, the distance 113 between the rotor blade rows 109 and the sieve 103 and the design and number of the rotor blades of the rotor blade rows 109 can differ from one another in the case of a plurality of devices arranged one behind the other, since the proportion of the fiber fraction decreases from one device according to the invention to the next device according to the invention. In the last device according to the invention, for example, the speed can be compared to The previous one must be significantly increased in order to ensure that as far as possible no fiber fraction with the viscoplastic fraction is drawn off through the third opening 129. As a result, the fiber fraction drawn off in the last device is of very poor quality, but this is economically negligible because of its small amount.
Besonders vorteilhaft ist in diesem Fall, dass die abgezogene zähelastische Fraktion nahezu ohne Verunreinigungen vorliegt und deshalb besonders einfach einer erneuten stofflichen Verwendung zugeführt werden kann.In this case, it is particularly advantageous that the viscous-elastic fraction that has been drawn off is present almost without impurities and can therefore be recycled in a particularly simple manner.
Um das Zusetzen des Siebs 103 zu verhindern, kann ein Schaber 133 vorgesehen werden, der im ersten Raum 120 konzentrisch zur Rotorwelle 107 gelagert ist. Der Schaber 133 dreht sich langsam relativ zum Sieb 103 und entfernt Faserreste von den nicht dargestellten Öffnungen des Siebs 103. Dabei kann der Schaber 133 auch eine Förderbewegung in Richtung der dritten Öffnung 129 auf die Faserfraktion oder die Kunststofffraktion ausüben.In order to prevent the sieve 103 from clogging, a scraper 133 can be provided, which is mounted in the first space 120 concentrically with the rotor shaft 107. The scraper 133 rotates slowly relative to the sieve 103 and removes fiber residues from the openings of the sieve 103 (not shown). The scraper 133 can also exert a conveying movement in the direction of the third opening 129 on the fiber fraction or the plastic fraction.
In Fig. 2 ist ein Ablaufdiagramm einer Anlage zum Recyclen von Wertstoffen bestehend aus einer zähelastischen Fraktion und einer Faserfraktion dargestellt, in die mehrere erfindungsgemäße Vorrichtungen gemäß dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 oder anderen Ausführungsformen integriert sind. Wegen der ausführlichen Legende wird dieses Ablaufdiagramm nur kurz beschrieben.FIG. 2 shows a flow diagram of a system for recycling valuable materials consisting of a tough elastic fraction and a fiber fraction, in which several devices according to the invention according to the exemplary embodiment of FIG. 1 or other embodiments are integrated. Because of the detailed legend, this flowchart is only briefly described.
Die zu trennenden WertStoffe können bspw. aus einem Verbund von PE und PP vermischt mit Zellstoffflocken bestehen. Dabei können die Zellstoffflocken 50 Gewichts-% oder mehr ausmachen. Selbstverständlich ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf diese Bereiche beschränkt, es lässt sich allerdings in dem genannten Bereich mit großem Erfolg einsetzen.
In einem ersten Verfahrensschritt 1 wird der Wertstoff bspw. durch einen Zweiwellenverkleinerer zerkleinert. Darauf wird der zerkleinerte Wertstoff, dessen Streifenlänge größer 50 mm sein kann, über einen Trogkettenförderer 2 in einen Bunker 3 gefördert. Aus dem Bunker 3 wird der Wertstoff zum Vereinzeln 6 gefördert. Dies kann vorteilhafterweise durch kämmende Walzen erfolgen. Anschließend gelangt der Wertstoff zu einer ersten erfindungsgemäßen Vorrichtung 8 zum Klassieren.The valuable materials to be separated can consist, for example, of a composite of PE and PP mixed with cellulose flakes. The cellulose flakes can make up 50% by weight or more. Of course, the method according to the invention is not restricted to these areas, but it can be used with great success in the named area. In a first method step 1, the valuable substance is comminuted, for example, by a twin-shaft reducer. The comminuted recyclable material, the strip length of which can be greater than 50 mm, is then conveyed via a trough chain conveyor 2 into a bunker 3. From the bunker 3 the recyclable material 6 is conveyed. This can advantageously be done by intermeshing rollers. The valuable substance then arrives at a first device 8 for classification according to the invention.
Beim Klassieren entstehen zwei Stoffströme. Der erste Stoffstrom besteht aus Zellstoffflocken erster Qualität, die anschließend noch über einen Filter 37 geleitet werden. Der zweite Stoffstrom, welcher beim Klassieren in der erfindungsgemäßen Vorrichtung 8 entsteht, besteht aus Kunststofffolienresten und nicht-klassierten Zellstofffasern und ist der sog. Reststoff. Der Reststoff wird durch einen pneumatischen Förderer 9 in eine zweite Vorrichtung 10 zum Klassieren gegeben. Dabei entstehen wiederum zwei Stoffströme, der eine besteht aus Zellstoffflocken erster Qualität und wird mit einem pneumatischen Förderer 33 zum Filter 37 gefördert.Classification creates two material flows. The first material flow consists of cellulose flakes of first quality, which are then passed through a filter 37. The second material flow, which arises during classification in the device 8 according to the invention, consists of plastic film residues and unclassified cellulose fibers and is the so-called residual material. The residual material is fed by a pneumatic conveyor 9 into a second classifying device 10. This in turn creates two material flows, one consisting of first-class pulp and is conveyed to the filter 37 by a pneumatic conveyor 33.
Der aus dem ersten Raum 120 des Siebes 103 (siehe Fig. 1) abgezogene Reststoff wird in einen Zyklon 13 gegeben und dort getrennt. Dabei werden Zellstoffflocken zweiter Qualität gewonnen.The residual material drawn off from the first space 120 of the sieve 103 (see FIG. 1) is placed in a cyclone 13 and separated there. Secondary pulp flakes are obtained.
In einer dritten erfindungsgemäßen Vorrichtung 16 zum Klassieren wird der zweite Stoffström 14, welcher aus dem Zyklon 13 austritt, nochmals klassiert. Dabei können Zellstoffflocken dritter Qualität gewonnen werden. Dieser Klassierer 16 übt relativ hohe Kräfte auf die Fasern aus. Außerdem ist der Druckunterschied zwischen erstem Raum 120 und zweitem Raum 125 relativ groß. Dadurch kommt es zu teilweiser Beschädigung der Fasern und der Kunststoffanteil an der abgeschiedenen Faserfraktion ist ebenfalls
vergleichsweise hoch.In a third device 16 according to the invention for classifying, the second material flow 14 which emerges from the cyclone 13 is classified again. Third-quality cellulose flakes can be obtained. This classifier 16 exerts relatively high forces on the fibers. In addition, the pressure difference between the first space 120 and the second space 125 is relatively large. This leads to partial damage to the fibers and the proportion of plastic in the separated fiber fraction is also comparatively high.
Der zweite Reststoff aus der Vorrichtung 16 wird über einen pneumatischen Förderer 17 zu einem zweiten Zyklon 19 gefördert. Ziel dieser Trennung ist es, vor allem die zähelastische Fraktion frei von Zellstofffasern zu bekommen, da diese die Weiterverwertung der zähelastischen Fraktion, welche typischerweise aus PE und/oder PP besteht, erschwert.The second residue from the device 16 is conveyed via a pneumatic conveyor 17 to a second cyclone 19. The aim of this separation is above all to get the viscoplastic fraction free of cellulose fibers, since this complicates the recycling of the viscoplastic fraction, which typically consists of PE and / or PP.
In Fig. 3 sind die Stoffströme beim Durchlaufen der anhand Fig. 2 beschriebenen Anlage quantifiziert dargestellt. Aus dieser Darstellung wird deutlich, dass die Anlage sehr wirkungsvoll arbeitet und die erfindungsgemäße Vorrichtung das Klassieren der aufgegebenen Wertstoffe in einer Faserfraktion mit sehr hoher Qualität und eine Kunststofffraktion sehr wirkungsvoll durchführt.In FIG. 3 the material flows are shown quantified as they pass through the plant described with reference to FIG. 2. From this illustration it is clear that the system works very effectively and the device according to the invention classifies the recycled materials in a fiber fraction of very high quality and a plastic fraction very effectively.
Ausgehend von einer Gesamtmenge von 1.000 kg, bestehend aus 700 kg Zellstoff und 300 kg Polyethylen und Polypropylen werden nach dem Vereinzeln (siehe Nr. 6 in Fig. 2) in einem ersten Klassiervorgang 250 kg einer Faserfraktion gewonnen, die zu 98 % aus Zellstofffasern besteht und 2 % Verunreinigungen, bestehend aus PE und PP, enthält.Starting from a total of 1,000 kg, consisting of 700 kg of pulp and 300 kg of polyethylene and polypropylene, after separating (see No. 6 in FIG. 2), 250 kg of a fiber fraction is obtained in a first classification process, which consists of 98% cellulose fibers and contains 2% impurities consisting of PE and PP.
Die verbleibende Reststoffmenge von 750 kg besteht nunmehr noch zu 61 % aus Zellstoff und zu 39 aus PE und PP. Nach einer zweiten Klassierung (siehe 10 in Fig. 2) werden weitere 200 kg Zellstoff gewonnen, wobei der Zellstoff mit 2 % PE und PP verunreinigt ist. Diese insgesamt 450 kg Zellstoff sind in Fig. 2 als Zellstoffflocken erster Qualität bezeichnet worden.The remaining 750 kg of residual material now consists of 61% cellulose and 39% PE and PP. After a second classification (see 10 in FIG. 2), a further 200 kg of cellulose are obtained, the cellulose being contaminated with 2% PE and PP. This total of 450 kg of pulp has been referred to in FIG. 2 as first quality pulp.
Die verbleibende Reststoffmenge von 550 kg besteht nunmehr zu 47 % aus Zellstoff und zu 53 % aus PE und PP. In einen Zyklon (siehe 13 in Fig. 2) werden verunreinigte Zellstofffasern und Kunststofffolienreste abgeschieden. Dabei werden 50 kg
Zellstoff, die durch 5 % PE und PP verunreinigt sind, gewonnen. Dieser Zellstoff wurde in Fig. 2 als Zellstoffflocken 2. Qualität bezeichnet.The remaining 550 kg of residual material now consists of 47% cellulose and 53% PE and PP. Contaminated cellulose fibers and plastic film residues are deposited in a cyclone (see 13 in FIG. 2). This will be 50 kg Pulp contaminated with 5% PE and PP is obtained. This pulp was referred to in Fig. 2 as 2nd quality pulp flakes.
Anschließend wird die verbliebene Wert stoffmenge von 500 kg, bestehend zu 42 % aus Zellstoff und zu 58 % aus PE und PP erneut klassiert, was zu einer Ausbeute von 175 kg Zellstoff, der mit 10 % PE und PP verunreinigt ist, führt. Diese Zellstoffmenge wurde in Fig. 2 als Zellstoffflocken 3. Qualität bezeichnet. Das Klassieren erfolgt in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung (siehe 16 in Fig. 2) .The remaining amount of recyclable material of 500 kg, consisting of 42% pulp and 58% PE and PP, is then reclassified, which leads to a yield of 175 kg pulp contaminated with 10% PE and PP. This amount of pulp was referred to in Fig. 2 as 3rd grade pulp. The classification takes place in a device according to the invention (see 16 in FIG. 2).
Danach erfolgt ein erneutes Trennen der verbliebenen Wertstoffmenge von 325 kg in einem Zyklon (siehe 19 in Fig. 2) , was zu weiteren 25 kg Zellstoff führt, wobei der Zellstoff mit 5 % Kunststoffen verunreinigt ist. Dieser Zellstoff wurde in Fig. 2 als Zellstoffflocken 3. Qualität bezeichnet. Übrig bleibt eine Kunstofffraktion, wobei diese Kunststofffraktion aus 270 kg PE und FP besteht, während die restlichen 30 kg aus Zellstofffasern bestehen. Diese Kunststofffraktion kann wiederverwendet werden bspw. beim Spritzgießen oder anderen Verfahren.The remaining amount of valuable material of 325 kg is then separated again in a cyclone (see 19 in FIG. 2), which leads to a further 25 kg of cellulose, the cellulose being contaminated with 5% plastics. This pulp was referred to in Fig. 2 as 3rd grade pulp. What remains is a plastic fraction, this plastic fraction consisting of 270 kg PE and FP, while the remaining 30 kg consist of cellulose fibers. This plastic fraction can be reused, for example in injection molding or other processes.
Aus der Stoffbilanz gemäß Fig. 3 wird deutlich, dass die erfindungsgemäßen Vorrichtungen (8, 10 und 16) Zellstoffflocken sehr hoher Qualität erzeugen, die ohne weitere Behandlung erneut einem Produktionsprozess zugeführt werden können. Die Zellstoffflocken dritter Qualität machen lediglich 175 kg, entsprechend 25 % der gesamten Zellstoffmenge, aus. Auch für diese Zellstoffflocken dritter Qualität gibt es Verwendungen, so dass auch diese Zellstoffflocken erneut in einen Herstellungsprzeß eingekoppelt werden können. Auch die gewonnene Kunststofffraktion weist einen hohen Reinheitsgrad von 90 % auf, so dass sie weiterverwendet werden kann.
Damit leistet das erfindungsgemäße Verfahren ebenso wie die erfindungsgemäßen Vorrichtungen einen wesentlichen Beitrag zur Wiederverwendung von WertStoffen ohne Qualitätseinbußen. Zum Vergleich sei noch erwähnt, dass die Vorrichtung zum Klassieren nach dem Stand der Technik in der Lage ist, aus einem Wertstoff, bestehend aus 90 % Zellstoff und 10 % PE und PP, deutlich weniger als die Hälfte des insgesamt vorhandenen Zellstoffs wiedergewinnen kann. Der überwiegende Teil des vorhandenen Zellstoffs verbleibt bei der Kunststofffraktion und kann nicht zurückgewonnen werden. Wegen des verbleibenden hohen Zellstoffanteils an der Kunststofffraktion, die am Ende des Klassierverfahrens nach dem Stand der Technik anfällt, kann dieser Kunststoff nicht weiterverwendet werden.It is clear from the material balance according to FIG. 3 that the devices (8, 10 and 16) according to the invention produce very high quality cellulose flakes which can be fed back into a production process without further treatment. The third-quality pulp flakes make up only 175 kg, corresponding to 25% of the total amount of pulp. There are also uses for these third-quality cellulose flakes, so that these cellulose flakes can also be re-coupled into a manufacturing process. The plastic fraction obtained also has a high degree of purity of 90%, so that it can be reused. The method according to the invention, like the devices according to the invention, thus makes a significant contribution to the reuse of valuable substances without loss of quality. For comparison, it should also be mentioned that the classifying device according to the prior art is able to recover significantly less than half of the total cellulose present from a valuable material consisting of 90% cellulose and 10% PE and PP. The majority of the existing pulp remains with the plastic fraction and cannot be recovered. Because of the remaining high proportion of cellulose in the plastic fraction, which arises at the end of the classification process according to the prior art, this plastic can no longer be used.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in der Lage, diese verunreinigte Kunststofffraktion weiter zu trennen und zu klassieren mit den o. g. Ergebnissen. Aus diesem Vergleich wird deutlich, welche Steigerung bei der Ausbeute, der Wiedergewinnung von Zellstofffasern und nahezu sortenreinem Kunststoff durch die erfindungsgemäße Vorrichtung, das erfindungsgemäße Verfahren und die Anlage gemäß Fig. 2 möglich sind.
The device according to the invention is able to further separate and classify this contaminated plastic fraction with the above-mentioned. Results. From this comparison it becomes clear what increases in the yield, the recovery of cellulose fibers and almost pure plastic by the device according to the invention, the method according to the invention and the plant according to FIG. 2 are possible.