Energieeffizientes Reinigungsverfahren für das Kunststoffrecycling

Kunststoffabfälle im Kreislauf führen 

Der Joghurt im Plastikbecher, das Obst in der Plastikbox, die Pizza in der Plastikfolie – Verpackungen sind allgegenwärtig. Durch veränderte Lebensbedingungen und Bedürfnisse hat sich die Menge von Kunststoffverpackungen in Deutschland seit Beginn der 1980er-Jahre fast verdreifacht. Umso wichtiger werden Recyclinglösungen, die verhindern, dass Plastikabfälle in die Umwelt eingetragen werden und ermöglichen, die aus der endlichen Ressource Erdöl gewonnenen Kunststoffe im Kreislauf zu führen. Wichtige Voraussetzung für ein solches stoffliches Recycling ist es, die zerkleinerten Kunststoffabfälle von anhaftenden Papierfasern und Klebstoffen zu befreien. Zu diesem Zweck entwickelte die CVP Clean Value Plastics GmbH, Hamburg, eine patentierte Technologie mithilfe sogenannter Refiner.

Waschen und wiederverwerten

Refiner sind Nass-Scheibenmühlen, die eigentlich in der Holzstoff- und Papieraufbereitung eingesetzt werden. Bereits seit dem Jahr 2011 nutzt die CVP Refiner, um Abfälle aus Polyethylentherephtalat (PET) zu reinigen. Die zu sogenannten Flakes zerkleinerten Abfälle werden mit dem Prozesswasser in den Refiner befördert und durch hochturbulente Wasserverwirbelungen und Reibung an den Scheiben gesäubert, ohne dass Reinigungs- oder Lösungsmittel zugesetzt werden müssen. Die erzielbaren Produktqualitäten entsprechen mindestens den herkömmlichen Waschtechnologien mithilfe von Natronlauge. Allerdings ist diese Technologie mit den großen, aus der Papierindustrie stammenden 36-Zoll-Refinern nur in sehr großen Anlagen wirtschaftlich.

Refinertechnik weiterentwickelt

Da viele Abfallfraktionen aus verschmutzten Mischkunststoffen dezentral anfallen, liegen oftmals nur kleine Mengen vor, die bislang kaum wirtschaftlich zu recyceln waren. In zwei DBU-geförderten Projekten zielte die CVP GmbH daher darauf, ihre Refinertechnologie für kleine Abfallmengen anzupassen. In einem ersten Schritt diente ein kleiner Refiner mit nur 22 Zoll Scheibendurchmesser aus der Altpapieraufbereitung als technische Basis. Dieser zeigte bei Flakes aus Hartkunststoffen bereits eine sehr gute Reinigungswirkung. In einem zweiten Schritt ging es darum, die Energieeffizienz zu steigern und auch dünne Folienflakes säubern zu können. Entscheidend dafür war es, die Materialdichte und die Verweilzeit im Reinigungsraum des Refiners zu erhöhen.

Weniger Energie, bessere Reinigung

Durch eine geänderte Refinergeometrie hin zu einem konusförmigen Refiner wurde die Reibungsfläche vergrößert. Rückspülnuten (»Grooves«) führen über eine Rückströmung des Prozesswassers zu einem Umkehrschub und lassen die Flakes länger im Refiner verweilen. Die Versuche mit einem konusförmigen Refiner wurden auf einer Technikumsanlage mit einer Kapazität von 1 000 kg Kunststoffmaterial pro Stunde durchgeführt und zeigten: Bei einem gegenüber dem Scheibenrefiner gesenkten Energiebedarf liefert der Konusrefiner eine deutlich bessere Reinigungsleistung – sogar von Folienflakes. Statt der ursprünglich angenommenen 1 000 kg ließen sich Durchsätze von bis zu 3 000 kg bei leicht verschmutzen Flakes und von bis zu 1 400 kg bei stark verschmutzten Flakes verarbeiten.  Ausgehend von diesen Ergebnissen plant die CVP GmbH nun, sämtliche Scheibenrefiner in ihren Anlagen durch Konusrefiner zu ersetzen und weitere Forschungen an einer industrietauglichen Prototypenanlage durchzuführen.

Projektthema

Reinigungswirkung eines konusförmigen Refiners in Anlagen des Kunststoffrecyclings

Projektdurchführung

CVP Clean Value Plastics GmbH
An der Alster 25
20099 Hamburg
Telefon: 040 | 7679557-0
E-Mail: Michael.Hofmann@hydrodyn.de
www.hydrodyn.de


AZ 30118