DE10115781A1

DE10115781A1 - Verfahren und Anlage zum sortengerechten Separieren von Kunststoffen aus aufbereiteten Kunststoffgemischen

Info

Publication number: DE10115781A1
Application number: DE2001115781
Authority: DE
Inventors: Frank Arleth; Thomas Koch; Mirko Winter; Bert Handschick; Peter Dietrich-Troeltsch
Original assignee: HECKERT UMWELTTECHNIK GmbH; Der Gruene Punkt Duales System Deutschland AG
Current assignee: HECKERT UMWELTTECHNIK GmbH; Der Gruene Punkt Duales System Deutschland AG
Priority date: 2000-07-10
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2002-01-31

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum sortengerechten Separieren von Kunststoffen aus aufbereiteten Kunststoffgemischen, wobei die von Metallen, einer Fein-, Leicht- und/oder Grobfraktion befreiten Kunststoffteile als Kunststoffstrom vereinzelt auf schnell laufende Förderbänder verbracht werden und ausgewählte Kunststoffteile in mindestens einer optomechanischen Sortiervorrichtung von aktivierbaren Auswerfern aus dem Kunststoffstrom entfernt werden. Mit dem Ziel, saubere Fraktionen mit geringem Aufwand der werkstofflichen Verwertung wieder zuzuführen, werden in einem ersten Verfahrensschritt (5, 5'; 6, 6') an mindestens einer optomechanischen Sortiervorrichtung alle die Kunststoffteile, die nicht den überwiegend in dem Kunststoffgemischen enthaltenen Fraktionen angehören, mittels einzeln ansteuerbarer Auswerfer (z. B. Düsen) aus dem Strom der Kunststoffteil aktiv separiert und in einem zweiten Verfahrensschritt (56, 57; 7; 8) aus einem der weiterführenden Kunststoffströme an mindestens einer weiteren optomechanischen Sortiervorrichtung die überwiegend in dem Kunststoffstrom enthaltenen Kunststoffteile oder ein nach optisch erfassbaren Kriterien definierbarer Teil derselben aktiv separiert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum sortengerechten Separieren von Kunststoffen aus aufbereiteten Kunststoffgemischen, wobei die von Metal len, einer Fein-, Leicht- und/oder Grobfraktion befreiten Kunststoffteile als Kunststoffstrom vereinzelt auf schnell laufende Förderbänder verbracht werden und auszuwählende Kunststoffteile in mindestens einer opto mechanischen Sortiervorrichtung von aktivierbaren Auswerfern aus dem Kunststoffstrom entfernt werden, und wobei in der optomechanischen Sortiervorrichtung die auszuwählenden Kunststoffteile und ihre Position mittels optischer Sensoren und vergleichender Sortierlogik (speicher programmierbare Steuerung) bestimmt, der Zeitpunkt und die Dauer der Aktivierung des oder der in der Bewegungsbahn des jeweils ausgewählten Kunststoffteiles befindlichen Auswerfer/s berechnet und schließlich der oder die ermittelten Auswerfer zum Zweck der Bahnänderung der ausge wählten Kunststoffteile aktiviert werden.

Durch die EP 578 727 B1 ist eine solche Anlage zur Aufbereitung von Kunsstoffabfällen bekannt geworden. Nach einem aufwändigen Verfahren zum Klassieren der Teile, zum Entfernen von Metallen, zum Vereinzeln zusammen haftender Klumpen aus mehreren Teilen, zum Entfernen von kleinen und schweren Teilen sowie von kleinen und großen Folien und dergl. wird eine Fraktion von vereinzelten Flaschen aus unterschiedlichen Kunststoffen für das Sortieren mit Hilfe optomechanischer Sortiervor richtungen bereit gestellt.

Für die Vorbereitung dieses Sortiervorganges werden die Flaschen mit gesonderten Vorrichtungen gezielt über die ganze Breite der Förderbän der oder der sog. Beschleunigungsbänder verteilt. Mit Hilfe von geneigten Gleitflächen mit mehreren zur Gleitrichung parallel angeordneten im Querschnitt rinnenförmigen Gleitbahnen werden die Flaschen in Zeilen auf schnell bewegten Förderbändern abgelegt. Über den auf den Förderbän dern in Form von Zeilen abgelegten Flaschen ist mindestens eine Kamera angeordnet, die die Flaschen der einzelnen Zeilen erfasst und mit Hilfe einer Sortierlogik (speicherprogrammierbare Steuerung) anhand von Vergleichsparametern (z. B. Frequenzkurven der von den einzelnen Stoffen reflektierten Stahlen unterschiedlicher Wellenlängen) den ein zelnen Kunststoffen zuordnet. Gleichzeitig wird die Position des durch Vergleich ausgewählten Kunststoffteiles erfasst.

Ist ein bestimmter Kunststoff zum Auswerfen vorgegeben, wird eine durch die jeweilige Position des analysierten Teiles bestimmte Gruppe von Düsen, die als Auswerfer fungieren, über eine berechnete, kurze Zeit mit Druckluft beaufschlagt. Die Düsen dieser Gruppe geben allen Teilen, die während dieser Zeit an den Düsen vorbei bewegt werden, einen Impuls und führen sie auf einer geänderten Bahnkurve in einen anderen, von dem Sammelbereich der nicht ausgeworfenen Kunststoffteile abgetrennten weiteren Sammelbereich.

In einem Beispiel werden in einem ersten Schritt solche Kunststoffe - nämlich PET - aktiv mittels Druckluftstrahlen ausgeworfen, die in einem erheblichen Umfang im Gemisch aus Kunststoff-Flaschen enthalten sind und der Wiederverwertung zugeführt werden sollen.

Das führt dazu, dass sehr viele Gruppen von Düsen über eine in der Summe lange Zeit aktiv auswerfen. Dadurch werden neben den Teilen oder Flaschen, die man gezielt auswerfen will, auch sehr viele andere Teile mit ausgeworfen, die in der Zielfraktion nicht erwünscht sind. Die ausgeworfene Fraktion ist unsauber und für die Wiederverwertung nur begrenzt brauchbar. Einer Verkleinerung der Gruppen von Düsen, mit der man theoretisch diese Sortierergebnisse verbessern könnte, sind nicht nur durch die durchschnittliche Größe der Flaschen enge Grenzen gesetzt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Sortie ren und eine Anlage zum Sortieren von Kunststoffgemischen vorzuschla gen, die es ermöglichen, zuverlässig die einzelnen wieder aufarbeitbaren Kunststoffe mit ausreichend hoher Reinheit und mit vertretbarem Aufwand bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch die Verfahrensmerkmale des Anspruches 1 gelöst. Durch den aus zwei unterschiedlichen Verfahrensschritten beste henden Sortiervorgang wird gewährleistet, dass im ersten Verfahrens schritt ein erheblicher Teil derjenigen Kunststoffe, die den unterschiedlich sten, im Kunststoffstrom erwarteten Kunststoffsorten angehören, aber nicht zu den überwiegenden Stoffen im Kunststoffstrom gehören, in einem relativ großen Umfang ausgeschieden werden. Versuche haben gezeigt, dass der Anteil der im Kunststoffstrom überwiegend vorhandenen Teile in der ausgeworfenen bzw. separierten Fraktion gering ist. Die verbleibende Fraktion ist dagegen bereits relativ sauber.

Nach einer erneuten Verteilung des verbleibenden Kunststoffstromes werden in dem zweiten Verfahrensschritt alle oder ein definierbarer Teil derjenigen Kunststoffteile aktiv separiert, die der nun deutlich überwiegen den Fraktion angehören. Die Wahrscheinlichkeit, dass dort dann Teile anderer Kunststoffsorten mit ausgeschieden werden ist sehr gering.

Wichtig ist, dass die schließlich in einem späteren Verwertungsprozess wiederverwertbaren Kunststoffe in einer hohen Qualität bereit gestellt werden. Dieses Ziel gewährleistet diese Erfindung.

Die Aufgliederung des ersten Verfahrensschrittes in zwei aufeinander folgende Sortierschritte, die auf zwei verschiedenen, aneinander gereihten Förderbändern mit zwei optomechanischen Sortiervorrichtungen, welche mit einer übereinstimmend programmierten Sortierlogik ausgestattet sind, ausgeführt werden - nach Anspruch 2 -, führt zu einer weiteren, deutlichen Verbesserung der Sortierergebnisse der zunächst verbleibenden Fraktion.

Eine gute Qualität der aus wiedergewonnenen Kunststoffen hergestellten Erzeugnisse wird erreicht, wenn man - gemäß Anspruch 3 - innerhalb des zweiten Verfahrensschrittes in mehreren aufeinander folgenden Sortier schritten Kunststoffteile z. B. nach bestimmten Farbkriterien aktiv auswirft.

Wegen des besonderen Wertes transparenter Kunststoffe ist die Modifizie rung des zweiten Verfahrensschrittes nach Anspruch 4 besonders vorteil haft.

Besteht ein Kunststoffgemisch in seinem überwiegenden Teil aus zwei etwa gleichen Anteilen unterschiedlicher Fraktionen, dann empfiehlt sich die Modifizierung des Verfahrens nach Anspruch 5. In dem ersten Verfah rensschritt werden dort zunächst alle diejenigen Kunststoffe abgeschie den, die nicht zu der zweiteiligen Fraktion gehören. Dieses Abscheiden erfolgt analog dem Anspruch 2 vorzugsweise in zwei aufeinander folgen den übereinstimmenden Sortierschritten. Das Trennen der dann sauber vorliegenden, zweiteiligen Fraktion erfolgt ebenfalls nach dem in Anspruch 2 definierten zweistufigen Sortierverfahren. Die zweiteilige Fraktion ist dann als Kunststoffstrom zu bewerten, der gemäß Anspruch 1 einem negativen und mindestens einem positiven Sortiervorgang unterworfen wird.

Vorzugsweise wird diejenige Fraktion, die entweder für die Weiterver arbeitung eine besonders hohe Reinheit erfordert oder diejenige Fraktion, die den geringeren Anteil an der zweiteiligen Fraktion hat, aktiv abge schieden.

Kunststoffgemische, die überwiegend aus PET- oder/und PE-Fraktionen bestehen, werden vorzugsweise nach den in Anspruch 6 definierten Verfahrensschritten wieder gewonnen. Aus dem verbleibenden Kunststoff strom können später in separaten Verfahrensschritten die übrigen Kunst stofffraktionen selektiv entnommen werden.

Sind in dem aufbereiteten Kunststoffgemisch regelmäßig auch Kunststoff hohlkörper enthalten, die als Kartuschen eingesetzt waren, macht es sich wegen des in weiteren Arbeitsschritten störenden Silikons erforderlich, diese möglichst vor Beginn des Sortiervorganges aus dem Kunststoff strom abzuscheiden (Anspruch 7).

Die Verwendung rein werkstofflicher Kriterien ist für die zuverlässige Erkennung von Kartuschen meist nicht möglich. Deshalb werden in die sem Fall - gemäß Anspruch 8 - als Auswahlkriterien die geometrischen Abmessungen und Proportionen dieser Kartuschen als gespeicherte, geometrische Vergleichsmuster der Sortierlogik vorgegeben.

Die Vorbereitung der Kunststoffteile eines zugeführten Kunststoffstromes, der überwiegend aus Hohlkörpern besteht, nach den Merkmalen von Anspruch 9 verbessert die Sortierergebnisse deutlich. Die perforierten Hohlkörper behalten im wesentlichen die durch die Verformung erreichte, flache Form. Der Luftwiderstand dieser verformten Kunststoffteile, der bei der schnellen Bewegung mit den Förderbändern entsteht, wird durch die Querschnittsreduzierung begrenzt. Auch bieten die abgeflachten Kunst stoffteile den Luftstrahlen der Auswurfdüsen bessere Angriffsflächen. Die Kunststoffteile verändern zwischen den optischen Sensoren und den Düsen ihre Position relativ zum Förderband kaum, so dass ein gutes Sortierergebnis gewährleistet werden kann.

Die Anlage nach Anspruch 10, mit der auch das Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 realisiert werden kann, zeichnet sich durch eine besondere Kompaktheit und durch eine hohe Variabilität der notwendigen Sortier prozesse aus.

Mit der Anordnung der Sortiervorrichtung für die Kartuschen nach An spruch 11 hält man das störende Silikon aus allen separierten Kunst stoffen fern.

Die Verwendung eines Perforators - nach Anspruch 12 - in Verbindung mit Mitteln zum Verdichten (Walzen oder Pressen) der Kunststoffkörper optimiert die Arbeitsweise aller Sortiervorrichtungen.

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Vorbereitung des Kunst stoffstromes für den Sortiervorgang,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Sortiervorganges in einer ersten Variante bis zur Bereitstellung sortenreiner Kunst stoffe für die überwiegend werkstoffliche Weiterverarbeitung,

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Perforationsvorganges mit einem auf- und abbewegbaren Messerkasten und Ab streifern.

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Sortiersystems mit zwei hintereinander angeordneten Sortiervorrichtungen glei cher Funktion,

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Sortiervorrichtung für Kartuschen (oder Metallteile),

Fig. 6 ein Sortiersystem für Kunststoffbehälter mit im Wesentlichen gleichen Anteilen von PE- und PET-Kunststoffen und

Fig. 7 eine weitere Variante der Sortieranlage für die Aufbereitung von Kunststoffgemischen mit überwiegendem PE-Anteil.

Die detaillierte Beschreibung des Prinzipes der vorliegenden Erfindung soll an einem Kunststoffgemisch erfolgen, das Verpackungsabfälle enthält, die vorwiegend in den Haushalten durch die Bevölkerung in den sog. gelben Säcken erfasst werden.

Der Inhalt dieser Säcke wird zunächst für Zwecke des Transportes und der Zwischenlagerung in Ballen gepresst und in dieser Form für den weiteren Aufbereitungsvorgang an zentralen Aufbereitungsanlagen bereit gestellt.

Die Anlage zur Aufbereitung dieses Kunststoffgemisches beginnt deshalb im Bereich der Ballenauflösung 1 mit der Entfernung des Bindedrahtes von den Ballen im Bereich eines Puffers 11 und mit dem Vereinzeln der Kunststoffteile des Ballens am Ballenauflöser 12, der auch eine Dosier funktion erfüllt. Der Bindedraht wird in einem gesonderten Sammelbehäl ter 111 für die Wiederverwertung gespeichert.

In einem ersten Arbeitsschritt der Vorsortierung 2 werden dann in einem Metallabscheider 21 die Metallteile mit Hilfe üblicher magnetischer oder induktiver Parameter mittels Detektor erkannt und zusammen mit den Teilen des Kunststoffstromes über eine Auswurfklappe entfernt. Das Prinzip der Ausscheidung entspricht prinzipiell - mit Ausnahme der Art des Sensors - demjenigen, das später in Bezug auf Fig. 5 beschrieben wird.

Der jetzt von Metallteilen befreite Kunststoffstrom wird nun einem Trom melsieb 22 (auch Siebtrommelabscheider T genannt) zugeführt. Dort werden in einer ersten Stufe die Kleinteile als Feinfraktion abgeschieden und in einem Behälter 221 gespeichert. Die Abmessungen der Kleinteile betragen max. 40 mm im größten Querschnitt.

In einem anschließenden Abschnitt werden dann die Teile separiert, deren Querschnitte kleiner sind als 250 mm bis 350 mm. Die größeren Teile bezeichnen wir als Grobfraktion. Sie verbleibt zunächst innerhalb des Siebtrommelabscheiders 22 und wird schließlich axial aus der Siebtrom mel ausgetragen und in dem Behälter 222 gespeichert.

Die abgeschiedene Fraktion mittlerer Größe wird jetzt durch einen Wind sichter 23 geführt. In diesem Windsichter 23 werden Leichtstoffe wie Papier, dünne Folien und leichte Textilien abgeschieden und in einem Behälter 231 gespeichert. In dem Abscheider 230 werden diese leichten Stoffe gleichzeitig von trockenem Staub befreit, der im Behälter 232 gesammelt wird.

Die nach dem Windsichter 23 im Kunststoffstrom verbleibenden Kunst stoffteile sind überwiegend Hohlkörper in Flaschenform oder auch andere beliebig geformte Kunststoffteile, die dem weiteren Sortiervorgang zu geführt werden können. Ihre Zwischenspeicherung erfolgt vorübergehend in einem Behälter, der als Pufferspeicher 24 ausgebildet ist.

Die Fig. 2 zeigt das Schema der weiteren Separation der einzelnen Kunst stoffsorten nach deren Entnahme aus dem Pufferspeicher 24.

Zunächst werden diejenigen Hohlkörper, die als Kartuschen 314 gedient haben und regelmäßig Substanzen auf Silikonbasis, die bei folgenden Verarbeitungsprozessen stören, enthalten, in der Sortiervorrichtung 3 aus dem Prozess ausgeschieden.

Der in die Sortiervorrichtung 3 geführte Kunststoffstrom wird durch Senso ren 312 (vgl. Fig. 5) - vorzugsweise Digitalkameras - in Form von digitali sierten Bildern erfasst. In einer speicherprogrammierten Steuerung SPS oder einer geeigneten Auswerteeinheit sind eine Vielzahl von möglichen Ansichten und Formen bekannter Kartuschen als Vergleichsmuster ge speichert. Die speicherprogrammierbare Steuerung oder Auswerteeinheit vergleicht die durch die Kamera aufgenommenen Bilder der Kartuschen 314 in ihren wesentlichen Proportionen mit den im Speicher vorliegenden Parametern bekannter Kartuschen.

Stellt sie eine Übereinstimmung fest, wird der Auswerfer 313 kurzzeitig aktiviert, wenn sich die ermittelte Kartusche 314 in seinem Wirkungs bereich befindet, und bringt die Kartusche 314 zusammen mit dem Teil des unmittelbar benachbarten Kunststoffstromes (315) auf ein separates Förderband.

Der jetzt von den Kartuschen 314 befreite Kunststoffstrom, der in diesem Fall überwiegend aus Kunststoffhohlkörpern 315 besteht, wird dem Perfo rator 4 zugeführt, der in einer Ausführung schematisch in Fig. 3 dargestellt ist. Dieser Perforator 4 hat Messer oder Nadeln 411, die, gehalten in einem Messerkasten 41, eine regelmäßige Auf- und Abwärtsbewegung ausführen. Sie dringen in die Kunststoffteile 315 ein und verformen diesel ben dabei so, dass sie eine unregelmäßige, überwiegend flache Form mit geringem Luftwiderstand erhalten, mit der sie - nicht rollend - auf dem Förderband 521, 531 der Sortiervorrichtungen 52, 53 liegen bleiben und sicher vom Luftstrahl der Auswurfdüsen 523 bzw. 533 der Sortiervor richtung 52, 53 erfasst und ausgeworfen werden können.

Den Nadeln 411 des Perforators 4 sind vorzugsweise in an sich bekannter Art eine gelochte Stützplatte 42 und ein Abstreifer 43 zugeordnet. Ein Zubringer 44 sorgt für das Plazieren einer neuen Gruppe von Kunststoff körpern 315 unter der Nadelgruppe 411 und für das Auswerfen der bereits perforierten Kunststoffteile 315'. Es ist zweckmäßig, die Nadeln 411 so zu gestalten, dass beim Eindringen in die Kunststoffoberfläche eines Hohlkör pers 315 die darin enthaltene Luft zuverlässig entweichen kann und dass seitliche Vorsprünge an den Nadeln die Verformung des Hohlkörpers unterstützen.

Anstelle dieses auf- und abbewegten Messerkastens kann man natürlich auch andere Werkzeuge für das Perforieren und Verformen einsetzen. Ein Perforator 4', der Stachelwalzen besitzt, wie sie in Fig. 4 schematisch gezeigt sind, ist für diesen Vorgang, insbesondere bei großen Durch satzleistungen, auch geeignet.

Die so vorbereiteten, perforierten Kunststoffteile 315' werden in einer Verteilerrinne 51 (auch 61, 561), die eine Rüttelbewegung ausführt und in Transportrichtung geneigt ist, weiter vereinzelt und werden gleichmäßig verteilt auf die schnelllaufenden Förderbänder 521, 531 (bis 150 m/min) aufgebracht (vgl. Fig. 4). Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, am Abwurf punkt der schwingenden Verteilerrinne 51 unterschiedlich gerichtete, kurze Stäbe 511 anzubringen. Diese Stäbe 511 sorgen zusätzlich für eine gleichmäßige Verteilung der Kunststoffteile 315, 315' auf dem folgenden Förderband 521.

In den Endbereichen der Förderbänder 521, 531, in denen sich die Kunst stoffteile 315' zuverlässig der Geschwindigkeit der jeweiligen Förderbän der angepasst haben, sind vorzugsweise oberhalb des Kunststoffstromes Sensoren 522, 532 oder Fotodetektoren angeordnet. Diese Sensoren 522, 532 oder Fotodetektoren sind in der Lage, die von den Teilen des angestrahlten Kunststoffstromes reflektierten Signale zu erfassen und sie - in Abhängigkeit von definierten, unterschiedlichen Positionen - mit gespei cherten Daten bekannter Kunststoffe zu vergleichen. Wird eine (weit gehende) Übereinstimmung mit einem zum Auswurf vorgegebenen Kunst stoff festgestellt, berechnet die Auswerteeinheit oder die speicherprogram mierbare Steuerung SPS, die wir im Folgenden als Sortierlogik bezeich nen, auf der Grundlage der Bewegungsparameter des Förderbandes den Zeitpunkt und die Dauer für die Ansteuerung der Auswurfdüse/n.

Für die Ausführung des Vergleiches zur Bestimmung der jeweiligen Kunst stoffsorte können "optisch erfassbare Kriterien", nämlich Strahlen unter schiedlicher Wellenlängen mittels "Sortierlogik" ausgewertet werden. Diese Wellenlängen reichen vom sog. Nahen Infrarot (NIR) - mit Wellenlängen zwischen 0,7 ηm bis 2,5 ηm - bis hin zum sichtbaren Licht mit deutlich kürzerer Wellenlänge.

Es ist ebenfalls möglich, die durch hochenergetische Strahlen angeregten Leuchterscheinungen an Kunststoffen zu erfassen und auszuwerten, um sie anhand von Spektralanalysen dieser oder jener Stoffgruppe zuzuord nen.

Für das Auswerfen - das "aktive Separieren" - der ermittelten Kunststoffe werden hier und meist auch in der Praxis Auswerfer in Form von mittels Magnetventilen gesteuerter Auswurfdüsen 523, 533 beschrieben und verwendet.

Es ist natürlich möglich anstelle dieser pneumatischen Auswurfdüsen auch rein mechanische Auswerfer (steuerbare Stößel, Klappen oder Anschläge) einzusetzen, wenn man in der Lage ist, diese regelmäßig massebehafteten Auswerfer in der notwendigen kurzen Zeit zu aktivieren.

Bei den Geschwindigkeiten, die die Kunststoffteile beim Verlassen des Förderbandes haben und die mehr als 2,5 m/s betragen, werden an die Zuverlässigkeit der Auswerfer hohe Anforderungen gestellt.

Zur Vereinfachung der folgenden Beschreibung bezeichnen wir eine aus den eben beschriebenen Sensoren, aus einer Sortierlogik und aus steuer baren mechanischen oder pneumatischen Auswerfern bestehende Sortier anordnung als "optomechanische Sortiervorrichtung".

Der prinzipielle Ablauf des Sortiervorganges richtet sich regelmäßig nach der durchschnittlichen Zusammensetzung das zu verarbeitenden Kunst stoffstromes. Für die nachfolgende Erläuterung des Sortierprozesses wird davon ausgegangen, dass die PET-Fraktion gegenwärtig im Kunststoff strom überwiegend enthalten ist. Gleich oder ähnlich umfangreich ist heute meist auch der Anteil der PE-Fraktion im Kunststoffstrom.

Die im Folgenden beschriebenen Beispiele gehen von dieser heute aktuel len Sachlage aus.

Verfolgen wir den Sortierprozess unter Bezug auf die Fig. 2 und 4 weiter. In den Endbereichen der Förderbänder 521, 531, wo die Kunststoffteile 315' sich der Geschwindigkeit des Förderbandes zuverlässig angepasst haben, sind Sensoren 522, 532 über dem Kunststoffstrom angeordnet, die bei entsprechender Bestrahlung die Art und Position der einzelnen Kunst stoffe erfassen.

Aus den resultierenden Signalen ermittelt eine elektronische Steuereinheit SPS unter Einbeziehung der jeweiligen Position des ausgewählten Kunst stoffkörpers und der Geschwindigkeit des Förderbandes 521, 531 mittels Sortierlogik die jeweilige Auswurfdüse 523, 533 und den Zeitpunkt ihrer Aktivierung für das Auswerfen oder das aktive Separieren des ausgewähl ten Kunststoffteiles.

In der, in Fig. 2 schematisch dargestellten Anlage, werden in einem ersten Sortiersystem 5 (erster Verfahrensschritt) in der Sortiervorrichtung 52 alle die Kunststoffe über Auswurfdüsen 523 (vgl. Fig. 3) aussortiert, die nicht der überwiegend enthaltenen PET-Fraktion angehören. Sie werden über das Transportband 524 zu einer Sammelstelle verbracht.

An einer zweiten Sortiervorrichtung 53 an dem Förderband 531 werden die Kunststoffteile mittels Sensoren 532 erfasst und die auszuwählenden Kunststoffteile nach dem gleichen Sortierprogramm, wie es an der Sortier vorrichtung 52 verwendet wurde, bestimmt. Dadurch werden ein zweites Mal die Kunststoffe, die nicht der PET-Fraktion angehören, nämlich die "Nicht-PET"-Fraktionen 54, mittels Düsen 533 aktiv separiert und auf das Transportband 535 verbracht. Auch die hier separierten Kunststoffe des Transportbandes 535 gelangen zu der Sammelstelle, bei der dar Sortier vorgang für diese Fraktion im Sortiersystem 6 für die Abscheidung der PE-Fraktion fortgesetzt wird.

Dieser doppelte Sortiervorgang nach einheitlichen Sortierkriterien gewähr leistet, dass die verbleibenden Kunststoffe bereits im hohen Maß "sauber" sind. Will man die Reinheit dieser Fraktion noch weiter erhöhen, empfiehlt es sich, in einer nachfolgenden nicht gezeigten Sortiervorrichtung alle Kunststoffteile der gewünschten Fraktion nochmals aktiv auszuwerfen.

In der Regel nutzt man jedoch das aktive Auswerfen der gewünschten Fraktion dazu, dass man sie in mehreren Sortierstufen nacheinander nochmals nach bestimmten Farbkriterien sortiert.

Diese Sortierung kann zweckmäßiger Weise damit beginnen, dass man alfe durchscheinenden Kunststoffteile einer Fraktion in einem ersten Schritt sortiert und alle verbleibenden Kunststoffteile nacheinander nach bestimmten Farben trennt.

In der Regel verbleiben schließlich nur noch die Kunststoffteile im Kunst stoffstrom, die keine Strahlen reflektieren, nämlich sehr dunkle oder schwarze Kunststoffe.

Der am Ausgang des Sortiersystems 5 verbleibende, saubere Kunststoff strom aus der PET-Fraktion wird zur Ausführung des eben beschriebenen zweiten Verfahrensschittes in dem weiteren Sortiersystem 56/57 über eine weitere Verteilerrinne 561 nochmals vereinzelt und auf das Förderband einer Sortiervorrichtung 562 geführt, in der die naturfarbene oder durch scheinende PET-Fraktion 563 aktiv von den anderen bunten (573) und schwarzen (572) PET-Fraktionen getrennt wird. Die naturfarbene oder durchscheinende PET-Fraktion (563) kann sofort in einem Behälter erfasst und später für die Weiterverarbeitung aufbereitet werden.

Im Strom der bunten PET-Fraktionen können nochmals Kunststoffteile unterschiedlicher Farben einzeln oder gemeinsam (z. B. 573) aktiv abge schieden werden.

Die in dem verbleibenden Strom enthaltenen Teile der Fraktion 572 sind überwiegend schwarze Teile, die von den Sensoren einer Sortiervor richtung 562 und 571 nicht erfasst werden konnten.

Die in dem ersten Sortiersystem 5 aktiv abgeschiedenen "Nicht-PET"- Fraktionen 54 werden in einem weiteren Sortiersystem 6 über eine Verteil errinne 61 erneut vereinzelt und einer Sortiervorrichtung 62, 63 z. B. für das Abscheiden der PE-Fraktion 64 zugeführt.

Auch dieses Sortiersystem 6 besteht - ebenso wie das Sortiersystem 5 - aus zwei in Reihe nacheinander angeordneten Sortiervorrichtungen 62, 63, die über ihre Auswurfdüsen (analog 523, 533) jeweils die Kunststoff teile der "Nicht-PE"-Fraktion 65 aktiv ausscheiden.

In dem über dieses Sortiersystem 6 geführten Kunststoffstrom verbleiben letztendlich nur die Teile, die der PE-Fraktion angehören. Sie werden in Bunkern oder Behältern 64, 64' erfasst und entweder einer Mühle oder einem Ballenpresser zugeführt.

Die in diesem Sortiersystem 6 aktiv ausgeschiedenen Kunststoffteile, die nicht der PE-Fraktion angehören, werden in einer weiteren Sortiervor richtung von den Stoffen getrennt, die nicht der PP-Fraktion angehören. Die hier aktiv ausgetragene PP-Fraktion wird im Behälter 71 gespeichert. Aus dem verbleibenden Rest des Kunststoffstromes, der evtl. Polystyrol (PS), PVC und andere Stoffe enthält, kann in einer nächsten Sortiervor richtung 8 irgendein weiterer Kunststoff X separiert und in einem Behälter 81 gespeichert werden. Der dann verleibende Rest wird im Behälter 91 gesammelt und entweder einer anderen Verwertung oder der Beseitigung zugeführt.

Das hier beschriebene Schema der Separierung der einzelnen Kunststoff sorten kann in Abhängigkeit von den jeweiligen Anteilen der Kunststoffe im Ausgangsgemisch auch modifiziert werden. Beispiele derartiger An lagen sind in den Fig. 6 und 7 nochmals dargestellt.

Der hier zu sortierenden Kunststoffstrom enthält in seinem überwiegenden Bereich Kunststoffteile aus PET und PE zu ähnlichen Anteilen.

Die Fig. 6 zeigt eine zweite Grundvariante der Sortiervorrichtung. Hier werden in einem ersten Sortiersystem 5' in zwei aufeinander folgenden Sortierschritten 52', 53' zunächst alle die Kunststoff-Fraktionen 54 und 65 aktiv abgeschieden, die nicht der PET-Fraktion 55 und nicht der PE-Frak tion 64 zuzuordnen sind.

Die verbleibende Fraktion (PET/55, 64) wird einer Sortiervorrichtung 6' zugeführt, die die PET-Fraktion 55 aktiv von der PE-Fraktion 64 in wieder um zwei aufeinander folgenden übereinstimmenden Sortierschritten 62', 63' trennt. Die verbleibende PE-Fraktion gelangt sofort in einen Behälter (64). Die PET-Fraktion 55 wird in dem Sortiersystem 56, wie bereits beschrieben, nach Farbkriterien weiter sortiert und in naturfarbene und andere Bestandteile mit unterschiedlichen Farben aufgeteilt.

Aus der im ersten Sortiersystem 5' aktiv aussortierten Fraktion - ihr gehö ren die "Nicht-PET"-Fraktion (54) und die "Nicht-PE"-Fraktion (65) an - werden weitere Kunststoffe ausgeschieden. So wird durch die Sortiervor richtung 7 aktiv die PP-Fraktion 71 und/oder durch eine Sortiervorrichtung 8 irgend eine andere Kunststofffraktion X abgeschieden, deren Wiederver wertung in werkstofflicher Weise sinnvoll und zweckmäßig ist.

Auch hier gelangt der verbleibende Rest über den Behälter 91 entweder in eine andere Verwertung oder wird beseitigt.

Ist der Anteil der PE-Fraktion 64 in dem Kunststoffgemisch deutlich höher als der Anteil der PET-Fraktion 55 oder einer anderen Fraktion, dann ist es zweckmäßig, die Abscheidung der Kunststoffsorten nach dem Verfah ren gemäß Fig. 7 vorzunehmen.

In einem ersten Sortiersystem 5'' werden wiederum in zwei gleichartigen Sortierschritten 52'', 53'' zunächst alle die Kunststoffe abgeschieden, die nicht der PE-Fraktion 64 angehören.

Erst in einem weiteren Schritt nimmt das Sortiersystem 5 die Abschei dung, wie vorn beschrieben, der PET Fraktion 55 durch aktives Aus scheiden der "Nicht-PET"-Fraktion 54 vor. Die weitere Aufbereitung der PET-Fraktion 55 erfolgt in üblicher, bereits beschriebener Weise durch das Sortiersystem 56 und die Sortiervorrichtung 57 nach Farbkriterien. Die Reste werden in dem Behälter 91' gesammelt und anderweitig ent sorgt.

Wie bekannt existieren innerhalb der PET-Fraktion auch sog. PET-G- Fraktionen. Diese Fraktion wird wegen ihrer abweichenden Gitterstruktur in diesem Verfahren vorzugsweise zusammen mit der "Nicht-PET"-Frak tion behandelt. Die PET-G-Fraktion kann zu irgend einem späteren Zeit punkt, ebenso wie die PP-Fraktion oder eine PS- oder eine PVC-Fraktion in einer Sortiervorrichtung 8 aktiv oder passiv abgeschieden werden.

Bezugszeichenliste

1

Ballenauflösung

11

Puffer/Draht-Entferner (A)

111

Sammelbehälter (f. Draht)

12

Ballenauflöser/Dosierer (D)

2

Vorsortierung

21

Metallabscheider (M) Magnetabscheider

211

Behälter (Metall)

22

Siebtrommelabscheider (T)

221

Behälter Feinfraktion

222

Behälter Grobfraktion

23

Windsichter (W)

230

Abscheider

231

Behälter Leichtstoffe

232

Behälter Staub

24

Pufferspeicher

3

Sortiervorrichtung (f. Kartuschen)

31

Behälter Kartuschen

312

Sensor/Kamera mit Bildauswertung durch Sortierlogik (SPS)

313

Auswurfklappe

314

Kartusche

315

Kunststoffteil

315

' Kunststoffteil, perforiert

4

,

4

' Perforator

41

Messerkasten

411

Nadeln/Messer

42

Führungsrost/Stützplatte

43

Abstreifer

44

Zubringer

5

,

5

' Sortiersystem PET/Verfahrensschritt

51

,

51

' Verteilerrinne

511

Stäbe

52

,

52

' erste Sortiervorrichtung/Sortierschritt

521

Förderband

522

Sensor

523

Auswurfdüse

524

Transportband

53

,

53

' zweite Sortiervorrichtung/Sortierschritt

531

Förderband

532

Sensor

533

Auswurfdüse

534

Transportband

535

Transportband

54

"Nicht-PET"-Fraktion

55

PET-Fraktion

56

Sortiersystem PET - bunt/natur/Sortierschritt

561

Verteilerrinne

562

Sortiervorrichtung

563

Behälter PET - natur

57

Sortiersystem PET - bunt

571

Sortiervorrichtung/Sortierschritt

572

Behälter "Nicht-PET"

573

Behälter PET - bunt

6

,

6

',

6

'' Sortiersystem PE/Verfahrensschritt

61

,

61

',

61

'' Verteilerrinne

62

,

62

',

62

'' erste Sortiervorrichtung PE/Sortierschritt

63

,

63

',

63

'' zweite Sortiervorrichtung PE/Sortierschritt

64

,

64

' Behälter PE/PE-Fraktion

65

"Nicht-PE"-Fraktion

7

Sortiervorrichtung PP/Sortierschritt

71

Behälter PP/PP-Fraktion

8

Sortiervorrichtung X/Sortierschritt

81

Behälter X/Fraktion X

91

,

91

' Restsammler

Legende für Abkürzungen Kunststoffe

PF Polyethylen
PET Polyethylenterphthalat
PET-G Polyethylenterphthalt mit besonderer Gitterstruktur
PP Polypropylen
PS Polystyrol

Vorrichtungen der Anlage

A Aufgabeband
B Behälter/Bunker
C Abscheider
D Dosierer
M Metallabscheider
P Perforator
S optomechanische Sortiervorrichtung
T Trommelsieb/Siebtrommelabscheider
V Verteilerrinne
W Windsichter

Claims

1. Verfahren zum sortengerechten Separieren von Kunststoffen aus aufbereiteten Kunststoffgemischen, wobei die von Metallen, einer Fein-, Leicht- und/oder Grobfraktion befreiten Kunststoffteile
als Kunststoffstrom vereinzelt auf schnell laufende Förderbänder verbracht werden und
auszuwählende Kunststoffteile in mindestens einer optomecha nischen Sortiervorrichtung von aktivierbaren Auswerfern aus dem Kunststoffstrom entfernt werden und wobei
in der optomechanischen Sortiervorrichtung die auszuwählenden Kunststoffteile und ihre Position mittels optischer Sensoren und vergleichender Sortierlogik (speicherprogrammierbare Steuerung) bestimmt,
der Zeitpunkt und die Dauer der Aktivierung von in der Bewe gungsbahn des jeweils ausgewählten Kunststoffteiles befindlichen Auswerfern berechnet und
schließlich der oder die ermittelten Auswerfer zum Zweck der Bahnänderung der ausgewählten Kunststoffteile aktiviert werden, dadurch gekennzeichnet,
dass in einem ersten Verfahrensschritt (5, 5'; 6, 6') an mindestens einer optomechanischen Sortiervorrichtung alle die Kunststoffteile, die nicht den überwiegend in dem Kunststoffgemisch enthaltenen Fraktionen angehören, mittels einzeln ansteuerbarer Auswerfer (z. B. Düsen) aus dem Strom der Kunststoffteile aktiv separiert wer den und
dass in einem zweiten Verfahrensschritt (56, 57; 7; 8) aus einem der weiterführenden Kunststoffströme an mindestens einer weiteren optomechanischen Sortiervorrichtung die
überwiegend in dem Kunststoffstrom enthaltenen Kunststoffteile oder
ein nach optisch erfassbaren Kriterien definierbarer Teil dersel ben aktiv separiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Verfahrensschritt (5, 5'; 6, 6') in mindestens zwei un mittelbar aufeinander folgenden Sortierschritten (52, 53; 52', 53'; 52'', 53''; 62, 63, 62'; 63'), mit Hilfe zweier optomechanischer Sor tiervorrichtungen im Kunststoffstrom der überwiegend enthaltenen Kunststoffteile mit im gleichen Sinn programmierter Sortierlogik ausgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Kunststoffteilen, die nach dem ersten Verfahrensschritt im Kunststoffstrom verblieben sind, in nacheinander ablaufenden separaten Sortierschritten (56, 57) jeweils die einem vorgegebe nen Farbkriterium entsprechenden Kunststoffteile aktiv separiert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass innerhalb des zweiten Verfahrensschrittes, in einem ersten Sor tierschritt (56) zunächst die durchscheinenden, transparenten Kunststoffteile aktiv separiert werden und
dass an mindestens einer weiteren optomechanischen Sortiervorrich tung in mindestens einem weiteren Sortierschritt aus dem ver bleibenden Kunststoffstrom die optisch erfassbaren, farbigen Kunststoffteile aktiv separiert werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass zum Sortieren eines Kunststoffgemisches, dessen überwiegender Teil aus zwei etwa gleich häufig enthaltenen Kunststofffraktionen gebildet wird, im ersten Verfahrensschritt die vereinzelten Kunst stoffteile, die nicht diesen beiden Kunststofffraktionen angehören, aktiv separiert werden,
dass in einem folgenden Verfahrensschritt die im Kunstoffstrom ver bliebenen Kunststoffteile innerhalb von zwei nacheinander auszu führenden gleichartigen Sortierschritten eine der beiden überwie genden Fraktionen aktiv separiert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 und 5, dadurch gekennzeichnet,
dass zum Sortieren eines Kunststoffgemisches, das überwiegend Kunst stoffe der PET- und PE-Fraktionen enthält, im ersten Verfahrens schritt (5') die vereinzelten Kunststoffteile, die nicht der PET- und nicht der PE-Fraktion angehören, aktiv separiert werden,
dass in einem weiteren Verfahrensschritt (6) innerhalb von zwei nach einander auszuführenden gleichartigen Sortierschritten (62', 63') die PET- oder die PE-Fraktion jeweils von der anderen aktiv sepa riert wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffstrom vereinzelter Kunststoffteile in einem zusätzli chen Verfahrensschritt, spätestens während des zweiten Verfah rensschrittes von Kartuschen (314) befreit wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartuschen (314) mittels optischer Sensoren erfasst und mit tels Sortierlogik anhand gespeicherter, geometrischer Vergleichs muster aktiv abgeschieden werden.

9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass überwiegend als Hohlkörper vorliegende Kunststoffteile (315) des Kunststoffstromes vor der Ausführung des ersten Verfahrens schrittes perforiert und verformt werden.

10. Anlage zum sortengerechten Separieren von Kunststoffen aus aufbe reiteten Kunststoffgemischen, bestehend aus
mindestens einem ersten Förderband zum Führen des zugeführten Kunststoffstromes,
mindestens einer optomechanischen Sortiervorrichtung im Wir kungsbereich von Förderbändern, die
mit optischen Sensoren zur Erfassung der Kunststoffteile,
mit über die Breite des Kunststoffstromes verteilt angeordneten, selektiv aktivierbaren Auswerfern und
mit einer speicherprogrammierbaren Steuerung (schließt Sortier logik ein) für den Vergleich der optisch erfassten Signale mit Vergleichsparametern bestimmter Kunststoffe und für das An steuern der selektiv aktivierbaren Auswerfer ausgestattet sind,
weiterführenden zweiten Förderbändern für den jeweils verbleiben den Kunststoffstrom und
weiterführenden, dritten Förderbändern für die aktiv ausgeworfe nen Kunststoffteile,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Bereich des ersten Förderbandes eine erste optomechanische Sortiervorrichtung und
im Bereich des nach der ersten optomechanischen Sortiervor richtung auf einem zweiten Förderband verbleibenden Kunststoff stromes eine zweite optomechanische Sortiervorrichtung angeord net ist und
dass die erste und die zweite optomechanische Sortiervorrichtung mit gleichartigen Sortierprogrammen arbeiten,
dass das die zweite Sortiervorrichtung verlassende zweite Förderband zu mindestens einer dritten Sortiervorrichtung mit Sortierprogramm nach Farbkriterien führt.

11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des zugeführten Kunststoffstromes eine optomecha nische Sortiervorrichtung (312, 313) für das Ausscheiden von Kartuschen (314) angeordnet ist.

12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der optomechanischen Sortiervorrichtung (312, 313) für Kartuschen (314) und der ersten optomechanischen Sortiervor richtung (5') ein Perforator (4, 4') mit Verdichter für die verein zelten Kunststoffteile (315) angeordnet ist.