DE10333648A1

DE10333648A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufbereiten von aus Kunststoff gefertigen Kunststoffartikeln

Info

Publication number: DE10333648A1
Application number: DE2003133648
Authority: DE
Inventors: Jan-Udo Kreyenborg
Original assignee: Kreyenborg Verwaltung und Beteiligungen GmbH and Co KG
Current assignee: Kreyenborg Verwaltung und Beteiligungen GmbH and Co KG
Priority date: 2003-02-15
Filing date: 2003-07-24
Publication date: 2004-09-02

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufbereiten von aus Kunststoff gefertigten Kunststoffartikeln, vorzugsweise Polyesterartikel, wobei das zerkleinerte Gut einem Infrarot-Schnelltrockner aufgegeben, hier auf die Kristallisationstemperatur erhitzt und anschließend in einem Nachtrockner auf mindestens 160 DEG erhitzt und endgetrocknet wird. Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, wobei in einem kontinuierlichen Prozeß ein Infrarot-Schnelltrockner eingesetzt wird, der zu einer optimalen Kristallisation und Vortrocknung des Polyestermaterials führt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufbereiten von aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polyester gefertigten Kunststoffartikeln gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Vorrichtung zum Aufbereiten von vorzugsweise aus Polyester bestehenden Kunststoffen gefertigten Kunststoffartikeln gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 7.
Aus Polyester bestehende Artikel sind als sogenannte PET-Artikel in großem Umfang im Einsatz, beispielsweide als Flaschen zur Aufnahme von Flüssigkeiten. Derartige Kunststoffartikel sollen recycelt, d. h. aufbereitet werden und müssen hierzu zerkleinert, gereinigt und getrocknet werden. Um eine problemlose Weiterverarbeitung der getrockneten Kunststoffpartikel, beispielsweise in einem Extruder zu ermöglichen, sollten diese Artikel eine Restfeuchte von nicht mehr 0,005 % Wasser aufweisen.

Im Stand der Technik ist es bekannt, derartige PET-Artikel nach ihrer Zerkleinerung in einem Silo mit Heißluft unter Umwälzung so zu erhitzen, daß sie zumindest an ihrer Außenseite kristallisiert werden, um ein Aneinanderbacken in den nachfolgenden Bearbeitungsstationen zu verhindern. Diese Kristallisierung erfolgt bei einer Temperatur von etwa 130° und anschließend wird das als Schüttgut vorliegende Produkt in einen weiteren Silo umgefüllt und hier mit heißer, trockener Luft auf eine Temperatur von mindestens 160° erhitzt, wobei zum vollständigen Durchtrocknen des Gutes auf den angestrebten Wert von mindestens 0,005 % Wasseranteil eine Zeitspanne im Stand der Technik von 6 – 10 Stunden erforderlich ist.

Das so behandelte Gut wird dann einem Extruder oder einer Spritzgießmaschine zugeführt und anschließend beispielsweise in einem Unterwassergranulator weiterbehandelt, um als Ausgangsprodukt für weitere Kunststoffartikel dienen zu können.

Der Zeitaufwand für die Behandlung des Gutes ist ersichtlich im Stand der Technik sehr hoch. Gleichzeitig ist ein hoher Energiebedarf erforderlich. Im Stand der Technik werden üblicherweise auch nur relativ große Chargen jeweils bearbeitet, so daß, wenn ein Fehler in dieser Charge auftritt, die Gesamtcharge verworfen werden muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren vorzuschlagen, mit dem vorzugsweise aus Polyester bestehende Kunststoffartikel in einem kontinuierlichen Prozeß aufbereitet werden, dabei einen niedrigen Energieverbrauch ermöglichen und außerdem soll das Verfahren leicht zu handhaben sein.

Gelöst wird diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch den Vorschlag, daß die zerkleinerten und ggf. gewaschenen Polyesterpartikel einem Infrarot-Schnelltrockner aufgegeben und hier im Durchlaufverfahren bis auf eine Temperatur von über 130° erhitzt, vorkristallisiert und vorgetrocknet werden. In überraschender Weise konnte festgestellt werden, daß durch den Einsatz eines Infrarot-Schnelltrockners im Durchlaufverfahren bei einer Verweilzeit von etwa zehn Minuten die Kristallisation der Kunststoffpartikel erreichbar ist, während im Stand der Technik die Kristallisation in einem Silo mit Heißluft unter Umwälzung erfolgt. Die im Durchlaufverfahren im Infrarot-Schnelltrockner geführten Partikel werden nicht nur auf die für die Kristallisation erforderliche Temperatur von 130° erhitzt, sondern darüber hinaus, d. h. also es erfolgt weiter zur Kristallisation eine verbesserte Vortrocknung, denn die Produkte verlassen den Infrarot-Schnelltrockner bereits mit einem Wasseranteil von unter 0,05 %.

Diese erhitzten Partikel werden dann vorzugsweise durch eine wärmeisolierte Fördereinrichtung einem der Nachtrocknung dienenden Puffersilo aufgegeben, wobei hier die Endtemperatur von mindestens 160° erreicht wird und das Gut dann den angestrebten Trocknungsgrad von kleiner als 0,005 % Wasseranteil aufweist und der Verarbeitungsmaschine, beispielsweise dem Extruder oder der Spritzgußanlage aufgegeben werden kann.

Infrarot-Schnelltrockner sind beispielsweise aus der DE 196 13 125 C1 bekannt. Der Einsatz dieser bekannten Vorrichtung zur Wärmebehandlung von Schüttgütern kennzeichnet sich aber dadurch, daß die Wärmestrahler in einer strahlendurchlässig ausgeführten Schneckenwelle angebracht sind. Diese spezielle Ausführungsform eines Infrarottrockners ist für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht erforderlich und diese Literaturstelle gibt keinen Hinweis auf die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe.

Die in den der Nachtrocknung dienenden Puffersilo eingeführte Heißluft wird gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfindung im Kreislauf geführt, d. h. die heiße, trockene Luft wird in den Silo unten eingeführt, verläßt das Silo oben und wird wieder in den Heiß- und Trockenlufterzeuger zurückgeführt, hier wieder erhitzt und getrocknet. Überraschend konnte festgestellt werden, daß bei Einsatz des Infrarottrockners innerhalb des erfindungsgemäßen Verfahrens die Verweilzeit in dem der Nachtrocknung dienenden Puffersilo nur eine Stunde betragen muß, während im Stand der Technik die im Nachtrockner erhitzten Produkte für eine Zeitdauer von mindestens 6 bis 10 Stunden verweilen müssen.

Im Gegensatz zu dem im Stand der Technik bekannten Verfahren wird also durch den Einsatz eines Infrarot-Schnelltrockners einerseits eine optimale Kristallisation der Polyesterpartikel erreicht, gleichzeitig eine Vortrocknung bewirkt, die es ermöglicht, daß in dem der Nachtrocknung dienenden Puffersilo das Gut lediglich für eine relativ kurze Zeitspanne behandelt werden muß, wodurch sich eine Energieeinsparung von 25 bis 50 % gegenüber den zum Stand der Technik gehörenden Verfahren ergibt.

Das der Nachtrocknung dienende Silo ermöglicht den Einsatz kleiner Chargen, so daß schnelle und problemlose Chargenwechsel möglich sind. Die Gesamtanlage hat außerdem den großen Vorteil, daß sie wesentlich geringere Investitionskosten erforderlich macht als die zum Stand der Technik gehörenden Verfahren.

Die zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe dienende Vorrichtung kennzeichnet sich im wesentlichen dadurch, daß in einem Infrarot-Schnelltrockner die Vorkristallisation der zerkleinerten und ggf. gewaschenen Kunststoffartikel erfolgt und daß in dem Nachtrockner die zur Trocknung auf kleiner als 0.005 % Wassergehalt benötigte Verweilzeit wesentlich geringer ist als in zum Stand der Technik gehörenden Anlagen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird schematisch in der beigefügten Zeichnung erläutert.

Das aufzubereitende Gut wird zerkleinert, dann ggf. durch eine Waschanlage geführt und über einen Vorratssilo mit Dosierschnecke einem Infrarot-Schnelltrockner 1 aufgegeben. In diesen Infrarot-Schnelltrockner 1 wird das Gut im Durchlaufverfahren gefördert und auf eine Temperatur erhitzt, die mindestens zur Vorkristallisation von 130° ausreicht, aber üblicherweise verläßt das Gut den Infrarot-Schnelltrockner 1 mit einer höheren Temperatur.
Das Gut wird dann über eine wärmeisolierte Förderleitung 4, vorzugsweise eine Förderschnecke, einem Nachtrockner 2 aufgegeben, der als Puffersilo ausgebildet ist, und zwar erfolgt die Aufgabe des zu behandelnden Gutes in den Puffersilo 2 von oben, während von unten in einem Heiß- und Trockenlufterzeuger 3 behandelte Luft eingeführt wird. Diese Luft verläßt den Nachtrockner 2 im oberen Bereich und wird im Kreislauf wieder in den Heiß- und Trockenlufterzeuger 3 zurückgeführt, aufbereitet und wieder erneut in den Nachtrockner 2 aufgegeben.
Das nachgetrocknete Gut verläßt das den der Nachtrocknung dienende Silo im unteren Bereich und wird hier beispielsweise einem Extruder aufgegeben, der das Gut einer Granulieranlage zuführt, vorzugsweise einer Unterwassergranulieranlage, so daß als Endprodukt ein trockenes Granulat vorliegt, das wiederverwendbar ist.
Durch diese Anordnung wird ein voll kontinuierlicher Bearbeitungsprozeß geschaffen, bei dem durch den Infrarotschnelltrockner 1 eine optimale Kristallisation und Vortrocknung erreicht wird, wobei in Abhängigkeit der Anlagengröße Durchsatzleistungen von 100 bis 2500 kg/Std. erreichbar sind.
Das dem Extruder zugeführte Gut weist einen Trockengrad von kleiner als 0,005 % Wasseranteil auf und ist daher in der nachfolgenden Bearbeitungsanlage problemlos zu behandeln.

Claims

Verfahren zum Aufbereiten von aus Kunststoff gefertigten Kunststoffartikeln durch Zerkleinern der Gegenstände, Aufgabe des Gutes in eine Heizeinrichtung, um eine Kristallisation der Außenseite der Gutpartikel zu erreichen und anschließendes Erhitzen der Gutpartikel auf eine Temperatur von über 160° und damit Trocknung der Gutpartikel auf einen Wert von kleiner als 0,005 % Wasseranteil, dadurch gekennzeichnet, daß die zerkleinerten Gutpartikel einem Infrarot-Schnelltrockner (1) aufgegeben, hier bis auf eine Temperatur von über 130° erhitzt und vorkristallisiert und vorgetrocknet werden und dann einem der Nachtrocknung dienenden Puffersilo (2) aufgegeben und hier auf mindestens 160° erhitzt und endgetrocknet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit der Gutpartikel im Infrarot-Schnelltrockner (1) etwa 10 Minuten beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gutpartikel den Infrarot-Schnelltrockner (1) bei etwa 160° verlassen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachtrocknung im Puffersilo (2) mittels Heißluft erfolgt, die im Kreislauf durch einen Heiß- und Trockenlufterzeuger (3) und durch das Puffersilo (2) geführt wird.
Verfahren wenigstens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verweilzeit des vorgetrockneten Gutes im Nachtrocknungs- und Puffersilo (2) etwa eine Stunde beträgt.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das endgetrocknete Gut einem Extruder oder einer Spritzgießmaschine zugeführt wird.
Vorrichtung zum Aufbereiten von aus Kunststoff gefertigten Kunststoffartikeln mit einer Zerkleinerungsvorrichtung, einer der Kristallisation der Außenseite des Gutes dienenden Heizeinrichtung und einer Endtrocknungsanlage, ekennzeichnet durch einen Infrarot-Schnelltrockner (1), einer sich anschließenden wärme-isolierten Fördereinrichtung (4), einem der Nachtrocknung dienenden Puffersilo (2) und einem den der Nachtrocknung dienenden Puffersilo (2) mit heißer Trockenluft beaufschlagenden Lufterhitzer (3).
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trockenluft im Kreislauf durch den der Nachtrocknung dienenden Puffersilo (2) und den Lufterhitzer (3) geführt ist.