DE20205312U1

DE20205312U1 - Machine for sorting processed plastic mixtures

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Publication number: DE20205312U1
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Priority date: 2002-04-05
Filing date: 2002-04-05
Publication date: 2002-09-26
Anticipated expiration: 2012-04-06

Description

BeschreibungDescription

Maschine zur Sortierung aufbereiteter KunststoffgemischeMachine for sorting recycled plastic mixtures

Ein hochwertiges Recycling von Kunststoffen erfordert eine sortenreine Trennung, sowohl in Bezug auf Material als auch auf Farbe. Dies wird vor allem für aufbereitete, vorwiegend aus Kunststoffflaschen bestehende Kunststoffgemische aus Abfällen praktiziert, aus denen werthaltige Sortierfraktionen gewonnen werden können. Das Sortiergut kann auch aus Getrenntsammlungen und Rückläufen von Pfandsystemen stammen. In diesen Fällen besteht es aus einem hohen Anteil an Kunststoffflaschen, welche wiederum aus verschiedenen Kunststoffen bestehen und sich farblich unterscheiden können. Neben Störstoffen, die sich in Material und /oder Form stark von Flaschen unterscheiden, können in dem Sortiergut auch flaschenähnliche Störstoffe, wie z.B. Silikonkartuschen enthalten sein. Darüber hinaus können solche Maschinen auch verwendet werden, um aufbereitete Kunststoffgemische anderer Herkunft und Zusammensetzung, wie z.B. aus dem Elektro- und Elektronikschrott sowie aus Altfahrzeugen zu sortieren.High-quality recycling of plastics requires pure separation, both in terms of material and color. This is mainly practiced for processed plastic mixtures from waste, consisting primarily of plastic bottles, from which valuable sorting fractions can be obtained. The sorting material can also come from separate collections and returns from deposit systems. In these cases, it consists of a high proportion of plastic bottles, which in turn are made of different plastics and can differ in color. In addition to contaminants that differ greatly from bottles in material and/or shape, the sorting material can also contain bottle-like contaminants, such as silicone cartridges. In addition, such machines can also be used to sort processed plastic mixtures of other origins and compositions, such as from electrical and electronic waste and from old vehicles.

Für die automatische Sortierung von Abfällen sind Maschinen, die auf der Grundlage der Materialidentifikation durch Messung im nahen Infrarotbereich (NIR) die Sortierung ermöglichen, verbreitet. Dabei wird das Material dosiert einem Förderband zugeführt und nach dem Durchlaufen einer Beschleunigungsstrecke im hinteren Teil des Förderers durch ein Sensorsystem identifiziert. Um die Sortierung auf breiten Bändern zu ermöglichen, wird die Identifikation des Materials mit einer Lagebestimmung des Objektes verknüpft. Dafür werden entweder Scanner, Multiplexer oder Bildverarbeitungssysteme verwendet. Die Information zur Lage und Material eines Objektes wird genutzt, um bestimmte Objekte nach vorgegebener Klassifikation, wie z.B. einer Kunststoffart, aus dem Materialstrom auszuschleusen. Dies geschieht in der Regel durch gezielte Druckluftimpulse, durch welche die Abwurfrichtung des Materials vom Sortierband verändert wird. Für diese Ausschleusung des Materials werden Leisten nebeneinander quer zur Förderrichtung angeordneter Druckluftdüsen verwendet, die über Magnetventile gespeist werden. Durch die Anordnung der Druckluftleisten oberhalb oder unterhalb der Wurfparabel des Materials lässt sich die Flugkurve des Sortiergutes gezielt verkürzen bzw. verlängern und somit der Sortiergutstrom gezielt trennen.For the automatic sorting of waste, machines that enable sorting based on material identification by measuring in the near infrared range (NIR) are widespread. The material is fed to a conveyor belt in doses and, after passing through an acceleration section in the rear part of the conveyor, is identified by a sensor system. To enable sorting on wide belts, the identification of the material is linked to a determination of the position of the object. Either scanners, multiplexers or image processing systems are used for this. The information on the position and material of an object is used to eject certain objects from the material flow according to a predetermined classification, such as a type of plastic. This is usually done by targeted compressed air pulses, which change the direction in which the material is discharged from the sorting belt. For this ejection of the material, strips of compressed air nozzles arranged next to one another across the conveying direction and fed by solenoid valves are used. By arranging the compressed air bars above or below the parabola of the material, the flight curve of the material to be sorted can be shortened or lengthened in a targeted manner and the flow of material to be sorted can thus be separated in a targeted manner.

Bei der Sortierung von Kunststofflaschen wird zusätzlich oftmals eine Trennung nach der Farbe erforderlich. Vorwiegend werden dabei transparente, naturfarbene Objekte oder Objekte gleicher Farbe abgeschieden. Auch hier wird der Identifikation der Farbe des Objektes eine Lageinformation zugeordnet. Der Austrag der gewünschten Objekte erfolgt gleichfalls durch gezielte Druckluftimpulse.When sorting plastic bottles, it is often necessary to separate them by color. Transparent, natural-colored objects or objects of the same color are primarily separated. Here, too, the identification of the color of the object is associated with location information. The desired objects are also removed using targeted compressed air pulses.

Aufbereitete Kunststoffgemische können heute mit hoher Sortierreinheit und Ausbringung automatisch sortiert werden. Gegenwärtig werden Anlagen betrieben, die unter Nutzung mehrerer automatischer Sortiergeräte, die kaskadiert und verzweigt angeordnet und durch aufwendige Fördertechnik miteinander verbunden werden, eine Sortierung nach Material und Farbe ermöglichen. Hierbei kommen auch Bildverarbeitungssysteme zur Identifikation und Abscheidung von Störstoffen zum Einsatz, die auf Grundlage charakteristischer Form identifiziert werden. Eine solche Anlage ist in WO0200204185A1 und DE0010115781A1 beschrieben. Derartige Anlagen ermöglichen hohe Durchsatzleistungen und Reinheiten in den Sortierfraktionen, erfordern jedoch einen hohen technischen Aufwand.Today, processed plastic mixtures can be sorted automatically with a high degree of sorting purity and output. Systems are currently in operation that enable sorting by material and color using several automatic sorting devices that are arranged in a cascaded and branched manner and connected to one another by complex conveyor technology. Image processing systems are also used to identify and separate contaminants that are identified on the basis of their characteristic shape. Such a system is described in WO0200204185A1 and DE0010115781A1. Such systems enable high throughput and purity in the sorting fractions, but require a high level of technical effort.

Für die Sortierung auf breiten Bändern, die auch als Sortierung aus dem Volumenstrom bezeichnet wird, sind auch Maschinen bekannt, die nach einer Identifikation des Sortiergutes in der Lage sind, in mehrere Fraktionen zu trennen.For sorting on wide belts, which is also referred to as sorting from the volume flow, machines are also known that are able to separate the material to be sorted into several fractions after identifying it.

Das von der Firma MSS Inc., USA, angebotene Sortiergerät Aladdin kombiniert Sensorik für die Identifikation von Farbe und Material des Objektes und ermöglicht die Sortierung in drei Fraktionen, indem eine Düsenleiste oberhalb, die zweite unterhalb der Flugkurve des Materials angeordnet sind. Damit ist die Sortierung auf zwei farblich und stofflich definierte Fraktionen und eine Restfraktion begrenzt.The Aladdin sorting device offered by MSS Inc., USA, combines sensors for identifying the color and material of the object and enables sorting into three fractions by arranging one nozzle bar above the flight path of the material and the second below it. This limits the sorting to two fractions defined by color and material and a residual fraction.

Eine weitere Möglichkeit nutzt ein System der Firma Waagner-Biro Binder AG, Österreich. Dabei wird das Sortiergut auf einem Sortierband durch einen Sensor bewegt, wobei den Objekten ein Material sowie seine Lage auf dem Band zugeordnet wird. Je nach Material des Objektes erfolgt der Austrag auf verschiedene, oberhalb des Sortierbandes nacheinander angeordnete Austragsbänder. Für den Austrag werden Reihen von Druckluftdüsen verwendet, die unterhalb des perforierten Bandes angeordnet sind und einen gezielten Austrag des Sortiergutes ermöglichen. Ein Nachteil dieser Lösung liegt in dem perforierten Sortierband, welches zur Verschmutzung neigt. Ein weiterer Nachteil ist die geringere Ausbeute und Reinheit der Sortierfraktionen, da durch die Vielgestaltigkeit des SortiergutesAnother possibility is a system from Waagner-Biro Binder AG, Austria. The material to be sorted is moved on a sorting belt by a sensor, whereby the objects are assigned a material and their position on the belt. Depending on the material of the object, the material is discharged onto different discharge belts arranged one after the other above the sorting belt. Rows of compressed air nozzles are used for discharge, which are arranged below the perforated belt and enable the material to be discharged in a targeted manner. A disadvantage of this solution is the perforated sorting belt, which tends to become dirty. Another disadvantage is the lower yield and purity of the sorting fractions, since the diversity of the material to be sorted

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ein gezielter Austrag auf die oberhalb des Sortierbandes angeordneten Austragsbänder schwierig ist.targeted discharge onto the discharge belts arranged above the sorting belt is difficult.

Neben der Sortierung aus dem Volumenstrom ist auch die Möglichkeit der automatischen Sortierung aus vereinzelten Materialströmen bekannt. Dabei wird das Material vereinzelt nacheinander einem Sortierband zugeführt. Danach wird dem Objekt eine Eigenschaft zugeordnet, nach der die Objekte in verschiedene Fraktionen getrennt vom Band ausgetragen werden können. Auch hier werden in der Regel Druckluftdüsen eingesetzt. Diese werden gegenüber eines Austragsschachtes seitlich des Sortierbandes angeordnet, so dass ein gezielter Austrag des Sortiergutes quer zur Bandlaufrichtung möglich ist. Der Nachteil dieser Lösung besteht in der aufwendigen Vereinzelung und der geringen Durchsatzleistung, da die Objekte nacheinander auf dem Sortierband bewegt werden müssen. Um gleiche Sortierleistungen wie in der Sortierung aus dem Volumenstrom zu erreichen, werden hier mehrere parallele Sortierstrecken eingesetzt.In addition to sorting from the volume flow, the option of automatic sorting from individual material flows is also known. The material is fed to a sorting belt one after the other. The object is then assigned a property according to which the objects can be discharged from the belt in different fractions. Here, too, compressed air nozzles are usually used. These are arranged opposite a discharge shaft to the side of the sorting belt, so that the material to be sorted can be discharged in a targeted manner across the direction of the belt. The disadvantage of this solution is the complex separation and the low throughput, since the objects have to be moved one after the other on the sorting belt. In order to achieve the same sorting performance as in sorting from the volume flow, several parallel sorting lines are used here.

Der Nachteil der bekannten Sortierverfahren und Einrichtungen besteht darin, dass die Sortierung aufbereiteter Kunststoffgemische mehrere Geräte, verbunden mit aufwendiger Fördertechnik, erfordert oder nur eine geringe Durchsatzleistung bei gleichzeitig hohem Aufwand an Vereinzelungstechnik erreicht wird.The disadvantage of the known sorting processes and equipment is that the sorting of processed plastic mixtures requires several devices combined with complex conveyor technology, or only a low throughput is achieved with a high expenditure on separation technology.

Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zu Grunde, eine Sortiermaschine für aufbereitete Kunststoffgemische zu schaffen, welche die Trennung in mindestens drei Stoffgruppen ermöglicht, von denen eine wiederum in mindestens zwei Farbgruppen getrennt wird, wodurch insgesamt mindestens vier Sortierfraktionen in einer Maschine mit hoher Reinheit und Ausbringung erzeugt werden können.The invention specified in claim 1 is based on the problem of creating a sorting machine for processed plastic mixtures which enables separation into at least three material groups, one of which is in turn separated into at least two color groups, whereby a total of at least four sorting fractions can be produced in one machine with high purity and output.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Schutzanspruch 2 angegeben.An advantageous embodiment of the invention is specified in claim 2.

Die Weiterbildung nach Schutzanspruch 2 für die Anwendung bei der Sortierung aufbereiteter Kunststoffgemische ermöglicht den gezielten Austrag von Objekten in eine der drei Stoffgruppen, deren Identifikation allein durch Material nicht eindeutig ist. Durch die Verknüpfung eines Bildverarbeitungssystems mit der Materialidentifikation können Objekte in eine andere als die normalerweise verwendete Stoffgruppe geleitet werden. Damit können Objekte mit einer charakteristischen Form, die auf Grund Ihrer Zusammensetzung oder ihrer Inhaltsstoffe die Verwertung stören, aus dieser Stoffgruppe ausgeschlossen werden.The further development according to claim 2 for use in the sorting of processed plastic mixtures enables the targeted discharge of objects into one of the three material groups whose identification is not clear based on the material alone. By linking an image processing system with the material identification, objects can be directed to a material group other than the one normally used. This means that objects with a characteristic shape that interfere with recycling due to their composition or ingredients can be excluded from this material group.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figur 1 erläutert.An embodiment of the invention is explained with reference to Figure 1.

Die Zuführung des Sortiergutes, ein aufbereitetes Kunststoffgemisch bestehend aus Kunststoffflaschen aus Polyethylenterephtalat (PET), Polyethylen (PE), Polypropylen (PP) oder Polyvinylchlorid (PVC) sowie Silikonkartuschen erfolgt auf das Beschleunigungsband 1, welches das Sortiergut zunächst durch ein Bildverarbeitungssystem 2 und eine Materialidentifikation 3 mittels Nah-Infrarot-Spektroskopie bewegt. Die Materialidentifikation wird über einen Multiplexer betrieben, dessen Kanäle quer zur Laufrichtung des Bandes angeordnet sind. Damit kann den Objekten des Sortiergutes ein Material und die Lage auf dem Band zugeordnet werden. Der Mantel von Silikonkartuschen besteht in der Regel aus PE. Sofern das Bildverarbeitungssystem ein Objekt mit der Form einer Silikonkartusche erkennt und dieses Objekt aus PE besteht, wird diesem Objekt die Information &ldquor;Silikonkartusche" zugeordnet.The material to be sorted, a processed plastic mixture consisting of plastic bottles made of polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), polypropylene (PP) or polyvinyl chloride (PVC) as well as silicone cartridges, is fed onto the acceleration belt 1, which first moves the material to be sorted through an image processing system 2 and a material identification system 3 using near-infrared spectroscopy. The material identification is operated via a multiplexer, the channels of which are arranged transversely to the direction of travel of the belt. This allows the objects of the material to be sorted to be assigned a material and the position on the belt. The casing of silicone cartridges is usually made of PE. If the image processing system recognizes an object with the shape of a silicone cartridge and this object is made of PE, the information "silicone cartridge" is assigned to this object.

Beim Verlassen des Bandes werden die Objekte des Sortiergutes entsprechend der zugeordneten Information in drei Stoffgruppen getrennt. Eine direkt hinter dem Sortierband unterhalb der Flugkurve angeordnete Düsenleiste 4 ermöglicht, die Wurfparabel der zur Stoffgruppe A gehörigen Objekte nach oben zu verändern und diese auf ein Austragsband auszuwerfen.When leaving the belt, the objects of the material to be sorted are separated into three material groups according to the assigned information. A nozzle bar 4 arranged directly behind the sorting belt below the flight curve enables the throwing parabola of the objects belonging to material group A to be changed upwards and these to be ejected onto a discharge belt.

Eine zweite unterhalb des Austragsbandes 5 angeordnete Düsenleiste 6 ermöglicht, die Wurfparabel der zur Stoffgruppe B gehörenden Objekte gegen die Laufrichtung des Sortierbandes zu verändern und diese in den Auffangbehälter 7 auszutragen. Alle anderen Objekte gelangen über eine unveränderte Wurfparabel vom Sortierband in den Auffangbehälter 8 der Stoffgruppe C.A second nozzle bar 6 arranged below the discharge belt 5 makes it possible to change the throwing parabola of the objects belonging to material group B against the running direction of the sorting belt and to discharge them into the collecting container 7. All other objects pass from the sorting belt into the collecting container 8 of material group C via an unchanged throwing parabola.

Am Ende des Austragsbandes 5 ist ein Farberkennungssystem 9 angeordnet. Dieses ermöglicht, die Objekte nach Farbe und Lage auf dem Band zu identifizieren. Danach werden die Objekte in drei Farbgruppen getrennt. Die unterhalb der Flugkurve angeordnete Düsenleiste 10 ermöglicht den Austrag der Objekte in den Auffangbehälter 11 der Farbgruppe A. Der oberhalb der Flugkurve angeordnete Düsenkamm 12 ermöglicht den Austrag der Objekte in den Auffangbehälter 13 der Farbgruppe B. Alle anderen Objekte gelangen über eine unveränderte Wurfparabel in den Auffangbehälter 14 der Farbgruppe C.A color recognition system 9 is arranged at the end of the discharge belt 5. This enables the objects to be identified according to their color and position on the belt. The objects are then separated into three color groups. The nozzle bar 10 arranged below the flight curve enables the objects to be discharged into the collection container 11 of color group A. The nozzle comb 12 arranged above the flight curve enables the objects to be discharged into the collection container 13 of color group B. All other objects reach the collection container 14 of color group C via an unchanged throwing parabola.

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Zur Sortierung des aufbereiteten Kunststoffgemisches aus PET-, PE-, PP- und PVC-Flaschen sowie Silikonkartuschen erfolgt die Zuordnung von PET in die Stoff gruppe A, so dass diese Objekte auf das Austragsband 5 gelangen. PE und PP werden als zusammen verwertbare Stoffe der Stoffgruppe C zugeordnet und gelangen in den Auffangbehälter 8. Silikonkartuschen und Flaschen aus PVC werden als Störstoffe gemeinsam der Stoffgruppe B zugeordnet und gelangen entsprechend in den Auffangbehälter 7.To sort the processed plastic mixture of PET, PE, PP and PVC bottles as well as silicone cartridges, PET is assigned to material group A so that these objects end up on the discharge belt 5. PE and PP are assigned to material group C as materials that can be recycled together and end up in the collection container 8. Silicone cartridges and bottles made of PVC are assigned to material group B as contaminants and end up in the collection container 7.

Die PET-Flaschen der Stoffgruppe A werden wiederum in drei Farbgruppen getrennt. Dabei werden der Farbgruppe A alle transparenten klaren Flaschen zugeordnet und in Auffangbehälter 12 ausgetragen. Transparente Flaschen mit leichter blauer Einfärbung werden der Farbgruppe B zugeordnet und gelangen in den Auffangbehälter 13. Alle anderen PET-Fiaschen bilden gemeinsam die Farbgruppe C und gelangen in den Auffangbehälter 14.The PET bottles of material group A are again separated into three color groups. All transparent clear bottles are assigned to color group A and are discharged into collection container 12. Transparent bottles with a light blue tint are assigned to color group B and are placed in collection container 13. All other PET bottles together form color group C and are placed in collection container 14.

Unter dem Begriff "Beschleunigungsband (1, 5) oder Austragsband" versteht man Mittel, die geeignet sind, Objekte oder Gegenstände in eine Flugbahn begrenzter Weite zu bringen. Im Bereich der Flugbahn soll ein selektierendes Auslenken auf eine längere oder kürzere Flugbahn mit abweichenden Zielkoordinaten möglich sein.The term "acceleration belt (1, 5) or discharge belt" refers to means that are suitable for bringing objects or items into a flight path of limited width. In the area of the flight path, a selective deflection to a longer or shorter flight path with different target coordinates should be possible.

Unter dem Begriff "Auswerteeinheiten" verstehen wir Einheiten, die geeignet sind, durch Sensoren erfasste physikalische Zustände mit vorgegebenen Parametern zu vergleichen und nach einer ebenfalls vorgegebenen Strategie Steuerbefehle für Stellglieder auszugeben. (Sie enthalten z. B. Multiplexer, Bildverarbeitungssysteme, Scanner u. a. m.)By the term "evaluation units" we mean units that are suitable for comparing physical states detected by sensors with specified parameters and issuing control commands for actuators according to a strategy that is also specified. (They include, for example, multiplexers, image processing systems, scanners, etc.)

Claims

1. Machine for sorting recycled plastic mixtures, consisting
an acceleration conveyor belt ( 1 ) which conveys the sorting material flow from the processed plastic mixture,
of sensors ( 3 , 2 ; 9 ) with evaluation units for detecting objects with selected material and/or colour properties together with their position information within the sorting flow and
at least one group of compressed air nozzles ( 6 , 6 ; 10 , 12 ) distributed across the flow of sorted material for deflecting selected objects from the flight path at the discharge point of the acceleration belt, which are connected in a controlling manner to the evaluation units of the sensors,
characterized ,
that in the area of a first acceleration belt ( 1 ) - in the front area of the machine - a sensor ( 3 ) for material identification is arranged above the flow of sorted material,
that the sensor ( 3 ) is assigned an evaluation unit for at least three substance groups and their position information,
that the evaluation unit is connected to at least two groups of controlled air nozzles ( 4 ; 6 ), the groups of controlled air nozzles being assigned to different substance groups,
that groups of controlled air nozzles ( 4 , 6 ) are arranged in such a way that the jets change the trajectory of the two groups of substances in such a way that each of the two groups of substances is conveyed further in a separate partial flow (A, B) or container,
that conveying means or collecting containers ( 8 ) for a third partial flow (C) are provided at the destination point of the unchanged movement path, that at least one second acceleration belt ( 5 ) is arranged for the further conveying of at least one of the three partial flows,
that in the area of this second acceleration band ( 5 ) at least one sensor ( 9 ) with an evaluation unit for colour identification and for the position data of the detected objects is provided,
that the evaluation unit of the sensor ( 9 ) is connected in a controlling manner to at least one group of controllable compressed air nozzles ( 10 , 12 ), each of which is assigned to a color group
that the compressed air nozzles of this group or these groups are arranged in such a way that they can divert parts of one or more color groups from the movement path generated by the second acceleration belt ( 5 ) into further partial flows (A', B').

2. Machine according to claim 1, characterized in
that in the area of the first acceleration belt ( 1 ) in addition to the sensor ( 3 ) for material identification, a sensor ( 2 ) for identifying the shape of the objects of the sorting material is arranged,
that the evaluation unit of this additional sensor ( 2 ) is connected in a controlling manner to a device for deflecting detected objects from the movement path in such a way that the said objects can be assigned to a different partial flow than the partial flow with the corresponding material identification.