DE4446129A1

DE4446129A1 - Verfahren zum Aufbereiten von feuchtem Material

Info

Publication number: DE4446129A1
Application number: DE4446129A
Authority: DE
Inventors: Alfred Nogossek
Original assignee: THEYSOHN FRIEDRICH FA
Current assignee: THEYSOHN FRIEDRICH FA
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1994-12-23
Publication date: 1995-06-29

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufbereiten von feuchtem Material, das nach einer einen Waschprozeß einschließenden Vorbehandlung in Form von Partikeln vorliegt, mit welchem zunächst die Feuchtigkeit aus dem Material weitestgehend entfernt wird und mit welchem das Material abschließend getrocknet wird sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Insbesondere aus Gründen des Umweltschutzes werden die unterschiedlichsten Materialien nach Gebrauch nicht mehr thermisch verwertet oder auf Müllhalden deponiert, sondern im sogenannten "Recycling" aufbereitet und einer Wiederverwendung zugeführt. Das gilt für organische Produkte, wie beispielweise Lebensmittel, aber auch für Kunststoff, auf den sich stellvertretend für alle anderen betroffenen Produkte die weiteren Ausführungen beziehen.

Da Kunststoff je nach Herkunft mehr oder weniger stark verschmutzt ist, muß der Kunststoff vor seinem erneuten Einsatz gewaschen und getrocknet werden. Dafür sind Verfahren bekannt und weltweit im Einsatz. Sie werden beispielweise als "System AKW", als "Andritzverfahren" oder als "System B.u.B." verwendet. Der gewaschene, noch feuchte Kunststoff wird bei diesen Verfahren über schräge Förderschnecken oder Siebanlagen oder durch Zentrifugen geleitet, um einen großen Anteil der Feuchtigkeit zu entfernen. Die restliche Feuchtigkeit in der Größenordnung von 10 bis 25 Gewichtsprozent des Gesamtvolumens wird grundsätzlich durch aufgeheizte Luft entfernt. Der Aufwand zur Aufbereitung des Kunststoffs ist bei den bekannten Verfahren apparativ hoch und es wird viel Energie benötigt. Es besteht außerdem die Gefahr, daß der Kunststoff beim Trocknen durch die aufgeheizte Luft thermisch geschädigt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs geschilderte Verfahren und die entsprechende Vorrichtung einfacher zu gestalten.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,

- daß der feuchte Kunststoff mittels einer Stopfvorrichtung unter Druck einer Plastifiziervorrichtung mit einem Gehäuse und mindestens einer drehbar in demselben angeordneten Förderschnecke aufgegeben wird,
- daß die durch den Stopfvorgang in Verbindung mit einer Kompressionszone der Plastifiziervorrichtung aus dem Kunststoff herausgepreßte Feuchtigkeit durch eine im Verlauf der Förderschnecke zwischen dem Einzugsbereich und der Kompressionszone im Gehäuse der Plastifiziervorrichtung angebrachte, den Kunststoff selbst nicht durchlassende Öffnung aus dem Gehäuse entfernt wird und
- daß der Kunststoff hinter der Kompressionszone mittels der Förderschnecke zumindest durch einen Aufschmelzbereich mit nachfolgender Entgasung und abschließend zur Düse der Plastifiziervorrichtung gefördert wird.

Mit diesem Verfahren bzw. mit der entsprechenden Vorrichtung kann gewaschener und noch feuchter Kunststoff auf einfache Weise aufbereitet werden. Es wird dazu eine an sich übliche Plastifiziervorrichtung verwendet - im folgenden kurz "Extruder" genannt. Das Gehäuse des Extruders muß lediglich mit der in geeigneter Weise ausgeführten Öffnung ausgerüstet werden und die Förderschnecke des Extruders ist entsprechend zu gestalten. Der Kunststoff wird mittels der Stopfvorrichtung in das Gehäuse des Extruders hineingedrückt. Im Zusammenwirken mit der Kompression wird dadurch die Feuchtigkeit weitestgehend aus dem Kunststoff herausgepreßt und durch die Öffnung im Gehäuse des Extruders aus demselben entfernt. In der Öffnung des Gehäuses wird in bevorzugter Ausführungsform eine quer zur Förderschnecke verlaufende Schnecke angebracht, die in Richtung des Gehäuses fördert. Der noch nicht aufgeschmolzene Kunststoff kann nicht aus der Öffnung im Gehäuse des Extruders austreten, da er durch die in der Öffnung drehende Schnecke ständig in das Gehäuse zurückgedrückt wird. Die Feuchtigkeit hingegen wandert an der Schnecke entlang und tritt an deren freiem Ende aus. Sie kann dort in einem Behälter aufgefangen werden. Die Restfeuchtigkeit wird in einer der Kompressionszone des Extruders folgenden Dekompressionszone aus dem Kunststoff entfernt. Dabei wird im Aufschmelzbereich die Restfeuchtigkeit in den gasförmigen Zustand überführt. Das Gas verläßt das Gehäuse des Extruders durch die nachfolgende Entgasung. Der trockene Kunststoff wird weiter plastifiziert und zur Düse des Extruders gefördert. Er tritt dort aus dem Extruder aus und kann nach Abkühlung beispielsweise granuliert werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Das Verfahren nach der Erfindung wird anhand der Zeichnungen als Ausführungsbeispiel erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtansicht eines für das Verfahren nach der Erfindung verwendbaren Extruders in schematischer Darstellung.

Fig. 2 das Gehäuse des Extruders nach Fig. 1 in einer Draufsicht.

Fig. 3 eine gegenüber Fig. 2 ergänzte Ausführungsform des Gehäuses.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Extruder handelt es sich in bevorzugter Ausführungsform um einen Doppelschneckengleichläufer, einen sogenannten Compounder. Es könnte aber auch jeder andere bekannte Extruder mit einer Förderschnecke oder zwei Förderschnecken, die gleichlaufend oder gegenläufig sind, verwendet werden. Die Förderschnecken oder auch Plastifizierschnecken können außerdem zylindrisch oder konisch ausgeführt sein. In der folgenden Beschreibung werden stellvertretend für alle möglichen Ausführungsformen ein Extruder mit einer Förderschnecke und weiter das Material "Kunststoff" berücksichtigt. Statt des Wortes "Feuchtigkeit" wird der Einfachheit halber außerdem das Wort "Wasser" verwendet. Die Förderschnecke ist der Einfachheit halber nicht mit dargestellt. Die eingezeichnete Unterteilung des Gehäuses des Extruders in Abschnitte dient dem besseren Verständnis.

Die Förderschnecke des Extruders wird von einem Motor 1 unter Zwischenschaltung eines Getriebes 2 angetrieben und dadurch um ihre Achse gedreht. Über einen Trichter 3 wird dem Extruder feuchter Kunststoff aufgegeben, dessen Wassergehalt beispielsweise zwischen 10 und 50 Gewichtsprozent des Gesamtvolumens liegen kann. Der feuchte Kunststoff wird mittels einer Stopfvorrichtung 4 in das Gehäuse des Extruders hineingepreßt. Als Stopfvorrichtung 4 kann eine sich um ihre Achse drehende Schnecke verwendet werden, die bis in das Gehäuse des Extruders hineinragt.

In Förderrichtung der Förderschnecke folgt hinter dem gekühlten Einzugsbereich 5 des Gehäuses ein Bereich mit einer Öffnung 6, dem eine Kompressionszone 7 folgt. Im Bereich des Gehäuses mit der Öffnung 6 ist außen an demselben eine Schnecke 8 angebracht, deren Achse im dargestellten Ausführungsbeispiel rechtwinklig zur Achse der Förderschnecke verläuft. Die Spitze der Schnecke 8 ragt in die Öffnung 6 hinein. Sie liegt unmittelbar an der Förderschnecke ohne diese zu berühren. Die Schnecke 8 ist drehbar in einem Gehäuse angeordnet.

Das Wasser wird durch das Zusammenwirken von Stopfvorrichtung 4 und Kompressionszone 7 aus dem Kunststoff herausgepreßt. Es kann das Gehäuse durch die Öffnung 6 verlassen. Damit nicht auch der Kunststoff aus der Öffnung 6 austritt, ist in derselben die Schnecke 8 vorgesehen. Sie fördert durch ihre Drehung den Kunststoff ständig in das Gehäuse des Extruders zurück. Das Wasser läuft an der Schnecke 8 entlang. Es kann am freien Ende derselben aus deren Gehäuse austreten und dort in einem Behälter aufgefangen werden.

Die Schnecke 8 kann als Extruder ausgeführt sein. Sie dreht sich dann also in einem Gehäuse. Der Extruder kann auch als Doppelschneckenextruder mit zwei konischen, gegenläufigen Schnecken ausgeführt sein.

Im Kunststoff bleibt hinter der Kompressionszone 7 eine Restfeuchtigkeit von etwa 3 bis 7 Gewichtsprozent des Gesamtvolumens. Diese wird durch nachfolgende Erwärmung aus dem Kunststoff entfernt. Dazu weist das Gehäuse einen Aufschmelzbereich 9 mit nachfolgender Entgasung 10 auf. Der Kunststoff wird hier durch Scherung und Temperierung aufgeschmolzen. Das restliche Wasser wird dadurch in den gasförmigen Zustand überführt. Das Gas kann das Gehäuse durch die Entgasung 10 verlassen. Es handelt sich beispielsweise um eine athmosphärische Entgasung oder um eine Vakuumentgasung.

Bis zur Düse 11 des Extruders können im Verlauf des Gehäuses mehrere Vakuumentgasungen 12 und ein Filter 13 vorhanden sein. Das Filter 13 dient gegebenenfalls zur Entfernung verschmutzter Partikel. Der getrocknete und entgaste Kunststoff tritt aus der Düse 11 aus. Er kann nach Durchlaufen einer Kühlstrecke 14 einem Granulator 15 aufgegeben werden. Es ist jedoch auch möglich, den Kunststoff direkt einer Weiterverarbeitung zuzuführen, beispielsweise einer Vorrichtung zur Herstellung von Rohren oder Profilen.

Der Kunststoff kann hinter der Kompressionszone 7 entspannt werden. In diesem Expansionsbereich 16 können dem Kunststoff beispielsweise mittels einer seitlichen Zuführschnecke 17 weitere Komponenten aufgegeben werden. Solche Komponenten sind beispielsweise Füll- und Farbstoffe oder faserige Zuschlagstoffe oder allgemein Zusatzstoffe zur Modifikation der Eigenschaften des Kunststoffs.

Claims

1. Verfahren zum Aufbereiten von feuchtem Material, das nach einer einen Waschprozeß einschließenden Vorbehandlung in Form von Partikeln vorliegt, mit welchem zunächst die Feuchtigkeit aus dem Material weitestgehend entfernt wird und mit welchem das Material abschließend getrocknet wird, dadurch gekennzeichnet,

- daß das feuchte Material mittels einer Stopfvorrichtung (4) unter Druck einer Plastifiziervorrichtung mit einem Gehäuse und mindestens einer drehbar in demselben angeordneten Förderschnecke aufgegeben wird,
- daß die durch den Stopfvorgang in Verbindung mit einer Kompressionszone (7) der Plastifiziervorrichtung aus dem Material herausgepreßte Feuchtigkeit durch eine im Verlauf der Förderschnecke zwischen dem Einzugsbereich (5) und der Kompressionszone (7) im Gehäuse der Plastifiziervorrichtung angebrachte, das Material selbst nicht durchlassende Öffnung (6) aus dem Gehäuse entfernt wird und
- daß das Material hinter der Kompressionszone (7) mittels der Förderschnecke zumindest durch einen Aufschmelzbereich (9) mit nachfolgender Entgasung (10) und abschließend zur Düse (11) der Plastifiziervorrichtung gefördert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außen an das Gehäuse der Plastifiziervorrichtung mindestens eine quer zur Förderschnecke verlaufende, mit ihrer Spitze in die Öffnung (6) des Gehäuses hineinragende und drehbar gelagerte Schnecke (8) angeschlossen wird, die bei Drehung um ihre Achse ständig in Richtung des Gehäuses fördert und über welche die aus dem Material herausgepreßte Feuchtigkeit abläuft.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

- daß das Material hinter der Kompressionszone (7) mittels der Förderschnecke einem Expansionsbereich (16) zugeführt wird und
- daß dem Material in dem Expansionsbereich (16) Zusatzstoffe beigegeben werden.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 unter Verwendung einer Plastifiziervorrichtung mit mindestens einer Förderschnecke, dadurch gekennzeichnet,

- daß im Einzugsbereich (5) der Plastifiziervorrichtung eine Stopfvorrichtung (4) angeordnet ist,
- daß zwischen dem Einzugsbereich (5) und einer Kompressionszone (7) eine Öffnung (6) im Gehäuse der Plastifiziervorrichtung angebracht ist und
- daß in die Öffnung (6) eine außen am Gehäuse der Plastifiziervorrichtung angeordnete, in Richtung der Förderschnecke fördernde Schnecke (8) hineinragt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (8) rechtwinklig zur Förderschnecke der Plastifiziervorrichtung angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Plastifiziervorrichtung mit zwei gleichlaufenden Förderschnecken ausgerüstet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Plastifiziervorrichtung mit zwei gegenläufigen Förderschnecken ausgerüstet ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Förderschnecken zylindrisch ausgeführt sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Förderschnecken konisch ausgeführt sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke (8) als Extruder ausgeführt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Extruder als Doppelschneckenextruder mit zwei konischen, gegenläufigen Schnecken ausgeführt ist.