Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Im Projekt wurde ein Verfahrenskonzept zur trockenen Separation von Kunststoffmischungen aus dem Altkabelrecycling entwickelt. Wesentliches Ziel war dabei, eine saubere PVC-Fraktion zu erzeugen, die zu hochwertigen Produkten verarbeitet werden kann. Das Verfahren weist u. a. eine triboelektrisch arbeitende Separationseinheit auf. Ziel war, das Verfahren bis zum halbindustriellen Prototyp so weit zu entwickeln, dass – ggf. durch Parallelschaltung einzelner Module – Durchsatzmengen von bis ca. 1,5 t\/h separiert werden k\u00f6nnen. Mit Hilfe dieses Verfahrens sollen zuk\u00fcnftig die Verarbeiter von Kunststoffen, in die Lage versetzt werden, hochwertige und vermarktbare Kunststoff-Recyclate kosteng\u00fcnstig herzustellen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Projekt ist in verschiedene Arbeitspakete aufgeteilt:
\n1.\tVorversuche: Erarbeitung eines Konzeptes f\u00fcr eine Gro\u00dfanlage mit Hilfe des Laborscheiders der hamos GmbH. Bestimmung optimaler Betriebsparameter f\u00fcr die Konstruktion des Prototypen, Auslegung und Auswahl der Peripherie und zum Betrieb der Gro\u00dfanlage.
\n2.\tAnlagenkonzeption: In diesem Arbeitspaket wurde das Gesamtkonzept der Anlage ermittelt.
\n3.\tPrototypenkonzeption: Erstellen der Konstruktionszeichnungen f\u00fcr den Prototypen.
\n4.\tBau des Prototypen: Der Prototyp wurde bei der hamos GmbH gebaut.
\n5.\tAnlageninstallation und Inbetriebnahme: Der Prototyp wurde gemeinsam mit den Peripherieger\u00e4ten, bei einer Partnerfirma installiert und als Gesamtanlage in Betrieb genommen.
\n6.\tVersuchsphase: Versuche im halbtechnischen Ma\u00dfstab zur Optimierung der Betriebsparameter
\n7.\tAnalysen: Analyse der Zusammensetzung der erzeugten Produkte
\n8.\tModifikationen: Behebung maschinen- und verfahrenstechnischer Probleme
\n9.\tTestphase: Produktion einer verwertbaren PVC-Fraktion
\n10.\tVersuche bei Pilotkunden: Erzeugung von Produkten aus dem aufbereiteten PVC.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Im Rahmen des Vorhabens wurden nach einer ausf\u00fchrlichen Literaturrecherche die physikalischen Grundlagen zur tribo-elektrischen Sortierung erarbeitet. Um zu verwertbaren Ergebnissen bei Variation unterschiedlicher Parameter zu kommen, wurden Versuche zuerst an Einzelpartikeln durchgef\u00fchrt. Die Einfl\u00fcsse auf die Aufladung wie z.B. Temperatur, Feuchte, Materialkombinationen, Partikel-Partikel oder Partikel\/Wand-Kontakte, Art der Aufladung etc. lassen sich so anhand kleiner Probenmengen erfassen. Auf Basis der Vorversuche wurde ein Versuchsstand erstellt.
\nVersuche mit Originalmaterialien unterschiedlicher Kabelhersteller und Kabelrecycler zeigen, da\u00df eine sehr gute PE-Abtrennung aus Kabelgemischen elektrostatisch nur bei Neuware aus PVC und PE-Kabeln m\u00f6glich ist. Zum Teil kann sogar PE von VPE getrennt werden. Bei realen Kabelgemischen aus Mischkabeln (PVC, PE, EPDM, Gummi usw.) sind ohne mechanische Vorbehandlung (Entstaubung, Abtrennung der Feinfraktion, weitergehende Oberfl\u00e4chenreinigung bzw. Aktivierung) keine sauberen Fraktionen zu erzielen. Aus diesem Grunde ist ein Ger\u00e4t zur trockenmechanischen Reinigung der Kabelgemische eine unverzichtbare Einheit zur Vorbehandlung des Materials in der Gesamtanlage.Vorversuche zur trockenmechanischen Abtrennung der Leichtfraktion (PE) mit Hilfe eines neu entwickelten Setztisches waren zu Beginn sehr erfolgversprechend. Diese guten Ergebnisse konnten aber mit rea-lem Material nicht best\u00e4tigt werden. Da durch die verschiedenen Formen und Gr\u00f6\u00dfen der Partikel das wesentliche Problem der PVC-Gummi-Separation nicht gel\u00f6st werden konnte, wurden die Versuche mit dem Setztisch abgebrochen.
\nAufgrund von nicht befriedigenden Ergebnissen mit dem urspr\u00fcnglich angedachten Scheiderkonzept wurde der tribo-elektrische Kunststoffseparator hamos EKS konstruktiv vollst\u00e4ndig \u00fcberarbeitet. Der neu entwickelte Prototyp ist gekennzeichnet durch eine verbesserte Aufladung durch intensiven Partikel-Partikel-Kontakt in einer neuen Aufladeeinheit und eine anschlie\u00dfende Separation auf einem Bandscheider. Der Bandscheider erm\u00f6glicht eine sehr definierte Materialaufgabe in das elektrische Feld. Dadurch erzielt die Anlage gr\u00f6\u00dftm\u00f6gliche Trennsch\u00e4rfe auch bei geringer elektrostatischer Aufladung der Einzelpartikel, was insbesondere f\u00fcr Kunststoffgemische aus dem Altkabel von essentieller Bedeutung ist.
\nDa insbesondere EPDM und PE zum Teil sehr stark streuende tribo-elektrische Eigenschaften aufweisen, wurde nach trockenmechanischen, aber auch nassen Wegen gesucht, um das tribo-elektrische Verhalten dieser Komponenten stoffspezifisch zu beeinflussen. Es konnten zwei au\u00dferordentlich effektive Konditionierungsmittel gefunden werden, mit deren Hilfe sich praktisch alle untersuchten realen Altkabelmaterialien hervorragend sortieren lassen.
\nDurch die im Vorhaben erarbeiteten Erkenntnisse gelang es, den tribo-elektrischen Separator bis zur praktischen Anwendbarkeit zu entwickeln. Das Ger\u00e4t wird inzwischen auch zur Trennung verschiedener anderer Materialien eingesetzt.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Dieses neue Verfahren wurde im Rahmen von mehreren internationalen Konferenzen und Tagungen vorgestellt. Dar\u00fcber hinaus wurden Versuchsergebnisse auf mehreren gro\u00dfen internationalen Messen Envitec\/D\u00fcsseldorf, Entsorga\/K\u00f6ln, IFAT\/M\u00fcnchen vorgestellt.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Aus bestimmten Mischkabelfraktionen k\u00f6nnen auf elektrostatischem Wege PVC-Fraktionen mit hoher Reinheit erzeugt werden. Die Reinheit ist im allgemeinen aber f\u00fcr direkte Applikationen im Kabelbereich nicht ausreichend. Bei Kabelherstellern gibt es es gro\u00dfe Akzeptanzprobleme f\u00fcr fremde PVC-Recyclate beim Einsatz f\u00fcr Neukabel, da Gew\u00e4hrleistungsprobleme und schlechtere mechanische und elektrische Eigenschaften bef\u00fcrchtet werden. Dies gilt auch beim Einsatz von Recyclat f\u00fcr Blindleitungen, F\u00fcllelemente etc., wo z.B. eine Migration von unbekannten Weichmachem in die Kabelumh\u00fcllung und damit eine Qualit\u00e4tsverschlechterung bef\u00fcrchtet werden. Deshalb werden nur eigene Recyclate aus bekannten Kabelmischungen eingesetzt.
\nF\u00fcr getrennte Fraktionen aus Mischkabeln mit niedrigerer Reinheit gibt es dagegen eine Reihe von Applikationen, wo diese mit sehr gutem Erfolg eingesetzt werden k\u00f6nnen. Unser Kooperationspartner konnte mit Hilfe der elektrostatischen Separationstechnik eine Reihe von Problemen l\u00f6sen, die mit der unterschiedlichen Zusammensetzung von Mischkabeln zusammenh\u00e4ngen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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