Flaschenmahlgut recyceln

Ultrafeines Filtern für das PET-Recycling

Mit der bislang nicht realisierten Filterfeinheit von 60 Mikrometer erleichtern neue Schmelzefilter das Aufbereiten von Rezyklaten für die Folien-, Verpackungsband- und Stapelfaser-Industrie sowie für Kunststoffrecycler, die herausfordernde Verschmutzungen wie Lacke, Silikone, Barrierematerialien, Vernetzungen und Gele aus der Schmelze entfernen müssen. Speziell auf der kostengünstige Verarbeitung von Post-Consumer-PET-Flaschenmahlgut und dem zugehörigen, in großen Mengen anfallenden Feinabrieb zielen die Entwickler.

60 Mikrometer Filterfeinheit für die Aufbereitung und Wiederverwendung von PET-Bottle-Flakes in Tiefziehfolien, Verpackungsband- und Spinnfaseranlagen. © Ettlinger

PET-Rezyklate aus Post-Consumer-Flaschenmahlgut sind in der Industrie ein gesuchter Rohstoff für die Herstellung von Tiefziehverpackungen, Spinnfasern oder Verpackungsbändern. Angesichts des zunehmenden Umweltbewusstseins sind solche Produkte auch vom Verbraucher akzeptiert und gewünscht. Je nach Anwendung müssen diese Rezyklate hohe Anforderungen hinsichtlich ihrer optischen und/oder mechanischen Eigenschaften erfüllen. So dürfen zum Beispiel Lebensmittelverpackungen auch dann keine Verunreinigungen zeigen, wenn sie zu 100 Prozent aus Flaschenmahlgut hergestellt sind. Bänder oder Garne, die verstreckt werden, dürfen ebenfalls keine Fehlstellen aufweisen, um Abrisse und Produktionsunterbrechungen zu vermeiden.

Damit erweist sich die Reinheit des Rezyklats als Schlüssel für dessen Einsetzbarkeit. Entsprechend kommt der Effizienz der Schmelzefiltration in der PET-Welt eine erheblich höhere Bedeutung zu als bei der sonst üblichen Rezyklatherstellung. Während hier die üblicherweise eingesetzten Siebwechsler und deren Siebgewebe an ihre Grenzen stoßen, sollen die selbstreinigenden ECO-Filtersysteme von Ettlinger die Einhaltung engster Spezifikationen. Kernelement ist ein rotierendes, zylindrisches Stahlsieb, das per Lasertechnik mit Millionen von Bohrungen versehen ist. Dieses Sieb wird von außen nach innen von der Schmelze durchströmt, während Kontaminationen auf der Oberfläche zurückgehalten und kontinuierlich abgestreift werden. Der für das PET-Recycling entscheidende Fortschritt liegt in der Markteinführung einer Mikroperforation mit einer bis dahin nicht verfügbaren Feinheit von 60 Mikrometer.

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Warum Siebgewebe an ihre Grenzen stoßen
Siebgewebe bestehen aus feinen Metalldrähten. Dabei ist die Quadratmasche die einfachste und am häufigsten verwendete Ausführung. Die Seitenlänge ihrer Öffnung ergibt die nominelle Maschenweite des Siebes. In der Praxis lässt das Quadratmaschengewebe über die Diagonale der Gewebeöffnung jedoch deutlich größere Partikel (Faktor 1,4) passieren. Zudem sind die einzelnen Drähte der Gewebe untereinander eher locker verbunden. Wenn der Filterkuchen wächst und der Druck steigt, können sich einzelne Maschen weiten und Partikel passieren lassen, die größer sind als die eigentliche Maschenweite.

Gerade Verschmutzungsanteile im PET-Flaschenmahlgut wie Aluminium und Papier, aber auch die im Prozess entstehenden so genannten Black Specks – degradierte, schwarze Kunststoffpartikel – finden so immer wieder den Weg in das Rezyklat. Ausschussproduktion und entsprechende Kosten sind die Folgen. Dazu kommen negative Auswirkungen auf die folgende Extrusion, weil der Aufbau des Filterkuchens auf dem Siebgewebe starke Druckschwankungen bewirkt und der häufig erforderliche Wechsel der Siebe oder die Reinigung mit dem umgekehrten Schmelzestrom (Rückspülung) zusätzlichen Aufwand bedeuten.

Gelaserte Mikroperforation als Lösung
Den Gewebesieben stehen die Filtersiebe von Ettlinger gegenüber, die mit ihrer durch ein Laserverfahren eingebrachten Mikroperforation den Vorteil einer deutlich besseren Trennschärfe aufweisen. Die Maschenweite der Gewebesiebe entspricht dem Querschnitt der sich in Fließrichtung der Schmelze konisch verengenden Bohrungen im Filtersieb. Wenn die Siebe von der Schmelze durchströmt werden, verbleiben alle Verunreinigungen, die größer sind als der Bohrungsdurchmesser, auf der Filteroberfläche. Dank der neuen Filtrationsfeinheit von 60 Mikrometer sind dennoch verbleibende Verunreinigungen nicht mehr vom menschlichen Auge erkennbar. So besteht laut Ettlinger jetzt auch beim PET-Recycling die notwendige Grundlage für die Weiterverarbeitung des Rezyklats zu neuen Produkten, deren optische, mechanische und organoleptische Eigenschaften solchen aus Neuware gleichwertig sind. Die deutliche Reduzierung von Black Specks und anderen Partikeln ermögliche eine höhere Anlageneffizienz durch weniger Band- oder Faserabrisse und bietet somit ein hohes Einsparpotential.

Hinzu komm der systemspezifische Vorteil aller Schmelzefilter von Ettlinger: die kontinuierlich konstante Filterleistung über Wochen und Monate ohne Prozessunterbrechungen. Deren Arbeitsprinzip sorgt dafür, dass die Verunreinigungen mit jeder Umdrehung des mikroperforierten Filtersiebs abgestreift und umgehend ausgetragen werden. Dadurch stehe eine stets vollständig saubere Filterfläche zur Verfügung, und der Schmelzefilter arbeite über lange Zeiträume druckkonstant. Auf der Sieboberfläche sammeln sich keine Verschmutzungen, auch keine elastischen Partikel wie Silikon an, die mit der Zeit durch das Filtersieb hindurch gedrückt werden könnten.

Bisher ungenutzte Stoffströme werden wirtschaftlich attraktiv
Generell eröffnen die Filter neue Möglichkeiten zur Nutzung von Materialien, die bis dahin als zu stark verschmutzt bewertet wurden oder schwierige Verschmutzungsbestandteile enthielten. Besonders die Nutzung von PET-Feinabrieb aus dem Flaschenrecycling werde mit dem neuen Filtersieb interessanter. Dieser entsteht während des Sortier-, Vermahl- und Waschprozesses und ist häufig mit größeren Mengen von Papier und Aluminium verunreinigt. Obwohl selbst in kleineren PET-Flaschen-Recyclingbetrieben bis zu 20 Tonnen Feinabrieb im Monat anfallen, wird dieses Material mangels Alternative mit geringem Wert verkauft. Mit dem kontinuierlichen und leistungsfähigen Schmelzefilter seine Anwender in der Lage den PET-Stoffstrom in ein hochwertigeres und damit profitableres Endprodukt umwandeln.

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