Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Reinigen von Kunststoff, insbesondere von Kunststoffschnipseln im Zuge von Kunststoffrecycling in einem Refiner nach Patentanspruch 1 und auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4.

Aus DE 10 2013 111 365 B4 ist ein Verfahren einer Vorrichtung zum Reinigen von Kunststoff, insbesondere von Kunststoffschnipseln im Zuge von Kunststoffrecycling, umfassend einen Refiner, bekannt geworden. Der Refiner hat bekanntlich zwei einander zugewandte Refinerwerkzeuge, von denen mindestens eines angetrieben ist. Zwischen den Scheiben befindet sich ein Arbeits spalt zum Abreiben von Zellstoffen und anderen anhaftenden Stoffen. Der Arbeitsspalt weist einen Einlass auf. Eine Eintragsvorrichtung trägt den zu reinigenden Kunststoff in den Einlass, wobei der Refiner einen ebenfalls mit dem Arbeitsspalt verbundenen Auslas s aufweist, durch den der in dem Arbeits spalt gereinigte Kunststoff zusammen mit den abgeriebenen Zellstoffen und anderen anhaftenden Stoffen zu einem Ausgang abgeführt wird. Der Auslass des Refiners umfasst ein mit dem Arbeits spalt verbundenes und zu dem Ausgang führendes Auslassrohr, wobei das Auslassrohr mit einer Wasserpumpe zum Pumpen von Wasser durch das Auslassrohr verbunden ist. Im Betrieb wird durch das mittels der Wasserpumpe durch das Auslassrohr gepumpte Wasser eine Sogwirkung auf den Arbeitsspalt derart ausgeübt, dass gereinigter Kunststoff aus dem Arbeitsspalt in das Auslassrohr befördert wird, wobei das mittels der Wasserpumpe durch das Auslassrohr gepumpte Wasser in dem im Auslassrohr befindlichen Kunststoff zu dem Ausgang fördert.

Bei dem zu reinigenden Kunststoff handelt es sich insbesondere um zu recycelnden Abfallkunststoff. Es kann sich insbesondere um vorzerkleinerte Kunststoffschnipsel, so genannte Kunststoffflakes handeln. Bei den Kunststoffschnipseln kann es sich um Kunststofffolienschnipsel handeln. Der zu reinigende Kunststoff wird durch die Eintragseinrichtung über den Einlass in den Arbeitsspalt des Scheibenrefiners gefördert. Der Kunststoff wird zusammen mit Wasser zugeführt. Es ist aber auch möglich, eine trockene Zufuhr des Kunststoffs zu realisieren, wenn beispielsweise eine Förderschnecke der Eintragseinrichtung als Kern ein Hohlrohr besitzt, durch das Wasser zur Einstellung der Reinigungskonsistenz im Arbeits spalt eingebracht wird. Die Eintragskonsistenz vor Erreichen des Arbeitsspalts würde in diesem Fall 100% Feststoff betragen. Auch ist Zuführung mit Wasserdampf möglich, insbesondere im Fall eines dampfbetriebenen Druckrefiners. Der Arbeitsspalt wird begrenzt durch die einander zugewandten Arbeitsflächen der Refinerwerkzeuge. Auf den Arbeitsflächen sind geeignete Friktionselemente angeordnet. Mindestens eines der Refinerwerkzeuge wird drehend angetrieben (Rotor). Das andere Refinerwerkzeug kann ebenfalls drehend angetrieben werden oder es kann feststehen (Startor). Beispielsweise im Falle eines Scheibenrefiners, bei dem die Refinerwerkzeuge Refinerscheiben sind, können die einander zugewandten Arbeitsflächen der Refinerscheiben kreisförmig bzw. kreis- oder ringförmig gestaltet sein. Entsprechend ist ein in der Draufsicht kreisförmiger bzw. kreisringförmiger Arbeits spalt gebildet. Die in dem Arbeits spalt eingebrachte Suspension aus zu reinigendem Kunststoff und Wasser wird durch die Drehung des mindestens einen Refinerwerkzeug s rotativ beschleunigt und Zellstoff und andere anhaftende Stoffe werden von dem Kunststoff abgerieben. Durch die rotative Beschleunigung der Suspension wird der Kunststoff in dem Arbeitsspalt gemeinsam mit den abgeriebenen Verunreinigungen und dem Wasser zu einem Auslass des Refiners transportiert.

Ein Refiner zum Reinigen von Kunststoff der beschriebenen Art ist etwa aus DE 10 2011 108 062 AI bekannt geworden. Er umfasst zwei Reinigungs Scheiben mit einander gegenüberliegenden Reinigungsflächen, die zwischen sich einen Reinigungsspalt begrenzen. Die Reinigungsflächen besitzen jeweils eine Mehrzahl von sich zwischen einem inneren und einem äußeren Rand der Reinigungsflächen erstreckenden Reinigungsrippen, wobei zumindest eine Flanke der Reinigungsrippen gegenüber der Axialrichtung der jeweiligen Reinigungsscheibe geneigt oder gekrümmt ist, wobei dazwischen zumindest an einigen einander benachbarten Reinigungsrippen mehrere quer zur Erstreckungsrichtung der Reinigungsrippen verlaufende Reinigungs Stege angeordnet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Reinigen von Kunststoff, insbesondere von Kunststoffschnipseln, anzugeben, das einen verringerten Energiebedarf hat und eine zusätzliche Auflösung von Folienpaketen oder dergleichen ermöglicht. Außerdem soll der Durchsatz, insbesondere von Folienschnipseln, durch den Refiner erhöht werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bei dem erfindungs gemäßen Verfahren werden vor oder in dem Bereich des Eintrittsendes des Arbeits Spaltes mittels Düsen Wasserstrahlen unter Druck in den zugeführten Kunststoff eingespritzt. Dem zugeführten, zu reinigenden Kunststoff kann mehr oder weniger Wasser zugeführt sein, oder der Kunststoff wird mehr oder weniger trocken zugeführt.

Bei bekannten Verfahren wird über eine sogenannte Eintragsschnecke der zu reinigende Kunststoff dem Refiner zugeführt. Das hierfür erforderliche Wasser wird in die Schnecke eingedüst, sodass in der Schnecke bereits die notwendige Feststoffkonsistenz eingestellt wird, die im Arbeitsspalt benötigt wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird entweder vollständig oder zum großen Teil Wasser nicht mehr über die Eintragvorrichtung eingetragen, sondern mit großem Druck über Düsen direkt in den Arbeitspalt bzw. in den Bereich davor. Auf diese Weise wird der Feststoff von den Wasserstrahlen mitgerissen. Diese stellen somit eine Eintraghilfe dar. Außerdem kann der Wasserdruck Folienknäuel oder Folienpakete lösen. Stretchfolien bleiben nach dem Zerkleinern häufig als kleine Folienpakete erhalten. Diese können durch die Wasserstrahlen aufgelöst werden. Ein weiterer Vorteil tritt durch einen Vorreinigungseffekt ein, indem an den Kunststoffschnipseln haftender Sand gelöst wird. Dieser gelangt dann in der Mischung aus Wasser und Folien und Kunststoffschnipseln durch den Arbeitsspalt und trägt daher nur gering zur Abbrasion an den Refinerwerkzeugen bei. Würde der Sand erst von den Kunststoffschnipseln im Arbeitsspalt abgelöst, führt das zu einer mehr oder weniger großen Abrasion der Werkzeuge.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Verringerung des Energiebedarfs durch vorbeschleunigtes Wasser. Weiter wird der Energiebedarf verringert durch Auflösung von Folienpaketen, was ansonsten mechanisch in den Refinerwekzeugen erfolgen muss. Die Erfindung ermöglicht auch eine Erhöhung des Durchsatzes bei Kunststofffolienschnipseln (sehr geringe Schüttdichte) durch den Refiner.

Die Erfindung betrifft gemäß Anspruch 4 auch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungs gemäßen Verfahrens. Sie umfasst einen Refiner mit zwei einander zugewandten Refinerwerkzeugen, von denen mindestens eines drehend angetrieben ist und die zwischen sich einen Arbeitsspalt zum Abreiben von Zellstoff und anderen anhaftenden Stoffen von dem Kunststoff begrenzen, wobei der Refiner einen in den Arbeitsspalt mündenden Einlass aufweist, weiter umfassend eine mit dem Einlass verbundene Eintrageinrichtung zum Eintragen des zu reinigenden Kunststoffs in den Einlass und wobei der Refiner einen ebenfalls mit dem Arbeits spalt verbundenen Auslas s aufweist, durch den der in dem Arbeits spalt gereinigte Kunststoff zusammen mit den abgeriebenen Zellstoffen und anderen anhaftenden Stoffen zu einem Ausgang abgeführt wird. Erfindungs gemäß ist im Bereich des Einlasses eine Düsenanordnung mit mehreren Düsen vorgesehen, deren Achse in Richtung des Einlasses gerichtet ist. Die Düsen sind mit einer Pumpe verbunden. Die Pumpe fördert Wasser unter Druck zu den Düsen, deren Wasserstrahlen in Richtung des Stroms der Kunststoffschnipsel gerichtet ist, die dem Einlass aufgeführt werden.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Düsen auf einem Kreis konzentrisch zur Zuführrichtung des Kunststoffes zum Einlass angeordnet. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Achse der Düsen eine tangentiale Komponente aufweisen. Durch diese wird eine Rotation der Wasserstrahlen erzielt und somit eine Vorbeschleunigung des Wassers in Drehrichtung. Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist die Zuführung zum Arbeitsspalt ring-zylindrisch oder ring-konisch ausgebildet und die Achse der Düsen ist zum Einlass hin gerichtet. In diesem Fall befindet sich der Einlass bei einem Scheibenrefiner an dem radial inneren Ende der Refinerscheiben bzw. des Arbeits spalts.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Düsen in einem Ringkörper ausgebildet, der an das Gehäuse des Refiners angeflanscht ist. Weist die Eintragvorrichtung eine Förderschnecke auf, ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung der Ringkörper zwischen dem Gehäuse, der Förderschnecke und des Gehäuse des Refiners angeordnet.

Ein Refiner ist für eine bestimmte Durchsatzmenge ausgelegt, wobei ferner für den erfindungsgemäßen Zweck einer wirksamen Reinigung ein bestimmtes Verhältnis von Kunststoff zu Waser (Feststoffkonsistenz) angestrebt ist. Daher hängt die Anzahl der Düsen bzw. die von den Düsen eingespritzte Menge Wasser von der gewünschten Durchsatzmenge und Feststoffkonsistenz ab. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Figur 1 zeigt schematisch einen Schnitt durch einen Refiner und eine

Eintragvorrichtung in einer erfindungsgemäßen Ausführung.

Figur 2 zeigt die Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 1.

Figur 3 zeigt die Frontansicht eines Düsen aufweisenden Ringkörpers zwischen

Refiner und Förderschneckengehäuse nach Fig. 1.

Gemäß Figuren 1 und 2 ist ein Scheibenrefiner 10 dargestellt mit einem Gehäuse 12. Der Refiner 10 weist eine erste Refinerscheibe 14 auf, die in dem Gehäuse um ihre Achse drehbar gelagert und mittels eines nicht näher dargestellten Drehantriebs drehend angetrieben ist. Die Refinerscheibe 14 besitzt eine kreisringförmige Arbeitsfläche, auf der zum Besipiel eine Vielzahl von Zähnen ausgebildet sein kann. Der Refiner 10 besitzt eine zweite Refinerscheibe 16, die ebenfalls drehend angetrieben werden kann oder bezüglich des Gehäuses 12 stationär ist. Auch diese besitzt eine kreisförmige Arbeitsfläche. Die Arbeitsflächen beider Refinerscheiben 14, 16 sind einander zugekehrt und begrenzen einen kreisringförmigen Arbeitsspalt. Die Arbeitsfläche der zweiten Refinerscheibe 16 kann identisch zur Arbeitsfläche der ersten Refinerscheibe 14 ausgebildet sein. Somit handelt es sich bei dem dargestellten Refiner um einen sogenannten Scheibenrefiner, der mit Zahnscheiben als Refinerwerkzeuge ausgerüstet ist.

Die erste Refinerscheibe 14 weist zentral einen Konus 18 auf, der zusammen mit einer Wand 20 des Gehäuses 12 einen ringkonischen Kanal 22 bildet. Die um eine vertikale Achse 24 klappbare Wand 22 weist einen Rohrstutzen 26 auf, der am Ende einen Flansch 28 hat. Eine derartige klappbare Wand ist an sich bekannt und ermöglicht einen modularen Aufbau des Refiners.

Der ringkonische Kanal 22 mündet innerhalb des Refiners 10 am Eintrittsende des Arbeits spaltes. Das Austrittsende des Arbeitsspaltes mündet in einen kreisförmigen Raum 30 innerhalb des Gehäuses 12, in den das aus dem Arbeitsspalt austretende gereinigte Material zusammen mit Wasser und Verunreinigungen eintritt. Aus diesem gelangt diese Mischung in einen Auslass 32.

An den Flansch 28 ist ein Ringkörper 34 angeflanscht. Der Ringkörper befindet sich zwischen Flansch 28 und einem Gehäuse 38 einer Schneckenfördervornchtung 40 mit einer Förderschnecke 42. Die Förderschnecke 42 wird von einem geeigneten Antrieb 44 in Drehung versetzt, worauf jedoch nicht weiter eingegangen werden soll. Zu reinigender Kunststoff wird über eine Einfüllöffnung 46 zugeführt.

Wie in Figur 1 zu erkennen, weist der Ringkörper 34 Düsen 50 auf. Der Ringkörper ist in Figur 3 in Vorderansicht dargestellt. Man erkannt, dass vier Düsen 50 in dem Ringkörper ein geformt sind und zwar im Umfangsabstand von 90°. Löcher 52 dienen zum Befestigen des Ringkörpers 34 zwischen Flansch 28 und Gehäuse 38. Eine ringförmige Nut 54 dient zur Aufnahme eines nicht gezeigten Dichtungsringes.

Wie aus Figur 1 zu erkennen, sind die Düsen geneigt und zwar derart, dass ihre Achsen konvergieren und annähernd in Richtung des Kanals 22 weisen. Die Düsen 50 sind an eine Druckpumpe 56 angeschlossen.

Im Betrieb werden zerkleinerte Kunststoffe über den Einlas s 54 in die Schneckenfördervornchtung eingetragen. Die Schnecke 52 transportiert das mehr oder weniger trockene Material bis in den Raum innerhalb des Rohrstutzens 26. Dort gelangt es unter den relativ großen Druck der Wasserstrahlen, die von den Düsen 50 erzeugt werden. Mithilfe der Düsen wird das Wasser eingetragen, das für die Feststoffkonsistenz innerhalb des Refiners 10 erforderlich ist. Der Wasserdruck wirkt direkt auf den Arbeitsspalt, so dass die Wasserstrahlen eine Eintraghilfe für den Kunststoff, der durch das Wasser mitgerissen wird, darstellt. Der Wasserdruck kann Folienknäuel oder Folienpakete auflösen. Stretchfolien bleiben nach dem Zerkleinern häufig als kleine Folienpakete erhalten und können dadurch vom Wasserstrahl aufgelöst werden.

Mithilfe der Wasserstrahlen kann außerdem abrasives Material, das an den Kunststoffschnipseln anhaftet, abgelöst werden. Es gelangt dann mit der Suspension aus dem Refiner, ohne eine besondere Abtragwirkung an den Refinerwerkzeugen zu erzeugen.

Insgesamt ermöglicht der Wassereintrag hinter der Eintragvorrichtung unmittelbar vor dem Arbeitsspalt eine Verringerung des Energiebedarfs durch Vorauflösung von Folienpaketen, was ansonsten mechanisch erfolgen müsste. Auch wird der Drucksatz durch den Refiner bei Folien erhöht.