Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von anhaftenden oder immigrierten, olfaktorischen Stoffen aus thermoplastischen Kunststoffpartikeln, die als Schüttgut vorliegen und in einem Behandlungsraum eines Warmluftbehälters während einer Zeitdauer mit trockener, warmer oder heißer Luft beaufschlagt werden. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine Aufbereitungsvorrichtung dafür.

Beim Kunststoff-Recycling wie auch bei der Neuware-Produktion sollen geruchsbildende Stoffe aus den Kunststoffen entfernt oder bis unter die Wahrnehmbarkeitsschwelle reduziert werden.

Im Recycling sollen Gerüche aus der Vorverwendung des Materials entfernt werden. Es kommt in erster Linie als Mahlgut der Materialien PSPE oder PP aus z.

B. Waschmittelflaschen, Kraftstoffbehältern, Lebensmittelverpackungen o. ä.

Bei Neuware besteht eine Anforderung z. B. aus dem Automobilbau hinsichtlich möglichst niedriger Geruchsemmission, insbesondere bei Verwendung der Kunststoffe im KFZ-Innenraum.

Die olfaktorischen Substanzen können sowohl durch Fremdstoffe, die aus einem vorherigen Benutzungszyklus anhaften oder in die Kunststoffmatrix immigriert sind, gebildet sein wie auch durch Monomere des Kunststoffs und andere Inhaltsstoffe, die aus der Herstellung Zurückbleiben. Die im Falle des Recyclings ohnehin vorgenommene Nassreinigung der Kunststoffpartikel vermag oftmals nicht alle geruchsbildenden Stoffe zu entfernen. Auch durch eine bloße Erwärmung in einem Warmluftbehälter über einen längeren Zeitraum werden diese Stoffe nicht bis unterhalb der Wahrnehmungsschwelle beseitigt, oder der notwendige Zeitraum ist für einen wirtschaftlichen Betrieb zu lang.

Aus der DE 103 33 648 A1 ist eine Kombination eines Warmluftbehälters mit einem vorgeschalteten Infrarot-Drehrohr bekannt, durch welche Kunststoffpartikel aus recyceltem Polyester getrocknet und kristallisiert werden können, ohne dass dabei irgendein Zusammenhang mit olfaktorischen Stoffen offenbart ist.

Ein Aufbereitungsverfahren für Kunststoffpartikel mit Verunreinigungen ist aus der EP 2 507 022 B2 bekannt. Dabei ist vorgesehen, den zu behandelnden Kunststoff zunächst einem Extrusionsverfahren zu unterziehen und die dadurch gewonnen Pellets über einen längeren Zeitraum mit Heißluft zu beaufschlagen. Für eine weitreichende Ausgasung flüchtiger Stoffe ist ein dichtes Schüttbett im Trocknerraum aber nicht gut geeignet, so dass dort vorgeschlagen wird, die Schüttung durch Rührwerke aufzulockern. Der vorgeschaltete Extrusionsprozess, die sehr lange Behandlungsdauer im Heißluftbehälter und die in der Praxis notwendigen Rührwerke führen zu einem hohen Energieverbrauch. Außerdem ist die Behandlung in einem Warmluftbehälter allein nicht ausreichend. Es wird nur eine langsame Verbesserung der Geruchsintensität erzielt. Der fehlende Oberflächenaustausch und der hier geringe Temperaturgradient zwischen Produkt und Umgebung verhindern ein zufriedenstellendes Ergebnis.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Entfernung olfaktorischer Stoffe aus Kunststoffpartikeln zu beschleunigen und zu verbessern, zumindest in einem solchen Maß, dass sie für die menschliche Wahrnehmung nicht mehr bemerkbar sind oder nicht mehr als störend empfunden werden.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Entfernung anhaftender oder immigrierter, olfaktorischer Stoffe bei Kunststoffpartikeln gemäß Anspruch 1 gelöst, das im Wesentlichen auf einer Verwendung einer Kombination eines Warmluftbehälters mit einem vorgeschalteten Infrarot-Drehrohr beruht. Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Aufbereitungsvorrichtung ist in Anspruch 9 angegeben.

Durch die Verwendung einer solchen Kombination eines Warmluftbehälters mit vorgeschaltetem Infra rot- Dreh rohr nach der Erfindung können geruchsbildende Substanzen, die bei Kunststoffpartikeln aller Art anhaften, schneller und umfassender beseitigt werden als durch die bloße Auslagerung in Heißluft.

Nach der Erfindung wird das Schüttgut aus Kunststoffpartikeln mittels eines Infrarot- Drehrohrs innerhalb kurzer Zeit auf eine Temperatur erwärmt, die im Falle thermoplastischer Kunststoffe vorzugsweise nur wenige Grad unterhalb der Erweichungstemperatur des jeweiligen Produktes liegt. Dabei kommt es bereits zur Entfernung vieler flüchtiger Geruchsstoffe, was durch die fortwährende Umwälzung des Materials im Drehrohr sowie den schnellen Energieeintrag begünstigt wird.

Wesentlich ist auch, dass das Schüttbett im Infrarot-Drehrohr nur eine geringe Höhe hat und dass das gesamte innere Volumen des Infrarot-Drehrohrs frei ist, so dass schon bei der Vorbehandlung in dem Drehrohr ausgasende Stoffe gut abgezogen werden können, ohne sich an anderer Stelle wieder anzulagern.

Durch das Infrarot-Drehrohr lässt sich innerhalb kürzester Zeit der Kunststoff auf die gewünschte Behandlungstemperatur anheben. Durch die Infrarotstrahlung, die auf ein flaches und andauernd umgewälztes Bett wirkt, erfolgt die Aufheizung der einzelnen Partikel aus dem Kern heraus. Dadurch kommt es zu einem Partialdruckunterschied zwischen dem Inneren des Materials und der Umgebungsluft, der für einen sehr guten Transport der leicht flüchtigen Geruchsstoffe aus dem Inneren heraus an die Oberfläche sorgt. Außerdem fördert der kontinuierliche Oberflächenaustausch durch die Bewegung im Drehrohr während der Erwärmung die schnelle und gleichmäßige Erwärmung des Produkts sowie eine optimale Abführung der schon in diesem Verfahrensabschnitt gelösten Geruchsstoffe. Die Materialien können sehr schnell und sehr homogen behandelt werden, so dass jeder einzelne Partikel eine identische Behandlung erfährt. Der kontinuierliche Oberflächenaustausch sorgt außerdem dafür, dass die Maximaltemperatur im Material sehr nah, nämlich bis ca. 5 K, an den Erweichungspunkt gebracht werden kann. Als Erweichungspunkt im Sinne der vorliegenden Erfindung wird eine Temperatur definiert, bei der in der Schüttung aneinander liegende Kunststoffpartikel beginnen, miteinander zu verkleben, bei der also eine Agglomeratbildung selbst bei kurzer Kontaktdauer von wenigen Minuten einsetzt. Erfindungsgemäß bleibt die Temperatur knapp unterhalb dieser Schwelle oder geht nur bis an die Schwelle heran, so dass die weitere Förderung der Kunststoffpartikel unproblematisch ist und nicht durch Bildung größerer Agglomerate behindert wird.

Überraschend kann die Agglomeratbildung selbst bei längeren Auslagerungszeiten von bis zu 1 Stunde oder sogar darüber hinaus vermieden werden, sofern eine Temperaturdifferenz von mindestens 5° K unterhalb der oben beschriebenen Temperaturschwelle für die spontane Agglomeratbildung eingehalten wird.

Die absolute Erweichungstemperatur ist abhängig von dem zu behandelnden Produkt und muss daher individuell festgelegt werden.

Aus dem Infrarot-Drehrohr wird das Produkt ausgefördert und in einen Warmluftbehälter weitergefördert, in dem es über einen Zeitraum von einigen Stunden mit heißer Luft nachbehandelt wird, wobei die Geruchsstoffe weiter ausgetrieben werden.

Die Temperatur im Warmluftbehälter wird etwas unter der maximalen Behandlungstemperatur im Infrarot-Drehrohr gehalten. Damit wird der höhere Druck auf das Material kompensiert, der im Warmluftbehälter durch die Produktsäule entsteht. Hintergrund hiervon ist die Masse, die in der Produktsäule innerhalb des großvolumigen Behälters des Warmluftbehälters zu einer Stauchung des unten liegenden Materials führt. Lokale Überhitzungen müssen vermieden werden.

Die Verfahrenszeit im Warmluftbehälter hängt im wesentlichen mit der Art von verarbeitetem Material zusammen, insbesondere ob es sich um Material aus dem Wertstofflichen Recycling oder aus der Produktion von Neuware handelt und welche nachgelagerte Anwedung für das zu behandelnde Material vorgesehen ist.

Das Verfahren kann sowohl chargenweise als auch im kontinuierlichen Betrieb durchgeführt werden.

Dazu nutzt die Erfindung auch die Zeit der notwendigen Ausschleusung des Schüttguts aus dem Warmluftbehälter. Die Fördereinrichtung besitzt zumindest abschnittsweise einen geschlossenen Mantel und erstreckt sich in irgendeiner Weise von unten nach oben, so dass Warmluft darin aufsteigen kann. Da das Schüttgut in der Fördereinrichtung vereinzelt ist, während es zuvor in dem Warmluftbehälter noch in dichter Schüttung vorlag, können durch die vorherige Wärmebehandlung gelöste, volatile Stoffe gut während der Ausschleusung durch die Fördereinrichtung aus dem Schüttgut entweichen.

Hier hat sich gezeigt, dass der Ausschleusevorgang bei einer Zeit von > 1 min bis zu 20 min besonders vorteilhaft ist, wenn gleichzeitig die Temperatur des ausgeschleusten Materials im Vergleich zur Behandlungstemperatur im Warmluftbehälter ein A von 5 K nicht unterschreitet.

Ein möglicher Aufbau für eine kontinuierliche Betriebsweise sieht vor, das Schüttgut im Durchlauf durch das Infrarot-Drehrohr aufzuheizen. Dort wird es innerhalb kurzer Zeit auf eine Temperatur erwärmt, die nur wenige Grad unterhalb der Erweichungstemperatur des jeweiligen Kunststoffs liegt. Dabei werden bereits viele flüchtige Stoffe abgeschieden. Das Produkt wird dann in einen großvolumigen Behälter zur Wärmenachbehandlung mit heißer Luft über einen Zeitraum von einigen Stunden überführt, wozu es insbesondere von oben auf das im Behälter bereits vorhandene Schüttbett aufgegeben wird.

Aus dem Behälter kann das Schüttgut z. B. mit einer vertikalen Förderschnecke nach oben kontinuierlich ausgetragen werden und dabei einer weiteren Behandlung mit Luft unterzogen werden, die zusätzlich Ozon enthalten kann.

Durch eine geeignete Abstimmung der aufgegebenen Menge, der Drehzahl des Infrarot-Drehrohrs, dem Volumen des Behandlungsraums und der ausgetragenen Menge kann die Verweilzeit im Trockner so gesteuert werden, dass die eingangs des Behandlungsraums aufgegebene Menge pro Zeiteinheit mit der am Auslauf des Behandlungsraums abgezogenen Menge pro Zeiteinheit übereinstimmt und zugleich die notwendigen Behandlungszeiten in der ersten Stufe im Infrarot-Drehrohr und der zweiten und dritten Stufe im Warmluftbehälter genauso erreicht werden wie beim Batch-Betrieb und wie es zum gewünschten Minderungsgrad der Gerüche notwendig ist. Der vorstehend beschriebene Prozess kann alternativ auch chargenweise, als sogenannter Batchprozess, durchgeführt werden. Eine dafür geeignete Aufbereitungsvorrichtung ist annähernd gleich ausgebildet wie eine Aufbereitungsvorrichtung für einen kontinuierlichen Prozess, jedoch ist der Funktionsablauf unterschiedlich.

Im Chargen- oder Batchbetrieb wird eine Menge an zu behandelndem Schüttgut zuerst im Infra rot- Dreh rohr behandelt, dann als vollständige Portion in den Warmluftbehälter übergeleitet und nach der Behandlung im Warmluftbehälter vollständig entnommen.

Das Infrarot-Drehrohr wird mit einer festgelegten Menge an Produkt befüllt und die Behandlung mit Infrarotstrahlung wird begonnen. Nach einer festgelegten Behandlungszeit mit einer Temperatur, die nur wenige Grad unterhalb der Erweichungstemperatur des jeweiligen Kunststoffs liegt, wird das Infrarot-Drehrohr vollständig entleert und der Kunststoff wird in einen Warmluftbehälter übergeleitet. Dort wird er für eine festgelegte Zeit mit Warmluft behandelt, und die Geruchsstoffe werden weiter ausgetrieben. Danach wird der Warmluftbehälter entleert, und der Kunststoff wird zur weiteren Behandlung oder Verwendung abgefördert.

Besonders vorteilhaft ist in beiden Verfahrensvarianten, wenn eine Nachbehandlungseinrichtung vorgesehen ist, die ein Förderorgan umfasst, das seinen Anfang im Behandlungsraum des Warmluftbehälters hat und von dort vertikal oder schräg von unten nach oben ansteigend ausgerichtet ist.

Die Nachbehandlungseinrichtung kann beispielsweise als Förderschnecke in einem vertikal ausgerichteten Förderschneckenrohr ausgebildet sein. Mit diesem Förderorgan wird das Schüttgut nicht nur aus dem Bodenbereich des Behandlungsraums zu einer höher gelegenen Ausschleusöffnung gefördert, sondern es wird eine Auflockerung und Vereinzelung des Schüttguts bei der Förderung erreicht. Dies bewirkt eine weitere Nachbehandlung, indem noch einmal Heißluft über die während der Förderung aufgelockerte Schüttung streicht und flüchtige Substanzen, die während der langen Aufenthaltsdauer im Behandlungsraum an die Partikelaußenseiten migriert sind, beseitigt werden. Somit stellt sich bei dieser bevorzugten Verfahrensvariante eine alternierende Abfolge von Behandlungen wie folgt ein: intensive Erwärmung in loser, vereinzelter Schüttung im Drehrohr; Langzeitbeaufschlagung mit Heißluft in dichter Schüttung im Behandlungsraum des Warmluftbehälters;

- Auslagerung aus dem Behandlungsraum oder Umwälzung in loser, vereinzelter Schüttung mittels der Nachbehandlungseinrichtung.

- Auslagerung in einem Zeitraum von > 1 min mit einem Temperaturverlust von 5 K im Vgl. zur Behandlungstemperatur im Warmluftbehälter

- Ausschleusung über ein Förderorgan, das das Schüttgut vereinzelt oder in loser Schüttung transportiert, so dass während des Transports flüchtige Substanzen entweichen können.

Als weitere Option kann außerdem vorgesehen sein, während der Behandlung im Warmluftbehälter zur Desodorierung zusätzlich Ozon zur Geruchsreduzierung einzusetzen. Ozon wird bereits zur Geruchsentfernung in verschiedenen Anwendungen eingesetzt, z. B. zur Geruchsreduktion in Abluftströmen in der Industrie. Ozon hat ein zusätzliches Sauerstoffatom und ist somit deutlich reaktionsfreudiger als reiner Luftsauerstoff, wodurch die Reaktion z. B. mit aromatischen Kohlenwasserstoffen deutlich beschleunigt wird. Damit lässt sich eine weitere Reduzierung der Geruchsbelastung erreichen. . Die Einspeisung des Ozons in den Prozess kann an verschiedenen Stellen erfolgen, alternativ oder gleichzeitig:

Injektion in die Kühlluft der Infrarot-Lampen im Drehrohr;

Injektion direkt in das Infrarot-Drehrohr;

Injektion in einen Luftstrom des Warmluftbehälters oder

Injektion in die optionale Nachbehandlungseinrichtung.

Außerdem kann die Energiebilanz des Systems durch die Behandlung der Geruchsstoffe in einem Kreislaufsystem verbessert werden. Dabei wird die Abluft aus dem Infra rot- Dreh rohr und / oder dem Warmluftbehälter durch eine Einheit geleitet mit entweder einem für die Geruchsstoffe aktiven Filter, z. B. Aktivkohle oder Kaliumpermanganat oder einer Zugabe von Ozon oder einer Bestrahlung mit ultraviolettem Licht, das wiederum zur Bildung von Ozon im Luftstrom führt. Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Die Figuren zeigen im Einzelnen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Aufbereitungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens in schematischer Ansicht;

Fig. 2 den Verlauf der Massetemperatur T in den Schüttgutpartikeln über der Zeit bei den Versuchen 1 und 2;

Fig. 3 die sensorisch ermittelte, olfaktorische Restbelastung über der Zeit bei den Versuchen 1 und 2;

Fig. 4 den Temperaturverlauf des Schüttguts über der Zeit bei Versuch 3;

Fig. 5 die sensorisch ermittelte Geruchsbelastung über der Zeit bei Versuch 3;

Fig. 6 die sensorisch ermittelte Geruchsbelastung über der Zeit bei Versuch 4;

Fig. 7 den Temperaturverlauf des Schüttguts über der Zeit bei Versuch 5 und

Fig. 8 eine zweite Ausführungsform einer Aufbereitungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens in schematischer Ansicht.

In Figur 1 ist eine Behandlungsanlage 100 zur Entfernung anhaftender oder immigrierter, olfaktorischer Stoffe bei Kunststoffpartikeln dargestellt. Diese umfasst im Wesentlichen eine Kombination eines Infrarot-Drehrohrs 10 und eines nachgeschalteten Warmluftbehälters 20 mit einer Lufterwärmungsvorrichtung 30, die über einen Heißluftgenerator 31 beheizt wird.

Kunststoffpartikel werden an einer Einschleusöffnung 14 am Infrarot-Drehrohr 10 aufgegeben. Durch eine Schnecke mit Stegen 12 an der Innenseite der Trommel 11 erfolgt eine axiale Förderung zu einer Ausschleusöffnung 15 hin. Im freien Innenraum der Trommel 11 ist eine Infrarotstrahlereinheit 13 angeordnet. Die davon ausgehende Infrarotstrahlung trifft auf das in den Gängen zwischen den Schneckenstegen 12 ausgebreitete Schüttgut. Nach Durchlaufen des Infrarot-Drehrohrs 10 wird das vorerwärmte Schüttgut über eine Einschleusöffnung 22 in den Behandlungsraum 23 eines Warmluftbehälters 20 mit einer Isolierung 21 geleitet. Dort verweilt es über eine längere Zeitdauer, die sich zwischen dem Zeitpunkt ergibt, zu dem das Schüttgut von oben auf das im Behandlungsraum 23 befindliche Schüttbett aufgelegt wird, bis zu dem Zeitpunkt, wo die betreffende Portion bis zu einer Einzugsöffnung einer Nachbehandlungseinrichtung 50 im Bodenbereich 24 des Behandlungsraums 23 gelangt ist.

Die Nachbehandlungseinrichtung 50 ist hier als Förderschnecke 51 in einem vertikal ausgerichteten Förderschneckenrohr 52 ausgebildet. Das Förderschneckenrohr 52 ist unten offen, so dass Schüttgut im Bereich der tiefsten Stelle im Bodenbereich 24 des Behandlungsraums 23 von der Förderschnecke 51 eingezogen und im Förderschneckenrohr 52 nach oben gefördert wird. Am oberen Ende besitzt das Förderschneckenrohr 52 eine Mündungsöffnung 54. Von dort gelangt das Schüttgut in einen Zwischenbehälter 27 und rutscht von dort durch ein schräg nach unten geneigtes Ausschleusrohr 56 bis zu einer Ausschleusöffnung 56. Bei der Ausschleusöffnung 56 ist der Behandlungsprozess abgeschlossen, so dass das Schüttgut verpackt oder anderweitig weiterverarbeitet werden kann.

Die Funktion der Nachbehandlungseinrichtung 50 besteht nicht lediglich in der Förderung des Schüttguts aus dem siloartigen Warmluftbehälter 20 heraus. Vielmehr sieht die Erfindung bewusst eine deutliche Verlängerung des Weges des Schüttguts vor, die dieses aus dem Schüttbett im Behandlungsraum 23 heraus zurücklegt. Die Förderung durch die Förderschnecke 51 bewirkt eine starke Auflockerung des Schüttguts im Vergleich zu der dichten Anordnung im Behandlungsraum 23. Weiterhin ist wesentlich, dass die Nachbehandlungseinrichtung 50 eine Förderrichtung vorgibt, die entweder vertikal ist oder in einem solchen Winkel zur Vertikalen geneigt ist, dass ein ausgeprägter Kamineffekt möglich ist, durch den volatile Stoffe leicht abgezogen werden können, indem sie z.B. durch am Ende der Förderstrecke angeordnete Filter aufgefangen werden Wenn eine solche vertikale oder stark geneigte Ausrichtung nicht möglich ist, wird vorzugsweise ein Winkel des Förderrohrs von 45° gewählt. Die Auflockerung des Schüttguts in der Förderschnecke 51 zusammen mit der durchziehenden Warmluft sorgt dafür, dass die durch die lange Wärmebehandlung in den vorherigen Behandlungsstufen herausgelösten und in randnahe Schichten der Partikel migrierten Stoffe abdünsten können. In gegenläufiger Richtung zur Bewegung des Schüttguts im Behandlungsraum 23 wird an einer Öffnung 28 im unteren Bereich des Warmluftbehälters 20 Heißluft eingeleitet, welche durch das Schüttbett im Innenraum geleitet wird und an einer Absaugöffnung 29 an der Oberseite abgezogen wird, um in der der Lufterwärmungsvorrichtung 30 aufbereitet und in dem Heißluftgenerator 31 nacherhitzt zu werden.

In Figur 8 ist eine weitere Behandlungsanlage 100‘ zur Entfernung anhaftender oder immigrierter, olfaktorischer Stoffe bei Kunststoffpartikeln dargestellt. Diese umfasst ebenfalls eine Kombination des Infrarot-Drehrohrs 10 und eines nachgeschalteten Warmluftbehälters 20‘ mit einer Nachbehandlungseinrichtung 50‘ und der Lufterwärmungsvorrichtung 30, die über einen Heißluftgenerator 31 beheizt wird.

Das im Infra rot- Dreh rohr 10 vorbehandelte Schüttgut wird zu einer Aufgabeeinrichtung an dem Warmluftbehälter 20‘ mit einer Einschleusöffnung 22‘ gefördert.

Die im Warmluftbehälter 20‘ angeordnete Nachbehandlungseinrichtung 50‘ umfasst eine Förderschnecke 51 ‘ in einem vertikal ausgerichteten Förderschneckenrohr 52‘ und einen Motor 53‘. Die Förderschnecke 51 ‘ erstreckt sich von der Aufgabeeinrichtung 22‘, die unterhalb des Behandlungsraums 23‘ angeordnet und davon abgetrennt ist, durch den Behandlungsraum 23‘ hindurch vertikal nach oben bis zu einer oberen Mündungsöffnung 54‘, die sich innerhalb des Behandlungsraums 23‘ befindet.

Heiß- bzw. Warmluft wird in dem Heißluftgenerator 31 der Lufterwärmungsvorrichtung 30 aufgeheizt, an einer Öffnung 28‘ in den Warmluftbehälter 20’eingeleitet und an einer Absaugöffnung 29‘ wieder abgezogen.

Die Besonderheit des Warmluftbehälters 20‘ besteht darin, dass das Förderschneckenrohr 52‘ im Bodenbereich 24‘ des unteren, kegelförmigen Teils des Behandlungsraums 23‘ teilweise unterbrochen ist. Somit wird das Schüttgut durch die Rotation der Förderschnecke 51 ‘nicht nur während der Befüllung des Warmluftbehälters 20‘ aus der Aufgabeeinrichtung 22‘ heraus nach oben gefördert, sondern es wird zusätzlich bereits im Bodenbereich 24‘ angesammeltes Schüttgut erneut eingezogen und abermals bis zu der Mündungsöffnung 54‘ geführt, von wo es wieder in den Behandlungsraum 23‘ fällt. Dadurch wird das Schüttgut nicht nur durch die Warmluft behandelt, welche durch das Schüttgutbett im Behandlungsraum 23‘ strömt, sondern das Schüttgut wird zusätzlich immer wieder durch die Förderschnecke 5T im Förderschneckenrohr 52‘ eingezogen, umgewälzt, aufgelockert und stark vereinzelt, so dass flüchtige Substanzen gut abdünsten können.

Wenn der Warmluft-Behandlungsprozess im Warmluftbehälter 20‘ abgeschlossen ist, erfolgt die Ausschleusung des Schüttguts an einer Ausschleusöffnung 56', die oberhalb der Aufgabeeinrichtung 22‘ am Warmluftbehälter 20‘ angeordnet ist.

Nachfolgend werden mehrere Verfahrensbeispiele beschrieben, bei denen jeweils die in Figur 1 abgebildete Behandlungsanlage 100 verwendet wurde. Der eingesetzte Warmluftbehälter 20 ist ein isolierter Behälter mit einem Füllvolumen von 500

I. Dieser wird durch einen Heißluftstrom von unten nach oben durchströmt.

Nach Durchlaufen beider Behandlungsstufen werden mehrere Proben abgetrennt und nach Abkühlung sowohl gaschromatografisch wie auch sensorisch hinsichtlich der in den Kunststoffpartikeln verbliebenen VOC („Volatile Organic Compounds“) bzw. SVOC („Semi Volatile Organic Compounds“) bzw. „Gerüche“ getestet.

Beispielsweise wurden bei der gaschromatografischen Analyse von nach der Erfindung behandeltem Polyethylen folgende geruchsbildenden chemischen Stoffe identifiziert:

- Azeton

Toluene

- Xylene

Benzophenone

Mesitylene

- Aliphatische Kohlenwasserstoffe

- Aromatische Kohlenwasserstoffe

Benzol

Limonen

Die qualitative Geruchsreduktion wurde außerdem sensorisch getestet, wobei folgende Geruchsbeschreibungen gemäß der Studie von M. STRANGL et al./“Journal of Cleaner Production“ gewählt wurden: rauchig zitronig - wachsartig fettig / ranzig muffig seifig / Waschhilfsmittel

Versuch 1 : Vergleichsversuch

Behandlung von PE-HD, schwarz, Granulat, nur im Warmluftbehälter, ohne Benutzung eines vorgeschalteten Infrarot-Drehrohrs.

Versuchsparameter:

Produktmenge insgesamt: 216 kg

Schüttgewicht: 0,6 kg/l

Vorlauftemperatur Warmluftbehälter: 115 °C

Erweichungstemperatur Schüttgut: ca. 125 °C

Luftmenge Warmluftbehälter: 300 m ³ /h

Probenentnahme: jede volle Behandlungsstunde

Versuchsschritte:

1.) Befüllen des Behälters am Warmluftbehälter (2 min)

2.) Aufheizen des Behältervolumens (150 min)

3.) Entnahme des Schüttguts nach einer Gesamtbehandlungszeit von 7 h

Versuch 2:

Zweistufige Behandlung gemäß der Erfindung von PE-HD, schwarz, Granulat

Versuchsparameter:

Produktmenge insgesamt: 216 kg

Batchgröße: 36 kg

Schüttgewicht: 0,6 kg/l

Vorlauftemperatur Warmluftbehälter: 115 °C

Erweichungstemperatur Schüttgut: ca. 125 °C

Luftmenge Warmluftbehälter: 300 m ³ /h

Probenentnahme: direkt nach Batch sowie jede volle Behandlungsstunde Versuchsschritte:

1.) Infrarot-Drehrohr befüllen (2 min)

2.) Behandlung des Produktes mit Infrarot (t1= 25 min)

3.) Entleerung des Infrarot-Drehrohres in den Nachbehälter (2 min)

4.) Nachbehandlung im Behandlungsraum während einer Zeitdauer t2 bis zu einer

Gesamtbehandlungszeit von 6h mit einer Heißlufttemperatur von 115 °C

5.) Ausschleusen des Materials über t3 = 10 min und abschließende sensorische

Prüfung.

Die Ergebnisse der beiden vorstehend beschriebenen Versuche sind in den Figuren 2 und 3 gegenübergestellt.

Figur 2 zeigt den Verlauf der Massetemperatur T in den Schüttgutpartikeln über der Zeit t. Dabei zeigt: der Graph 2.1 den Temperaturverlauf bei der zweistufigen Aufheizung mit dem Infrarot-Drehrohr als erster Stufe gemäß Versuch 2 und der Graph 2.2 den Temperaturverlauf bei dem Vergleichsversuch ohne Einsatz eines Infrarot-Drehrohrs.

Es ist aus einem Vergleich der Graphen 2.1 , 2.2. deutlich erkennbar, dass nach der Erfindung die gewünschte Prozesstemperatur sehr viel schneller erreicht wird als beim Vergleichsversuch.

In Figur 3 ist die sensorisch ermittelte, olfaktorische Restbelastung über der Zeit aufgetragen, und zwar für jede der stündlich genommenen Proben. In der sensorischen Skala entspricht 1 einer gerade noch wahrnehmbaren Geruchsbelastung und 10 einer starken, als störend empfundenen Geruchsbelastung. Der Graph 3.1 gibt das Ergebnis des nach der Erfindung behandelten Schüttguts wieder und der Graph 3.2 das Ergebnis des Vergleichsversuchs. Obwohl die Behandlungszeiten und auch die Behandlungstemperaturen im Warmluftbehälter jeweils gleich waren, ist die verbleibende olfaktorische Restbelastung an der erfindungsgemäß behandelten Charge deutlich geringer. Versuch 3:

Versuchsdurchführung mit Neuware aus thermoplastischen Elastomeren (TPE), insbesondere thermoplastischen Vulkanisaten (TPV) als Dichtungsmaterial der Automobilindustrie.

Versuchsparameter:

Produktmenge insgesamt: 60 kg

Schüttgewicht: 0,5 kg/l

Batchgröße: 30 kg

Vorlauftemperatur Warmluftbehälter: 115 °C

Erweichungstemperatur Schüttgut: ca. 130 °C

Luftmenge Warmluftbehälter: 400 m ³ /h

Probenentnahme: direkt nach Batch sowie jede volle Behandlungsstunde

Versuchsschritte:

1.) Infrarot-Drehrohr befüllen (2 min)

2.) Behandlung des Produktes mit Infrarot (t1= 20 min) Temperaturkurve siehe Figur 4.

3.) Entleeren des Infrarot-Drehrohres in den vorgeheizten Nachbehälter (2 min)

4.) Nachbehandlung im Behandlungsraum während einer Zeitdauer t2 bis zu einer

Gesamtbehandlungszeit von 4:20 h mit einer Heißlufttemperatur von 120 °C

5.) Ausschleusen des Materials über t3 = 10 min und abschließende sensorische

Prüfung

Figur 4 zeigt den Temperaturverlauf über die ersten 20 Minuten nach Aufgabe im Infrarot-Drehrohr.

Figur 5 zeigt die sensorisch ermittelte Geruchsbelastung über der Zeit.

Versuch 4

Behandlung von Polyethylen hoher Dichte (PE-HD), bunt, Flakes, Ware des Dualen Systems. Versuchsparameter:

Produktmenge insgesamt: 125 kg

Schüttgewicht: 0,35 kg/l

Batchgröße: 21 kg

Vorlauftemperatur Warmluftbehälter: 110 °C

Erweichungstemperatur Schüttgut: ca. 120 °C

Luftmenge Warmluftbehälter: 300 m ³ /h

Probenentnahme: direkt nach Batch sowie jede volle Behandlungsstunde

Versuchsschritte:

1.) Infrarot-Drehrohr befüllen (2 min)

2.) Behandlung des Produktes mit Infrarot (20 min)

3.) Entleeren des Infrarot-Drehrohres in den vorgeheizten Nachbehälter (2 min)

4.) Nachbehandlung im Behandlungsraum während einer Zeitdauer t2 bis zu einer

Gesamtbehandlungszeit von 4:20 h mit einer Heißlufttemperatur von 120 °C

5.) Ausschleusen des Materials über t3= 10 min und abschließende sensorische

Prüfung

Figur 6 zeigt die bei diesem Versuch sensorisch ermittelte Geruchsbelastung über der Zeit.

Versuch 5 kontinuierlicher Behandlungsprozess für PE-HD Flakes

Versuchsparameter:

Infrarot-Drehrohr: IRD 180/360

Durchsatz: 1000 kg/h

Schüttgewicht: 0,33 kg/l

Erweichungstemperatur Material: 125 °C

Volumen des Warmluftbehälters: 12 m ³

Vorlauftemperatur des Warmluftbehälters: 115 °C

Luftmenge im Warmluftbehälter: 2500 m ³ /h Versuchsschritte:

1.) Kontinuierliche Befüllung des Infrarot-Drehrohr;

2.) Behandlung des Produktes mit Infrarotstrahlung (t1 = 20 min)

3.) Entleerung des Infrarot-Drehrohres in den Heißluftbehälter (kontinuierlich unter

Vorhaltung von Produkt für mind. 4 h)

4.) Nachbehandlung im Heißluftbehälter bis zu einer Gesamtbehandlungszeit von 4h mit einer Zulufttemperatur von 115 °C

5.) Ausschleusen des Materials über t3 = 15 min zur direkten Weiterverarbeitung.

Versuch 6

Behandlung von Polystyrol (PS), naturfarben- transparent, Regranulat hergestellt aus EPS (expandiertem Polystyrol) aus Sammelsystemen, zweistufige Behandlung

Versuchsparameter:

Produktmenge insgesamt: 20 kg

Batchgröße: 20 kg

Schüttgewicht: 0,45 kg/L

Behandlungstemperatur IR Batch 90 °C

Vorlauftemperatur Warmluftbehälter: 85 °C

Luftmenge Warmluftbehälter: 7 m ³ /h

Probenahme: direkt nach der Behandlung im Infrarot- Drehrohr, sowie 3, 6 und 8 Stunden nach der Beschickung des Warmluftbehälters

Versuchsschritte:

1.) Infra rot- Dreh rohr befüllen (2 min)

2.) Behandlung mit Infrarot (20 min)

3.) Entleerung des Infrarot-Drehrohres in den Warmluftbehälter (2 min)

4.) Nachbehandlung im Behandlungsraum bis zu einer Gesamtbehandlungszeit von t2 = 8:20 h mit einer Heißlufttemperatur von 85°C

5.) Ausschleusen des Materials über t3 = 5 min und abschließende sensorische

Prüfung. Figur 7 zeigt einen möglichen Temperaturverlauf über der Behandlungszeit in einem solchen kontinuierlichen Prozess, bei dem die Infrarot- und Warmluftbehandlung für PE-HD-Flakes kombiniert sind. Die strichpunktierte Linie zeigt die Unterteilung in eine erste Phase im Infrarot-Drehrohr 10 und eine zweite Phase im Warmluftbehälter 20 an. Gemessen wird die Temperatur an der Oberfläche der Partikel in der Schüttung.

Gut sichtbar ist die hohe Aufheizrate in der ersten Phase. Die vorgesehene Aufheiztemperatur von 120°C wird an der Oberfläche in weniger als der Hälfte der vorgesehen Zeitdauer t1 von 20 min erreicht.

Bei der Überleitung von der ersten in die zweite Behandlungsstufe ist eine Abkühlung um 10°C vorgesehen, und die Heißluftbehandlung im Warmluftbehälter wird bei dieser reduzierten Temperatur von ca. 110°C über einen längeren Zeitraum durchgeführt.

Bezuqszeichenliste

10 Infrarot-Drehrohr

11 Trommel

12 Schneckensteg

13 Infrarotstrahlereinrichtung

20; 20’ Warmluftbehälter

21 Isolierung

22; 22‘ Einschleusöffnung

23; 23’ Behandlungsraum

24; 24’ Bodenbereich

27 Zwischenbehälter

28; 28‘ Öffnung zur Heißlufteinleitung

29 Absaugöffnung

50; 50’ Fördereinrichtung

51 ; 5T Förderschnecke

52; 52’ Förderschneckenrohr

53‘ Motor

54; 54‘ obere Mündungsöffnung

55 Ausschleusrohr

56; 56‘ Ausschleusöffnung

30 Lufterwärmungsvorrichtung

31 Heißluftgenerator