HORN CHRISTIANE (AT)
| WO2012117250A1 | 2012-09-07 | |||
| WO2020188548A1 | 2020-09-24 |
| EP3362507A1 | 2018-08-22 | |||
| US20150076725A1 | 2015-03-19 | |||
| US20190193303A1 | 2019-06-27 | |||
| EP3770208A1 | 2021-01-27 | |||
| GB2528495A | 2016-01-27 | |||
| US20160009893A1 | 2016-01-14 | |||
| US6845869B1 | 2005-01-25 | |||
| EP3516108A1 | 2019-07-31 | |||
| EP3770208A1 | 2021-01-27 |
| Patentansprüche Verfahren zum Recycling von als ersten Artikeln bezeichneten und nach einem bestimmten Merkmal sortierbaren, insbesondere optisch sortierbaren Verpa ckungsabfällen aus PET oder Polyolefine (PO) und wenigstens zweiten Artikeln aus PET oder PO aufweisend die folgenden Verfahrensschritte: (a) Vorsortierung der ersten und zweiten Artikeln, (b) Vorwaschen der ersten und zweiten Artikeln, (c) Zerkleinerung der Artikel zu Flakes, (d) Waschen der Artikel in einem ersten Waschschritt, (e) Entwässerung und Trocknung der Flakes in einem ersten Trocknungsschritt, (f) Flakesortierung, (g) Extrusion, (h) Fest-Phasen-Polykondensation (SSP) im Fall von PET-Abfällen, oder (i) Dekontaminierung im Fall von PO-Abfällen, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufkonzentrierung der ersten Artikel, diese von den zweiten Artikeln durch eine Sortierung getrennt werden und an welchen nach der Trennung sepa rat von den zweiten Artikeln ein Vergütungsschritt (j), insbesondere eine Entfär bung oder eine Abreicherung von Kontaminationen, vorgenommen wird, dass die ersten sortierten Artikel nach dem Schritt (j) in einem Speicher (m) zwi schengespeichert werden und dass die ersten Artikel nach der Speicherung separaten Schritten (g) und (h) oder(i) zugeführt werden. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Artikeln nach dem «key-locker» Prinzip entfärbbar sind und der Vergütungsschritt ein Ent färbungsschritt (j) ist, bei welchem die ersten Artikel durch ein als «key» bezeich- netes Reagenz entfärbt werden. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Ar tikel in dem Verfahrensschritt (a) von den zweiten Artikeln getrennt werden. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Ar tikel als Flakes in dem Verfahrensschritt (f) von den zweiten Artikeln getrennt werden. 5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sortierung der ersten Artikel eine optische Sortierung ist und durch Farbe, Form, digitale Wasserzeichen oder Markiersubstanzen erfolgen kann. 6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (m) ausschliesslich mit ersten Artikeln als Flakes befüllt wird. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher (m) mit ersten Artikeln als Flakes und mit naturfarbenen PO Flakes bzw. transparenten PET Flakes aus einem externen Recycling-Verfahren (n) be füllt wird. 8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vergütungsschritt (j) Teil eines Bypasses der sortierten ersten Artikel ist, welcher Bypass in einem Hauptstrom der ersten Artikel zu dem Hauptstrom der zweiten Artikel geführt ist. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Entfärbungsschritt (j) in einem Entfärbungsbad erfolgt. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Entfärbungs- schritt (j) entweder absatzweise oder kontinuierlich betrieben werden kann. 11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Artikel zu Flakes gemahlen werden, bevor sie dem Vergütungs schritt (j) zugeführt werden. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bypass vor oder nach dem Vergütungsschritt (j) ein zweiter Waschschritt (b, k) vorgesehen ist. 13. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wasch schritt ein zweiter Intensivwaschschritt (k) ist. 14. Verfahren nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Intensiv waschschritt (k) bei einer Temperatur zwischen 50 °C und 90 °C und mit einer Waschlauge mit 0,5 bis 5% NaOH durchgeführt wird. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bypass ein zweiter Trocknungsschritt (I) vorgesehen ist, in welchem die ent färbten Flakes entwässert werden. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bypass ein zweiter Trocknungsschritt (I) vorgesehen ist, in welchem die ent färbten Flakes getrocknet werden. 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Waschschritt ein erster Intensivwaschschritt (d) ist. |
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Recycling von als ersten Artikeln bezeichneten nach dem «key-locker» Prinzip entfärbbaren Verpackungsabfällen aus PET oder Po lyolefinen (PO) und wenigstens zweiten Artikeln aus PET oder PO gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1.
Stand der Technik
In der EP 3 516 108 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines pigmentierten Polymer materials offenbart. Dabei ist das Polymer eine Mischung aus einem ersten Polymer und einem zweiten mit dem ersten Polymer kompatiblen Polymer. Das zweite Polymer stellt ein Masterbatch dar und besitzt ein Bindemittel für eine wässrige Pigment-Zusammen setzung.
Aus der EP 3 770208 A1 ist ein Verfahren zum Entfärben eines farbigen synthetischen oder nicht-synthetischen Polar-Polymer-Materials bekannt. Dabei wird das gefärbte Po lymer einem polaren Lösungsmittel ausgesetzt. Das polare Lösungsmittel enthält als Schlüssel-Reagenz ein polares Entfärbungsmittel zur Absorbierung der Farbe des Poly mers.
In diesen Patentanmeldungen wird also eine Technologie zum Färben von Kunststoffen beschrieben, wobei der gefärbte Kunststoff aufgrund der Eigenschaften des Färbemittels mit einem Schlüssel-Reagenz bzw. einem «key» entfärbt werden kann. Diese Techno logie soll im Rahmen dieser Anmeldung als «key-locker» Prinzip bezeichnet sein.
Soll das gefärbte Kunststoff material recycelt werden, so besteht die Gefahr, dass die gemäss obenstehendem Verfahren gefärbten Kunststoffteile in einer gemeinsamen Fraktion mit anders gefärbten Kunststoffteilen "ausbluten", d.h. ihre Farbe frühzeitig bzw. an Stellen im Recyclingprozess abgeben, wo sich dies störend auswirkt.
Ausserdem können diese gefärbten Kunststoffe momentan nicht getrennt recycelt wer den, da die Mengen für einen wirtschaftlichen Betrieb im Rücklauf der Wertstoffsamm lung noch zu gering sind. Die gefärbten Kunststoffe müssen daher mit anderen Kunst stoffen zusammen recycelt werden. Aufgabe der Erfindung
Aus den Nachteilen des beschriebenen Stands der Technik resultiert die Aufgabe ein Recycling-Verfahren zu schaffen, bei welchem sich optisch sortierbare Polymere, insbe sondere oben beschriebene gefärbten Polymere in einem effizienten und kostengünsti- gen und dementsprechend wirtschaftlichen Betrieb vergüten bzw. entfärben lassen.
Beschreibung
Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt bei einem Verfahren zum Recycling von als ersten Artikeln bezeichneten und nach einem bestimmten Merkmal sortierbaren, insbe sondere optisch sortierbaren Verpackungsabfällen aus PET oder PO und wenigstens zweiten Artikeln aus PET oder PO durch die im kennzeichnenden Abschnitt des Pa tentanspruchs 1 angeführten Merkmale. Zu den Polyolefinen zählt beispielsweise PP oder HDPE. Weiterbildungen und/oder vorteilhafte Ausführungsvarianten sind Gegen stand der abhängigen Patentansprüche.
Die Erfindung zeichnet sich bevorzugt dadurch aus, dass zur Aufkonzentrierung der ers ten Artikel, diese von den zweiten Artikeln durch eine Sortierung getrennt werden und an welchen nach der Trennung separat von den zweiten Artikeln ein Vergütungsschritt (j), insbesondere eine Entfärbung oder eine Abreicherung von Kontaminationen, vorge nommen wird, dass die ersten sortierten Artikel nach dem Schritt (j) in einem Speicher (m) zwischengespeichert werden und dass die ersten Artikel nach der Speicherung se paraten Schritten (g) und (h) oder (i) zugeführt werden.
Wenn ein Teilstrom eines recycelten Produktes einen speziellen Behandlungsschritt be nötigt oder ermöglicht, der die Wertschöpfung bzw. die Qualität des Gesamtproduktes signifikant verbessert, dann besitzt die Vergütung der ersten Artikel hinsichtlich des Ge samtproduktes grosses Potential. Der Teilstrom an ersten Artikeln weist ein Merkmal auf, das in einer (optischen) Sortierung zur Abtrennung dieses Teilstromes genutzt wer den kann. Der betreffende Behandlungs- bzw. Vergütungsschritt kann ein Entfärbe-Kon- zept sein, oder ganz allgemein die spezifische Abtrennung von Kontaminanten, die nur auf einem sortiertechnisch eindeutig zuordenbaren Teilstrom zu finden sind. Die Konta minationen können z.B. spezielle Beschichtungen auf PET-Flakes sein.
Durch die Abtrennung der ersten Artikel, lassen sich diese in einem wirtschaftlichen Re cycling-Verfahren vergüten, da der Hauptstrom der zweiten Artikel durch die grosse Menge an wenigstens zweiten Artikeln getragen wird. Das Vorsehen eines Speichersilos ermöglicht es, eine ausreichende Menge an aus ersten vergüteten Artikeln hergestellte Flakes bereitzustellen, um den Seitenstrom kontinuierlich und dementsprechend renta bel betreiben zu können. Bei Bedarf kann der Speichersilo zusätzlich mit geeigneten Flakes aus einem separaten Recycling-Verfahren gespeist werden. Deshalb kann der Anteil an ersten Artikel gering sein und das Recycling-Verfahren ist trotzdem wirtschaft lich.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die ersten Artikeln nach dem «key-locker» Prinzip entfärbbar und der Vergütungsschritt ist ein Entfärbungs schritt 0, bei welchem die ersten Artikel durch ein als «key» bezeichnetes Reagenz ent- färbt werden. In dem Entfärbungsschritt werden farbgebende Substanzen mit Hilfe des «keys» aus den ersten Artikeln herausgelöst. Ein «Ausbluten» der ersten Artikel und eine damit verbundene ungewollte Verfärbung des Hauptstromes der zweiten Artikel kann durch deren Abtrennung verhindert werden. Der Einsatz des «keys» zum Heraus lösen von farbgebenden Substanzen kann isoliert vom Hauptstrom der zweiten Artikel erfolgen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die ersten Artikel in dem Verfahrensschritt (a) von den zweiten Artikeln getrennt. Dadurch können die ersten Arti kel, beispielsweise Flaschen, aus dem Hauptstrom der zweiten Artikel gleich im ersten Verfahrensschritt entfernt werden und die ersten Artikel können bereits sortiert und se- parat zu Flakes zerkleinert werden. Ein Ausbluten der ersten Artikel kann vermieden werden, indem diese entfärbt werden, bevor sie heiss und intensiv gewaschen werden. Ein weiterer Vorteil der Sortierung der unzerkleinerten Artikel ist, dass ein Teil der Mar- kier-lnformationen durch die Mahlung verloren gehen. Diese Information ist bei den un zerkleinerten ersten Artikeln jedoch vollständig vorhanden. Die optische Sortierung der ersten Artikel erfolgt durch Farbe, Form, digitale Wasserzeichen oder Markiersubstan zen. Die Sortierung nach Form, Markenlogos oder digitaler Wasserzeichen ist nur bei den unzerkleinerten ersten Artikel möglich.
Zweckmässigerweise werden die ersten Artikel als Flakes in dem Verfahrensschritt (f) von den zweiten Artikeln getrennt. Die optische Erkennungsrate der ersten Artikel ist in der Flakesortierung besonders gut.
Als sinnvoll hat es sich erwiesen, wenn die optische Sortierung der ersten Artikel durch Farbe, Form, digitale Wasserzeichen oder Markiersubstanzen erfolgen kann. Je nach dem wie die ersten Artikel markiert sind, lässt sich eine hohe Erkennungsrate erzielen. Bevorzugt erfüllt die im «key-locker» Konzept als «key» eingesetzte Substanz gleichzei tig die Funktion des Markers. Als Marker können auch digitale Wasserzeichen, Mar kiersubstanzen oder andere passive Detektionsmerkmale eingesetzt werden, die mittels nicht-visueller Spektroskopien erkennbar sind (z.B. Infrarotspektroskopien, Laserspekt- roskopie).
In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Sortierung der ersten Artikel eine optische Sortierung und kann durch Farbe, Form, digitale Wasserzeichen oder Mar kiersubstanzen erfolgen. Diese Art der Sortierung stellt eine hohe Trennschärfe von ers ten und zweiten Artikeln sicher. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Speicher (m) ausschliesslich mit ersten Artikeln als Flakes befüllt. Dies ist dann von Vorteil, wenn der Recycling-Markt bereits relevant mit ersten Artikeln durchdrungen ist. Dadurch ist die Menge an ersten Artikeln im Recycling-Strom ausreichend, um eine eigene Recycling-Linie in einem Seitenstrom rentabel betreiben zu können. Unter einer relevanten Marktdurchdringung soll im Rah- men dieser Anmeldung verstanden werden, wenn die ersten Artikel grösser gleich 10 Gew% des Gesamtstromes ausmachen.
Falls der Recycling-Markt zu Beginn der Markteinführung der ersten Artikel nur eine ge ringe Marktdurchdringung aufweist, so ist es bevorzugt, wenn der Speicher (m) mit ers ten Artikeln als Flakes und mit naturfarbenen PO-Flakes bzw. transparenten PET Flakes aus einem externen Recycling-Verfahren (n) befüllt wird. Dadurch kann eine eigene Re cycling-Linie in einem Seitenstrom rentabel betrieben werden, auch wenn die Menge an ersten Artikeln (noch) gering ist. Unter einer geringen Marktdurchdringung soll im Rah men dieser Anmeldung verstanden werden, wenn die ersten Artikel unter 10 Gew% des Gesamtstromes ausmachen. Die Erfindung zeichnet sich auch bevorzugt dadurch aus, dass der Entfärbungsschritt (j) Teil eines Bypasses der sortierten ersten Artikel ist, welcher Bypass in einem Haupt strom der ersten Artikel zu dem Hauptstrom der zweiten Artikel geführt ist. Durch eine gezielte Abzweigung des Bypasses von dem Hauptstrom der zweiten Artikel, lässt sich die Entfärbung der ersten Artikel wirtschaftlich durchführen, auch wenn die Mengen im Rücklauf der Wertstoffsammlung gering sind. Eventuell auftretende Ausblutungen des Masterbatches passieren isoliert in dem Bypass, wodurch der Hauptstrom der zweiten Artikel schadlos gehalten werden kann. Ein geringer Hauptstrom der ersten Artikel lässt sich in dem Speichersilo durch die Zuführung eines geeigneten zusätzlichen Flakestro mes ergänzen. Zweckmässigerweise erfolgt der Entfärbungsschritt 0 in einem Entfärbungsbad. Dadurch kann der «key» effizient wirken, um farbgebenden Substanzen aus den ersten Artikeln herauszulösen.
In einerweiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Entfärbungsschritt (j) entwe- der absatzweise oder kontinuierlich betrieben werden. Kommt es auf exakte Einstellung einer Verweilzeit an, ist der Batchbetrieb zu bevorzugen. Ist dies weniger wichtig, ist der apparativ weniger aufwändige kontinuierliche Betrieb zu bevorzugen, bei welchem we niger Behälter als im Batchbetrieb benötigt werden.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die ersten Artikel zu Flakes gemahlen, bevor sie dem Entfärbungsschritt (j) zugeführt wer den. An den Flakes kann der «key» besonders effizient angreifen, um die Flakes voll ständig zu entfärben.
Um bestimmte Reinheitsanforderungen zu erfüllen, kann in dem Bypass vor oder nach dem Entfärbungsschritt (j) ein zweiter Waschschritt (b, k) vorgesehen sein. Um das Waschergebnis zu verbessern ist es bevorzugt, wenn der Waschschritt nach der Entfär bung ein zweiter Intensivwaschschritt(k) ist.
Bevorzugt ist es, wenn der zweite Intensivwaschschritt (k) bei einer Temperatur zwi schen 50 °C und 90 °C und mit einer Waschlauge mit 0,5 bis 5 % NaOH durchgeführt wird. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in dem Bypass ein zweiter Trocknungsschritt (I) vorgesehen, in welchem die entfärbten Flakes entwässert werden. Bei PO reicht eine mechanische Entwässerung zur Feuchtigkeitsentfernung zu meist aus. Der zweite Trocknungsschritt (I) ermöglicht es, dass die bei der Flakesortie rung (f) sortierten ersten Artikel nach dem Entfärben direkt der Extrusion (g) aufgegeben werden können.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in dem Bypass ein zweiter Trocknungsschritt (I) vorgesehen, in welchem die entfärbten Flakes getrocknet werden. Diese (thermische) Trocknung ist für erste Artikel aus PET notwendig, da für diese ein mechanisches Entwässern keine ausreichende Entfeuchtung ermöglicht. Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der erste Waschschritt ein erster Intensivwasch schritt (d) ist. Die Intensivierung des ersten Waschschrittes kann durch die Wahl der Temperatur (Heiss- oder Kaltwäsche), die Anzahl der Wäschen in Stufen (einstufig oder mehrstufig) den Einsatz von Detergenzien, wie Laugen, oder eine oder mehrere Schwimm-Sink-Trennungen erfolgen
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die schemati schen Darstellungen. Es zeigen in nicht massstabsgetreuer Darstellung:
Figur 1: ein Fliessschema eines Verfahrens zum Recycling von PET- oder
PO-Flaschen wie aus dem Stand der Technik bekannt;
Figur 2: ein Fliessschema, welches eine erste Ausführungsform zum Entfär ben von ersten Artikeln, integriert in das Verfahren nach Figur 1, zeigt, wobei das Masterbatch heisslaugenresistent ist und die ersten Artikel eine geringe Marktdurchdringung besitzen (die geringe Markt durchdringung gilt auch für die Ausführungsformen der Figuren 3 bis 5);
Figur 3: ein Fliessschema, welches eine zweite Ausführungsform zum Ent färben von ersten Artikeln, integriert in das Verfahren nach Figur 1, zeigt wobei das Masterbatch ebenfalls heisslaugenresistent ist;
Figur 4: ein Fliessschema, welches eine dritte Ausführungsform zum Entfär ben von ersten Artikeln, integriert in das Verfahren nach Figur 1, zeigt, wobei das Masterbatch nicht heisslaugenresistent ist,
Figur 5: ein Fliessschema, welches eine vierte Ausführungsform zum Entfär ben von ersten Artikeln, integriert in das Verfahren nach Figur 1, zeigt, wobei das Masterbatch ebenfalls nicht heisslaugenresistent ist,
Figur 6: ein Fliessschema, welches eine fünfte Ausführungsform für heiss laugenresistente Masterbatches zeigt, wobei die ersten Artikel eine relevante Marktdurchdringung besitzen (die relevante Marktdurch dringung gilt auch für die Ausführungsformen der Figuren 6 bis 9);
Figur 7: ein Fliessschema, welches eine sechste Ausführungsform für heiss laugenresistente Masterbatches zeigt; Figur 8: ein Fliessschema, welches eine siebente Ausführungsform für nicht heisslaugenresistente Masterbatches zeigt und
Figur 9: ein Fliessschema, welches eine achte Ausführungsform für ebenfalls nicht heisslaugenresistente Masterbatches zeigt.
In der Figur 1 ist ein Fliessschema eines bekannten Verfahrens zum Recycling von PET- oder PO Verpackungsabfällen dargestellt. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:
(a) Vorsortierung der gesammelten Artikel, (b) Vorwaschen der Artikel,
(c) Zerkleinerung der Artikel zu Flakes,
(d) Waschen der Artikel in einem ersten Waschschritt,
(e) Entwässerung und Trocknung der Flakes in einem ersten Trocknungsschritt,
(f) Flakesortierung, (g) Extrusion und
(h) Fest-Phasen-Polykondensation (SSP) im Fall von PET-Abfällen, oder
(i) Dekontaminierung im Fall von PO-Abfällen.
Bei der Vorsortierung (a) handelt es sich um eine optische Sortierung, durch die aus den gemischtfarbigen Kunststoff-Abfallprodukten einer Kunststoffart (PO oder PET) bevor- zugt Artikel nach Farbe sortiert werden und weitere Fremdmaterialien abgetrennt wer den, sodass die Zielfraktion aufkonzentriert wird.
Die Schritte (b) und (c) können in folgenden Ausführungsmöglichkeiten vorgenommen werden:
1.) Einstufige Zerkleinerung mit Vor- und/oder Nachwäsche oder 2.) Zweistufige Zerkleinerung mit Vor- und/oder Mittel- und/oder Nachwäsche oder
3.) Zerkleinerung mittels einer Nass- oder Trockenmühle.
Bei dem ersten Waschschritt (d) kann es sich um einen Intensivwaschschritt handeln. Beispielsweise kann die Intensivierung durch eine mehrstufige intensive heisse Wäsche mit Lauge und Detergenzien erfolgen. Nach der SSP (h) können die durch Extrusion (g) hergestellten Pellets aus rPET beispielsweise wieder zu Behältern, insbesondere Fla schen verarbeitet werden. Die recycelten Pellets aus rHDPE können beispielsweise ebenfalls wieder zu Behältern, bevorzugt Flaschen verarbeitet werden.
Das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung basiert darauf, dass ein Teilstrom von ersten Artikeln eines recycelten Produktes einen speziellen Behandlungsschritt, auch als Vergütungsschritt bezeichnet, benötigt oder ermöglicht, der die Wertschöpfung bzw. die Qualität des Gesamtproduktes signifikant verbessert. Der Hauptstrom besteht entsprechend aus zweiten Artikeln, welche den Hauptvolumenstrom des zu recycelnden Produktes ausmachen. Der Teilstrom an ersten Artikeln weist ein Merkmal auf, das in einer (optischen) Sortierung zur Abtrennung dieses Teilstromes genutzt werden kann. Der betreffende Behandlungsschritt kann ein Entfärbe- Konzept sein, oder ganz allge mein die spezifische Abtrennung von Kontaminanten, die nur auf einem sortiertechnisch eindeutig zuordenbaren Teilstrom zu finden sind. Die Kontaminationen können z.B. spe zielle Beschichtungen auf PET-Flakes sein. Eine bevorzugte Ausführungsform, welche auf der «Smart-Colouring» Technologie be ruht ist in den Figuren 2 bis 5 gezeigt. Bei dem Verfahren gemäss der Figuren 2 bis 5 sind in den Verpackungsabfällen, welche als Ballen dem Schritt (a) aufgegeben werden, erste und wenigstens zweite Artikel aus PET oder Polyolefinen (PO) vermischt. Die Bal len enthalten zwischen 90 und 98 Gew% Verpackungsabfälle einer Kunststoffart also PET oder PO. Die ersten Artikel sind nach dem «key-locker» Prinzip entfärbbar, welches Prinzip in der EP 3 516 108 A1 und der EP 3 770208 A1 offenbart ist. Dabei wird ein Farb-Masterbatch eingesetzt, dessen Farbe durch ein polares Entfärbungsmittel (Rea genz bzw. «key») absorbierbar ist. Dadurch lassen sich die ersten Artikel entfärben, in dem die farbgebenden Substanzen aus den ersten Artikeln herausgelöst werden. Dies verbessert die Nachhaltigkeit von Kunststoffflaschen und -Produkten grundsätzlich.
Bei diesem Prinzip besteht zum einen die Gefahr, dass die ersten Artikel in einer ge meinsamen Fraktion mit zweiten Artikeln "ausbluten", d.h. ihre Farbe frühzeitig bzw. an Stellen im Recycling prozess abgeben, wo dies störend ist. Auch ist es störend, wenn Verunreinigungen mit ins Entfärbebad gelangen. Zum anderen sind bei der Einführung einer neuen Technologie, wie es das «key-locker» Prinzip darstellt, die Mengen im Rücklauf der Wertstoffsammlung noch zu gering, um diese sortenrein und gleichzeitig wirtschaftlich recyceln zu können. Die Flussdiagramme gemäss den Figuren 2 bis 5 betreffen Verfahren, wenn die ersten Artikel eine geringe Marktdurchdringung besitzen. D.h. der Aufgabestrom an Verpa ckungsabfällen besitzt einen geringen Anteil an ersten Artikeln. Typische Mengen an ersten Artikeln betragen unter 10 Gew%. Die Flussdiagramme gemäss den Figuren 6 bis 9 zeigen Verfahren für eine relevante Marktdurchdringung von ersten Artikeln. D.h. der Aufgabestrom an Verpackungsabfällen besitzt einen relevanten Anteil an ersten Artikeln. Typischerweise sind im Recyc lingstrom grösser gleich 10 Gew% an ersten Artikeln vorhanden.
Die Fliessschemata gemäss der Figuren 2 und 3basieren auf der Idee, den Recyc- lingstrom in der Aufbereitungsphase aufzuteilen und dabei die ersten Artikel während der Flakesortierung (f) in einen Bypass bzw. einen Hauptstrom der ersten Artikel abzu trennen und nach der Entfärbung (j) separat in einem Speichersilo (m) zu sammeln. Dadurch lässt sich das Recycling-Verfahren auch bei einer geringen Marktdurchdrin gung wirtschaftlich betreiben. Nachdem die als Flakes vorliegenden ersten Artikel erst nach dem ersten Waschschritt (d) vom Hauptstrom der zweiten Artikel abgetrennt wer den, muss das Masterbatch heisslaugenresistent sein. Ein Ausbluten im Intensivwasch schritt (d) ist daher nicht möglich.
Zur Aufkonzentrierung der ersten Artikel in dem Bypass bzw. dem Hauptstrom der ersten Artikel werden optische Sensoren verwendet. Es ist denkbar, nur nach der Farbe zu sortieren, weil das entfärbbare Masterbatch nur für eine Farbe eingesetzt wird, ebenso können charakteristische Formmerkmale oder Markenlogos herangezogen werden, die per Bilddatenverarbeitung identifizierbar sind. Schließlich können auch digitale Wasser zeichen und Markiersubstanzen zum Einsatz kommen. Es versteht sich, dass Erken nungsmerkmale, wie in den letzten beiden Sätzen beschrieben, nur bei unzerkleinerten ersten Artikeln erkannt werden können. Formmerkmale, Markenlogos oder digitale Was serzeichen können als Sortiermerkmale nur in Verfahren gemäß Fliessschemas der Fi guren 4 und 8 verwendet werden.
In dem Bypass ist ein Entfärbungsschritt (j) vorgesehen, in dem die als Flakes vorliegen den ersten Artikel durch den «key» entfärbt werden. Der Schritt (j) erfolgt bevorzugt in einem Entfärbungsbad. Die entfärbten Flakes werden gemäss der Figur 2 einer Nach wäsche (k1) zugeführt. Diese Nachwäsche kann mit kaltem Wasser und ohne Chemika lien erfolgen, wenn die entfärbten Flakes keine intensive Reinigung mehr benötigen. Gemäss der Figur 3 kann die Nachwäsche auch ein zweiter Intensivwaschschritt (k2) mit Natronlauge und Reinigungssubstanzen sein. Nachdem die Flakes bereits entfärbt sind können sie in dem Intensivwaschschritt (k2) nicht mehr ausbluten. Nach einem zweiten Trocknungsschritt (I) werden die entfärbten Flakes im Speichersilo (m) gelagert. Bei geringer Marktdurchdringung mit ersten Artikeln wäre es wirtschaftlich unrentabel, wenn die ersten Artikel einer separaten Extrusion (g) mit anschliessenden Schritten (h) oder (i) durchlaufen. Deshalb wird der Silo (m) mit naturfarbenen PO-Flakes bzw. trans parenten PET Flakes aus einem externen Recycling-Verfahren (n) zusätzlich befüllt. Die transparenten Flakes sind gemäss dem Verfahren der Figur 1 bis zur Flakesortierung (f) aufbereitet. Die separate Extrusion (g) des Seitenstromes kann dadurch mit einer aus reichenden Menge an Flakes wirtschaftlich betrieben werden.
Auch können die entfärbten und gereinigten Flakes der ersten Artikel einem bereits be stehenden Recyclingverfahren, welches naturfarbene bzw. transparente Flakes produ ziert, in einem Speichersilo (m) beigemischt werden, bevor die Flakes-Mischung extru- diertwird.
In den Figuren 4 und 5 sind zwei Ausführungsformen für eine geringe Marktdurchdrin gung von ersten Artikeln gezeigt, bei welchen das Masterbatch nicht heisslaugenresist- tent ist und dementsprechend bei einer intensiven Heisswäsche mit Chemikalien aus bluten würde. In diesem Fall wird die Abtrennung der ersten Artikel vom Hauptstrom der zweiten Artikel vorgezogen und der erste Waschschritt (d) erfolgt erst nach dem Spei chersilo (m) zusammen mit den naturfarbenen bzw. transparenten Artikeln aus einem separaten Recycling-Verfahren.
Gemäss dem Verfahren nach der Figur 4 werden die ersten Artikel bereits als Flaschen aus dem Hauptstrom der zweiten Artikel aussortiert und die weiteren Verfahrensschritte (b) und (c) erfolgen bereits im Seitenstrom. Nach der Entfärbung (j) und einem ersten
Trocknungsschritt (e) werden die entfärbten Flakes in dem Speichersilo (m) gesammelt und mit den zusätzlichen naturfarbenen Flakes vermischt, damit eine rentable Menge an Flakes vorliegt. Erst nach dem Speichersilo (m) erfolgt der erste Waschschritt oder In tensivwaschschritt (d), welcher unkritisch ist, da die ersten Artikel bereits entfärbt sind. Nach einem zweiten Trocknungsschritt (I) und der Flakesortierung (f) können die Flakes extrudiert werden. In Figur 5 ist ebenfalls eine Ausführungsform des Recycling-Verfahrens für eine geringe Marktdurchdringung an ersten Artikeln und einem nicht heisslaugenresistenten Master batch visualisiert. Zuerst werden die üblichen Verfahrensschritte (a), (b) und (c) vorge nommen. Nach einem Vorwaschschritt (d2), welcher schonend vorgenommen wird, um ein Ausfärben des Masterbatches zu verhindern, werden die ersten Artikel in der Flake sortierung (f) abgetrennt. Nach einem ersten Trocknungsschritt werden die als entfärbte Flakes vorliegenden ersten Artikel in dem Speichersilo (m) zwischengelagert. Wie weiter oben bereits ausgeführt, wird die Menge an Flakes mit den zusätzlichen naturfarbenen Flakes (n) vergrössert, damit eine rentable Menge an Flakes vorliegt. Erst nach dieser Mengenvergrösserung werden die Flakes im Waschschritt oder Inten sivwaschschritt (d) intensiv gewaschen. In diesem Schritt (d) kann das Masterbatch nicht mehr ausbluten, da die ersten Artikel bereits vorher entfärbt wurden. Nach einem zweiten Trocknungsschritt (I) werden die Flakes des Seitenstromes separat vom Hauptstrom der zweiten Artikel extrudiert. Diese separate Extrudierung (g) mit den Nachfolgeschritten (h) oder (i) ist wirtschaftlich rentabel, da im Speichersilo (m) eine ausreichende Menge an Flakes vorhanden ist.
Grundsätzlich sind die Ausführungsformen gemäss der Figuren 6 bis 9 mit denen der Figuren 2 bis 5 vom Verfahrensablauf gleich zu setzen. Diese Optionen werden jedoch erst angewendet, wenn der Recycling-Markt eine ausreichend relevante Marktdurchdrin- gung an ersten Artikeln besitzt. Dann ist es nicht mehr notwendig die als Flakes vorlie genden ersten Artikel im Speichersilo (m) durch einen separaten Strom (n) an transpa renten Flakes (PO) oder naturfarbenen Flakes (PET) zu ergänzen.
Die Erfindung ermöglicht die Kombination mehrerer Vorsortierschritte mit einer Vorwä- sehe (b), (k), die eine Aufkonzentrierung und Vorreinigung der für das Entfärbebad (j) vorzusehenden Anteile ermöglicht. Dazu werden die ersten Artikel nach der Vorsortie rung in einem Bypass bzw. in einem Hauptstrom der ersten Artikel geführt, welche ersten Artikel nach ihrer Entfärbung in einem Speichersilo (m) gesammelt und zwischengela gert werden. Je nach Marktdurchdringung können in den Speichersilo (m) bei Bedarf zusätzlich trans parente PET Flakes oder naturfarbene PO Flakes beigemischt werden. Diese zugesetz ten Flakes können bereits intensiv gewaschen und getrocknet sein, wenn die ersten Ar tikel ebenfalls gereinigt in den Speichersilo gelangen. Dadurch ist sichergestellt, dass eine ausreichend Flakemenge vorhanden ist, damit eine separate Extrusion (g) für die ersten Artikel rentabel ist. Grundsätzlich ist der Ansatz für PO-Kunststoffprodukte und für PET- Kunststoff produkte geeignet.
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