Maschinen zerkleinern durch Schneiden oder Schlagen

Einsatzbereiche

Das Angebot der Firmen bezieht sich auf Maschinen für das Zerkleinern von Kunststoffen, was alle Arten von Thermoplasten über Elastomere bis zu Duroplasten umfasst. Ein großer Teil der Firmen hat dies detailliert unterschieden. Vor allem Abfälle sowohl aus der Verarbeitung herrührend als auch nach Gebrauch anfallend gehören hierzu. Geeignete Maschinen dazu sind bei nahezu allen Firmen erhältlich. Die nach Gebrauch der Kunststoffprodukte vorliegende Verschmutzung erfordert eine Reinigung, wenn erneut Produkte aus diesem Material erzeugt werden sollen. Diese Reinigung lässt sich während der Zerkleinerung oder danach leichter durchführen, erfordert aber geeignete Maschinen für das Zerkleinern. Für spezielle Verarbeitungsverfahren ist Kunststoff in Pulverform erforderlich. Für dessen Herstellung haben neun Firmen geeignete Maschinen im Angebot. Für geschäumte Kunststoffe, Verbundstoffe und Fasern werden ebenso Lösungen angeboten wie für den Einsatz im Laborbereich.

Produktphilosophie

Der Inhalt dieses Tabellenteils verdeutlicht Überlegungen, die bei der Konzeption der dargestellten Maschinen eine Rolle spielten. Nur eine Firma arbeitet nicht mit rotierenden Zerkleinerungswerkzeugen. Bei drei Firmen sind diese auch translatorisch arbeitend erhältlich. Da die Zwangszuführung energiesparend wirkt, bieten diese bis auf sieben Firmen alle an. Die Art der angewendeten Zwangszuführungen sind den Anmerkungen zu entnehmen. Freier Fall findet aber etwa ebenso oft statt, spart er doch die entsprechenden Einrichtungen. Gleiches gilt für den Austrag. Hier wird dann mit Luftstrom gearbeitet, wenn ein pneumatischer Weitertransport erfolgt.

Da das Schneiden die häufigste Zerkleinerungsart ist, wird nur noch diese nachfolgend betrachtet. So bieten schräg auf dem Rotor sitzende Messer günstigeres Schneiden und geringere Geräusch-Entwicklung als achsparallele Messer. Konstante Spaltweiten zwischen Rotor- und Statormessern sind jedoch aufwändiger zu realisieren. Ihre Einstellung kann sowohl innerhalb als auch außerhalb der Maschine erfolgen. Während die Anzahl der Statormesser maximal im niedrigen zweistelligen Bereich liegt, sind bis zu 360 Rotormesser möglich. Hier dürften aber geteilte und versetzt angeordnete Messer vorliegen, die ebenfalls für günstiges Schneiden und Geräuschreduzierung sorgen. Es sind offene und geschlossene Rotoren erhältlich, deren Achse überwiegend horizontal angeordnet ist. Eine geringe Geräusch-Entwicklung der Zerkleinerung wird angestrebt. Ob die aufgeführten Maßnahmen zu den angegebenen Schalldruckwerten führen oder ob diese Werte für ungeschützte Maschinen gelten, ist hier nicht zu beantworten. Auch wenn aufgrund niedriger Werte auf Kapselung verzichtet werden kann, werden diese doch in der Regel angeboten.

Der Antrieb der Maschinen erfolgt elektromotorisch direkt oder mittels zwischengeschaltetem Riementrieb oder Getriebe. Ein Anlauf mit gefülltem Trichter ist in vielen Fällen möglich. Verstopft eine Maschine, so kann dies in nahezu ebenso vielen Fällen durch Reversieren des Rotors behoben werden. Wenn nicht, muss die Maschine durch Öffnen des Mahlraums entleert werden. Dies ist in der Regel einfach zu bewerkstelligen schon im Hinblick auf erforderliches Reinigen.

Entwicklungstrends

Verschleißschutz und Energie-Effizienz sind die Themen, zu denen die Firmen sich vorrangig geäußert haben. Dabei sind die Einsatzbereiche, in denen die Maschinen arbeiten, hinsichtlich dieser Themen nicht zu vernachlässigen. Vor allem erfolgt der Einsatz zur Zerkleinerung von „post-industriellen“ und „post-consumer“ Kunststoffabfällen, wie Herbold Meckesheim schreibt. Dies sind zum Beispiel PET-Flaschen, Verpackungsfolien mit viel Papier-Anteil, Landwirtschaftsfolien, Bewässerungsrohre, DSD-Fraktionen, Batteriegehäuse, Tetrapack-Verpackungen, Flaschenkästen und BC-Container mit Flüssigkeitsresten. Nuga führt das Recycling von Kunststoffen aller Art an, hebt dann aber das Recycling der Abfälle aus den Produktionsprozessen Blasformen und Tiefziehen besonders hervor. Einen ebensolchen Schwerpunkt weist Prozess Control mit der Folienzerkleinerung für Recycling und Inline-Recycling aus. Letzteres ist verbunden mit Randstreifen-Absaugung mit dem Ziel der abfallfreien Produktion von Folien.

Zur Energie-Effizienz teilt Herbold Meckesheim mit, dass „die Einsparung von Energie der vorherrschende Trend in der Zerkleinerungstechnik ist. Schredder und Mühlen sind die größten „Energiefresser“ in einer Aufbereitungsanlage. Es sind große Fortschritte erzielt worden durch die Zwangszuführung des Materials in den Mahlraum. Bei der Verwendung von Schnecken zur Beschickung des Rotors werden bis zu 50 % Energie-Einsparung erzielt“, womit „sich eine Neuinvestition oft schon überwiegend durch die Stromeinsparung rechnet.“

Laut Nuga sind entsprechend gestaltete Produkte um 30 bis 50 % energie-effizienter als Standardprodukte. Herbold Meckesheim fügt hinzu, dass „die Verwendung von modernen Frequenzumformern weitere Einsparungspotenziale eröffnet.“ Beim Folien-Recycling verweist Prozess Control zur Verbesserung der Energie-Effizienz auf eine optimierte Schneidqualität, mit der das Reißen der Folien vermieden wird, sowie auf eine im Hinblick auf Energie-Einsparung optimierte Messerposition. Außerdem führt ein erhöhter Verschleißschutz zu längerer Standzeit und damit zu geringerem Energie-Einsatz. Dazu dienen mit Karbid beschichtete Messer, führt Prozess Control weiter aus.

Für den Verschleißschutz setzt Nuga darauf, sämtliche mit dem Material in Berührung kommenden Teile entweder zu härten, zu beschichten oder durch das Aufschweißen von Wolfram vor dem Verschleiß zu schützen. Herbold Meckesheim setzt darauf, durch Verwendung besserer Werkstoffe höhere Standzeiten zu erzielen und umfassendere Verschleißschutz-Ausrüstung vorzusehen. Dazu gehören vollständige, auswechselbare Panzerung des Gehäuses und aufgeschweißte Rotore. Insgesamt sind die Maschinen kompakter mit besserer Zugänglichkeit und mehr Aufklappmöglichkeiten ausgeführt.

Bei der Gerätetechnik „wünscht der Kunde“, wie Rapid dies feststellt, „einen hohen Automatisierungsgrad. Daher werden vermehrt schlüsselfertige Anlagen mit vor- und nachgeschalteter Peripherie nachgefragt.“ Dabei dienen nach Herbold Meckesheim Schredder zum Vorzerkleinern und Schneidmühlen zur Nachzerkleinerung des Aufgabegutes Kunststoff, das, wie Nuga vermerkt, Größen von zwei bis 100 Millimeter aufweisen kann. Verbesserungen werden bei sonst herkömmlichem Maschinenaufbau durch eine patentierte axiale Zwangszuführung erreicht, wie Nuga weiter mitteilt. Für die Randstreifen-Absaugung, die ohne und mit integrierter Zerkleinerung erfolgen kann, werden nach Prozess Control Folienschneidmühlen verwendet, die nach dem Scherenschnitt-Prinzip arbeiten.

Schon im vergangenen Jahr schrieb Fritsch zu allen angesprochenen Aspekten der Entwicklungstrends, was dort nachgelesen werden kann. Hervorgehoben werden soll hier nochmals die Aussage, dass allgemein gilt: „Es sollen immer höhere Endfeinheiten ohne Erwärmung der Probe erreicht werden.“ Herbold Meckesheim schreibt zu diesem Aspekt, dass „für die Aufbereitung“ der eingangs benannten „Abfälle sich für die Nachzerkleinerung die Nassmahlung durchgesetzt hat.“ Dabei wird „die bei der Zerkleinerung entstehende Reibung unter Wasserzugabe zum Lösen der Verschmutzungen genutzt. In einzelnen Fällen wird die Nasszerkleinerung auch bei den zur Vorzerkleinerung eingesetzten Schreddern vorgenommen, vor allem bei stark abrasiven Materialien wie Landwirtschafts-Folien.“

Beim Schallschutz spricht Herbold Meckesheim von konventioneller Technik. Er wird durch Aufstellung in getrennten Räumen oder begehbaren Schallschutz-Kabinen erreicht und wird, wie auch Nuga anmerkt, um die Maschine herum aufgebaut. Bei Anlagen für das direkte Produkt-Recycling ist der Schallschutz mit in die Schneidmühle integriert. Kein Schallschutz ist nach Prozess Control bei der Folienzerkleinerung notwendig.