Direkter geht Recycling nicht

Recycling-Lösungen von Digicolor, Herford, konzentrieren sich auf das Vermahlen der Ausschussteile und Angüsse aus technischen Kunststoffen, wie Polyamid (PA), Polycarbonat (PC), Polyoxymethylen (POM) oder Polybutylenterephthalat (PBT). Auch das Recycling glasfaserverstärkter Polymere, wie sie beispielsweise in der Automotive-Industrie eingesetzt werden, spielt eine große Rolle. Unmittelbar damit verbunden ist das direkte Rückführen und Zudosieren des daraus gewonnenen, hochwertigen Mahlguts in den Produktionsprozess der Spritzguss- und Extrusionsanwendungen.

Im ersten Schritt kommt es darauf an, Mahlgut herzustellen, das folgende Qualitätseigenschaften besitzt: Zum einen muss es in möglichst gleichmäßiger, staubarmer Körnung vorliegen sowie frei von Fremdpartikeln wie Metallen sein. Zum anderen ist sicherzustellen, dass es nicht durch den Zerkleinerungsprozess thermisch geschädigt wurde. Diese Kriterien erfüllen langsam laufende Goliath-Zahnwalzenmühlen des Herstellers.

Danach erfolgt die Integration der Mahlgutherstellung mit Goliath-Schneidmühlen in den Produktionsprozess. Einerseits kann der Weg verfolgt werden, eine zentrale Vermahlung mit großen Schneidmühlen an einem eigens dafür eingerichteten Ort im Verarbeitungsbetrieb einzurichten. Andererseits bieten sich bei vielen Anwendungen dezentrale Lösungen an, bei denen Ausschussteile und Angüsse direkt neben den Verarbeitungsmaschinen aussortiert und zerkleinert werden. Danach wird das Mahlgut über spezielle Granulatförder- und Dosiersysteme direkt in den maschinenbezogenen Fertigungsprozess zurückgeführt.

Zentralmühlen sind beispielsweise dann sinnvoll, wenn große Mengen ein- und desselben Kunststoffmaterials auf mehreren Maschinen verarbeitet werden oder Ausschuss zentral gesammelt wird. Von dieser Stelle aus erfolgt das bedarfsgerechte Zuführen des Mahlguts zu den Verarbeitungsmaschinen über eine Granulatförderanlage, die darauf ausgelegt ist, mehrere Maschinen mit Neuware und Recyclinggranulat zu versorgen.

Sind die Qualitätsanforderungen an die Einhaltung exakter Mischungsverhältnisse aus Neuware und Mahlgut nicht so hoch, ist eine Mischweiche empfehlenswert, die sich einfach in das Granulatfördersystem integrieren lässt. Zu diesem Zweck wird diese Materialweiche in der Nähe des Einzugsbereiches der Verarbeitungsmaschine installiert beispielsweise am oder unmittelbar vor dem Granulatfördergerät. Diese Lösung ist preiswert und für viele Anwendungen ausreichend genau, um die Granulatströme aus Neuware und Rezyklat in definierten Anteilen von zum Beispiel 60 % und 40 % einzustellen.

Erheblich präziser ist der Einsatz eines volumetrischen oder gravimetrischen Einkomponenten-Dosiergerätes, das unmittelbar auf dem Einzugsbereich der Plastifizierschnecke und unterhalb des Neuwaretrichters installiert wird. Zur Ausrüstung eines solchen Dosiergerätes gehört einer spezielle Mahlgut-Dosierschnecke, die ein optimales Zudosieren des Rezyklats in die Materialsäule der Neuware gewährleistet. Über eine Touchpanel-Steuerung stellt der Anwender den Dosierprozess mit definierten Parametern ein. Die wesentlichen Kenngrößen sind das Schussgewicht des Kunststoffartikels sowie der Prozentanteil der Mahlgutzugabe. Darüber hinaus können bereits bekannte beziehungsweise optimierte Dosierrezepturen gespeichert und wieder aufgerufen werden. Werden mehrere solcher Dosiergeräte an diversen Maschinen eingesetzt, kommt ebenfalls ein Zentralfördersystem zur Mahlgutversorgung der Geräte und Verarbeitungsmaschinen in Betracht.

Häufiger wird ein Dosiergerät in den maschinenbezogenen Recyclingkreislauf integriert. In diesem Fall ist die Zahnwalzenmühle direkt neben der Maschine oder unterhalb des Angussauswurfes oder des Angusspickers installiert. In dieser Aufstellungsvariante ist die Absaugvorrichtung der Mühle mit einer Granulatförderleitung an das lokale Granulatfördersystem beziehungsweise an ein Einzelfördergerät angeschlossen, welches wiederum mit dem Dosiertrichter des Mahlgutdosiergerätes verbunden ist. Dieses Fördersystem dient dazu, frisch hergestelltes Mahlgut auf direktem Wege zum Dosiergerät zu transportieren und so dem Produktionsprozess zuzuführen. Dieses Verfahren wird als Inline-Recycling bezeichnet. Sollte die Menge des zur Verfügung stehenden Mahlgutes stark schwanken, kann ein solches Recyclingsystem um die sogenannte „adaptive Mahlgutzuführung“ ergänzt werden. Das bedeutet, dass das Mischungsverhältnis aus Neuware und Rezyklat in Abhängigkeit vom verfügbaren Mahlgut und im Rahmen der zulässigen Fertigungstoleranzen austariert wird.

Bei Bedarf lässt sich ein derartiges Inline-Recycling-System um weitere Peripheriegeräte ergänzen, beispielsweise um weitere Dosiereinheiten bei 2K- oder 3K-Anwendungen. Auch Granulattrockner zum Vortrocknen der Neuware können hier eine Rolle spielen.

Für Inline-Recycling-Anwendungen, bei denen es darauf ankommt, Mischungsverhältnisse aus Mahlgut und Neuware äußerst präzise einzuhalten oder die Gewichtsanteile der Mischungen von mehr als einer Komponente zu dokumentieren, sind gravimetrische Chargendosiergeräte einzusetzen.

Diese gravimetrischen Dosiersysteme können je nach Anwendung entweder auf der Verarbeitungsmaschine oder neben der Maschine installiert werden. Gravimetrische Chargendosiergeräte arbeiten im Gain-in-Weight-Verfahren. Bei diesem Dosierverfahren wird jede einzelne Komponente zunächst verwogen, bevor die Mischung mit anderen Komponenten und eine Weiterverarbeitung des Mahlgut-Neuware-Gemischs erfolgt. Auf diese Weise ist es möglich, eine genaue Gewichtserfassung und Dokumentation jeder Charge vorzunehmen. Um Förderwege einzusparen und Entmischungen vorzubeugen, werden gravimetrische Chargendosiergeräte nach Möglichkeit direkt auf der Einzugszone der Verarbeitungsmaschinen installiert, wo sie trotz Vibrationen zuverlässig arbeiten. Über Handbedienteile lassen sich die Geräte auch bei dieser Installationsvariante angenehm bedienen und beobachten. Ist das Dosiersystem einmal eingestellt, läuft der Dosierprozess völlig unabhängig von der Verarbeitungsmaschine im Automatikbetrieb.

Recyclinglösungen mit gravimetrischen Chargendosiergeräten lassen sich ebenfalls in einer zentralen Materialversorgungs-Topologie oder als maschinenbezogenes System aufbauen. Die Bild 1 zeigt eine maschinenbezogene Recyclinganwendung, bei der Schneidmühle, Angussauswurf an der Spritzgießmaschine, Granulatfördersystem, Granulatcontainer und Granulattrockner für Neuware um die Verarbeitungsmaschine angeordnet sind. Das gravimetrische Chargendosiergerät zur Mischung von Neuware, Rezyklat und Masterbatch ist direkt auf dem Schneckeneinzug montiert. In dargestellter Anwendung kommt eine Mini-Goliath Zahnwalzenmühle zum Einsatz, mit der auch sehr kleine Angüsse staubarm vermahlen lassen.

Fakuma 2023: Halle/Stand   B1/1210

Quelle: Digicolor