Kunststoff-Waschbecken (auch Schwimm-Sink-Anlagen oder Schlammbecken genannt) spielen eine kritische Rolle bei der Entfernung von Schmutz, Erde, Papier, Öl und anderen Rückständen auf zerkleinerten Kunststoffen. Die Becken werden aus chemikalien-, hitze- und korrosionsbeständigen Kunststoffen oder Edelstahl gefertigt.
Das Funktionsprinzip basiert auf der Dichtetrennung unter Nutzung des Auftriebs von Wasser:
Sinkende Kunststoffe: Kunststoffe mit einer spezifischen Dichte, die größer als Wasser ist (z. B. PET), sinken auf den Boden des Beckens.
Schwimmende Kunststoffe: Leichtere Kunststoffe (z. B. PE und PP) treiben an der Wasseroberfläche und werden so sauber abgetrennt.
Spezielle Austragssysteme am Beckenboden befördern den abgesetzten Schlamm und die Verunreinigungen kontinuierlich nach außen. Eine intelligente Wasserdurchlauf- und Zirkulationssteuerung ermöglicht die Wiederverwendung des Wassers, was zu erheblichen Wassereinsparungen führt und die Betriebskosten senkt.
Die wesentlichen konstruktiven und einsatzspezifischen Unterschiede gliedern sich wie folgt:
Einwellen-Shredder:
Konstruktion: Besitzen einen einzelnen Rotor mit Rotormessern, eine hydraulische Ramme (Stempel), die das Material kontinuierlich gegen den Rotor drückt, und ein unterhalb angeordnetes Lochsieb, das die finale Korngröße bestimmt.
Einsatzgebiet: Werden bevorzugt für relativ flexible Kunststoffe oder kleineres Material eingesetzt, bei denen eine homogene Partikelgröße gewünscht ist. Sie arbeiten im Vergleich meist energieeffizienter.
Zweiwellen-Shredder:
Konstruktion: Benötigen weder eine hydraulische Zuführung noch ein Siebsystem. Zwei gegenläufig rotierende Wellen zerkleinern das Material durch Scher- und Reißkräfte in grobe Stücke.
Einsatzgebiet: Erzeugen ein extrem hohes Drehmoment und sind unverzichtbar für die Erstzerkleinerung anspruchsvollster Abfälle wie dickwandiger Rohre, Holzpaletten, IBC-Tanks, Altreifen und Schrott.
Um hochreine rPET-Flakes herzustellen, die für Anwendungen bis hin zu Bottle-to-Bottle geeignet sind, werden folgende Schritte durchlaufen:
Vorsortierung: Optische NIR-Sensoren oder manuelle Sortiersysteme trennen Fremdkunststoffe und andere Störstoffe aus dem Stoffstrom.
Zerkleinerung: Brikettierte oder lose PET-Flaschen werden in Schneidmühlen zu kleinen Flakes zerkleinert.
Schwimm-Sink-Trennung: In Trennbecken schwimmen PP/PE-Kappen und Folienetiketten oben ab, während die schweren PET-Flakes auf den Boden sinken.
Heißwäsche (Hot Washing): Das Herzstück des Prozesses. Bei 90–100 °C werden unter Zugabe von Reinigungschemikalien hartnäckige Klebstoffreste und organische Verunreinigungen gründlich gelöst.
Konditionierung & Trocknung: Abschließend werden die Flakes in mechanischen Zentrifugen gespült, getrocknet und für den Extrusionsprozess bereitgestellt.
Horizontale Abpressschnecken (Squeezing Machines) bieten enorme Vorteile bei Weichkunststoffen wie LDPE-Folien, PP-Säcken und Agrarfolien, die beim Waschen Feuchtigkeit absorbieren:
Mechanische Entwässerung: Anstatt die Feuchtigkeit thermisch zu verdampfen, drückt die Schnecke das Wasser unter hohem mechanischen Druck physikalisch aus den Materialfasern heraus.
Tiefenentwässerung: Auch im Material eingeschlossenes Wasser wird effektiv entfernt, wodurch der Restfeuchtegehalt auf ein für Extruder optimales Niveau gesenkt wird.
Energieeinsparung: Der Verzicht auf thermische Energie führt zu massiven Stromkostenersparnissen.
Volumenreduzierung: Das Material wird vorkompaktiert, was die Einzugs- und Förderstabilität im Extruder verbessert.
Die Kombination aus hochtouriger Schneidmühle und niedertourigem Shredder auf einem einzigen Chassis bietet Unternehmen klare Effizienzvorteile:
Flächeneinsparung: Benötigt deutlich weniger Platz (Footprint) in der Produktionshalle.
Reduzierter Logistikaufwand: Förderbänder und Zwischenpuffer entfallen, wodurch der Materialfluss vereinfacht und von einer einzigen Person bedient werden kann.
Automatisierte Steuerung: Eine integrierte SPS-Steuerung synchronisiert die Materialzuführung vom Shredder zur Schneidmühle in Echtzeit, um Überlastungen oder Verstopfungen zu vermeiden.
Materialschonung: Es entsteht keine übermäßige Wärmeentwicklung, wodurch der chemische Abbau (Degradation) des Kunststoffs verhindert wird und ein hochwertiges Regranulat entsteht.
Überbandmagnete (Permanent- oder Elektromagnete) sind Sicherheitskomponenten im Recyclingprozess:
Metallabscheidung: Sie ziehen eisenhaltige Metalle wie Schrauben, Nägel, Muttern oder Stahlschrott aus dem vorbei strömenden Materialstrom ab.
Messer- und Maschinenschutz: Sie schützen die kostspieligen Schneidmesser nachgeschalteter Shredder und Mühlen vor Beschädigung oder Bruch.
Vermeidung von Stillstandzeiten: Ungeplante Betriebsausfälle (Downtime) durch Metallblockaden werden minimiert.
Qualitätssicherung: Sie stellen sicher, dass das Endprodukt frei von metallischer Kontamination und zu 100 % rein ist.
Der wesentliche Unterschied liegt in der Einzelmotorisierung und der separaten Steuerung der beiden Wellen:
Variable Geschwindigkeiten: Beide Wellen können unabhängig voneinander hinsichtlich Drehzahl, Drehrichtung und Reversierintervallen gesteuert werden (im Gegensatz zu fest gekoppelten Systemen).
Selbstreinigungsfunktion: Durch die unabhängige Bewegung wird verhindert, dass sich langfaserige Materialien, Textilien, Seile oder Drähte um die Wellen wickeln.
Blockadefreiheit: Verstopfungen werden nahezu eliminiert, da das System festgesetztes Material autonom freifährt, wodurch die Durchsatzleistung auf hohem Niveau bleibt.
Um die Lebensdauer der Messer in Shreddern und Mühlen zu verlängern, sollten folgende Punkte beachtet werden:
Materialspezifische Legierungen: Einsatz von verschleißfesten Stählen (z. B. D2 oder SKD11), abgestimmt auf den Härtegrad des Aufgabematerials.
Vorgeschaltete Magnetabscheidung: Zuverlässige Entfernung von Störstoffen vor dem Zerkleinerungsprozess.
Optimierte Rotordrehzahl: Vermeidung überhöher Drehzahlen (RPM), um Reibungswärme und vorzeitigen Verschleiß zu reduzieren.
Einfahrphase (Rodung): Neue Messer sollten in den ersten 10 Minuten mit reduzierter Zuführrate eingefahren werden.
Regelmäßige Wartung & Nachschliff: Nach dem Betrieb sollten Schlamm- und Kunststoffreste entfernt werden. Stumpfe Messer sind rechtzeitig auf CNC-Präzisionsschleifmaschinen im korrekten Winkel nachzuschleifen.
Beitrag von Rohstoffsilos zur Anlageneffizienz Vertikale Lager- und Mischer-Silos am Ende der Linie optimieren die Betriebslogistik:
Platzersparnis: Die vertikale Bauweise aus Aluminium oder Edelstahl nutzt die Raumhöhe und spart Stellfläche gegenüber Big-Bags oder Säcken.
Schutz vor Kontamination: Das geschlossene System schützt gewaschene Flakes oder Regranulate vor Staub, Feuchtigkeit und Umwelteinflüssen.
Automatisierter Materialfluss: Füllstandssensoren und mechanische Austragsförderer sichern einen kontinuierlichen und automatisierten Materialtransfer zur Verpackung oder Weiterverarbeitung.
Vertikal-Zentrifugen:
Die Siebeinheit ist vertikal angeordnet, der Materialtransport wird meist durch einen Luftstrom (Unterdruck) unterstützt.
Ideal für feinteiliges Material, Kunststoffgranulate oder Mahlgut mit geringem Partikeldurchmesser, bei denen hohe Siebpräzision gefordert ist.
Horizontal-Zentrifugen:
Die Siebwelle ist waagerecht gelagert und erzeugt deutlich höhere mechanische Reibungs- (Friktion) und Prallkräfte.
Besser geeignet für sperrige Abfälle wie Agrarfolien, Folien-Mahlgut oder Gewebesäcke, da die mechanischen Schläge festanhaftenden Schmutz/Schlamm aufbrechen und das Wasser effektiv durch Fliehkraft abgeschieden wird.
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