Aufbereitung und Recycling von Kunststoffabfällen
Verfahrenstechnologien für das Polymerrecycling konzentrieren sich zunehmend darauf, Kunststoffabfälle wieder als nutzbare Rohstoffe aufzubereiten. Abhängig von der Zusammensetzung des Materialstroms kommen mechanisches Recycling, lösungsmittelbasierte Verfahren oder pyrolysebasierte Rückgewinnung zum Einsatz. In diesen Prozessen beeinflussen Misch-, Trocknungs-, Agglomerations-, Zerkleinerungs- und Schüttguthandhabungstechnologien die Produktqualität, Prozessstabilität und Betriebseffizienz.
Innerhalb der Hosokawa Micron Group unterstützt Prozesskompetenz in der Pulververarbeitung Recyclinganwendungen mit Pulvern, Granulaten, Flakes und zurückgewonnenen Feststoffen. Misch-, Trocknungs-, Zerkleinerungs- und Agglomerationstechnologien werden in der Polymerrückgewinnung, Additivherstellung, Lösungsmittelentfernung sowie bei der Verarbeitung von Recovered Carbon Black eingesetzt und helfen Herstellern, Materialkreisläufe zu schliessen und Abfallströme zu reduzieren.
Post Consumer Recycling (PCR)
Die weltweite Kunststoffproduktion nimmt weiterhin zu, wodurch Recycling und Kreislaufwirtschaft zunehmend an Bedeutung gewinnen. Ziel von Polymerrecyclingprozessen ist die Rückgewinnung wertvoller Materialien aus postindustriellen und post-consumer Kunststoffabfällen bei gleichzeitiger Reduzierung von Entsorgungsmengen und Rohstoffverbrauch.
Das mechanische Recycling ist weiterhin der am häufigsten eingesetzte Recyclingweg und umfasst typischerweise Sortierung, Waschen, Zerkleinern, Trocknen, Aufschmelzen und Regranulieren von Kunststoffabfällen unter Erhalt der ursprünglichen Polymerstruktur. Zusätzliche Recyclingverfahren wie Dissolution-Prozesse oder Pyrolyse werden zunehmend für gemischte, kontaminierte oder komplexere Materialströme eingesetzt.
Post-Consumer-Recycling- (PCR) und Post-Industrial-Recycling- (PIR) Ströme stellen je nach Verschmutzungsgrad, Polymerzusammensetzung und Materialkonsistenz unterschiedliche Anforderungen an die Verfahrenstechnik. Verpackungsabfälle aus Haushalten enthalten häufig Etiketten, Druckfarben, Öle, Lebensmittelreste, Metalle oder mineralische Verunreinigungen, die nachgeschaltete Wasch- und Separationsprozesse erschweren.
Polymerrecycling und Kunststoffrückgewinnung
Recyclingtechnologien von Hosokawa Alpine unterstützen die Aufbereitung von Post-Consumer-Kunststoffabfällen vor Wasch-, Separations- und Materialrückgewinnungsprozessen. Zerkleinerungssysteme wie der Hosokawa Alpine Rotoplex-Granulator werden für die Nass- oder Trockenzerkleinerung gemischter Kunststoffabfälle eingesetzt und erzeugen gleichmässige Flakes mit geringem Feinanteil und kontrollierter Partikelgeometrie. Präzises Schneidverhalten und reduzierte Staubbildung können die Wascheffizienz, die nachgeschaltete Trocknung sowie die Qualität der zurückgewonnenen Rezyklate verbessern.
Effiziente Vorbehandlung und kurze Prozessketten können den Energieverbrauch, den Wartungsaufwand und die betriebliche Komplexität in Kunststoffrecyclinganlagen reduzieren.
Unterschiedliche Recyclingverfahren erzeugen Flakes, Granulate und zurückgewonnene Feststoffe mit variierendem Fliessverhalten und unterschiedlichen Feuchtigkeitseigenschaften. Verfahrenstechnologien für die Pulververarbeitung spielen daher eine wichtige Rolle bei der Stabilisierung nachgeschalteter Handhabungs-, Trocknungs- und Materialrückgewinnungsprozesse.
Mischtechnologien für das Polymerrecycling
Recyclingprozesse für Polymere erfordern häufig das präzise Mischen von Pulvern, Additiven und Recyclingmaterialien mit unterschiedlichen Schüttdichten, Partikelgrössen und thermischen Eigenschaften. Eine homogene Mischung ohne übermässige Wärmeentwicklung ist insbesondere bei temperaturempfindlichen Additiven und Polymercompounds wichtig.
Der Nauta® Konusschneckenmischer von Hosokawa Micron wird häufig für das schonende Chargenmischen von Polymerpulvern und Additiven eingesetzt. Sein konvektives Mischprinzip kombiniert eine effiziente Homogenisierung mit vergleichsweise geringem Wärmeeintrag und eignet sich dadurch für empfindliche Polymerformulierungen und Additiv-Masterbatches.
In Polymer-Compounding- und Recyclinganwendungen können Mischtechnologien zudem mit Dosier-, Extrusions- und Fördersystemen kombiniert werden, um stabile Beschickungsbedingungen und reproduzierbare Produktqualität sicherzustellen. Pulverfliessverhalten und Schwankungen der Schüttdichte können die Stabilität nachgeschalteter Extrusions- und Pelletierprozesse deutlich beeinflussen.
Vakuumtrocknung in Dissolution-Prozessen
Kunststoffreiche Abfallströme mit hohem Polymeranteil können über lösungsmittelbasierte Recyclingverfahren verarbeitet werden. Dabei lösen Lösungsmittel die Polymerfraktion auf, sodass Verunreinigungen mechanisch getrennt werden können, bevor das Polymer durch Lösungsmittelverdampfung und Trocknung zurückgewonnen wird.
Vakuumtrocknungstechnologien werden eingesetzt, wenn kontrollierte Niedertemperaturtrocknung und Lösungsmittelrückgewinnung erforderlich sind. Der Hosokawa Micron Konusschneckentrockner und der Konuspaddeltrockner ermöglichen eine effiziente Lösungsmittelentfernung unter reduziertem Druck und begrenzen gleichzeitig die thermische Belastung temperaturempfindlicher Polymere.
Die Trocknungsleistung hängt stark von den Eigenschaften des Lösungsmittels, dem Restfeuchtegehalt, der Produktviskosität und dem Wärmeübertragungsverhalten während des Übergangs zu trockenen Feststoffen ab. Kontrollierte Trocknungsbedingungen tragen dazu bei, die Produktqualität zu erhalten und stabile nachgeschaltete Extrusions- und Pelletierprozesse zu unterstützen.
Bei Materialien mit schwankendem Feuchtegehalt oder klebrigen Zwischenphasen sind kontrollierte Trocknungsbedingungen besonders wichtig, um Produktanhaftungen, instabiles Austragsverhalten und Störungen im nachgeschalteten Materialhandling zu vermeiden.
Pyrolyse und Verarbeitung von Recovered Carbon Black
Pyrolyseverfahren wandeln gemischte oder kontaminierte Kunststoffabfälle durch thermische Behandlung unter Sauerstoffausschluss in Öle, Gase und feste Rückstände um. Ähnliche Rückgewinnungstechnologien werden auch im Reifenrecycling zur Herstellung von Recovered Carbon Black (rCB) eingesetzt.
Nach der Pyrolyse müssen die zurückgewonnenen Feststoffe häufig weiterverarbeitet werden, bevor sie wiederverwendet werden können. Rückstände können mineralische Bestandteile wie Calciumcarbonat oder Titandioxid enthalten, wodurch zusätzliche Herausforderungen hinsichtlich Partikelgrössenverteilung, Pulverfliessverhalten und Produktkonsistenz entstehen.
Die Hosokawa Micron Group liefert Verfahrenstechnologien für Mahlen, Trocknen, Agglomeration und Pulverhandling in Anwendungen zur Verarbeitung von Recovered Carbon Black und Polymerrückgewinnung. Agglomerations- und Pelletiertechnologien können die Schüttdichte verbessern, Staubbildung reduzieren und stabile Materialhandhabungseigenschaften für zurückgewonnene Pulvermaterialien unterstützen.
Prozessentwicklung für Recyclinganwendungen
Recyclingprozesse für Polymere weisen häufig starke Schwankungen hinsichtlich Zusammensetzung, Verschmutzungsgrad, Partikelgrösse und Restfeuchte auf. Pilotversuche spielen daher eine wichtige Rolle bei der Validierung von Trocknungsverhalten, Mischleistung und nachgeschalteten Pulverhandling-Eigenschaften vor der industriellen Umsetzung.
Das Hosokawa Micron Testzentrum in den Niederlanden unterstützt die Prozessentwicklung für Polymerrecycling-, Recovered-Carbon-Black- und Pulverhandling-Anwendungen. In Testprogrammen können Parameter wie Partikelgrössenverteilung, Restlösungsmittelgehalt, Pulverfliessverhalten, Schüttdichte und Trocknungsleistung unter realistischen Prozessbedingungen bewertet werden.
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Nachhaltige Verfahrenstechnik
Hosokawa Micron entwickelt Systeme für die Pulver- und Schüttgutverarbeitung mit Fokus auf Energieeffizienz, Prozessoptimierung und langfristige Anlagenperformance. Als ISO 14001-zertifiziertes Unternehmen mit einer EcoVadis-Silbermedaille unterstützen wir eine nachhaltigere und energieeffizientere Pulververarbeitung.
