Detaillierter Vergleich von Entwässerungstechnologien für PE-Folienwaschanlagen

Beim Recycling von PE-Folien (Polyethylen) ist die Entwässerung ein zentraler Prozess. Sie stellt sicher, dass die gewaschene Folie ausreichend trocken für die Pelletierung ist – ein entscheidender Schritt bei der Umwandlung von Abfall in wiederverwendbares Kunststoffgranulat. Diese Übersicht bietet eine detaillierte Analyse dreier Entwässerungstechnologien – Zentrifugal-Entwässerung, Quetsch- und Verdichtungssystem sowie thermische Trocknung (Rohr-Heißluftsystem) –, die in PE-Folienwaschanlagen eingesetzt werden. Dieser Bericht richtet sich an Fachleute und Investoren und bietet umfassende Einblicke in deren Mechanismen, Leistungskennzahlen und praktische Auswirkungen. So erhalten Sie alle Informationen, die Sie für fundierte Entscheidungen für Ihre Recyclingprozesse benötigen.

Einführung in das Recycling und die Entwässerung von PE-Folien

PE-Folien, die häufig in Verpackungen, der Landwirtschaft und industriellen Anwendungen eingesetzt werden, stellen erhebliche Umweltprobleme dar, wenn sie nicht ordnungsgemäß recycelt werden. Das Recycling umfasst mehrere Schritte, darunter das Waschen zur Entfernung von Verunreinigungen und das Entwässern zur Entfernung von Feuchtigkeit. Übermäßige Feuchtigkeit kann die Pelletierung beeinträchtigen, was zu einer minderwertigen Produktqualität und einem erhöhten Energieverbrauch in den nachgelagerten Prozessen führt. Entwässerungstechnologien sind daher für Effizienz und Nachhaltigkeit unerlässlich. Dieser Bericht vergleicht drei Schlüsselmethoden, um ihre Eignung für unterschiedliche Betriebskontexte hervorzuheben.

Detaillierte Analyse jeder Technologie

1. Zentrifugale Entwässerung

Mechanismus und Funktionsweise:
Die zentrifugale Entwässerung ist typischerweise der erste Trocknungsschritt in PE-Folienwaschanlagen und befindet sich nach dem Schwimm-/Sinkstoff-Trennbehälter. Dabei kommt eine mit Paddeln bestückte Hochgeschwindigkeitswelle zum Einsatz, die in einem Siebtunnel eingeschlossen ist. Während die nasse PE-Folie in den vertikalen Zuführer eingezogen wird, rotiert die Welle mit fast 1.000 Umdrehungen pro Minute und schleudert die Folie nach außen gegen das Sieb. Das Wasser fließt durch das Sieb zum Recycling, während die nun teilweise getrocknete Folie zur nächsten Trocknungsanlage gelangt. Dieser Prozess reduziert den Feuchtigkeitsgehalt auf ca. 20–30 TP3T.

Technische Spezifikationen:
Aus Entwässerungsmaschine – PE-Folienwaschanlage, die Spezifikationen umfassen:

Modell	Motorleistung	Kapazität
RTMCD400	37KW	400–800 kg/h
RTMCD550	45KW	600–1000 kg/h
RTMCD750	55KW	1200–2000 kg/h

Bei einer Linie mit 1000 kg/h beträgt der Energieverbrauch bei angenommener HXJ550-Kapazität bei maximaler Kapazität ungefähr 0,045 kW pro kg/h (45 kW / 1000 kg/h, angepasst an die typische Nutzung).

Vorteile:

• Energieeffizienz: Geringer Stromverbrauch, daher kostengünstig für die Ersttrocknung.
• Einfaches Design: Einfach zu bedienen und zu warten, mit robusten mechanischen Komponenten.
• Hoher Durchsatz: Wirksam zum Entfernen großer Wassermengen, geeignet für Leitungen mit hoher Kapazität.

Nachteile:

• Begrenzte Feuchtigkeitsreduzierung: Erreicht nur eine Feuchtigkeit von 20–30%, sodass für die Pelletierung weiteres Trocknen erforderlich ist.
• Nicht eigenständig: Muss mit thermischer Trocknung oder einer anderen Methode kombiniert werden, was die Gesamtkomplexität des Prozesses erhöht.

Praktische Auswirkungen:
Die zentrifugale Entwässerung eignet sich ideal als erster Trocknungsschritt, insbesondere für Anlagen mit hohem Durchsatzbedarf und niedrigen Energiekosten. Sie allein reicht jedoch nicht aus und erfordert die Integration nachfolgender Trocknungsstufen.

2. Quetsch- und Verdichtersystem

Mechanismus und Funktionsweise:
Das Squeezer & Densifier System ist eine mechanische Entwässerungslösung, die mithilfe einer Schneckenpresse Wasser aus der PE-Folie presst und diese gleichzeitig zu kleinen Körnchen verdichtet. Das System verfügt über eine Schneckenwelle mit zunehmendem Durchmesser, umgeben von einem Zylinder mit Löchern für den Wasserauslass. Die rotierende Schnecke presst die Folie, verdrängt die Feuchtigkeit und verdichtet das Material. Dieser Prozess reduziert die Feuchtigkeit auf unter 3% und macht die Folie bereit für die direkte Pelletierung. Das System wird häufig nach dem Waschen eingesetzt und eignet sich für Folien wie PP/PE-Beutel und Vliesstoffe.

Technische Spezifikationen:
Aus Schneckenpresse für Kunststofffolien, Quetsch- und Verdichtungssystem – Maschinen zum Kunststoffrecycling, die Details umfassen:

Modell	Hauptmotorleistung	Hydraulikstationsmotor	Kapazität
RTMSD-500	90 kW	1,5-2,2 kW	500 kg/h
RTMSD-1000	160 kW	1,5-2,2 kW	1000 kg/h

Bei einer Linie mit 1000 kg/h beträgt der Energieverbrauch etwa 0,16 kW pro kg/h (160 kW / 1000 kg/h, einschließlich Hydraulikleistung).

Vorteile:

• Komplettlösung: Reduziert die Feuchtigkeit auf unter 3%, sodass kein zusätzliches Trocknen mehr erforderlich ist.
• Verbesserte Pelletierungseffizienz: Verdichtete Ausgabe kann die Kapazität der Pelletierlinie um bis zu 30% erhöhen, wie in Kunststofffolien-Quetsch- und Verdichtungssystem – Kunststoff-Recyclingmaschinen.
• Platz- und Geräteeinsparungen: Macht einen separaten Verdichter überflüssig und reduziert dadurch potenziell die Gesamtkosten der Ausrüstung und den Platzbedarf.
• Geringe Umweltbelastung: Mechanisches Verfahren mit potenziell geringeren CO2-Emissionen im Vergleich zu thermischen Methoden.

Nachteile:

• Höherer Energieverbrauch: Verbraucht mit 0,16 kW pro kg/h bei 1000 kg/h mehr Strom als die alleinige Zentrifugalentwässerung.
• Höhere Anschaffungskosten: Bei fortschrittlichen mechanischen Systemen kann die Anfangsinvestition im Vergleich zur Zentrifugal- oder thermischen Trocknung höher sein.

Praktische Auswirkungen:
Das Squeezer & Densifier System eignet sich für Anlagen, die Wert auf optimierte Abläufe und einen höheren Pelletierdurchsatz legen. Es ist besonders vorteilhaft in Regionen mit hohen Energiekosten, wo der Wegfall zusätzlicher Trocknungsschritte höhere Anschaffungskosten ausgleichen kann. Ein unerwartetes Detail ist die Möglichkeit, Extruder direkt zu beschicken, was, wie in den Quellen hervorgehoben wird, zusätzliche Ausrüstung und Energie einspart.

3. Thermische Trocknung (Rohr-Heißluftsystem)

Mechanismus und Funktionsweise:
Die thermische Trocknung, oft als Heißluft-Rohrtrocknung bezeichnet, ist der letzte Trocknungsschritt in vielen PE-Folienwaschanlagen, typischerweise nach der zentrifugalen Entwässerung. Dabei wird heiße Luft zum Verdampfen der Feuchtigkeit verwendet, wobei die Folie durch mit heißer Luft vermischte Edelstahlrohre transportiert wird. Die Hitze entzieht der verbleibenden Feuchtigkeit Wasser und reduziert sie auf unter 3%. Der Prozess endet mit einem Zyklonabscheider, in dem kalte Luft zugeführt wird, um die Folie für die Lagerung abzukühlen. Diese Methode ist entscheidend, um einen pelletierfähigen Feuchtigkeitsgehalt zu erreichen.

Technische Spezifikationen:
Aus Thermisches Trocknungssystem – PE-Folienwaschanlage, die Spezifikationen umfassen:

Modell	Gebläseleistung	Heizleistung	Rohrdurchmesser	Rohrmaterial
RTMTD800	5,5 KW	36 KW	⌀159 mm	Edelstahl Typ 304

Für die Kapazität von PP/PE-Folienwaschanlage – PE-FolienwaschanlageDie Anlagenkapazität reicht von 500 kg/h bis 3000 kg/h, die Anlagenleistung von 250 kW bis 850 kW. Angenommen, RSJ800 ist für eine 1000-kg/h-Anlage ausgelegt, beträgt die Gesamtleistung 41,5 kW (36 kW Heizung + 5,5 kW Gebläse) oder 0,0415 kW pro kg/h. In Kombination mit der Zentrifugal-Entwässerung (z. B. 45 kW für HXJ550 bei 1000 kg/h) beträgt die Gesamttrocknungsenergie ca. 86,5 kW oder 0,0865 kW pro kg/h.

Vorteile:

• Effektive Endtrocknung: Reduziert die Feuchtigkeit auf unter 3% und stellt so die Pelletierbereitschaft sicher.
• Skalierbar: Kann in bestehende Linien integriert und mit zusätzlichen Trocknern für eine höhere Kapazität skaliert werden.
• Niedrige Energie für die Endphase: Bei alleiniger Verwendung ist der Energieverbrauch mit 0,0415 kW pro kg/h für 1000 kg/h moderat.

Nachteile:

• Höherer Gesamtenergieverbrauch: In Kombination mit der Zentrifugalentwässerung ist der Gesamtenergieverbrauch höher (0,0865 kW pro kg/h bei 1000 kg/h).
• Betriebskosten: Heizungsanlagen können insbesondere in Regionen mit teurem Strom zu höheren Energiekosten führen.
• Umweltbelastung: Höherer CO2-Ausstoß durch energieintensives Heizen im Vergleich zu mechanischen Verfahren.
• Wartungsbedarf: Heizkomponenten müssen möglicherweise häufiger gewartet werden als mechanische Systeme.

Praktische Auswirkungen:
Die thermische Trocknung eignet sich ideal für Anlagen mit vorhandenen Zentrifugal-Entwässerungssystemen oder wenn der Endfeuchtegrad entscheidend ist. Die höheren Betriebskosten und die Umweltbelastung können jedoch insbesondere bei nachhaltig ausgerichteten Betrieben problematisch sein.

Vergleichende Analyse

Um die Entscheidungsfindung zu erleichtern, vergleichen wir die Technologien anhand wichtiger Kennzahlen:

Metrisch	Zentrifugale Entwässerung	Quetscher & Verdichter	Thermische Trocknung
Feuchtigkeitsreduzierung	20-30% (initial)	Unter 3% (komplett)	Unter 3% (endgültig, nach der Zentrifuge)
Energieaufnahme	~0,045 kW/kg/h (für 1000 kg/h)	~0,16 kW/kg/h (für 1000 kg/h)	~0,0415 kW/kg/h (allein, für 1000 kg/h); Gesamt ~0,0865 kW/kg/h mit Zentrifugal
Prozessintegration	Erster Schritt, muss weiter getrocknet werden	Standalone, kein zusätzliches Trocknen	Zweiter Schritt, typischerweise nach der Zentrifugal
Erstinvestition	Niedrig	Hoch	Mäßig
Betriebskosten	Niedrig (anfänglich), höher mit thermischer	Mäßig bis hoch	Hoch durch Erwärmung
Umweltbelastung	Niedrig	Mäßig	Höher durch Erwärmung
Durchsatzeffizienz	Hoch für die anfängliche Trocknung	Erhöht die Pelletierkapazität um 30%	Wirksam, verbessert aber möglicherweise nicht die nachfolgende Entwicklung

Einblicke in den Energieverbrauch:
Die zentrifugale Entwässerung ist die energieeffizienteste Methode für die anfängliche Trocknung. In Kombination mit der thermischen Trocknung zur vollständigen Entwässerung ist der Gesamtenergieverbrauch (0,0865 kW/kg/h für 1000 kg/h) jedoch niedriger als die 0,16 kW/kg/h des Squeezer & Densifier. Dies deutet darauf hin, dass für energiebewusste Betriebe die Kombination vorzuziehen sein könnte, obwohl der Squeezer eine Prozessvereinfachung bietet.

Kostenüberlegungen:
Das Squeezer & Densifier System verursacht zwar höhere Anschaffungskosten, kann aber durch den Wegfall zusätzlicher Trocknungsanlagen und die Steigerung der Pelletiereffizienz die Gesamtbetriebskosten senken. Die thermische Trocknung ist zwar in der Anschaffung moderat, kann aber langfristig zu höheren Energiekosten führen, insbesondere in Regionen mit hohen Strompreisen.

Umweltbelastung:
Mechanische Systeme wie Zentrifugal- und Press- und Verdichtungssysteme haben im Vergleich zur thermischen Trocknung, die auf Wärme basiert und den CO2-Ausstoß erhöhen kann, eine geringere Umweltbelastung. Dies ist insbesondere für Anlagen relevant, die Nachhaltigkeitsziele erreichen möchten.

Unerwartetes Detail:
Ein interessantes Ergebnis ist, dass das Squeezer & Densifier System die Notwendigkeit eines separaten Verdichters überflüssig machen kann, wodurch möglicherweise Gerätekosten und Energie gespart werden, wie in Kunststofffolien-Quetsch- und Verdichtungssystem – Kunststoff-Recyclingmaschinen. Dies könnte für Anlagen, die Platz optimieren und Komplexität reduzieren möchten, bahnbrechend sein.

Schlussfolgerung und Empfehlungen

Die Wahl der Entwässerungstechnologie hängt von Ihrem spezifischen Betriebskontext ab. Hier ist eine Zusammenfassung zur Orientierung:

• Zentrifugale Entwässerung: Ideal für Anlagen, die Wert auf eine kostengünstige, energieeffiziente Ersttrocknung legen. Für eine vollständige Entwässerung ist jedoch eine Kombination mit thermischer Trocknung erforderlich. Geeignet für Hochdurchsatzanlagen mit vorhandenen thermischen Anlagen.
• Quetsch- und Verdichtungssystem: Ideal für optimierte Betriebsabläufe, da es eine vollständige Entwässerung und eine verbesserte Pelletiereffizienz bietet. Empfohlen für Anlagen mit höherem Budget und Fokus auf Prozessvereinfachung, insbesondere wenn Energiekosten keine zentrale Rolle spielen.
• Thermische Trocknung (Rohrheißluft): Effektiv für die Endtrocknung, jedoch mit höheren Betriebskosten und Umweltbelastungen. Geeignet für Anlagen mit vorhandenen Zentrifugalsystemen oder bei überschaubaren Energiekosten.

Berücksichtigen Sie bei Ihrer Entscheidung Faktoren wie Energiekosten, verfügbaren Platz, gewünschten Durchsatz und Umweltvorschriften. In Regionen mit hohen Strompreisen kann beispielsweise der höhere Energieverbrauch des Squeezer & Densifier (0,16 kW/kg/h) durch seine Prozesseffizienz ausgeglichen werden. In nachhaltigkeitsorientierten Betrieben sind mechanische Systeme der thermischen Trocknung vorzuziehen.

Dieser detaillierte Vergleich stellt sicher, dass Sie ein umfassendes Verständnis der einzelnen Technologien erlangen und ermöglicht Ihnen, Ihre PE-Folienrecyclingvorgänge hinsichtlich Leistung und Nachhaltigkeit zu optimieren.