Kompletter Leitfaden zu Waschanlagen für Kunststofffolien: Umfassende Lösungen vom Zerkleinern bis zum Trocknen

Waschanlagen für Kunststofffolien sind ein entscheidender Bestandteil des Kunststoffrecyclingprozesses. Sie bestehen aus einer Reihe von Geräten, die schmutzige Folien (wie LDPE-Folien und gewebte Beutel) durch Reibung und Hochgeschwindigkeit reinigen und in saubere, für die Pelletierung geeignete Rohstoffe umwandeln. Diese gereinigten Foliengranulate können dann als Rohstoffe für die Herstellung neuer Produkte verwendet werden.

Eine typische Waschanlage für Kunststofffolien umfasst im Wesentlichen die folgende Kernausrüstung:

1. Schredder oder Zerkleinerer
2. Hochgeschwindigkeits-Reibungsscheibe
3. Schwimmender Tank
4. Entwässerungsmaschine/Trocknungssystem

Materialien werden über Schneckenförderer oder pneumatische Förderung zwischen den Geräten transportiert. Obwohl es verschiedene Arten von Waschanlagen gibt, sind die Grundprinzipien ähnlich. Um die Produktqualität zu verbessern, können Zusatzgeräte wie Trommelsiebe, Windsichter und Prallabscheider hinzugefügt werden, um Verunreinigungen zu entfernen.

Vorbehandlung: Zerkleinern und Brechen

Der erste Schritt auf der Wäscheleine besteht darin, die Folie in kleine Stücke zu zerreißen. Dabei werden mehrere Probleme gelöst:

• Verhindern, dass sich ganze Plastiktüten um die Ausrüstung wickeln und dadurch Leistung und Sicherheit beeinträchtigen
• Dispergieren von geklebten Folien (wie Frischhaltefolie und LLDPE-Folie)
• Erleichterung des Materialflusses zwischen Geräten

Für diesen Zerkleinerungsprozess werden typischerweise Nassmühlen oder Industriezerkleinerer eingesetzt.

Aktenvernichter

Aktenvernichter sind Hochleistungsgeräte mit niedriger Geschwindigkeit und hohem Drehmoment. Die Schneidklingen sind auf langsam rotierenden Wellen montiert und können große Materialien in unregelmäßige 1-5 Zoll große Stücke zerreißen. Der langsame Betrieb sorgt für minimale oder gar keine Staubentwicklung.

Zerkleinerer können nach der Anzahl der Wellen klassifiziert werden: Einwellen-, Doppelwellen- und Vierwellentypen. Außer in der Kunststoffindustrie werden Zerkleinerer häufig in folgenden Bereichen eingesetzt:

• Gummirecycling
• Metallrecycling
• Verarbeitung von Elektroschrott
• Holzverarbeitung
• Vernichtung sensibler Gegenstände (z. B. abgelaufene Lebensmittel, Medikamente)
• Kläranlagen und andere staatliche Anwendungen
• Vorbehandlung fester Abfälle (z. B. Lebensmittel, Paletten, Kunststofffässer, Möbel)

In vollautomatischen Kunststoffwaschstraßen sind Schredder besonders nützlich. Sie können ganze Folienballen verarbeiten, was für Recyclingzentren wichtig ist, die Platz sparen und Logistikkosten senken möchten. Die Größe der Folienballen variiert je nach Ballenpresse und Bediener, normalerweise sind sie 3 bis 5 Fuß lang und wiegen 500 bis 1.500 Pfund.

Brecher

Im Gegensatz zu Schreddern arbeiten Brecher mit höheren Geschwindigkeiten, normalerweise 200–800 U/min. Auf der Welle sind robuste, abgewinkelte Klingen montiert. Wenn die rotierenden Messer die festen Klingen in der Brechkammer berühren, wird das Material in kleinere Fragmente geschnitten. Ein Sieb mit anpassbaren Öffnungen am Boden oder um die Welle herum sorgt dafür, dass nur Material durchkommt, das die gewünschte Größe erreicht hat.

Brecher können zwar eine geringere Leistung erbringen, ihr Hochgeschwindigkeitsbetrieb erzeugt jedoch mehr Lärm und Staub. Hersteller hochwertiger Brecher bieten in der Regel schalldichte Gehäuse und Staubreduzierungsmaßnahmen an, wie z. B. zusätzliche Siebe, Geschwindigkeitsreduzierung, pneumatische Förderung und Nasszerkleinerung.

Zum Waschen von Kunststofffolien werden normalerweise Nassmühlen empfohlen. Sie sprühen während des Prozesses kontinuierlich Wasser in die Zerkleinerungskammer und führen so nicht nur die Zerkleinerung durch, sondern waschen auch schmutzige Folien vor. Das Wasser wirkt auch als Schmiermittel, reduziert Hitze und Verschleiß und verlängert so die Lebensdauer der Klinge.

Vergleich von Schreddern und Brechern

Bei der Auswahl der geeigneten Zerkleinerungsanlage müssen Vor- und Nachteile abgewogen werden. Einige Waschstraßen verwenden sogar beide Arten von Anlagen: einen Shredder zum Vorzerkleinern großer Folienstücke auf Handflächengröße, gefolgt von einem Nassbrecher zum weiteren Zerkleinern und Vorwaschen.

Vorteile und Nachteile von Aktenvernichtern:

Vorteile:

• Kann ganze Folienballen verarbeiten und reduziert so die manuelle Arbeit
• Langsamer Betrieb, weniger Lärm, weniger Staub
• Geeignet für die Verarbeitung minderwertiger Filme mit hohem Schadstoffgehalt
• Einige Modelle verfügen über eine Nasshäckslerfunktion

Nachteile:

• Die Ausgabefragmente sind ungleichmäßig in Größe und Form, relativ groß
• Schwierige Wartung, zeitaufwändiger Klingenwechsel

Vorteile und Nachteile von Brechern:

Vorteile:

• Erzeugt kleinere, gleichmäßigere Fragmente
• Einfache Wartung, bequemer Klingenwechsel

Nachteile:

• Erfordert manuelle Trennung der Folienballen vor der Fütterung
• Hoher Arbeitstempo, laut, staubig
• Leicht zu beschädigen durch harte Gegenstände, nicht für stark verschmutzte Materialien geeignet

Hochgeschwindigkeits-Reibungsscheibe

Obwohl sie nicht unbedingt erforderlich sind, sind Hochgeschwindigkeitsreibungswaschanlagen in Waschstraßen sehr nützlich. Ihr Kern ist eine lange Welle mit schnell rotierenden Klingen. Um die Welle herum befindet sich ein Siebkanal zur Entwässerung. Das gesamte Gerät ist in einem rechteckigen Gehäuse untergebracht, dessen Wasserrohre auf das Sieb sprühen. Das Gerät ist geneigt, wobei das Material vom unteren Ende zugeführt wird und das gereinigte Material vom oberen Ende austritt.

Hochgeschwindigkeitsreibungswaschanlagen werden normalerweise hinter dem Nassbrecher platziert. Die Mischung aus Schmutzwasser und Verunreinigungen gelangt in die Waschanlage, die sich mit über 1000 U/min dreht. Die rotierenden Klingen treffen mit hoher Geschwindigkeit auf die Filmfragmente und erzeugen starke Reibung. Die Zentrifugalkraft wirft die Verunreinigungen durch das Sieb heraus. Kontinuierliches Besprühen mit Wasser verhindert ein Verstopfen des Siebs und füllt den Wasservorrat in der Waschanlage wieder auf.

Bei Materialien, die geringe Mengen an Papierverunreinigungen enthalten, sind Hochgeschwindigkeits-Reibungswaschmaschinen besonders effektiv, da die intensive Reibung das Papier in Brei zerlegen und durch das Sieb ausstoßen kann.

Der geneigte Winkel der Klingen bewegt das Material nach oben und gelangt schließlich von oben in einen Schwimmtank oder einen moderneren Flüssigkeits-Feststoff-Abscheider. Einige Verarbeitungsanlagen verwenden möglicherweise lange Wassertanks oder Schwimmtanks anstelle von Hochgeschwindigkeitsreibungsscheiben, um die Einweichzeit zu verlängern und die Verunreinigungen besser abzutrennen.

Schwimmender Tank

Floating-Tanks (auch Sink-Float-Tanks genannt) haben zwei Hauptfunktionen:

1. Reinigung: Einweichen von Folien zur leichteren Schadstoffabtrennung
2. Trennung: Dichteunterschiede nutzen, um leichte Filme schweben zu lassen und schwere Verunreinigungen abzusenken

Ein typischer schwimmender Tank ist ein großer rechteckiger Wassertank, etwa 2–3 Meter breit, 4–6 Meter lang und 2–3 Meter hoch. Wenn Plastikfolie in den Tank gelangt, wird sie durch langsam rotierende Schaufeln oder Wasserströmung vorwärts bewegt. Aufgrund von Dichteunterschieden schwimmt Plastikfolie (Dichte <1 g/cm³) auf der Oberfläche und bewegt sich vorwärts, während Verunreinigungen, die dichter als Wasser sind (wie Steine, Sand), auf den Boden sinken.

Der Boden des Trennbehälters ist konisch und der gesammelte Abfall wird über ein Förderband entfernt, das durch pneumatische Ventile gesteuert wird. Dieser Abfall, der hauptsächlich Wasser enthält, kann verbrannt oder auf spezielle Deponien gebracht werden.

Zyklonabscheider

Zyklonabscheider, häufig verwendet in Recycling von PET-Flaschen, eignen sich auch zum Waschen von Kunststofffolien. Sie funktionieren ähnlich wie schwimmende Tanks, weisen jedoch eine bessere Trennleistung auf und erzeugen eine Zentrifugalkraft, die etwa 20 Mal höher ist als die Erdanziehungskraft. Beim Zyklontrennverfahren ist der Luftdruck viel höher als in Tankmischvorrichtungen. Die vom Zyklon erzeugte Zentrifugalkraft bewirkt, dass leichte Folien nach außen und oben rotieren, während schwere Materialien absinken.

Trocknungssystem

Das Trocknen ist der letzte Schritt in der Folienwaschanlage und ein entscheidender Prozess vor der Extrusionspelletierung. Gründliches Trocknen verhindert Lufteinschlüsse während der Extrusion; der Feuchtigkeitsgehalt der Folie sollte unter 15% gehalten werden. Zwei gängige Trocknungsmethoden sind:

1. Entwässerungsmaschine (Zentrifuge) + Heißlufttrocknung:
   Die Entwässerungsmaschine verwendet Zentrifugalkraft, um den Großteil der Feuchtigkeit zu entfernen, wodurch der Feuchtigkeitsgehalt des Films auf 20–30 TP3T sinkt. Heißluft trocknet ihn weiter auf etwa 15 TP3T.
2. Schneckenpresse:
   Wirtschaftliche Methode, bei der durch Zusammendrücken und Verdrehen der Folie Wasser entfernt wird.

Entwässerungsmaschine/Heißlufttrockner

Entwässerungsmaschinen sind in ihrer Struktur ähnlich aufgebaut wie Hochgeschwindigkeitsreibungswaschmaschinen. Sie verfügen über eine zentrale, mit hoher Geschwindigkeit rotierende (ca. 1000 U/min) Messerwelle, die von einem Sieb umgeben ist. Wenn ein nasser Film eindringt, schleudert die Zentrifugalkraft das Wasser durch das Sieb heraus.

Bei der Heißlufttrocknung wird entwässerter Film mit heißer Luft vermischt, in einem Förderkanal rotiert und schließlich durch einen Zyklonabscheider geleitet, um die verbleibende Feuchtigkeit weiter zu verdampfen. Je nach Anforderungen werden normalerweise 1-3 Stufen der Heißlufttrocknung eingesetzt.

Schneckenpresse

Schneckenpressen werden häufig in der Lebensmittelproduktion, Papierherstellung, Abwasserbehandlung und anderen Industriezweigen eingesetzt. Sie entwässern effektiv, ohne dass teure Heißlufttrocknungsanlagen erforderlich sind.

Der Kern einer Schneckenpresse ist eine Spiralwelle mit allmählich zunehmendem Durchmesser, die von einem perforierten Abflusskanal umgeben ist. Wenn ein nasser Film eindringt, wird er komprimiert, da der Durchmesser der Spiralwelle zunimmt, wodurch Wasser durch kleine Löcher herausgedrückt wird. Der schmale Spalt am Ende des Geräts kann den Feuchtigkeitsgehalt auf etwa 15% reduzieren.

Anpassen eines Filmwaschanlage

Die konkrete Ausgestaltung einer Waschanlage richtet sich nach der zu verarbeitenden Folienart und dem Verschmutzungsgrad. So sind beispielsweise bei stark verschmutztem Material oder hohen Produktionsmengen Shredder besser geeignet als Zerkleinerer.

Eine typische Waschanlage für LDPE-Folie (98/2 oder Klasse A-Folie) kann Folgendes umfassen: Nassbrecher, Hochgeschwindigkeits-Reibungswaschmaschine, Schwimmtank, Zentrifugal-Entwässerungsmaschine und Heißlufttrockner. Alternativ könnte der Wassertank verlängert werden, wodurch die Notwendigkeit einer Hochgeschwindigkeits-Reibungswaschmaschine entfällt. Einige Fabriken verwenden zwei Hochgeschwindigkeits-Reibungswaschmaschinen, eine vor und eine nach dem Waschtank. Um den Brecherverschleiß zu reduzieren, kann zur Vorbehandlung ein Schredder hinzugefügt werden.

Mehr Ausrüstung führt zu saubereren Produkten, erhöht aber auch die Investitions- und Betriebskosten. In Bereichen mit geringeren Arbeitskosten kann Handarbeit einige Geräte ersetzen, beispielsweise durch manuelle Übertragung zwischen Geräten anstelle von Förderbändern.

Abschluss

Dieser Artikel stellt typische Geräte vor, die häufig in Waschanlagen für Kunststofffolien verwendet werden. Es gibt keinen festen Standard für Recyclingmethoden. Entscheidend ist, eine sorgfältige Auswahl basierend auf Folientyp und Verschmutzungsgrad vorzunehmen. Angesichts der erheblichen Leistungsunterschiede zwischen den Geräten ist es ratsam, die Fabriken der Hersteller zu besuchen, bevor Sie eine Entscheidung treffen.