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Verfahrenstechnik 12/2021

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Verfahrenstechnik 12/2021

TOP-THEMA I

TOP-THEMA I SCHÜTTGUTTECHNIK Gemischte Probleme Doppelschneckenextruder für chemisches Kunststoff-Recycling Verpackungsabfälle aus Kunststoff liegen häufig ausschließlich als Gemische mit hohem Verschmutzungsgrad vor. Deren Recycling ist zumeist schwierig, das chemische Recycling könnte eine Lösung sein, um diese Materialströme rohstofflich rezyklieren zu können. Über diese Anwendung können Rohstoffe für die Kunststoff- und Kraftstoffproduktion zurückgewonnen werden. mierung und das Scale-up neuartiger Technologien zur Reduktion von Abfallströmen und Energieverbrauch. Effizienter Energieeintrag Nachdem der Post-Consumer-Abfall, geshreddert oder kompaktiert, mittels Dosierer zuverlässig in das Verfahrensteil des Doppelschneckenextruders eingebracht wurde, wird dort in kürzester Zeit mittels kontinuierlicher Oberflächenerneuerung sowie intensiver Dispergierung und Scherung über die Doppelwellen sehr viel mechanische Energie in die Materie eingetragen. Innerhalb von ca. 30 Sekunden entsteht eine homogene, stark entgaste, bis zu 350 °C heiße Schmelze, in die die Energie sehr effizient eingebracht wurde. Weitere Stoffe wie Katalysatoren können bei Bedarf zudosiert und eingemischt werden. Teilweise werden mit den Kunststoff- Für umfangreiche Forschungs- und Entwicklungsarbeiten beim chemischen Recycling von gemischten Kunststoffabfällen lieferte die Firma Coperion vor kurzem eine Extrusionsanlage an die Universität Gent, Belgien. Diese Laboranlage rund um einen Doppelschneckenextruder ZSK 18 Megalab wurde speziell für das chemische Recycling von Post-Consumer- Waste in einem Durchsatzbereich von 1–10 kg/h ausgelegt. Sie umfasst neben dem Extruder einen Dosierer sowie eine Vakuumanlage. Die Universität Gent gilt als Vorreiter bei der Entwicklung des chemischen Recyclings von Kunststoffabfällen. Auf sie gehen bereits mehrere zukunftsweisende Entwicklungen zurück, die den Weg der Kunststoffindustrie zu mehr Nachhaltigkeit ebnen. Dazu gehören unter anderem die Optimierung bestehender industrieller Prozesse sowie die Entwicklung, Optiabfällen Wasserrückstände oder Chloride aus PVC in geringen Mengen in den Extruder eingebracht. Beides wird über Vakuumentgasungen am Verfahrensteil des Extruders zuverlässig abgeführt. Doppelschneckenextruder besitzen zahlreiche Vorteile, die beim chemischen Recycling besonders zum Tragen kommen. Die Technologie deckt einen sehr breiten Durchsatzbereich ab. Auf größeren ZSK-Extrusionsanlagen können bei diesem Prozess Durchsätze von bis zu 20 t/h realisiert werden. Dank der sehr wirksamen Arbeitsweise der Doppelschnecken werden Polymere verschiedenster Viskositäten zuverlässig plastifiziert. Die plastische Energiedissipation erfolgt in kürzester Zeit. Alle produktberührenden Teile des Extruder-Verfahrensteils können bei Bedarf mit hohem Korrosions- und Verschleißschutz ausgeführt werden, sodass auch die Verarbeitung aggressiver Stoffe langzeitig möglich ist. Rückgewinnung der Rohstoffe Im Reaktor wird die Schmelze, die zuvor im Doppelschneckenextruder auf bis zu 350 °C erhitzt wurde, weiter aufgeheizt. Bei bis zu 500 °C erfolgt die Pyrolyse der Polymere, die auf dem Prinzip der zufälligen Spaltung basiert und Radikale erzeugt. Gleichzeitig werden unter Sauerstoffausschluss Kettenreaktionen ausgelöst, die zur Spaltung der Polymere in ein Gemisch aus flüssigen und gasförmigen Kohlenwasserstoffen führen. Die wichtigsten Faktoren zur Steuerung dieses Prozesses sind die Verweilzeit, die Temperatur und die Art des Pyrolysemittels. Alle anorganischen Bestandteile des Post-Consumer-Abfalls verbleiben im Sumpf des Reaktors und werden dort ausgeschleust. Die organischen Kohlenwasserstoffe der Polymere verflüchtigen sich. Sie werden zu Monomeren, petrochemischen Grundstoffen oder Synthesegasen umgewandelt und in einem Destillator zu marktfähigen Produkten, wie Öl, Schweröl oder Wachsen, weiterverarbeitet. Die Universität Gent forscht intensiv und erfolgreich am chemischen Recycling-Prozess. Auch wenn das mechanische Recycling von Kunststoffen als eine sehr praktikable Methode der Kunststoffwiederverwertung gilt, weist sie aufgrund der Schwierigkeiten bei der Abfalltrennung Grenzen auf. Mit chemischem Recycling sollen diese Einschränkungen überwunden werden. Fotos: Coperion, photka/stock.adobe.com www.coperion.com 12 VERFAHRENSTECHNIK 12/2021 www.verfahrenstechnik.de

SCHÜTTGUTTECHNIK I TOP-THEMA Geregelte Formsandaufbereitungsanlage Für das Gießen in verlorenen Formen verwenden Metallgießereien als Formstoff häufig die wichtigsten Rohstoffe Sand und Ton als Bindemittel. Im Gießprozess wird dieser Formsand u.a. thermisch belastet und muss aufbereitet werden. Eirich bietet der Branche eine nachhaltige Lösung: eine Formstoffaufbereitungsanlage, die laut eigenen Angaben Ausschuss reduziere, Energie spare und Emissionen verringere. Dabei vereint ein Intensivmischer die Verfahrensschritte Mischen, Kühlen und Betonitaufschluss. Der Vorteil: Während des Aufbereitungsprozesses unter Vakuum lässt sich die Sandtemperatur umgebungsunabhängig einstellen. Der geschlossene Kreislauf führt dazu, dass im Gegensatz zur konventionellen Verdunstungskühlung keine Feinanteile ausgetragen werden. Das schont Ressourcen, da wertvolle Rohstoffe im Kreislauf verbleiben. Gleichzeitig verringert diese Technologie Emissionen und spart Kosten für Abtransport und Deponierung. www.eirich.de Sichere Handhabung von Pulvern Mit der neuen Drum Dock Station, die mit der DIT-Lösung (Drum Iris Technology) ausgestattet ist, bietet De Dietrich Process Systems eine Lösung, die aus einer Schnittstelle mit zwei Elastomer-Membranventilen besteht. Das Andockprinzip basiert auf dem aufeinanderfolgenden Öffnen und Schließen der Membranventile, die das Fass halten und es dem Bediener ermöglichen, es in Richtung der flexiblen oder starren Handschuhbox zu schieben. Dieses System lässt den Zugriff auf den Inhalt zu und garantiert gleichzeitig absolute Dichtheit. Die Station ist außerdem mit einem Stapler ausgestattet, mit dem das Fass angehoben werden kann und der den manuellen Aufwand begrenzt. Der Stapler verbessert die Ergonomie des Arbeitsplatzes, senkt das Verletzungsrisiko des Bedieners und optimiert den Ertrag und die Produktionszykluszeiten. Das Baukastenprinzip der Station ermöglicht das Andocken von Fässern von unten oder von hinten. Die Lösung kann direkt an einem Reaktor oder einer anderen Anlage installiert werden. de.dedietrich.com Feuchtesensitive Pulverteige mischen Pulverteigmischungen, wie sie beispielsweise zu Stapelchips und anderen salzigen Snacks verarbeitet werden, erfordern eine hohe Homogenität bei gleichzeitig präzise geregelten und extrem stabilen Feuchtegraden. Der kontinuierlich arbeitende Ringschicht-Mischer CoriMix Typ CM von Lödige Process Technology eignet sich laut Hersteller für diese anspruchsvolle verfahrenstechnische Aufgabe. Dabei muss die Maschine auch allen aktuellen Hygiene- und Atex-Vorgaben entsprechen. Bei Pulverteigmischungen ist eine gute Verteilung von Flüssigkeiten bei großen Durchsatzleistungen und hoher Homogenität gefragt. Dafür bietet sich aufgrund seiner charakteristischen Stärken das Ringschicht-Verfahren an. Dadurch werden die zugeführten Produktkomponenten zentrifugal beschleunigt. Innerhalb dieser konzentrischen Ringschicht herrschen enorme Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen den schnell rotierenden Mischwerkzeugen und der ruhenden Behälterwand. Die Konsequenz: Im Profil der Ringschicht herrscht eine besonders starke Friktion. www.loedige.de MEIN ANTRIEB IST VON NORD! MAXXDRIVE ® FÜR DIE MISCH- UND RÜHRTECHNIK FEM optimiertes, kompaktes Design für höchste externe Lasten Zuverlässiger Betrieb bei extremen Bedingungen Umfangreiches Baukastensystem für maßgeschneiderte Lösungen GETRIEBE + MOTOR + UMRICHTER = DER ANTRIEB. Getriebebau NORD GmbH & Co. KG | Fon +49 4532 289-0 | info@nord.com | www.nord.com

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