TY - THES

T1 - Systematische Untersuchungen zur Aufbereitung HDPE

AU - Traußnigg, Horst

N1 - gesperrt bis 20-11-2028

PY - 2023

Y1 - 2023

N2 - Für die Optimierung der Aufbereitung von HDPE-Verpackungen an zwei Standorten der ALPLA in Spanien ist angedacht, eine Polymer-Sortierstufe zusätzlich zur bereits bestehenden Farb-Sortierstufe der Kunststoffflakes zu implementieren. Vor der Investitionsentscheidung wurden systematische aufbereitungstechnische Untersuchungen durchgeführt, um quantifizieren zu können, welche Qualitäten mit welchen Anlagenverschaltungen und Parametereinstellungen erreichbar sind. Für die Untersuchungen wurde eine in der Flaschen-Sortierung anfallende Restfraktion verwendet. Diese besteht aus gemischtfarbigen HDPE-Flaschen und verfügt über einen sehr hohen PP-Gehalt.An dieser, werksintern mit „Limpio“ bezeichneten Restfraktion wurden zerkleinerungstechnische Untersuchungen mit angeschlossener Merkmalsklassenanalyse durchgeführt, um zum einen der Frage nachzugehen, welche Auswirkungen der Verschleiß der Messer in den Zerkleinerungsaggregaten auf die nachfolgenden Klassier- und Sortierschritte hat und zum anderen zu eruieren, ob sich durch das unterschiedliche Zerkleinerungsverhalten von HDPE und dem Störstoff PP trenntechnisch nutzbare Anreicherungseffekte in bestimmten Korngrößenbereichen ergeben. Es zeigte sich, dass sich das Masseausbringen des erzeugten Feingutes <5 mm verschleißbedingt über die Zeit deutlich verändert. So liegt das Masseausbringen an Feingut bei einem frischen Messersatz der beiden Zerkleinerungsaggregate im Bereich von 31–42%, bei einem stumpfen Messersatzes hingegen lediglich bei 25–33%. Um das von ALPLA gesteckte Ziel der Bereitstellung einer Feingutfraktion von 40–50% mittels Siebung zu erreichen, wäre ein Siebbelag mit der Maschenweite von 6,3 mm ideal geeignet. In der Merkmalsklassenanalyse wurde der durchschnittliche PP-Gehalt der Fraktion „Limpio“ mit 3,2% bestimmt. In der Fraktion <2 mm liegt dieser Gehalt bei 16,9%, in der Fraktion <5 mm bei 5,4%, in der verbleibenden Grobgutfraktion >5 mm sind durchschnittlich 2,2% PP enthalten. Die erwartete Anreicherung von PP im Feingut konnte somit bestätigt werden. Der Anreicherungseffekt von PP in feineren Korngrößenklassen ist bei einem frischen Messer tendenziell stärker ausgeprägt. Bei einem frischen Messer ergibt sich im Feingut ein PP-Ausbringen von 60,1% bei einem Masseausbringen von 36,5%, bei einem stumpfen Messer beträgt das PP-Ausbringen 47,6% bei einem Masseausbringen von 28,4%. Bei der separaten sensorgestützten Sortierung einzelner Kornklassen konnte keine signifikante Verbesserung im Vergleich zur Sortierung ohne vorangehende Aufgliederung mittels Siebung erzielt werden. Wie erwartet können gröbere Kunststoffflakes effizienter sortiert werden als feine, die Unterschiede sind aber eher gering. Für die Fraktion <2 mm nimmt die erzielbare Sortierqualität deutlich ab.

AB - Für die Optimierung der Aufbereitung von HDPE-Verpackungen an zwei Standorten der ALPLA in Spanien ist angedacht, eine Polymer-Sortierstufe zusätzlich zur bereits bestehenden Farb-Sortierstufe der Kunststoffflakes zu implementieren. Vor der Investitionsentscheidung wurden systematische aufbereitungstechnische Untersuchungen durchgeführt, um quantifizieren zu können, welche Qualitäten mit welchen Anlagenverschaltungen und Parametereinstellungen erreichbar sind. Für die Untersuchungen wurde eine in der Flaschen-Sortierung anfallende Restfraktion verwendet. Diese besteht aus gemischtfarbigen HDPE-Flaschen und verfügt über einen sehr hohen PP-Gehalt.An dieser, werksintern mit „Limpio“ bezeichneten Restfraktion wurden zerkleinerungstechnische Untersuchungen mit angeschlossener Merkmalsklassenanalyse durchgeführt, um zum einen der Frage nachzugehen, welche Auswirkungen der Verschleiß der Messer in den Zerkleinerungsaggregaten auf die nachfolgenden Klassier- und Sortierschritte hat und zum anderen zu eruieren, ob sich durch das unterschiedliche Zerkleinerungsverhalten von HDPE und dem Störstoff PP trenntechnisch nutzbare Anreicherungseffekte in bestimmten Korngrößenbereichen ergeben. Es zeigte sich, dass sich das Masseausbringen des erzeugten Feingutes <5 mm verschleißbedingt über die Zeit deutlich verändert. So liegt das Masseausbringen an Feingut bei einem frischen Messersatz der beiden Zerkleinerungsaggregate im Bereich von 31–42%, bei einem stumpfen Messersatzes hingegen lediglich bei 25–33%. Um das von ALPLA gesteckte Ziel der Bereitstellung einer Feingutfraktion von 40–50% mittels Siebung zu erreichen, wäre ein Siebbelag mit der Maschenweite von 6,3 mm ideal geeignet. In der Merkmalsklassenanalyse wurde der durchschnittliche PP-Gehalt der Fraktion „Limpio“ mit 3,2% bestimmt. In der Fraktion <2 mm liegt dieser Gehalt bei 16,9%, in der Fraktion <5 mm bei 5,4%, in der verbleibenden Grobgutfraktion >5 mm sind durchschnittlich 2,2% PP enthalten. Die erwartete Anreicherung von PP im Feingut konnte somit bestätigt werden. Der Anreicherungseffekt von PP in feineren Korngrößenklassen ist bei einem frischen Messer tendenziell stärker ausgeprägt. Bei einem frischen Messer ergibt sich im Feingut ein PP-Ausbringen von 60,1% bei einem Masseausbringen von 36,5%, bei einem stumpfen Messer beträgt das PP-Ausbringen 47,6% bei einem Masseausbringen von 28,4%. Bei der separaten sensorgestützten Sortierung einzelner Kornklassen konnte keine signifikante Verbesserung im Vergleich zur Sortierung ohne vorangehende Aufgliederung mittels Siebung erzielt werden. Wie erwartet können gröbere Kunststoffflakes effizienter sortiert werden als feine, die Unterschiede sind aber eher gering. Für die Fraktion <2 mm nimmt die erzielbare Sortierqualität deutlich ab.

KW - Recycling

KW - Verpackungs-Abfall

KW - Polyolefine

KW - sensorgestützte Sortierung

KW - Prozessoptimierung

KW - Recycling

KW - packaging-waste

KW - polyolefins

KW - sensorbased sorting

KW - process optimization

M3 - Masterarbeit

ER -