Wichtige Information
Die Primary Product Technologies hat in den Jahren 1999 bis 2003 am Standort Berlin durch Förderung des Bundesministeriums aus den Mittel Futour wesentliche Grundlagen zur hochwertigen Rückgewinnung von Thermoplasten über Lösetechnologien geschaffen.
Die Technologie, um Kunststoffe auf einem Neuwareniveau aus unterschiedlichsten Restfraktionen zurückzugewinnen, konnte in Chargen bis in den Tonnenbereich getestet werden.
Die Firma Primary Product Technologies GmbH musste aufgrund von Liquiditätsengpässen leider im Dezember 2003 ihre Geschäftstätigkeit einstellen, was jedoch nichts mit der Funktionalität des Verfahrens zu tun hatte.
polyolefinischen Altkunststoffen
Das von der PPTec GmbH entwickelte neue Recyclingverfahren ermöglicht eine optimierte großtechnische Aufbereitung von polyolefinischen vermischten Altkunststoffen auf hohem Niveau. Hierunter fallen die Polyethylene LD-PE, HD-PE und Polypropylen. Neuartig ist die Nutzung unterschiedlicher physikalisch-/ chemischer Eigenschaften der Kunststoffe respektive ihrer Makromoleküle zur Sortierung und Aufbereitung, wodurch erhebliche Kosteneinsparungen gegenüber rein mechanischen Verfahren erzielt werden können. Hierdurch kann dem Kunden ein nahezu neuwertiges hochwertiges Produkt (Granulat) angeboten werden. Dieses Produkt kann aufgrund seiner Reinheit ohne die bisher üblichen Einschränkungen für neue technische Produkte oder Konsumgüter verarbeitet werden.
Problematisch war bislang das wirtschaftliche Recycling von stark vermischten und verschmutzten Kunststoffen sowie von Verbundwerkstoffen jeglicher Art. Aus ökonomischer Sicht rechnet sich bisher der notwendige Sortier- und Reinigungsaufwand nicht, oder die hergestellten Produkte sind qualitativ minderwertig. Es bleibt aus heutiger Sicht als ökonomische Alternative nur die thermische Verwertung.
Genau an dieser Stelle setzt das neu entwickelte Recyclingverfahren über Lösen an. Dabei muss das Material nicht mehr manuell sortiert und gereinigt werden. In nur wenigen automatisch gesteuerten Verfahrensschritten kann das Material nach dem Lösen gereinigt, sortiert und aufbereitet werden. Es entfallen somit die aufwendigen und teuren manuellen Sortier- sowie die mechanischen Aufbereitungsschritte. Das Verfahren ist weiterhin dazu geeignet, große Altkunststoffmengen automatisch zu verarbeiten.
Bei dem entwickelten Verfahren der PPTec GmbH handelt es sich um eine lösemittelbasierte Recyclingtechnologie. Hierbei findet ein aliphatisches aromatenfreies Kohlenwasserstoffgemisch mit einem definiertem Siedebereich verwendung. Das gewählte Lösungsmittel besitzt bei hoher Temperatur eine sehr gute Löslichkeit für die Polyolefine, unterhalb ihrer Kristallisationstemperatur sind die Polyolefine darin beständig (unlöslich).
Input: Polypropylenhaltige Teppiche; Verpackungskunststoffe; LD-PE, HD-PE und / oder PP haltige Kunststoffgemische; Produktionsabfälle, Post Consumer.
Lösen: In einem ersten Prozessschritt werden die polyolefinischen Zielkunststoffe oberhalb ihrer Kristallisationstemperatur aus dem Altkunststoffgemisch herausgelöst. Dieser Schritt wird bislang in der Pilotanlage als Batch-Prozess verwirklicht, kann jedoch zukünftig kontinuierlich erfolgen. Der Löseprozess dauert je nach Geometrie der eingesetzten Inputmaterialien zwischen wenigen Sekunden (Teppichfasern) und einigen Minuten (Folien, Bauteile).
Reinigen: Die erzeugte „Kunststofflösung“ wird anschließend bei Lösetemperatur mehrstufig durch unterschiedliche Zentrifugen von ungelösten Störstoffen befreit. Abhängig von der Durchsatzmenge kann die Reinigungsleistung auf die erforderliche Produktqualität eingestellt werden. Die erste Stufe wird zur Abtrennung stofffremder Bestandteile (Papier, Fremdkunststoffe, Holz) genutzt, die folgenden Stufen dienen der Abtrennung typischer Beimischungen (Füllstoffe, Farbpigmente).
Trennen: Die gereinigte Kunststofflösung wird durch geeignete Wärmetauscher auf eine Temperatur unterhalb der Kristallisationstemperatur der Kunststoffe abgekühlt. Es erfolgt eine spontane Phasentrennung zwischen Kristallisat und Lösungsmittel. Es entsteht ein Kristallisat, welches wiederum als Feststoff mechanisch in einer Zentrifuge von etwa 90 % des eingesetzten Lösungsmittels abgetrennt wird. Das Kunststoffkristallisat aus der Zentrifuge liegt nun als pulverförmiger Feststoff vor.
Trocknen: Das Pulver kann entweder direkt in einem doppelwelligen Extruder entgast, compoundiert und regranuliert werden oder zweistufig über einen Zwischenschritt in einem Trockner auf die erforderliche Restfeucht zur Extrusion heruntergetrocknet werden.
Produkt: Beim Produkt handelt es sich um ein lösungsmittelfreies handelsübliches Kunststoffgranulat, welches je nach Anwendungsgebiet optional durch Zugabe von Füll- oder Verstärkungsstoffen, Farbpigmenten, Stabilisatoren und Verarbeitungshilfsmitteln angepasst werden kann. Dieses Produkt kann unter Verwendung geeigneter Verfahren sortenrein dargestellt werden.
Die Verfahrensvorteile sind differenziert zu betrachten, da es sich um ein werkstoffliches Aufbereitungsverfahren handelt, welches auch Materialien verarbeiten kann, die eigentlich nur für eine rohstoffliche oder thermische Verwertung geeignet sind. Hierdurch ergeben sich folgenden Vorteile:
· Entfärbung,
· Abtrennung von Füll- Verstärkungsstoffen,
· Optionale Sortentrennung bei Polyolefinen,
· höhere Wertschöpfung als bei rein thermischer oder rohstofflicher Verwertung,
· Kombination von bisher getrennt betriebenen Aufbereitungsschritten,
· automatische Prozesssteuerung und somit deutliche Durchsatzsteigerung bei erheblicher Reduzierung des Personalaufwandes,
· keine Sondermaschinen beim Betrieb der Anlage erforderlich,
· Direktverarbeitung der Polymerlösung ist technisch möglich,
· Übertragbarkeit des Verfahrens auf andere Produktgruppen.
Die deutlich erhöhte Wertschöpfung gegenüber rohstofflichen oder thermischen Verfahren wird dadurch erreicht, daß die Produkte (Recyclate) höhere Erlöse erzielen, als dies bei der Verarbeitung zu synthetischen Ölen oder der energetischen Nutzung der Fall ist. Trotzdem bleibt natürlich die Möglichkeit zur thermischen Verwertung der Recyclatprodukte nach deren Lebenszyklus voll erhalten.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil des dargestellten Verfahrens ist darin zu sehen, daß die herkömmlichen Prozeßschritte wie Sortierung und Zerkleinerung deutlich reduziert werden können. Hierdurch wird das momentane Problem des hohen Verschleißes an Schneidwerkzeugen vermieden. Die bei werkstofflichen Verfahren erforderliche hohe Trennschärfe von vorgelagerten Sortierprozessen wird durch eine thermische Steuerung des Separationsprozesses realisiert. Hierdurch ist es möglich, unabhängig von Form oder Farbe des Inputmaterials eine gleichbleibende Sortenreinheit zu gewährleisten. Die Einsparung an manuellem Aufwand und somit die Möglichkeit der Kostenreduktion ist in dieser Stufe ist erheblich.
Die Durchsatzleistung der gesamten Anlage kann je nach Anforderung an das Produkt gesteigert werden. Wesentliche Optimierungsmöglichkeiten liegen zum Beispiel in der Einstellung der Lösekonzentration. Hier kann durch Erhöhung von 10 % Kunststoff in Lösung auf 15 % eine um 50 % erhöhte Ausbeute bei gleichem Maschineneinsatz erreicht werden. Die Produktivität kann somit bei minimalem Mehraufwand auf 150 % gesteigert werden.
Bislang sind alle für das Verfahren eingesetzten Maschinen Standardkomponenten aus der Verfahrens- und Kunststofftechnik. Dadurch ergibt sich der Vorteil, auf teuere Einzelanfertigungen zu verzichten.
Die durch das Verfahren hergestellten Produkte (Recyclate) grenzen sich durch folgende Eigenschaften besonders positiv von bisherigen Recyclaten ab:
· gesicherte Qualität und langfristige Verfügbarkeit
· konstante Produktzusammensetzung
· verbesserte Reinheit und optionale Entfärbung
· verringerte Materialschädigung während der Aufbereitung
Die Erfassung sämtlicher Verfahrensparameter ermöglicht eine optimale Qualitätssicherung. Dem Abnehmer kann auf Wunsch ein vollständiges Chargenzeugnis übergeben werden. Hierin werden alle für ihn relevanten Parameter dokumentiert. Dadurch ist es zugleich möglich, eventuelle Störungen im Prozeß zu erkennen und zu eliminieren.
Bei Einstellung von bestimmten Prozeßbedingungen bleibt die Kunststoffzusammensetzung konstant. Hierdurch ergibt sich für Abnehmer des Recyclates eine langfristig gleichbleibend hohe Recyclatqualität. Diese äußert sich insbesondere durch konstante Verarbeitungsparameter, die hohe Durchsätze bei der Produktion ermöglichen.
Durch die Einsparung aufwendiger Mahlprozesse des Inputmaterials wird Materialschädigungen vorgebeugt. Die thermo-mechanische Belastung während der Aufbereitung ist durch kurze Prozeßzeiten gering.
Weitere Möglichkeiten, die Qualität des Materials zu verbessern, besteht in einer Entfärbung. Sie kann in die Reinigungsstufe mit integriert werden. Das Recyclat kann hinsichtlich der Farbgebung frei an die Erfordernisse des Kunden angepaßt werden, was bislang technisch nicht möglich war.
Die PPTec GmbH hat Mitte 1999 ihren Geschäftsbetrieb im Bereich innovativer Kunststoffrecyclingtechnologie aufgenommen. Es findet die Optimierung und industrielle Umsetzung einer technisch anspruchsvollen neuen Verfahrenstechnologie statt. Bedingt durch den hohen Standart der angestrebten Technologie wurde die Entwicklung in die Phasen I, Forschung und Phase II, industrielle Anwendung aufgeteilt. Der Planungszeitraum beträgt 5 Jahre. Bei industrieller Umsetzung werden neue zukunftssichere Arbeitsplätze im Bereich Dienstleistung und Produktion geschaffen. Die Produktentwicklung erfolgt in enger Zusammenarbeit mit den zukünftigen Kunden. Aufgrund der hohen gleichbleibenden Qualität der erzeugten Produkte können nicht nur regionale und nationale Kunden gewonnen werden, auch die internationale Verbreitung des neuen Verfahrens und ihrer Produkte wird aufgrund ähnlicher Problemstellungen im Bereich der Kunststoffanwendung und Entsorgung für ein hohes Wachstumspotential sorgen.
Die kostenintensive Entwicklungsphase konnte durch die Einbeziehung von öffentlich gestützten Förderprogrammen realisiert werden. Die daraus resultierende Technologie wird in Zusammenarbeit mit etablierten Entsorgungsdienstleistern und Anlagenbauern eingeführt und umgesetzt. Hierdurch können nach kurzer Zeit die Aufwendungen für die Forschung refinanziert werden. Nach dem Aufbau und der Inbetriebnahme der ersten Produktionsanlage mit einer geschätzten Produktionsmenge von 12.000 t/a Polypropylen soll die nationale und internationale Lizensierung für weitere Anlagen nach dem Vorbild erfolgen. Vorbild für dies Anlagen wird die bei PPTec realisierte Pilotanlage sein, auf der sowohl die Vorversuche durchgeführt werden können, als auch das Upscaling erfolgen kann.
