Fachartikel vom 02.03.2004

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Rein-Gewinn! - Optoelektronische Farbsortierung von Kunststoffen

Dipl.-Ing. Georg Wilms, Separation AG, Eupen/Belgien


Produktionsbedingte optische Fehler wie Stippen, Düsenreißer, Black Specks, Verbrennungen, Oxidationen ("Yellow Index", Bild 1), Extruderabrieb, Vertrübungen oder sonstige Verunreinigungen wie Fremdgranulat, Holz, Papier, Folien etc. verursachen oftmals erhebliche Schäden an Primärprodukten der kunststofferzeugenden Industrie. Die Kontaminierungen liegen dabei in der Regel unter einem Prozent, wodurch aber die gesamte Charge abgewertet wird. Die Separation AG aus dem belgischen Eupen setzt als Dienstleistungsunternehmen zur Rekonditionierung dieser wertvollen Kunststofffraktionen eine neuartige Anlagentechnologie (Bilder 2+3) zur optoelektronischen Farbsortierung ein.


Gesicherte Reinheiten auf höchstem Niveau

Optisch verunreinigte oder havarierte Kunststoffe werden dabei zu Primär-Qualitäten über eine Anlage zur optoelektronischen Farbsortierung rekonditioniert. So können insbesondere hochwertige technische Thermoplaste wie beispielsweise ABS, PA, PC, PMMA, PET, PVDF etc. aber auch Polyolefine wie PE und PP wirtschaftlich aufgewertet werden. Hauptkunden des Unternehmens sind die kunststofferzeugende Großindustrie und der Handel. Aber auch Kunststoffverarbeiter lassen preiswert eingekaufte Ware so schonend und ohne jede Schädigung aufbereiten.

Die Leistungsfähigkeit der Anlagen ermöglicht es, selbst feinste optische Verunreinigungen bis zu einer Größe von 100 µm zu detektieren und auszuschleusen. Geringste Farbunterschiede werden ebenso sicher erkannt wie Einschlüsse in transparenten Materialien. Der Ausbringungswirkungsgrad liegt bei bis zu 99,998 Prozent im ersten Durchlauf, d.h. praktisch ist die sortierte Charge zu 100 Prozent rein. Die Präzision des Verfahrens ermöglicht es, vermischte Waren in originäre Qualitäten zurückzuführen. Das optoelektronische Verfahren ist somit ein Qualitätskriterium für die Makellosigkeit der geprüften Materialien.

Ergänzend hierzu werden durch klassische Trenntechniken, wie Entstauben, Sieben und Entmetallisieren, auch Fehler, die in erster Linie nicht optisch sind, wie Staubanteile und Metallverunreinigungen, entfernt.





  Bild 3: Schemata - Optoelektronische Sortieranlage



Schonender Austrag mittels gezielter Druckluftimpulse

Die Aufgabe der zu sortierenden Materialien erfolgt durch schonende Fördertechnik aus allen konventionellen Gebinden und durch anschließende Übergabe mittels Schwingförderer auf ein 900 mm breites Förderband (Bild 4) Die einzelnen Teile werden dabei in eine Monolage gebracht, die zur isolierten Erkennung jedes einzelnen Partikels notwendig ist. Auf diesem Band wird das Material beschleunigt und abgeworfen. Das sich nun im freien, parabelförmigen Fall befindliche Material wird unmittelbar nach dem Abwurf mit hochauflösenden Spezialkameras ein- bzw. zweiseitig betrachtet. Die so gewonnenen Bildinformationen werden nun zu einem Leitrechner übermittelt und dort ausgewertet, wobei das gesamte Farbspektrum mit einer Auflösung von 16 Mio. Farben zur Verfügung steht.

Auch geringfügige Farbabweichungen können so erkannt und klassifiziert werden. Die sich noch immer im freien Fall befindlichen minderwertigen Partikel können nun bereits 30 mm nach der Detektion mittels 256 Druckluftdüsen gezielt aus dem Produktstrom separiert werden. Beim Aufprall der Luft auf die zu entfernenden Teilchen, werden diese von ihrem parabelförmigen Flug abgelenkt und in einen gesonderten Behälter ausgetragen. Die Düsen werden über High-Tech-Elektroventile mit einer Reaktionszeit von unter einer Millisekunde gesteuert, wodurch sich eine Gesamtschusszahl von 4.000 Schüssen pro Sekunde realisieren läßt. Damit ist ein fehlerfreier Austrag aller Verunreinigungen gewährleistet. Die Analyse und Überwachung der erzeugten Ergebnisse erfolgt online mit umfangreichen Auswertungsoptionen. Der eingesetzte Rechner verarbeitet hierbei eine Datenmenge von bis zu 200 MB/sec.

Die Durchsatzleistungen der Anlagen liegen in Abhängigkeit vom Produkt und Kontaminationsgrad bei bis zu 2.500 kg/h. Die Materialübernahme und -auslieferung erfolgt in allen gängigen Gebinden, wobei auch individuelle Kundenwünsche berücksichtigt werden können.



Qualitätssicherung schon während der Produktion

Die Separation AG bietet seit neuestem ihr Know-how der optoelektronischen Sortiertechnik der kunststofferzeugenden Industrie an. Hierbei wird eine Sortieranlage speziell auf die kundenspezifische Produktion für den Inline-Betrieb ausgelegt. Darüber hinaus bietet das Unternehmen das System zur optoelektronischen Produktionsüberwachung an. Dabei übernimmt die kompakte Einheit einen Teilstrom aus der laufenden Produktion, der ausschließlich optisch überwacht wird. Die ermittelten Qualitätsdaten werden zur weiteren Verarbeitung über eine SPS-Einheit zur Verfügung gestellt. Somit ist auch bei laufenden Produktionen sowie bei Material- oder Farbwechseln jederzeit die Einhaltung einer optisch makellosen Primärqualität gesichert. Die in der Praxis auftretende Unsicherheiten durch konventionelle Stichprobenprüfung nach der Produktion gehören damit der Vergangenheit an.


Separation AG

Gewerbestrasse 16
4731 Eynatten, Belgien

Tel.:   032 (0)87 - 560830
Fax:   032 (0)87 - 560840

Internet: www.separation-ag.com


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