Der HERBOLD-Plastkompaktor - Stand der Technik und neue Anwendungen des Verfahrens

Karlheinz Herbold, Herbold Meckesheim GmbH

Der HERBOLD-Plastkompaktor ist ein Recyclingverfahren, das ursprünglich nur dazu diente, um schlecht fließende Abfälle (Folien, Fasern, Schaumstoffe, Pulver) in Agglomerat hoher Schüttdichte und Rieselfähigkeit umzuwandeln. Neben dieser ursprünglichen Aufgabenstellung wurden weitere Anwendungsfelder erschlossen, die in diesem Artikel vorgestellt werden.

1. Das Verfahren

Das Grund-Layout einer Plastkompaktoranlage (Foto rechts geöffnet mit Kompaktorscheiben):
Die Abfälle werden zunächst in einer Schneidmühle vorzerkleinert, mittels Gebläse gefördert und dann in einem Zwischensilo gepuffert. Eine Zuführschnecke führt das Material dem Kompaktor zu, ein Zentralgebläse fördert das Kompaktat in eine Nachschneidmühle. Von dort wird es mit einem weiteren Gebläse abgezogen, und von Feinanteilen befreit, die mit einer Förderung dem Prozess automatisch wieder zugeführt werden.

Das Prinzip des Kompaktors:
Zwischen einer feststehenden und einer drehbaren Kompaktorscheibe wird mittels aufgeschraubter Knetleisten Reibung erzeugt. Die Zuführung des Materials erfolgt durch eine lastabhängig gesteuerte Schnecke, die als Austragsorgan für das Zwischensilo dient.

Das Material wird durch die erzeugte Reibung angesintert und verlässt durch den einstelllbaren Spalt zwischen rotierender und feststehender Knetleisten den Kompaktorraum in "Nudelform". Dieses heiße Kompaktat wird dann in einer nachgeschalteten Schneidmühle, dem Heißgranulator auf eine regelmäßige Kornform gebracht. Feingut wird dann abgeschieden und dem Prozess automatisch wieder zugeführt.

Das Endprodukt ist ein gut rieselfähiges Kompaktat hoher Schüttdichte.

Die Vorteile des HERBOLD-Plastkompaktors gegenüber allen anderen Agglomerierverfahren, aber auch gegenüber einem Extruder ist die besonders schonende Behandlung des Aufgabeguts. Weil das Material nicht in die Schmelze geführt wird, und wegen der extrem kurzen Verweilzeit ist der thermische Abbau minimal. Damit eignet sich das Verfahren besonders für empfindliche Thermoplaste, z.B. PET und PA.

2. Anwendungen

2.1 Kompaktierung von PET und PA Folien

Für die Aufbereitung von dünnen PET und PA Folien ist der Plastkompaktor eine interessante Alternative zum Regranulierextruder. Es gibt bei dieser Anwendung einen Doppelnutzen: neben der oben beschriebenen Verbesserung der Rieselfähigkeit und Schüttdichte dient der Kompaktor gleichzeitig als Kristallisator. Das Material kann ohne Qualitätseinbußen direkt wieder der Extrusion zugeführt werden.

Typische Anwendungsfelder sind die in-Line Aufbereitung an Dünnfolienanlagen zur Herstellung von BO-PET, BO-PA, sowie Castfilmanlagen für Dünnfolien aus A-PET, PET-G, und GAG-PET.

So wurde ein Absinken des iV-Werts (intrensische Viskosität) bei PET um nur 0,02 gemessen.

Die Anlagen lassen sich integrieren in automatische Randstreifen-Entsorgungssysteme, und gleichzeitig erlauben sie die Beigabe von Off-Line Abfällen in Rollenform oder loser Form.

Einige Alternativen für die Integration des Plastkompaktors in Flachfolienanlagen:

Der steigende Mengenanfall an gereinigten PET-Flaschen hat ein weiteres Anwendungsfeld für Plastkompaktoranlagen erschlossen. Die gereinigten, getrockneten Flakes werden nach der Verarbeitung im Plastkompaktor entweder zur Herstellung von Verpackungsbändern, oder als Ersatz für Neuware an Flachfolienanlagen eingesetzt, ohne dass eine nachträgliche Kristallisation erforderlich wäre.

2.2 Trocknung von gewaschenen Folien

Die immer weiter reduzierten Foliendicken im Verpackungsbereich haben dazu geführt, dass die konventionellen Systeme in Wasch/Trennanlagen an Grenzen gestoßen sind. Wenn die Foliendicke im Mittel 50 my unterschreitet, sind mechanische Zentrifugen nur noch begrenzt in der Lage, die Restfeuchte aus dem Material auszuschleudern. Die nachgeschalteten thermischen Trocknungsanlagen erfordern dann zuviel Wärmeenergie, um die noch vorhandene Feuchte auszutreiben.

Der HERBOLD-Plastkompaktor hat sich dabei als wirkungsvoller Baustein für die effektive Trocknung des Materials herausgestellt. Oft als Ersatz für die thermische Trocknung, oder als sinnvolle Ergänzung ist es mit dem Plastkompaktor möglich, die Restfeuchte sicher unter den kritischen Wert von 1% abzusenken. Das geschieht durch zwei Schritte: in der Zuführschnecke wird durch Kompression zunächst das Restwasser herausgequetscht. In der Kompaktierzone wird dann durch die intensive Reibung das Restwasser verdampft.

Je nach Aufgabenstellung und nachgeschalteter Anlage wird der Kompaktor, abhängig vom Spalt zwischen den beiden Scheiben, entweder nur als Trockner betrieben und die Folienschnitzel entweichen in heißer, getrockneter Form - oder aber durch Betrieb mit engem Spalt wird gleichzeitig das Material angesintert und teilweise oder ganz kompaktiert. Die so erreichbare hohe Schüttdichte erlaubt das Homogenisieren großer Materialmengen, was bei schwankendem MFI (z.B. bei schwankendem Stretchanteil in Verpackungsfolien) für die nachfolgende Extrusion sehr wichtig ist.

2.3 Compoundierung

Der Plastkompaktor erlaubt die Zugabe von Additiven. Dies geschieht durch einen Bypass am Ende der Zuführschnecke. Dort können z.B. Masterbatch beidosiert werden. Weiterhin eingesetzt wird der Plastkompaktor für die Aufbereitung von Verbundmaterialien im Teppichbodenbereich, vor Allem im Automotive-Sektor. Die Umwandlung des schlecht fließenden Anteils an Fasern in rieselfähiges Mahlgut ist oft der Schlüssel für eine problemlose, kostengünstige Wiedereinschleusung in den Produktionsprozess. Eine weitere Anwendung ergibt sich durch die zunehmende Verwendung von Composite-Materialien. Die Beigabe von Holzmehl, Fasern, usw. ist auf diese Weise ebenfalls mit hoher Konzentration möglich.

3. Baugrößen, Merkmale und Vorteile des Verfahrens

Der HERBOLD-Plastkompaktor wird in 3 Grundbaugrößen mit 300, 500 und 700 mm Scheibendurchmesser hergestellt. Damit wird ein Leistungsspektum von 100 bis 1800 kg/h Durchsatz abgedeckt. Die erforderliche Antriebsleistung am Hauptantrieb beträgt dabei zwischen 45 und 250 kw.

HERBOLD hat große Anstrengungen in die Automatisierung des Verfahrens investiert, und es steht heute ein vollautomatisches Gerät zur Verfügung, das durch Messung der Temperatur im Kompaktorraum den störungsfreien Dauerbetrieb ohne manuelle Nachjustierung erlaubt.

Die geringen Anschaffungskosten des Plastkompaktors, der automatische Betrieb und die niedrigen Betriebskosten machen das Gerät zu einer attraktiven Alternative zu einem Regranulierextruder.

Ein Kompaktor der Baugröße HV 50 steht im HERBOLD-Technikum für Versuche und Vorführungen zur Verfügung.

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