Technik

Super clean

Eine Krones Bottle-to-Bottle-Recycling Anlage besteht im Wesentlichen aus zwei großen Modulen mit jeweils mehreren Verfahrensschritten: dem Waschmodul und dem Dekonta-
minationsmodul. Mit einem speziellen Prozess ist Krones in der Lage, Flakes mit einem hohen Reinheitsgrad zu produzieren, um sie sofort als Material für neue Flaschen verwenden zu können. Konventionelle Verfahren benötigen noch zusätzliche Prozessschritte, um lebensmitteltaugliches Rezyklat herzustellen. Der Supercleaning Prozess findet im Dekontaminationsmodul statt. Hier werden gewaschene Flakes zu „Food-Grade"-Flakes verarbeitet.
Der vorangeschaltete Krones Waschprozess hat entscheidende Bedeutung für die spätere Qualität. Das so gereinigte Material wird in einer Heizschnecke schonend und gleichmäßig erwärmt, bevor es in einem weiteren Schritt getrocknet und auf die endgültige Dekontaminations-Temperatur gebracht wird, die deutlich unterhalb der PET-Schmelztemperatur liegt. Daraus resultiert ein wesent-
licher energetischer Vorteil gegenüber den Prozessen der Pellet-Herstellung, die generell höhere Temperaturen benötigen. Die eigentliche Reinigung von migrierten Inhaltsstoffen findet bei optimaler Temperaturführung im Vakuumreaktor der Krones Recyclinganlage statt. Danach liegen lebensmitteltaugliche Flakes vor. Vorteile dieses Verfahrens sind seine niedrige Prozess-
temperatur mit optimaler Temperaturkontrolle, die kurze Prozesszeit sowie der hohe Reinheitsgrad und die hohe Farbqualität der gewonnenen PET-Flakes.

Trockene Vorreinigung
Vor der Dekontamination kommt das Krones Waschmodul zum Einsatz. Hier werden die vorsortierten Flaschen zunächst gemahlen. Die so gewonnenen Flakes durchlaufen eine trockene Vorreinigung.

Wesentlich für die Qualität des recycelten PET ist die rückstandslose Entfernung von Fremdmaterialien - hauptsächlich Etiketten und Folien. Moderne Etikettenmaterialien aus Kunststofffolie, oftmals mit aufwendigem Druck ausgestattet, sorgen zwar für einen guten Auftritt der Produkte, fallen aber im Waschprozess unter die Kategorie der Störstoffe. Gelangen Etiketten in die Nasswäsche, kann die Druckfarbe heraus-
gewaschen werden und im Waschwasser gelöst mit dem PET in Verbindung kommen. Und genau dies muss bei der Verwendung von PET für Lebensmittelverpackungen verhindert werden. Die Bearbeitung von Etiketten in der Nasswäsche hat zudem den Nachteil, dass die dabei freigesetzten Substanzen das Abwasser belasten. Deshalb war bei der Entwicklung der Krones PET-Recyclinganlage von Anfang an klar: Bereits bei der Bearbeitung des Eingangsmaterials an PET-Flaschen müssen sämtliche Möglichkeiten genutzt werden, um beste und lebensmitteltaugliche Qualität des PET sicherzustellen. Daher setzt das Verfahren auf die trockene Vorreinigung und Vermahlung des Eingangsmaterials. Das trockene Mahlgut, ein Gemisch aus PET, Polyolefinen (Deckel) und Etiketten, wird im Trockenmischer vorgereinigt. Mit diesem fein abgestimmten Trockenreinigungs-Konzept ist sichergestellt, dass nur verwertbare Bestandteile des Inputmaterials (PET, PO) in der Nasswäsche verarbeitet werden.

Waschmodul als Vorstufe
Das Krones Waschmodul ist verantwortlich für den gesamten Reinigungsprozess der gebrauchten PET-Flaschen.
1. Vorwäsche: Die Flaschen werden zunächst wie oben beschrieben gemahlen und die Flakes danach bei leichten Temperaturen vorgewaschen und mechanisch durch Düsen und Reibung größtenteils entsandet, mitgeführte Schmutzpartikel werden entfernt.
2. Intensivwäsche: Restetiketten und Klebstoffe lösen sich in der folgenden Laugebehandlung ab.
3. Parcival Filtrationssystem: In zwei Stufen wird die schmutzige Lauge aufbereitet und kann danach erneut mit konstanter Qualität wiederverwendet werden.
4. Dichtetrennung: Im Schwimm-Sink-Verfahren werden die leichteren PO-Deckelmaterialien von den schwereren PET-Flakes in einem Dichtetrenner getrennt.
5. Mehrstufige Nachwäsche: In einer mehrstufigen Nachwäsche werden die Flakes dann mit Heißwasser gespült.
6. Trocknung: Die gewaschenen Flakes werden mechanisch und anschließend thermisch mit einem Heißluftgebläse getrocknet.
7. Farbsortierung: Die Flakes werden nochmals nach Farbe sortiert, von Metallresten durch eine magnetische Abtrennung befreit und in Big Bags verpackt.

Der gesamte Waschprozess integriert die Rückführung verbrauchter Medien. Dazu gehören die kontinuierliche Aufbereitung des Waschwassers und das zweistufige Filtrationssystem der Lauge. Die Heißwasserspülung der Flakes basiert auf einem Kaskaden-Prinzip mit mehrfacher Nutzung des kontinuierlich aufbereiteten Wassers. So ist optimale Qualität der eingesetzten Medien und die konsequente Schonung der Ressourcen garantiert. Besonders die Kombination aus Intensivwäsche, Laugenreinigung und mehrstufiger Nachreinigung führt zu der hohen Farbqualität des gewaschenen Mahlguts.

Spezielle Filtrationssysteme sorgen für eine sichere Reinigung
Bei der Nassreinigung der verwertbaren Bestandteile (PET, PO) entsteht eine Schmutzfracht, die zur Aufrechterhaltung der Reinigungsleistung kontinuierlich aus dem Prozess entfernt werden muss. Krones setzt hierfür spezielle Filtrationssysteme ein.

Ohne Zugabe von Frischwasser im Waschprozess können die Anforderungen an recyceltes PET für den Lebensmittelkontakt nicht erfüllt werden. Mit Hilfe der Filtrationssysteme kann die benötigte Frischwassermenge sehr effizient ausgenutzt werden. Mit einer einzigartigen Wasserführung werden die Inhalte aller Wasserbecken des Prozesses kontinuierlich erneuert und die entstehende Schmutzfracht über das Abwasser abgeführt. Das passiert kontinuierlich und so gezielt, dass es keine verschmutzten Wasserbecken im System gibt und die Belastung des Abwassers immer auf einem sehr niedrigen Niveau gehalten wird.

Die zu entfernenden Schmutzpartikel, wie gelöste Farbpartikel und Klebstoffe, befinden sich also als Rückstand in der Lauge des Reinigungsprozesses und können bei ungenügender Separation die Reinigungswirkung vermindern. Sind die Waschmedien zu stark kontaminiert, könnten die zu reinigenden PET-Flakes durch die Waschlauge erneut verschmutzt werden. Um diese Gefahr zu vermeiden, setzt Krones einen erprobten Filtrationsprozess aus der Flaschenreinigungstechnik ein: das Parcival Prinzip mit Membrantrennverfahren. Bei der Cross-Flow-Filtration im Parcival fließt die zu reinigende Flüssigkeit parallel an der Membran entlang ? durch den Überdruck im System strömt ein Teil der Lauge durch die Membran. Dieses Permeat wird der Waschlauge wieder zugeführt.

Weiterhin sind zur Abtrennung grober Schmutzpartikel zusätzliche Filtrationseinheiten integriert. Mit der Abscheideleistung feinster Partikel sorgt der Krones Aufbereitungsprozess für Waschlaugen von konstant höchster Qualität im Bottle-to-Bottle-Recycling.

Gleichzeitig arbeitet das Verfahren wirtschaftlich durch den sparsamen Einsatz von Natronlauge und Frischwasser sowie durch geringe Wärme- und Energieverluste und sorgt für eine sichere Reinigung der PET-Flakes mit der inline filtrierten Reinigungsflüssigkeit.

Effektiver Prozess
Das Krones Dekontaminations-Verfahren produziert recyceltes PET gemäß höchster Qualitätsanforderungen, das in den erneuten Herstellungsprozess für PET-Flaschen eingeschleust werden kann.

Das Verfahren ist sehr effektiv. Zum einen sorgt die optional erhältliche, integrierte Dick-Dünn-Trennung von Rumpf- und Neck-Teilen vor der Dekontamination dafür, dass nur PET mit gleichmäßiger Materialstärke und -größe in den Dekonta-
minierungsprozess eingeschleust wird. So ist sichergestellt, dass die PET-Flakes im Dekontaminationsreaktor gleichen Behandlungsbedingungen unterzogen werden. Zum anderen werden mit dem Trocknungsreaktor die PET-Flakes auf ein gleichmäßiges Temperaturniveau eingestellt - damit sind kurze Prozesszeiten und eine homogene Temperaturverteilung im Behandlungsreaktor verwirklicht. Das Resultat ist ein niedrigerer Energieverbrauch im Vergleich zu herkömmlichen Technologien, was den Dekontaminationsprozess wirtschaftlicher macht. Die Dekontamination der Flakes erfolgt in einem Vakuumreaktor ohne mechanische oder thermische Überbeanspruchung des Materials.

Für Sie entscheidend
Pellets oder Flakes?
Pellets aus rPET werden aus rPET Flakes extrudiert und bilden nach der Extrusion Spaghetti-ähnliche Stränge, die gekühlt und geschnitten werden. Das Pellet-Verfahren wurde bisher gewählt, wenn eine zusätzliche Sicherheit für das Entfernen von Fremdstoffen gewünscht war, da hier im Extrusionsschritt Fremdstoffe ausgeschieden werden. Diese Verfahrensweise hat den Nachteil, dass Pellets zwei Extrusionsschritte durchlaufen,
d. h. das Material wird pro Zyklus zweimal geschmolzen: bei der Pellet-Herstellung sowie bei der Preform-Herstellung. Ein unnötig hoher Energieverbrauch und längere Prozesszeiten sind die Folge.

Flakes aus rPET sind als Endprodukt nach dem Recycling-Prozess verfügbar. Das flockenähnliche PET-Recyclat kann unmittelbar zur Produktion von Preforms mit „Virgin-PET" beigemischt werden. Bisher verbreitete Techniken zur Herstellung von rPET-Flakes erreichten oft die im Lebensmitteleinsatz geforderten Qualitäts-
merkmale nicht. Mit dem Krones PET-Recycling-Verfahren werden PET-Flakes in höchster Reinheit zur direkten Verarbeitung im Bottle-to-Bottle-Verfahren produziert.

EU-gefördertes SuperPET Projekt
Im Rahmen des EU-Programms für Wettbewerbsfähigkeit und Innovation unterstützt die Europäische Kommission Krones seit Juli 2011 bei der Einführung ihres FDA-konformen Flake-Recycling-Prozesses. Der Krones Recycling-Prozess im SuperPET Projekt ermöglicht es, Ressourcen durch die Reduktion von Abfall, Emissionen und Schadstoffen zu schonen und leistet damit einen wichtigen Beitrag zum Schutz der Umwelt. Ausschlaggebend für die Förderungswürdigkeit des Krones PET-Recycling-Verfahrens waren unter anderem die Wirtschaftlichkeit des Anlagenbetriebs und die Hochwertigkeit des gewonnenen Rezyklats. Dieser innovative Prozess spart elektrische und thermische Energie, Wasser und neues Rohmaterial und damit Erdöl. Die Reduktion der CO2-Emission ist beträchtlich.

Beim Krones Dekontaminationsprozess kann der Anwender vorab definieren, ob Flakes, Pellets oder sogar Preforms hergestellt werden sollen. Das Krones Verfahren bietet diese Wahlfreiheit, denn der für den Lebensmitteleinsatz erforderliche Dekontaminationsschritt wird grundsätzlich nur mit Flakes ausgeführt. Erst danach wird entschieden, welches Endprodukt erzeugt werden soll. Entweder werden die Flakes direkt verwendet oder es folgt eine Pelletisierung mit anschließender Aufbereitung zu sphärischen oder zylindrischen Pellets. Eine weitere, überaus energieeffiziente Verwendung der dekonta-
minierten Flakes ergibt sich, wenn man das Material direkt der Preform-Extrusion zuspeist - ein Highlight der Verarbeitung von rPET, das Krones mit dem Prozess bietet. Diese Wahlmöglichkeit und die hohe Effizienz des Verfahrens sind starke Perspektiven für die Nutzung von rPET im Bottle-to-Bottle-Recycling.

 

Über die Firma
Krones AG
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