Recyclingbetriebe, die aus einem zugekauften schwarzen Polyethylen und Polypropylen (PE/PP) Gemisch Granulat herstellen, zahlen derzeit auf dem Markt einen Preis von etwa 200 Euro pro Tonne in Abhängigkeit vom PO-Anteil. Hätten sie die Möglichkeit, das Gemisch in werthaltige Fraktionen wie PE und PP auf zu konzentrieren, könnten sie für die Granulate hingegen einen Preis von bis zu 900 Euro erzielen. Das Problem: Für Sensoren klassischer optischer Sortiermaschinen sind schwarze Kunststoffe bislang nicht nach ihrer Art zu unterscheiden, weil der zum Schwärzen eingesetzte Ruß die elektromagnetische Strahlung im sichtbaren und infraroten Wellenlängenbereich absorbiert. „Die UniSort BlackEye schließt diese Lücke und ermöglicht nun auch eine sortenreine Trennung zerkleinerter schwarzer Kunststoffteile“, sagt Hendrik Beel, Geschäftsführer in der Steinert Gruppe. „Weil sich dadurch sortenreine und somit wertvollere Granulate herstellen lassen, amortisiert sich die Investition schnell.“
HSI-Technologie: Analysesoftware erkennt Fingerabdruck des Kunststoffs
Das Herzstück aller Sortiersysteme ist die Detektionseinheit über dem Förderband, die mit der sogenannten Hyper Spectral Imaging (HSI) Technologie arbeitet. Sie funktioniert wie folgt: Eine Leuchtquelle beleuchtet die Kunststoffflakes auf dem Förderband. Ein Kamerasystem analysiert das reflektierte Licht. „Im Spektrum dieses reflektierten Lichts „fehlen“ Frequenzen, die für jeweilige Kunststoffarten charakteristisch sind. Jeder Kunststoff hat quasi seinen eigenen Fingerabdruck“, erklärt Beel. „Eine in der Steinert Gruppe entwickelte Analysesoftware erkennt dann anhand hinterlegter Referenzspektren, ob es sich um einen Kunststoff, Holz, Glas, Papier oder ein dunkles Objekt handelt.“ Dass diese Analyse besonders zuverlässig funktioniert, liegt auch daran, dass die Kamera das Band nicht Punkt für Punkt abtastet, sondern gleichzeitig an 320 Bildpunkten über die gesamte Bandbreite. Dadurch wird es möglich, selbst kleinste Nuancen im NIR-Spektrum zu erkennen.
Effizienter Industrieeinsatz: eine Tonne Kunststoffflakes pro Stunde
Und was tun, wenn der Anwender beispielsweise Polyolefine wie Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP) trennen möchte. Oder andere wie Polyvinylchlorid (PVC), Polystyrol (PS) und Polymere aus dem Gemisch aussortieren möchte?
Dann schickt die Software entsprechende Positionsdaten an das Druckluftsystem, das am Ende des Förderbandes installiert ist. Es öffnet in einem Sekundenbruchteil das passende High-Speed-Ventil, sodass ein gezielter Druckluftstoß das Zielmaterial ausscheidet. Beel: „Die UniSort BlackEye arbeitet schnell genug, um Bandgeschwindigkeiten von bis zu vier Metern und ca. 35 Mio. Detektionspunkten bzw. bis zu 5.000 Objekte pro Sekunde zu scannen. Das sorgt für einen effizienten Industrieeinsatz für zerkleinerte Kunststoffteile mit einer Größe zwischen zehn und 30 Millimetern.“ Durchschnittlich schafft die UniSort BlackEye einen Durchsatz von einer Tonne Kunststoffflakes pro Stunde.
Stabilisierungssystem sorgt für noch höherer Detektionsgenauigkeit
Damit die Kunststoffflakes bei diesen hohen Bandgeschwindigkeiten ruhig auf dem Förderband liegen bleiben und eine hohe Detektionsgenauigkeit gewährleistet ist, hat Steinert zudem ein Stabilisierungssystem namens Active Object Control (AOC) integriert. Es erzeugt eine Luftströmung, die dieselbe Richtung und Geschwindigkeit wie das Förderband hat und die Flakes auf das Band drückt und sie auch hinter dem Band in der Flugparabel hält. „So stellen wir sicher, dass sich die Kunststoffteile nach der Detektion kaum noch bewegen und die Positionsdaten für das Ausschusssystem exakt bleiben“, sagt Beel. „Das System erlaubt eine deutlich höhere Bandgeschwindigkeit und somit einen höheren Durchsatz als bei Standard-Systemen. Das macht die Sortierung noch effizienter.“
Erhöhung der Recyclingrate
Nicht nur Blumentöpfe sondern vor allen Dingen viele technische Produkte bestehen oft aus schwarzem Kunststoff. Diese Produkte gingen dem Recycling bislang verloren. Denn zum Beispiel leichte Polymere gelangten durch ihren hohen Anteil an mineralischen Füllstoffen in die Sinkfraktion und somit nicht mehr zurück in den Recyclingprozess. Der kostspielige Weg in die Entsorgung war somit vorprogrammiert.
Mit dem neuen Steinert-Sortiersystem können Recyclingbetriebe ihre Kosten nun senken und ihre Recyclingraten erhöhen indem sie z.B. diese Sinkfraktionen von Entsorgungsunternehmen kaufen, zu Kunststoffflakes zermahlen, sie waschen, sortieren und das erzeugte Granulat anschließend an Unternehmen verkaufen, die damit neue Plastikprodukte herstellen.
Für Industrie und Umwelt gewinnt das sogenannte Werkstoff-Recycling daher eine immer größere Bedeutung.
UniSort Black als Vorstufe zur UniSort BlackEye
Die Plastiksortierung kann an verschiedenen Stationen der Recyclingkette erfolgen – bei Entsorgungsunternehmen und Recyclingbetrieben gleichermaßen. Steinert stellt für diese Aufgabe die passenden Maschinen zur Verfügung. Teil des Produktportfolios ist daher auch die UniSort Black, eine Maschine, die in Deutschland seit 2014 unter anderem in Sortieranlagen für Leichtverpackungen (LVP) aus den gelben Tonnen zum Einsatz kommt. Sie sortiert dunkle und schwarze Objekte zusammen mit den restlichen Verlusten der vorgeschalteten Anlagentechnik aus, die naturgemäß nicht mittels NIR Technik erkennbar sind. Sie kann sie als schwarze Objekte im Abfallstromw sichtbar machen und aus sortieren. „Die UniSort BlackEye ist die nächste logische Stufe in dieser Evolution der Sortieranlagen, da sie die schwarzen Kunststoffe in ihren Kategorien PE, PP, PS und PVC unterscheiden kann“, erklärt Beel abschließend. „Wir bei Steinert werden auch weiter daran arbeiten, innovative Sensortechnologie zu entwickeln, mit der sich Prozesse in der Wertschöpfungskette optimieren lassen.“