PET-Flocken-Sortiermaschine | AISORT
Anwendungsüberblick
PET-Flockensortierung für Flasche-zu-Flasche und lebensmittelechtes Recycling
Die PET-Flockensortierung ist das kritische Qualitätstor im Flasche-zu-Flasche-Recycling. Um eine Lebensmittelkontakt-Zulassung (EFSA, FDA) zu erreichen, müssen PVC, andere Polymere, farbiges PET, Metalle und organische Rückstände aus dem Flockenstrom entfernt werden – typischerweise auf Kontaminationswerte unter 50 ppm. Die optische Sortierung mit multispektralen Sensoren ist die Standardtechnologie, um diese Spezifikationen bei kommerziellen Durchsätzen von 2-10 Tonnen pro Stunde zu erreichen.
Moderne PET-Flockensortierer kombinieren Farbkameras für den sichtbaren Bereich, NIR-Spektroskopie und in einigen Fällen UV-Fluoreszenz, um Verunreinigungen zu erkennen und auszuschleusen, die für das menschliche Auge unsichtbar sind, das Material jedoch für die lebensmittelechte Wiederverwendung unbrauchbar machen.
Reinheitsziel
50-100 ppm PVC
Die EFSA fordert <50 ppm PVC in lebensmittelechtem rPET. Eine einzelne PVC-Flocke pro 10.000 PET-Flocken kann die Zertifizierung gefährden. Dies erfordert eine Erkennungsgenauigkeit auf Einzelflockenebene.
Durchsatzbereich
2-10 Tonnen/Stunde
Flockengröße typischerweise 2-15 mm. Höherer Durchsatz erfordert breitere Rutschen, mehr Sensorkanäle und schnellere Auswurfventile, um die ppm-Rückweisungsgenauigkeit zu gewährleisten.
Hauptverunreinigungen
PVC, PO, Metall, farbiges PET
PVC ist der Reinheitskiller Nr. 1 (verkohlt bei PET-Verarbeitungstemperaturen). Polyolefin-Verschlüsse und -Etiketten, Aluminiumdichtungen und undurchsichtige/farbige PET-Flaschen sind die häufigsten Ausschussmaterialien.
Regulatorische Hürde
EFSA / FDA / lokal
Lebensmittelkontakt-rPET erfordert eine behördliche Zulassung des gesamten Recyclingprozesses, einschließlich der Validierung der Sortiertechnologie. Leistungsdaten von optischen Sortierern sind Teil des Antragspakets.
Marktkontext des PET-Recyclings
Die globale rPET-Nachfrage wird bis 2030 voraussichtlich 18 Millionen Tonnen erreichen, angetrieben durch:
- EU-Einwegkunststoffrichtlinie: schreibt 30 % Rezyklatanteil in PET-Getränkeflaschen bis 2030 vor, steigend auf 35 % bis 2040
- Markenverpflichtungen: Coca-Cola, PepsiCo, Nestlé und Danone haben sich in wichtigen Märkten zu 50-100 % rPET in Flaschen verpflichtet
- EPR-Gesetze auf US-Bundesstaatsebene: Kalifornien, Maine, Oregon und Colorado schreiben jetzt Mindestrezyklatanteile vor, was eine Nachfrage nach hochreinen rPET-Flocken erzeugt
- Freiwillige Verpackungszusagen: Der UK Plastics Pact, ANZPAC und ähnliche Initiativen in über 20 Ländern treiben die Nachfrage nach lebensmittelechtem Rezyklat voran
Technologien für PET-Flockenreinheit
| Sensor | Erkennt | Erkennungsgrenze | Anmerkungen |
|---|---|---|---|
| RGB-Farbkamera | Farbunterschiede – trennt klares/hellblaues PET von farbigem PET, undurchsichtigen Flaschen, grünen/braunen Flocken | Farb-ΔE > 2 | Standard bei allen PET-Flockensortierern. Auflösung typischerweise 0,1-0,3 mm pro Pixel bei Flockengröße. |
| NIR-Spektroskopie | Polymerart anhand der spektralen Signatur – trennt PET von PVC, PE, PP, PS, PLA und anderen Polymeren | Einzelflocke (2 mm+) | Das Arbeitstier für die Polymeridentifikation. Kann klares PET nicht von klarem PVC unterscheiden, ohne ausreichende spektrale Auflösung. |
| UV-Fluoreszenz | PVC und einige Additive, die unter UV-Anregung fluoreszieren | Ergänzung zum NIR für die PVC-Erkennung | Nützlich als sekundäre Überprüfung, wenn NIR allein dünne PVC-Etiketten nicht zuverlässig von PET unterscheiden kann. |
| Elektromagnetisch / Induktion | Metallfragmente – Aluminiumdichtungen, Stahl von Verschleiß, Kupfer von Verkabelung | Metallpartikel ab 0,5 mm+ | Unverzichtbar für Lebensmittelkontaktlinien; Metallverunreinigungen können nachgeschaltete Extrusions- und Spritzgussanlagen beschädigen. |
| KI-Bildverarbeitung (Deep Learning) | Form- und Musteranomalien – ganze Etiketten, mehrschichtige Fragmente, Silikonrückstände | Abhängig von Trainingsdaten | Aufstrebende Technologie; besonders effektiv bei der Erkennung von mehrschichtigen Fragmenten, mit denen RGB+NIR allein Schwierigkeiten haben. |
Typische Flasche-zu-Flasche-Flockensortierlinie
- Vorsortierung ganzer Flaschen: Entfernen von Nicht-PET-Flaschen (PVC, HDPE, PP), farbigen Flaschen und übergroßen Verunreinigungen vor dem Mahlen.
- Nassmahlung und Wäsche: Flaschen werden auf 2-15 mm Flocken gemahlen; heiße Laugenwäsche entfernt Etiketten, Klebstoffe und organische Rückstände.
- Dichtetrennung (Sink/Schwimm): Trennt PET (sinkt, SG 1,38) von Polyolefin-Verschlüssen und -Etiketten (schwimmen, SG <1,0).
- NIR-Flockensortierung – Stufe 1: Primäre Polymersortierung entfernt PVC, PE/PP, PS und andere Polymerverunreinigungen. Ziel: <200 ppm PVC.
- NIR-Flockensortierung – Stufe 2: Sekundäre Reinheitssortierung zielt auf <50 ppm PVC. Oft kombiniert mit Metalldetektion.
- Farbsortierung: Letzter Durchgang entfernt verbleibende farbige Flocken (blau, grün, amber), um die Reinheit der klaren Flocken zu erreichen.
Wirtschaftliche Treiber für Investitionen in die PET-Flockensortierung
Lebensmittelechte rPET-Flocken erzielen einen Aufpreis von 200-400 $/Tonne gegenüber nicht-lebensmittelechten Flocken. Bei einem jährlichen Durchsatz von 10.000 Tonnen beträgt der zusätzliche Umsatz aus der Lebensmittelzertifizierung 2-4 Millionen Dollar pro Jahr – was die Investitionskosten für eine mehrstufige NIR-Sortierlinie leicht rechtfertigt.
Über den Lebensmittelaufpreis hinaus reduziert eine effektive Flockensortierung die nachgelagerten Verarbeitungskosten: Sauberere Flocken verlängern die Lebensdauer von Extruderschnecke und Filtersieb, reduzieren den IV-Verlust während der SSP (Festphasenpolykondensation) und minimieren Fehlchargen.
Hinweise zur Einhaltung gesetzlicher Vorschriften
Lebensmittelkontakt-rPET-Verfahren in der EU benötigen ein EFSA-Gutachten gemäß Verordnung (EG) Nr. 282/2008. Die FDA stellt für US-Verfahren Letters of No Objection (LNO) aus. Beide Aufsichtsbehörden verlangen, dass der Recyclingprozess nachweist, dass die Dekontamination zufällige Verunreinigungen auf ein gesundheitlich unbedenkliches Niveau reduziert. Die Sortierstufe wird als Teil des Gesamtprozesses bewertet, und die Leistungsdaten des Sortierers – einschließlich der Ergebnisse von Challengetests mit bekannten Verunreinigungen – müssen als Teil des Antrags eingereicht werden.