Steigende Rohstoff- und Energiepreise lassen das Recycling boomen. Hier setzt die Entwicklung eines süddeutschen Maschinenbauunternehmens an. Das besonders Aufwand und Energie sparende System bietet die Möglichkeit, Flakes oder Mahlgut über einen in die Spritzeinheit integrierten Einschnecken-Extruder mit angeschlossenem Hochleistungs-Schmelzefilter aufzubereiten und ohne Umweg direkt auf der Spritzgießmaschine zu verarbeiten. 

Neuer Schmelzefilter für die Direktverarbeitung von Flakes und Mahlgut 

Extruder

Kunststoff-Aufbereitung

Schmelzefilter

Spritzgießen

Schmelzefiltration auf der Spritzgießmaschine 

Recycling. Schneiden, homogenisieren, erwärmen, trocknen, verdichten, puffern und dosieren in einem Arbeitsschritt – soweit das Aufgabenspektrum des Schneidverdichters als Vorstufe für den Extruder. Bislang drehte sich das Material im Schneidverdichter in dieselbe Richtung wie der Extruder. Ein österreichischer Recyclingspezialist hat dieses Prinzip nun auf den Kopf gestellt und die Drehrichtung des Kunststoffmaterials im Schneidverdichter gegen die Laufrichtung des Extruders geändert. Dadurch wird der Extruder nahezu drucklos befüllt, ist nie überfüllt und dadurch besser zu regeln. 

Schneidverdichter fördert gegen die Laufrichtung des Extruders 

Aufbereitungsmaschinen

Gegenstrom-Prinzip verbessert Produktivität 

Drehmomentdichte und spezifisches freies Volumen sind die beiden Kennzahlen, die zur Bewertung der Leistungsfähigkeit eines Zweischneckenextruders üblicherweise herangezogen werden. Zu einem optimal ausgelegten Compounder gehören darüber hinaus viele Details, die für eine hohe Wirtschaftlichkeit bei energieeffizienter Arbeitsweise und für eine herausragende Zuverlässigkeit sorgen. 

Hohe Wirtschaftlichkeit durch Optimierung der Drehmomentdichte und  des freien Volumens 

Zukunftsfähige Compoundierextruder 

Die Maschinen- und Anlagenbauer der Kunststoffaufbereitung verbessern die bewährte Anlagentechnik durch Optimierung im Detail. Durch eine Vielzahl von Maßnahmen lässt sich so die Flexibilität und Effizienz in der Produktion erhöhen.  

Flexibilität und Effizienz als gefragte Aspekte in der Aufbereitung 

Mischer

Extrusion

Compoundieren

Mischung nach Rezept  

Auf der diesjährigen K lag der Schwerpunkt der Maschinen- und Anlagenbauer der Aufbereitungsbranche auf dem Recycling. Die zahlreichen Anforderungen an den Recyclingprozess werden mit interessanten und cleveren Lösungen erfüllt.  

Die Aufbereitungsbranche schließt den Recyclingkreislauf 

Dosierer

Granulieren

Kunststoff-Recycling

Upcycling: Aus Alt mach Neu  

Die tatsächlichen Auswirkungen unterschiedlicher Schneckenelemente auf die Compoundierung und deren Zusammenwirken je nach Anordnung sind bislang nur wenig untersucht worden. Am Institut für Kunststofftechnik wurde dies nun mithilfe eines axial aufklappbaren Doppelschneckenextruders systematisch analysiert.  

Einsichten über die Verarbeitung scher- und temperatursensitiver Materialien gewinnen 

Doppelschneckenextruder aufgeklappt 

Die K 2019 hat ein großes Angebot an Maschinentechnik und Systemkomplettlösungen für das Kunststoffrecycling gezeigt. Dort war offensichtlich, dass die Industrie heutzutage Lösungen zum Schließen des Kunststoffkreislaufs anbieten kann.

Die Technologie, den Kunststoffkreislauf zu schließen, ist vorhanden

Sensorik für Kunststoff-Verarbeitungsmaschinen

Industrie 4.0

Industrie 4.0 für die Kunststoffverarbeitung

IR-Sensor

Messtechnik

Sensoren / Messwertaufnehmer

Mahlgut

Kunststoff Werkstoffe

Kunststoff-Rezyklat

Wiederaufbereitung

Kunststoffverarbeitung: Verfahren

Kunststoffverarbeitung: Maschinen und Komponenten

Filteranlagen

Extrusionsanlagen

Waschen und Entfetten

Sortierer

Mahlanlagen, fein

Sensoren,  optische

Schneidmühlen

Kreislaufwirtschaft

Mühlen

Geschlossener Recyclingkreislauf – jetzt!

Eine Alternative zu herkömmlichen Aufbereitungsmethoden von verunreinigten Kunststoffflakes ist die Zugabe eines chemischen Modifikationsmittels. Die neue Chemikalie auf Basis einer Siliconverbindung kann nun direkt in einem konischen Doppelschneckenextruder zudosiert werden. Dieser Recyclingprozess kommt ohne einen SSP (Solid State Polymerization)-Prozess aus. Das Ergebnis sei, so der Hersteller, dem eingesetzten Primär-PET ebenbürtig. 

PET-Aufbereitung: Chemische Modifikation im Extruder 

Mit funktionellen Calciumcarbonaten lassen sich deutlich höhere Füllgrade in der Coextrusion bei gleichzeitiger Verbesserung des Prozesses und der Oberflächenqualität von PVC-Fensterprofilen erreichen. Mit der spezifischen Coextrusionstechnologie in Kombination mit einem erhöhten Calciumcarbonatanteil oder einem erhöhten Rezyklateinsatz ergibt sich ein erhebliches Kosteneinsparpotenzial. 

Additive

PVC-Fensterprofile: Innovativ Prozesskosten optimieren 

Ohne Masterbatches wären viele Produkte aus Kunststoff ziemlich farblos. Neben Farben werden auch Additive und Füllstoffe bei der Verarbeitung in konzentrierter Form zugegeben. Welche Hilfsmittel es dafür gibt, wo die Probleme liegen und wie man diesen begegnet, waren Themen einer zweitägigen Veranstaltung. 

Masterbatch-Workshop bei Leistritz Extrusionstechnik in Nürnberg 

Flammschutzmittel

Pigmente

Vernetzungsmittel

Masterbatches

Auf die Farben konzentriert 

Bei gegenläufigen Doppelschneckenextrudern kommt es systembedingt unausweichlich zu Verschleißerscheinungen. Neben dem zu verarbeitenden Material, den Prozessparametern und der Geometrieabstimmung spielt die richtige Auswahl der Reibpartner eine dominierende Rolle in Bezug auf die Lebensdauer der Verfahrenseinheit. Durch Einsatz spezieller Oberflächenbeschichtungen lassen sich die Standzeiten signifikant verlängern. 

Längere Standzeiten durch spezielle Oberflächenbeschichtungen 

Beschichten von Metallen, allgemein

Verschleißschutz an Doppelschnecken 

Nachhaltigkeit, Energie- und Ressourceneffizienz ist nach wie vor ein wichtiges Thema für den Extrusionsanlagenbau und die Komponentenherstellung. Dabei muss nicht immer der gesamte Prozess neu entwickelt werden. Oftmals genügt eine Analyse, um dann die vorhandenen Technologien sinnvoll zu kombinieren. 

Extrusions-Zubehör

Vom Maschinenelement bis zur Konzeptstudie 

Das Aufschmelzen ist eine der Hauptaufgaben des Extruders. Die Länge der Aufschmelzzone, eine entscheidende Kenngröße für die Leistung eines Extruders und damit die Qualität der Schmelze, ist jedoch aufgrund der Vielzahl an Einflussgrößen nur schwer vorhersagbar. 

Numerische Methode zur dreidimensionalen Beschreibung des Aufschmelzverhaltens in einem Einschneckenextruder 

Plastifzierzone virtuell auslegen 

Der taiwanesische Hersteller Sun Lung Gear Works Co Ltd., Tainan, stellt mit seinem neuen Hochleistungsgetriebe für Doppelschneckenextruder eine Antriebskomponente vor, die sich für hohe Drehzahlen und Drehmomente besonders eignet. Aufgrund ausgewählter Komponenten kann ein robustes, vibrations- und geräuscharmes (max. 80dB) Betriebsverhalten realisiert werden. Das integrierte Kühl- und Filtersystem erlaubt eine Reduzierung der Wärmeentwicklung und trägt neben der Druckölschmierung zu einem wartungsarmen Betrieb bei. 

Für hohe Drehzahlen und Drehmomente 

Getriebe

Antriebselemente

Hochleistungsgetriebe für Doppelschneckenextruder 

Die Burgsmüller GmbH, Kreiensen, arbeitet auf dem Gebiet der Schnecken- und Zylinderelemente und bietet laut eigener Darstellung eine breite verfahrens- und werkstoffspezifische Kompetenz. Diese reicht von Standardkomponenten für Doppelschneckenextruder und Spritzgießmaschinen bis hin zu individuellen Sonderlösungen mit High-End-Verschleißschutz. Das Unternehmen präsentiert erstmals seine Exponate auf der K-Messe. Hierzu sind in allererster Linie Extruderkomponenten, die im Innen- und Außenwirbelverfahren gefertigt wurden, zu nennen. Schneckenelemente, die mithilfe dieses Verfahrens bearbeitet wurden, überzeugen laut Herstellerangaben durch ihre besonderen Verschleißschutz, der für lange Standzeiten und damit eine hohe Wirtschaftlichkeit von Extrusionsanlagen sorgt. 

Komponenten im Innen- und Außenwirbelverfahren 

Schnecken- und Zylinderelemente 

RenCom startet Produktion von Biowerkstoff mit ZSK-Technologie

Das schwedische Unternehmen RenCom AB startet dieProduktion von Renol, einem thermoplastischen Biomaterial, das als Ersatz für Kunststoffe auf fossiler Basis verwendet werden kann. Zum Einsatz kommen dabei ZSK-Doppelschneckenextruder von Coperion.

RenCom AB, ein Unternehmen aus Schweden, hat den Produktionsbeginn von Renol angekündigt, einem thermoplastischen Biowerkstoff, der als Ersatz von Kunststoffen auf fossiler Grundlage verwendet werden kann. Im Anschluss an umfassende Tests im Extrusions-Technikum von Coperion in Stuttgart haben RenCom und Coperion den neuartigen Extrusionsprozess für das Material entwickelt, das auf Lignin basiert.

Coperion hat einen ZSK Doppelschneckenextruder, gravimetrische Dosiervorrichtungen, ein Stranggranuliersystem, eine Lignin-Sackentleerstation und eine Big-Bag-Station an RenCom geliefert. Das System wurde kürzlich erfolgreich in Betrieb genommen und die Produktion begann bereits planmäßig. RenCom kann künftig über 1.000 t/a Renol produzieren.

Extrusionstechnologie für zukunftsorientierten Biowerkstoff

Die patentierte Technologie von RenCom basiert auf Lignin, einem Nebenprodukt aus der Holzverarbeitungsindustrie, das in ein erneuerbares Hochleistungsmaterial umgewandelt wird und Kunststoff ersetzen kann. Renol kann in Verhältnissen von bis zu 50% in Anwendungen wie Folien (Einkaufstaschen, Mulchfolien oder Tragetaschen), Spritzguss (Möbel und Automobilteile) und als Füllstoff für Kunstrasen-Fußballplätze dienen, wobei toxischer und nicht abbaubarer Gummi ersetzt wird. Der Werkstoff kann direkt in vorhandener Produktionsinfrastruktur ohne jegliche Veränderungen an Maschinen oder Methoden verwendet werden. Mit einem sehr niedrigen CO2-Fußabdruck und Wasserverbrauch sowie ausgezeichneten mechanischen und physikalischen Eigenschaften ist Renol eine leistungsstarke Lösung, um die Verwendung von Kunststoffen auf fossiler Grundlage zu verringern oder sogar zu ersetzen.

Coperion hat in Zusammenarbeit mit RenCom ein komplettes Extrusionssystem entworfen, das einen gleichsinnig drehenden ZSK Mv PLUS Doppelschneckenextruder sowie Zusatzausrüstung umfasst. Die ZSK Mv PLUS-Baureihe vereint optimal aufeinander abgestimmt großes freies Schneckenvolumen mit hohen Schneckendrehzahlen und einem hohen spezifischen Drehmoment. Dank der tief geschnittenen Schneckengänge ist die thermische Belastung des Rohmaterials sehr gering und die Produktverarbeitung erfolgt sehr schonend.

Die umfassenden Versuche im Coperion-Technikum und die Realisierung des ersten Extrusionssystems für die Produktion von Renol waren der Auftakt zu einer erfolgreichen Partnerschaft zwischen RenCom und Coperion.

„Wir freuen uns außerordentlich, dieses innovative Unternehmen auf seinem aufregenden Weg zu unterstützen. Wir sehen großes Potential für sein auf Lignin basierendem Produkt, mit dem der CO2-Fußabdruck verringert werden kann, da Kunststoffe auf fossiler Grundlage ersetzt werden können. Wir sind stolz, die Fertigung der nachhaltigen Produkte dieses Unternehmens zu unterstützen“, so Peter von Hoffmann, General Manager der Business Unit Compounding Machines Engineering Plastics and Special Applications bei Coperion.

„Wir bei RenCom sind sehr stolz, dass der ZSK Extruder nun in Betrieb genommen wurde. Wir sind jetzt in der Lage, Renol in großen Mengen zu produzieren und somit einen großen Beitrag zu den Herausforderungen in Verbindung mit Kunststoffen auf fossiler Grundlage zu leisten. Wir freuen uns sehr, die Produktion aufzunehmen und unseren Kunden Hunderte von Tonnen an Material liefern zu können“, meint Johan Verendel, Chief Technical Officer von RenCom.

RenCom hat sich für die ZSK Extrusionstechnologie von Coperion entschieden, um die Produktion von Renol zu ermöglichen

16:9

Von Holz zu thermoplastischem Biowerkstoff Renol

Big-Bag-Station von Coperion für die Abfüllung von Renol

News Coperion 2.3.21

RenCom ist ein innovatives Unternehmen aus Schweden, das Lignin, das am häufigsten vorkommende ungenutzte Biopolymer auf der Erde, in einen erneuerbaren und funktionalen Biowerkstoff namens Renol umwandelt. RenCom möchte der Kunststoffindustrie leistungsfähige Granulate liefern, die in Kunststofftaschen, Verpackungsmaterialien, Flaschen oder Spritzgießteile umgewandelt werden. Der Werkstoff wurde durch mehrere Partner aus der Kunststoffbranche erprobt und erste Endprodukte aus Renol sollen bereits im Jahr 2021 auf den Markt kommen.

Weitere Informationen finden Sie unter <a href="https://www.lignin.se" target="_blank">www.lignin.se</a>

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