Die Bedeutung von Kunststoff-Recycling-Schmelzefiltern im Recyclingsektor

Schmelzfilter für das Kunststoffrecycling sind Kernkomponenten bei der Herstellung von Recyclingkunststoffen. Sie entfernen Verunreinigungen aus der Kunststoffschmelze und gewährleisten die Qualität und Leistungsfähigkeit der Recyclingmaterialien. Die folgende Analyse erläutert ihre Bedeutung im Recyclingsektor anhand technischer Prinzipien, Anwendungswert und Branchenauswirkungen:

 I. Kernfunktionen von Schmelzefiltern: Präzise Entfernung von Verunreinigungen 

1. Filtrationsobjekte und technische Grundlagen 

• Arten von Verunreinigungen

• Physikalische Verunreinigungen: Staub, Metallsplitter, Sand, unzerkleinerte Fremdkörper (wie z. B. Etikettenpapierreste); 

• Chemische Verunreinigungen: Oxidationsabbauprodukte, Restzusätze (z. B. Weichmacher, Flammschutzmittel) und Mischschmelzen verschiedener Kunststoffe (z. B. PE gemischt in PP).

• Filtrationsprinzip: 

• Feste Partikel in der Schmelze werden durch poröse Medien (wie Metallsiebe oder Sinterfilterelemente) abgefangen. Reine Schmelze wird durch Druckunterschiede hindurchgedrückt, während Verunreinigungen zurückgehalten werden. Beispielsweise kann ein 60er-Maschensieb Partikel über ca. 250 Mikrometer filtern, ein 100er-Maschensieb bis unter 150 Mikrometer (höhere Maschenzahl = höhere Filtrationsgenauigkeit).

2. Direkte Auswirkungen auf die Qualität recycelter Materialien 

• Verbesserte mechanische Eigenschaften: 

• Durch das Entfernen von Verunreinigungen werden Schwachstellen in recycelten Materialien vermieden. Wenn beispielsweise Metallreste in recyceltem PET verbleiben, verringert sich die Bruchfestigkeit der Fasern um über 30 %.  

• Verbessertes Erscheinungsbild: 

• Die Transparenz und Farbgleichmäßigkeit von recycelten Materialien werden nach der Filtration deutlich verbessert. Wenn recyceltes PP für transparente Behälter verwendet wird, sind Filter mit hoher Maschenweite (z. B. 120-Maschenweite) erforderlich, um Verunreinigungen im Mikronbereich zu entfernen.

• Schmelzstabilität: 

• Verunreinigungen verursachen Schwankungen der Schmelzviskosität. Nach der Filtration kann die Druckschwankungsbreite während der Extrusion von ±10 % auf ±3 % reduziert werden, was die Maßgenauigkeit der Produkte verbessert.

 II. Schlüsselrollen von Schmelzefiltern im gesamten Recyclingprozess 

1. Schutz nachgelagerter Geräte und Senkung der Wartungskosten

• Schutz von Extruderschnecken und Formen:

• Werden Verunreinigungen nicht herausgefiltert, zerkratzen Metallpartikel die Gewinde der Schrauben und verkürzen so deren Lebensdauer (normale Lebensdauer: 5–8 Jahre; durch Verunreinigungen kann sie auf 2–3 Jahre reduziert werden). Werden Formkanäle durch Verunreinigungen blockiert, sind häufige Reinigungsabschaltungen erforderlich, was die Produktionseffizienz beeinträchtigt (jede Abschaltung verursacht Verluste von ca. 500–2.000 US-Dollar). 

• Fallstudie: 

• Eine Recyclinganlage für PET-Flaschenschnitzel, die keinen effizienten Filter verwendete, musste ihre Extruderschnecke innerhalb von sechs Monaten dreimal austauschen, was die Wartungskosten um 200.000 Yen erhöhte. Nach der Umstellung auf einen Kerzenfilter verlängerte sich die Lebensdauer der Schnecke auf vier Jahre, was eine jährliche Ersparnis von 150.000 Yen bedeutete. 

2. Erweiterung der Anwendungsszenarien für recycelte Materialien

• Beispiel:

• Lebensmittelechte recycelte PET-Materialien müssen durch einen Schmelzfilter mit einer Maschenzahl von über 200, kombiniert mit einer Aktivkohleadsorption, geleitet werden, um die Verunreinigungs- und Geruchsanforderungen der FDA (US Food and Drug Administration) für mit Lebensmitteln in Kontakt kommende Kunststoffe zu erfüllen.

3. Steigerung des wirtschaftlichen Werts von Recyclingmaterialien

• Preisunterschied:

• Der Preis für ungefiltertes recyceltes PP-Material beträgt etwa 4.000 Yuan/Tonne, während der Preis für gefiltertes Material 6.000–8.000 Yuan/Tonne erreichen kann (je nach Genauigkeit); der Preis für recyceltes Material, das in High-End-Bereichen verwendet wird (wie etwa Komponenten für medizinische Geräte), kann 12.000 Yuan/Tonne übersteigen.

• Kosten-Nutzen-Verhältnis:

• Ein Schmelzefilter mit automatischem Siebwechsler kostet etwa 50.000–200.000 Yuan, kann aber den Wert des recycelten Materials um 20–50 % steigern und die Investition in die Ausrüstung amortisiert sich normalerweise innerhalb von 6–12 Monaten.

III. Technische Vorteile und Anwendungsszenarien verschiedener Schmelzefiltertypen

1. Siebplattenfilter (wie die in der TL650-Serie verwendeten Siebplatten)

• Merkmale: Einfache Struktur, die Filterung wird durch den Austausch von Metallsiebplatten erreicht und die Kosten sind niedrig;

• Anwendbare Szenarien: (Produktionskapazität von 500–4.000 kg/h) und Abfallmaterialien mit hohem Verunreinigungsgehalt (wie Agrarfolien und Baukunststoffe);

• Vorteile: Kein regelmäßiger manueller Siebwechsel erforderlich (Austausch etwa alle 20–30 Tage) und mit Demontagewerkzeugen werden die Kosten erheblich gesenkt und die Effizienz für die Kunden verbessert.

2. Kerzenfilter

• Merkmale: Verwendung poröser Sinterfilterelemente (z. B. aus gesintertem Edelstahlpulver) mit großer Filterfläche und hoher Genauigkeit (bis zu 10 Mikrometer).

• Anwendbare Szenarien: Hochreine Recyclingszenarien wie PET-Flaschenchips und medizinische Kunststoffe;

• Vorteile: Online-Rückspülung ist möglich, wodurch Ausfallzeiten reduziert werden und eine kontinuierliche Produktion möglich ist.

3. Automatische Siebwechslerfilter

• Merkmale: Siebplatten werden ohne Abschaltung durch einen hydraulischen Antrieb ersetzt und die Filtergenauigkeit ist von 10 bis 100 Mikrometer einstellbar;

• Anwendbare Szenarien: Großproduktion (Produktionskapazität > 1 Tonne/h), wie z. B. PE-Folienrecycling und Granulierlinien;

IV. Branchentrends: Technologische Verbesserungen bei Filtern treiben Innovationen in der Recyclingindustrie voran

1. Kombination aus hoher Präzision und Intelligenz

• Entwicklungstrends:

  Einführung visueller KI-Überwachungssysteme, um den Verunreinigungsgehalt der Schmelze in Echtzeit zu erkennen und den Filtrationsdruck automatisch anzupassen;

  Entwickeln Sie die Gradientenfiltrationstechnologie mit der ersten Schicht zur Grobfiltration (40 Maschen) zum Entfernen großer Partikel und der zweiten Schicht zur Feinfiltration (200 Maschen) zum Entfernen von Verunreinigungen im Mikronbereich, wodurch die Effizienz verbessert wird.

  
  

2. Umweltschutz und energiesparendes Design

• Niedrigenergiefilter:

• Kombinieren Sie elektrische Heizung mit Wärmedämmschichten, um den Wärmeverlust während des Schmelzprozesses zu reduzieren (herkömmliche Filter verbrauchen etwa 0,3 kWh/kg, und neue Energiespartypen können auf 0,15 kWh/kg reduziert werden);

• Abfallrecycling:

• Wenn die abgefangenen Verunreinigungen recycelbare Kunststoffe enthalten, kann die Abfallrecyclingquote durch Zerkleinerungs- und Sekundärfiltrationstechnologien von 60 % auf über 90 % erhöht werden.

  
  

3. Internationale Standards fördern technologische Verbesserungen

• Forderungen der neuen Plastikstrategie der EU:

• Bis 2030 müssen alle Kunststoffverpackungen zu 100 % recycelbar sein und der Verunreinigungsgehalt in recycelten Materialien muss < 0,1 % betragen, was die Entwicklung von Schmelzfiltern in Richtung "hoher Präzision + Automatisierung" fördert;

• Bestimmungen der chinesischen Standards für die umfassende Verwertung von Kunststoffabfällen:

• Wenn recycelte PET-Materialien für Lebensmittelverpackungen verwendet werden, müssen diese einen Filter mit einer Maschenzahl von mehr als 150 passieren und einen Prüfbericht eines Drittanbieters vorlegen.

V. Fazit: Schmelzefilter als Qualitäts-Gatekeeper der Recyclingkette

Im Bereich des Kunststoffrecyclings sind Schmelzefilter nicht nur Werkzeuge zur Entfernung von Verunreinigungen, sondern auch wichtige Knotenpunkte zwischen Abfall und hochwertigen Recyclingmaterialien. Ihre Bedeutung lässt sich wie folgt zusammenfassen:

• Technischer Aspekt: ​​Feststellen, ob recycelte Materialien in High-End-Anwendungsbereiche (wie Lebensmittelverpackungen und medizinische Geräte) gelangen können;

• Wirtschaftlicher Aspekt: ​​Durchbrechen Sie den Teufelskreis aus niedriger Qualität und niedrigen Preisen für Recyclingunternehmen, indem Sie die Materialqualität verbessern.
  

• Umweltaspekt: ​​Helfen Sie mit, eine Kreislaufwirtschaft für Kunststoffe zu erreichen und die durch Verunreinigungen verursachte ungeeignete Verwendung oder Sekundärverschmutzung von Recyclingmaterialien zu reduzieren.

Daher ist die Auswahl eines geeigneten Schmelzefilters (z. B. die Auswahl der Maschenzahl der Siebplatte entsprechend der Abfallart und des automatischen Siebwechselsystems entsprechend der Produktionskapazität) eine der Kernstrategien für Recyclingunternehmen zur Steigerung ihrer Wettbewerbsfähigkeit.