Die Korngrößenverteilung kann das Ergebnis eines Recyclingprozesses erheblich beeinflussen, auch wenn es auf den ersten Blick so einfach erscheint wie das Zerkleinern von Abfall in kleinere Stücke. Die Größe, in der das Material austritt, beeinflusst, wie es sich bewegt, wie es getrennt wird und was anschließend damit gemacht werden kann. Deshalb muss man, bevor man eine Austrittsgröße festlegt, den gesamten Prozess und die weitere Verwendung dieses Materials berücksichtigen.
Bei Silmisa stellen wir Maschinen für das industrielle Recycling her, darunter Mühlen und Granulatoren, mit denen sich die Korngröße des verarbeiteten Materials steuern lässt. Wir erläutern, wie sich die Korngrößenverteilung auf das Recycling auswirkt und welche Aspekte zu berücksichtigen sind, um ein geeignetes Endprodukt zu erhalten.
Korngröße: Was messen wir eigentlich?
Wenn wir die Partikelgröße messen, untersuchen wir, wie sich das Material nach dem Zerkleinern oder Mahlen auf verschiedene Größen verteilt. Wenn wir beispielsweise eine Korngröße von 10 mm anstreben, bedeutet das nicht, dass alle Partikel genau gleich groß sind. Es wird etwas größere Partikel geben, andere, die innerhalb des Hauptbereichs liegen, und wieder andere, die feiner sind. Jede dieser Gruppen bezeichnen wir als Fraktion.
Anhand dieser Verteilung lässt sich feststellen, ob das Material mit der für den Prozess erforderlichen Regelmäßigkeit ausgegeben wird. Außerdem hilft sie dabei, Veränderungen beim Schnitt, Verschleiß der Messer oder Abweichungen bei der Zuführung zu erkennen.
In einer Anlage ist es wichtig zu wissen, welcher Anteil innerhalb des vorgesehenen Bereichs liegt und wie viel Material in größere oder kleinere Fraktionen abdriftet.
Ein und derselbe Abfall kann unterschiedliche Ausgabegrößen erfordern
Ein und dasselbe Material kann je nach dem, was anschließend damit geschieht, unterschiedlich weiterverarbeitet werden müssen. Ein Kunststoff, der in eine Waschphase gelangt, muss möglicherweise anders behandelt werden als ein anderer, der der Dichtesortierung oder der Extrusion zugeführt wird. Bei Gummi verhält es sich ähnlich: Die Endanwendung bestimmt, wie stark es zerkleinert werden muss.
Daher hängt die Wahl des Granulats nicht allein von der Art des Abfalls ab. Es muss auch geprüft werden, welche Anlage als Nächstes folgt, welche Kapazität sie hat, welche Trennung angestrebt wird und welches Produkt wir zurückgewinnen möchten. Eine systematische weitere Zerkleinerung kann den Verbrauch und den Verschleiß erhöhen, ohne das Ergebnis zu verbessern.
Welche Probleme treten auf, wenn die Körnung zu grob ist?
Eine zu grobe Korngröße kann dazu führen, dass das Material außerhalb des für die nächste Phase erforderlichen Bereichs liegt. Das Problem variiert je nach Abfallart, beeinträchtigt jedoch in der Regel die Trennung, die Gleichmäßigkeit der Zufuhr und die Verwertbarkeit der verschiedenen Fraktionen.
Die häufigsten Fehler sind folgende:
- Geringere Trennfähigkeit: Verschiedene Materialien können weiterhin in einem Stück verbunden bleiben, und es ist schwieriger, sie in der nächsten Phase vollständig voneinander zu trennen.
- Schlechtere Klassifizierung: Manche Teams arbeiten innerhalb eines bestimmten Größenbereichs besser und können an Effizienz einbüßen, wenn sie zu große Fragmente erhalten.
- Unregelmäßige Zuführung: Lange oder sperrige Teile können den Durchlauf durch Trichter, Förderbänder, Siebe und industrielle Dosiersysteme erschweren.
Mehr Rückführung: Das Material, das die vorgesehene Größe nicht erreicht, kann zur weiteren Bearbeitung in die Anlage zurückgeführt werden, bevor der Vorgang fortgesetzt wird.
Durch die Kontrolle dieses Anteils lassen sich unnötige Arbeitsschritte vermeiden und es wird sichergestellt, dass jede Phase das für ihre Aufgabe am besten geeignete Material erhält.
Und was passiert, wenn es zu fein gemahlen wird?
Eine weitere Verkleinerung verbessert den Prozess nicht immer. Eine zu kleine Partikelgröße kann zu mehr Staub führen, dazu führen, dass ein Teil des Materials in die Absaugung oder den Ausschuss gelangt, und manche Trennvorgänge erschweren.
Zudem kann die Gewinnung kleinerer Partikel eine stärkere Zerkleinerung des Materials erfordern, was den Schneidaufwand erhöht. Dies kann zu einem höheren Verbrauch, mehr Verschleiß und einer geringeren Stundenleistung führen. Bei Metallen lassen sich beispielsweise bestimmte sehr kleine Fraktionen mit manchen Trennsystemen nur schwer zurückgewinnen.
Auch bei Papier kann es sinnvoll sein, ein übermäßiges Zerreißen der Fasern zu vermeiden. Das Ziel ist es, die erforderliche Größe zu erreichen, ohne ein Material weiter zu zerkleinern, das bereits für die nächste Phase vorbereitet ist.
Die Korngröße variiert je nach Material und Verwendungszweck
Jeder Rest kann unterschiedlich auf den Schnitt reagieren und unterschiedliche Vorbereitungen erfordern.
Härte, Elastizität, Form, Feuchtigkeitsgehalt oder die Zusammensetzung der Bestandteile beeinflussen das Verhalten im Inneren der Maschine. Hinzu kommt, was wir anschließend damit tun wollen: Waschen, Trennen, Lagern, Transportieren, Extrudieren, Verwerten oder Rückgewinnen eines bestimmten Anteils.
Daher muss man bei der Festlegung der Korngröße den gesamten Prozess im Blick behalten. Eine angemessene Ausgabegröße sorgt dafür, dass die nachgeschalteten Anlagen gleichmäßiger arbeiten können, und verhindert, dass das Material stärker als nötig zerkleinert wird. Die Kriterien unterscheiden sich erheblich zwischen Kunststoffen, Holz und Metallen, da jedes Material andere Probleme mit sich bringt.
Kunststoff und Gummi: Homogenität für nachfolgende Schritte
Bei Kunststoff und Gummi ist ein gleichmäßiger Austrag wichtig, wenn das Material anschließend gewaschen, getrennt oder extrudiert wird. Eine gleichmäßige Fraktion erleichtert die Beschickung dieser Anlagen und trägt dazu bei, den Prozess innerhalb konstanterer Parameter zu halten, ohne dass sehr große Teile mit einem Übermaß an unnötigen Feinanteilen vermischt werden.
Holz, Papier und Pappe: Menge versus Handhabung und Verwertung
Bei Holz, Papier und Pappe muss ein Gleichgewicht zwischen Zerkleinerung und Handhabung gefunden werden. Zu große Stücke erschweren den Transport oder die Zuführung, während eine übermäßige Zerkleinerung Staub verursachen oder verwertbare Fasern beschädigen kann. Das richtige Maß hängt davon ab, ob das Material der Verwertung, Sortierung, dem Transport oder der späteren Wiederverwendung zugeführt wird.
Nichteisenmetalle: Materialien freilegen, um sie zu trennen
Bei Nichteisenmetallen geht es darum, miteinander verbundene Bestandteile – Aluminium, Kupfer und Kunststoff – voneinander zu trennen. Das Zerkleinern erleichtert später die Trennung aufgrund ihrer unterschiedlichen Eigenschaften, doch wenn die Fraktionen zu klein werden, kann dies ihre Rückgewinnung erschweren. Das Ziel ist es, so lange zu zerkleinern, bis eine ausreichende Trennung erreicht ist, ohne dabei unnötig viel Feinmaterial zu erzeugen.
Wie wird die Korngröße in Mühlen und Granulatoren geregelt?
Bei dieser Maschine ist das Sieb eines der wichtigsten Kontrollelemente. Das Material verbleibt in der Kammer, bis es eine Größe erreicht hat, mit der es durch die Sieböffnungen hindurchpasst. Daher wirkt sich eine Änderung der Maschenweite dieses Siebs direkt auf das erzielte Endprodukt aus.
Ebenfalls von Bedeutung sind die Art der Messer, deren Zustand, der Abstand zwischen Messern und Gegenmessern, die Rotordrehzahl sowie die Menge an Material, die auf einmal zugeführt wird. Ändert sich einer dieser Punkte, kann sich auch die endgültige Verteilung ändern und der Anteil an groben oder feinen Fraktionen zunehmen.
Bei Silmisa entwickeln und fertigen wir Mühlen und Granulatoren entsprechend dem Material, der erforderlichen Produktionsmenge und dem für den jeweiligen Prozess benötigten Durchsatz. Bevor wir die Anlage festlegen, prüfen wir, was hineinkommt, was herauskommen soll und welcher Schritt als Nächstes folgt. So können wir die Zerkleinerung genau auf den tatsächlichen Bedarf der Anlage abstimmen und vermeiden, dass das Restmaterial mehr als nötig bearbeitet wird.