Mechanische Aufbereitung

Die mechanische Aufbereitung stellt vielfach den ersten Prozessschritt für die Aufbereitung bzw. das Recycling von Neben-, Rest- und Abfallstoffen im Sinne der Zirkulären Wertschöpfung dar. Grundbausteine der mechanischen Stoffwandlung sind z.B. zerkleinern, mahlen, sieben, sichten, agglomerieren, hächseln, zerfasern, etc. Die Arbeitsgruppe entwickelt Prozessketten zur Aufbereitung / zum Recycling, die auf den genannten verfahrenstechnischen Bausteinen aufbauen. Das Ziel ist Sekundärrohstoffe bzw. biogene Reststoffe der nachhaltigen Energiebereitstellung zur Verfügung zu stellen.

Pelletproduktion aus Miscanthus-Pflanzen (Bild: TH Köln)

Die auf den Äckern und in Waldgebieten verbleibenden biogenen Reststoffe kommen nur zu einem geringfügigen Teil dem Boden zu Gute. Der größere Teil wird als Methan, Kohlendioxid und Wasserdampf in die Atmosphäre freigesetzt und trägt zum Treibhauseffekt bei. Aus diesem Grund kommt der stofflichen sowie energetischen Verwertung von Rest- und Abfallstoffen aus der land- und forstwirtschaftlichen Produktion eine immer größere Bedeutung zu.   

Biogene Rest- und Abfallstoffe gelten als die umweltverträglichste Substratbasis zur regenerativen Energiebereitstellung, da bei der Nutzung keine zusätzliche Belastung von Flächen oder Erzeugungssystemen entsteht und die bereitgestellte Energie nahezu CO₂-neutral ist. Zu diesen Stoffen zählen u.a. Ernte-Reststoffe, Landschaftspflegematerial (z.B. Grünschnitt), Strukturmaterial und Rasenschnitt. Der Einsatz von Energiepflanzen, wie z.B. Miscanthus, bietet ein zusätzliches, erschließbares nachhaltiges Potenzial auf ungenutzten agrar- und forstwirtschaftlichen Flächen.

Basierend auf lokalen Stoffströmen fallen Substrate unterschiedlichster elementarer und physikalischer Zusammensetzung an, die teilweise auch nur saisonal begrenzt zur Verfügung stehen. Aufgrund divergenter Stoffeigenschaften wird oftmals eine Vielzahl potenziell sinnvoller Aufbereitungsschritte und Konversionsprozesse nötig. Um heterogene, biogene Rest- und Abfallstoffe für die jeweilige stoffliche bzw. energetische Nutzung aufzubereiten, werden in diesem Forschungsschwerpunkt mechanische Aufbereitungsverfahren interdisziplinär erforscht und umgesetzt. 

In unserem täglichen Leben gebrauchen wir eine Vielzahl von Gütern, die zu einem nennenswerten Anteil aus mineralischen Rohstoffen bzw. Verbundstoffen (Verbund mineralischer und organischer Rohstoffe) bestehen. Und gerade hier muss es das Ziel sein, diese am Ende ihre Lebenszeitkurve im Sinne der zirkulären Wertschöpfung entweder als neues Produkt oder als Sekundärrohstoff den Stoffkreisläufen erneut zuzuführen. Beispiele sind Getränkeverpackungen, glasfaserverstärkte Kunststoffe, Reifen, Baumischabfälle, etc.. 

Der mechanischen Aufbereitung kommt in diesem Zusammenhang eine besondere Bedeutung zu, da sie die einzelnen Komponenten von Verbundmaterialien aufschließen und voneinander trennen muss, damit diese als Sekundärrohstoff genutzt werden können.

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