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Die Zahl der Firmen hat sich gegenüber dem vergangenen Jahr um zwei erhöht. Beide haben schneidende Verfahren im Angebot, so dass diese jetzt bei 31 Firmen erhältlich sind.

Einsatzbereiche

Zerkleinert werden alle Kunststoffarten von Thermoplasten über Duroplaste bis zu Elastomeren, wie zahlreiche Firmen detailliert angegeben haben. Dabei können die Abfälle in der Kunststoffverarbeitung als Produktionsabfälle anfallen oder als Abfälle nach Gebrauch der Kunststoffteile. Nahezu alle Firmen bieten hierfür geeignete Maschinen an. Kunststoffteile nach Gebrauch sind in der Regel verschmutzt und müssen für eine weitere Verarbeitung gereinigt werden, was an zuvor zerkleinerten Abfällen leichter durchführbar ist. Kunststoffpulver wird für spezielle Verarbeitungsverfahren benötigt. Hierfür bieten zehn Firmen geeignete Maschinen an. Ebenso sind Problem bezogene Lösungen für das Zerkleinern von geschäumten Kunststoffen, von Verbund-stoffen und von Fasern erforderlich, die beim überwiegenden Teil der Firmen erhältlich sind. Etwa ein Drittel der Firmen liefert Geräte für den Einsatz im Laborbereich.

Zerkleinerbare Materialien

Die für das Zerkleinern relevanten Eigenschaften der Kunststoffe differieren sehr und reichen von weich bis hart und von elastisch bis spröde. Sowohl Thermoplaste als auch Elastomere und Duroplaste sind, wie dieser Tabellenteil zeigt, mit den Maschinen der aufgeführten Firmen zerkleinerbar. Dabei dürfte die Thermoplast-Zerkleinerung im Vordergrund stehen, da dieses Material der direkten Wiederverarbeitung zugeführt werden kann soweit es sauber und unvermischt ist. Elastomere und Duroplaste sind dagegen aufgrund der sich bei ihnen während der Verarbeitung einstellenden Vernetzung nicht mehr aufschmelzbar und daher in der Regel nur noch als Füllstoffe geeignet.

Zerkleinerungsergebnis

Das Ergebnis der Zerkleinerung ist je nach Maschine ein grobes Haufwerk, Granulat oder Pulver. Welche Hersteller hierfür jeweils geeignete Maschinen liefern, zeigt der Tabellenabschnitt. Grobes Haufwerk ist für eine Weiterverarbeitung noch nicht geeignet. Es bietet eher eine Volumenverringerung, indem sperrige Abmessungen reduziert wurden. Dazu dienen Brecher, Shredder oder Schneidgeräte, die einer Guillotine ähneln. Vor der Weiterverarbeitung muss Granulat erzeugt werden, vorrangig mittels Schneidzerkleinerung. Die erzeugte Partikelgröße wird durch Siebe oder durch Abmessungen der Schneidwerkzeuge bestimmt. Siebmühlen arbeiten oft mit hohen Schnittgeschwindigkeiten. Dabei entsteht ein relativ hoher Staubanteil, der mit abnehmender Geschwindigkeit geringer wird. Gleichzeitig sinkt die Geräuschemission, weshalb in der Kunststoffverarbeitung an den Produktionsmaschinen vorrangig langsam laufende Mühlen eingesetzt werden.

Das Erzeugen von Pulver erfolgt vor allem durch Schlagzerkleinerung, kann aber auch mittels Schneidmühlen geschehen, wie ein Vergleich der Tabellenspalten „Zerkleinerungsergebnis“ und „Arbeitsweise“ zeigt. Das Mahlgut wird durch vorausgehende starke Kühlung versprödet.

Produktphilosophie

In diesem Teil der Tabelle sollen Überlegungen transparent werden, die der Entwicklung und Gestaltung der Maschinen zugrunde liegen. Hierzu gehört vor allem das Festlegen der Arbeitsweise. Bis auf eine Firma arbeiten alle mit rotierenden Schneid- beziehungsweise Zerkleinerungswerkzeugen. Neben dieser einen Firma bieten zwei weitere Firmen Maschinen mit translatorisch bewegten Schneidwerkzeugen an.

Die Zuführung des zu zerkleinernden Materials beeinflusst, wie Hinweise zu Entwicklungstrends schließen lassen, den Energieverbrauch und sogar die Maschinengröße. Bei Zwangszuführung und damit verbundener Komprimierung des Materials sinken beziehungsweise verringern sich diese Größen. Es verwundert daher nicht, dass die Zwangszuführung bei den Angaben überwiegt, deren Ausführung den Anmerkungen zu entnehmen ist. Der freie Fall des Gutes in die Maschine wird aber ähnlich häufig genutzt, spart er doch Equipment, ebenso wie beim Austrag. Geringfügig häufiger noch erfolgt der Austrag mittels Luftstrom in der Regel in Verbindung mit einem pneumatischen Weitertransport.

Die weiteren Erläuterungen beschränken sich auf die Schneidzerkleinerung, da diese bei weitem das am häufigsten angewendete Verfahren ist. Günstigere Schnittverhältnisse und geringere Geräuschentwicklung werden mit schräg auf dem Rotor angeordneten Messern erreicht im Gegensatz zu achsenparallel platzierten. Die schräge Anordnung dominiert daher, obwohl höhere Aufwendungen erforderlich sind bei der Realisierung konstanter Spaltweiten zwischen Rotor- und Statormessern, wie vor allem die Anmerkungen 18 und 19 verdeutlichen. Eingestellt werden kann die Spaltweite innerhalb oder außerhalb der Maschine je nach deren Ausführung. Die Anzahl der Rotor- oder Schneidmesser ist durchweg höher als die der Statormesser. Für Erstere sind bis zu 360 angegeben, während die Zahl Letzterer sich in der Regel im einstelligen Bereich bewegt. Die höhere Anzahl an Rotormessern kann beinhalten, dass diese oft geteilt und versetzt angeordnet sind. Die Schneidmesser tragenden Rotoren gibt es in geschlossener und offener Bauweise. Ihre Achse ist in der Regel horizontal angeordnet, in wenigen Fällen aber auch schräg. Dies bewirkt eine günstigere Annahme des Mahlgutes. Bei der Schlagzerkleinerung findet man etwa gleich viele horizontale und vertikale Ausrichtungen der Rotorachse.

Die Geräuschreduzierung ist ein unverändert wichtiges Gebiet der Zerkleinerungstechnik. Immer wieder zeigen die mitgeteilten Entwicklungstrends, dass hieran intensiv gearbeitet wird. Die in der Tabelle angegebenen Daten differieren erheblich, wobei unklar ist, ob sie an gekapselten oder ungekapselten Maschinen ermittelt wurden. Die integrierten Maßnahmen zur Reduzierung der Geräuschemission sind oft so wirkungsvoll, dass auf die Empfehlung, die Maschinen vollständig zu kapseln, verzichtet wird. Diese Kapselungen werden aber trotzdem von den meisten Herstellern angeboten. Die in unmittelbarer Nähe von Verarbeitungsmaschinen verwendbaren langsam laufenden Mühlen werden ohne zusätzliche Schalldämmung eingesetzt.

Die Zerkleinerungsmaschinen werden elektromotorisch mittels Riementrieb oder Getriebe, aber auch direkt gekuppelt angetrieben. Mit gefülltem Trichter ist ein Anlauf überwiegend möglich. Reversieren dagegen, mit dem verstopfte Maschinen wieder freigesetzt werden können, erlauben nur wenige Maschinen. Wo nicht, ist der Mahlraum zu öffnen und manuell zu entleeren. Dieses Öffnen ist schon im Hinblick auf das Reinigen bei Produktionswechsel überwiegend leicht zu bewerkstelligen.

Entwicklungstrends

Nach wie vor sind Energieeffizienz und Schallschutz Gebiete, auf denen Entwicklungen betrieben werden, vor allem auch, weil diese Themen deutlich im Fokus der Kunden stehen, wie Tria als Resümee der letzten K-Messe angibt. Tria konzentriert sich zur Steigerung der Energieeffizienz auf die Antriebsmotoren ebenso wie Wittmann, die Antriebsmotoren der Energieklasse A mit niedriger Leistung einsetzen. Dies wird ermöglicht durch Drehzahlreduzierung und bei Zentralmühlen durch Zwangszuführung mittels Einzugsschnecke im Trichter. Neben niedriger Motorleistung wird hierdurch eine Volumenreduzierung sperriger und großvolumiger Teile erreicht, was außerdem die Wahl einer kleineren Mühle zulässt. Auch Herbold Meckesheim setzt zur Energieeinsparung bei den so genannten „Stromfressern“ auf eine Zuführtechnik, mit der eine Energieersparnis von 30 bis 50 Prozent erzielt wird.

Zum Schallschutz, der nach Tria wie schon dargelegt ebenfalls eine deutliche Forderung der Kunden ist, setzt Herbold Meckesheim auf geräuscharme Bauwei-sen der Maschinen. Dies realisiert Wittmann standardmäßig mit schallgedämmten Trichterversionen und Schalldämmung des Mahlraums bei Großmühlen. Gegebenenfalls erfolgt eine Kompletteinhausung. Unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten kommt auch dem Verschleißschutz eine zentrale Bedeutung zu. Sowohl Zahnwalzen-Zerkleinerer als auch konventionelle Schneidmühlen werden nach Wittmann bereits standardmäßig mit gehärteten Schneidwerkzeugen ausgestattet. Herbold Meckesheim verweist auf den Trend, wonach alle vom Verschleiß betroffenen Maschinenteile mit leicht auswechselbaren Verschleißplatten versehen werden. Dabei gelangen immer höherwertige Werkstoffe zum Einsatz, um die Standzeiten zu erhöhen. Diesen Schutz mit zusätzlichen Verschleißplatten in der Mahlkammer führt auch Wittmann für Zentralmühlen an. Außerdem werden Rotor und Sieb chemisch vernickelt. Zeno weist auf eine bevorzugte Anwendung von Zerkleinerungsmaschinen hin, die mit verstellbaren Gegenmessern ausgestattet sind. „Dieses System kompensiert den Verschleiß der Zerkleinerungswerkzeuge durch die Möglichkeit, den Schnittspalt außerhalb der Maschine nachstellen zu können.“

Verfahrenstechnisch liegt der Schwerpunkt der Aufbereitungstechnik nach wie vor in der trocken-mechanischen Abfallbehandlung, wie Zeno feststellt. Zur mechanischen Zerkleinerung gilt es also kein nennenswert eingesetztes alternatives Verfahren. Wohl sind aber Trends bei der Ausführung der Gerätetechnik der mechanischen Zerkleinerung zu benennen. So teilt Untha mit, dass einer dieser Trends hin zu großen Einwellenmaschinen weist, um Marktanforderungen nach gestiegener Durchsatzleistung und nach großen Volumen per Aufgabe auf die Maschine zu erfüllen. Wittmann verweist auf sieblose Zerkleinerung mittels Walzen. Dabei wird die Korngröße durch Festlegung der Walzengröße und der Walzengeometrie bestimmt. Weiterhin wird ein nahezu staubfreies gleichmäßiges Regenerat durch Reduzierung der Drehzahl erreicht. Die Ausführung konventioneller Schneidmühlen erfolgt in kompakter Platz sparender Bauweise. Ein modulares Baukastenprinzip, das auch Weima anspricht, ermöglicht laut Wittmann Aufrüstung und Nachrüstung von optionalem Equipment ohne Umbaumaßnahmen. Zum Einsatz dieser Geräte erfolgen verschiedene Hinweise. Wittmann und Herbold Meckesheim verweisen auf das Recycling von Produktionsabfall und Rückführung in den Verarbeitungsprozess im Sinne eines „closed loop recycling“, wie Wittmann hinzufügt und damit die direkte Rückführung in den Materialkreislauf meint, wobei Logistik- und Lagerkapazitäten eingespart werden und eine zusätzliche Trocknung des Mahlguts entfällt. Die damit verbundene Kostenersparnis fördert den Trend zum
„closed loop recycling“. Dies erfolgt auch bei Zeno unter dem Begriff Sekundärrohstoff-Gewinnung. Volumenreduzierung und Kunststoffrecycling sind weitere von Wittmann genannte Bereiche, letzteres bei Herbold Meckesheim unter dem Begriff post-consumer-Kunststoffabfall-Recycling angeführt. Zeno sieht darüber hinaus „verursacht durch die neue Deponieverordnung und hohe Preise für fossile Brennstoffe wie zunehmende Verknappung natürlicher Ressourcen“ den verstärkten Einsatz der Anlagen für das Herstellen alternativer Brennstoffe zum Beispiel für Heizkraftwerke und Zementwerke. Darüber hinaus finden die Anlagen Verwendung in verschiedensten Bereichen wie Datenträger-Vernichtung, Biogas-Erzeugung und Depolymerisations-Anlagen. Vor diesem Hintergrund wird von Zeno auf die hohe Bedeutung hingewiesen, die der Realisierung explosionsgeschützter bzw. explosionsresistenter Anlagen zukommt.

Auch Herbold Meckesheim registriert einen Einsatz der Geräte und Anlagen für immer komplexere Abfälle wie zum Beispiel Elektronikschrott und die Kunststoff-Fraktion aus dem Haushaltsgeräte-Recycling. Neue Techniken dienen dazu, diese Shredder-Leichtfraktionen wertstofflich?zu?recyceln.

Entwicklungstrends
Zwangszuführung senkt
Energieverbrauch

Neben Schall- und Verschleißschutz gewinnt die Energieeffizienz zunehmend an Bedeutung. Diese wird verbessert durch Antriebsmotoren der Energieklasse A mit niedriger Leistung, deren Einsatz durch Drehzahlreduzierung und Zwangszuführung des Mahlguts möglich wird mit dem Nebeneffekt, dass durch dessen Komprimierung kleinere Maschinen verwendet werden können. Mit immer höherwertigen Werkstoffen wird der Verschleiß der Maschinen weiter reduziert. Bei der Gerätetechnik zeichnet sich ein Trend zu großen Einwellenmaschinen ab, um die vom Markt geforderten höheren Durchsatzleistungen zu realisieren. Modulbauweise ermöglicht Auf- und Nachrüstung ohne Umbaumaßnahmen.

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Werner Hoffmanns