Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Produkte aus nachwachsenden und umweltkompatiblen Rohstoffen sowie deren stoffliche Mehrfachnutzung und nachhaltige Recyclingkonzepte sind wichtige Eckpfeiler auf unserem Weg zur Bio\u00f6konomie und zu mehr Klimaschutz. Mit dem Biopolymer Cellulose steht uns eine Naturfaser zur Verf\u00fcgung, welche diesen Anforderungen in besonderem Ma\u00dfe gerecht wird. Allerdings gibt es heute schon zahlreiche Celluloseprodukte, die mit Hilfe der klassischen Nassprozesse nicht aufbereitet und damit auch nicht stofflich weitergenutzt werden k\u00f6nnen. Um derartige Produkte ebenfalls im Recyclingprozess nutzen zu k\u00f6nnen, braucht es moderne, innovative Aufbereitungsprozesse, deren technologische Grundlagen in der Phase I entwickelt wurden. In Phase II soll die Entwicklung einer digitalen Rohstoffplattform stattfinden, welche die bisher nicht nutzbaren Rohstoffquellen erfasst, analysiert und anforderungs- und einsatzgerecht der stofflichen Wiederverwertung zuf\u00fchrt. <\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenEin zentraler Arbeitsschritt ist die Optimierung und Weiterentwicklung des Aufbereitungsprozesses, um einen wirtschaftlichen Betrieb sicherzustellen. Daf\u00fcr ist es essenziell, die Anlage am optimalen Arbeitspunkt zu betreiben. Nur so kann der spezifische Energiebedarf auf ein Minimum reduziert und ein sowohl betriebswirtschaftlich sinnvoller als auch energieeffizienter Einsatz gew\u00e4hrleistet werden. Hierzu muss die Anlage mit einem konstanten Durchsatz betrieben werden, der dem maximal ben\u00f6tigten Bedarf entspricht. Dabei haben sich die Vorzerkleinerung und die Dosierung als kritische Teilprozesse herausgestellt, die derzeit noch nicht optimal funktionieren und eine Weiterentwicklung erfordern. Um den Prozess wirtschaftlich betreiben zu k\u00f6nnen, ist es zudem notwendig, die Automatisierung und \u00dcberwachung des Prozesses weiter zu verbessern. Dar\u00fcber hinaus m\u00fcssen die System- und Leistungsgrenzen des Trockenaufbereitungsprozesses ermittelt werden, die ma\u00dfgeblich von der Effizienz der Dosiervorrichtung abh\u00e4ngen.
\nZun\u00e4chst erfolgt eine Analyse der Anforderungen sowie der Ist-Situation, begleitet von der Schaffung einer notwendigen Datenbasis und der Entwicklung entsprechender Verarbeitungsalgorithmen. Im Vorfeld m\u00fcssen potenzielle Faserquellen identifiziert, systematisiert und charakterisiert werden, um eine m\u00f6glichst umfassende Erfassung sicherzustellen. Auf dieser Grundlage wird eine Rohstoffplattform entwickelt, die Anfallquellen schwer zerfaserbarer Produkte von Erzeugern, Verarbeitern, Verbrauchern und Entsorgern identifizieren, erfassen und charakterisieren kann. Ziel ist es, die Aufbereitungs- und Wiedereinsatzm\u00f6glichkeiten dieser Produkte zu analysieren, deren Aufbereitung zu organisieren und eine erneute stoffliche Verwertung zu erm\u00f6glichen. Die Rohstoffplattform wird dynamisch gestaltet und allgemein zug\u00e4nglich sein, um eine breite Nutzbarkeit sicherzustellen.
\nIm abschlie\u00dfenden Arbeitsschritt wird ein System zur Erfassung, Bewertung und Verwertung schwer zerfaserbarer Produkte entwickelt, das eine nachhaltige stoffliche Nutzung in Re- und Upcyclingprozessen erm\u00f6glicht. Dabei erfolgt eine Klassifizierung und Zuordnung der Materialien basierend auf den spezifischen Anforderungen des Aufbereitungsprozesses, wie den Zerfaserungsbedingungen, relevanten Parametern und gegebenenfalls der Art nachgeschalteter Sortierprozesse. Gleichzeitig wird das resultierende Eigenschaftsspektrum und die Qualit\u00e4t des Faserstoffs analysiert, um geeignete Anwendungsbereiche und Einsatzm\u00f6glichkeiten f\u00fcr die aufbereiteten Fasern zu identifizieren. Alle relevanten Daten werden in einer zentralen Rohstoffplattform zusammengef\u00fchrt, die f\u00fcr alle Teilnehmer leicht zug\u00e4nglich ist und eine effiziente Nutzung der Informationen gew\u00e4hrleistet. <\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Um die noch vorherrschenden Defizite im Hinblick auf die Sicherstellung eines wirtschaftlichen Betriebs zu beheben, stand in der Phase II zun\u00e4chst die Optimierung des Aufbereitungsprozesses im Mittelpunkt. Der Fokus lag dabei zun\u00e4chst auf der Entwicklung einer speziellen Dosiervorrichtung, um eine kontinuierliche Beschickung des Prozesses zu realisieren. Dar\u00fcber hinaus war es zur Sicherstellung der Wirtschaftlichkeit erforderlich ein Upscalling auf eine gr\u00f6\u00dfere Zerfaserungsanlage mit einer Kapazit\u00e4t von bis zu 1,6 t\/h durchzuf\u00fchren. Neben dem Upscaling der Zerfaserungsanlage und der Entwicklung einer Dosiervorrichtung wurde ferner damit begonnen den Aufbereitungsprozess punktuell weiterzuentwickeln. Im Fokus der Arbeiten stand dabei eine optimierte Produktabscheidung sowie die Implementierung von geeigneten Sortierprozesse zur Abtrennung von St\u00f6rstoffen. Nicht zuletzt musste die Prozesskette im Hinblick auf die erforderlichen Brandschutz- und Sicherheitsma\u00dfnahmen erweitert werden. Insbesondere durch die Gefahr von Funkenflug durch Metalle m\u00fcssen f\u00fcr einen sicheren Betrieb einer Trockenzerfaserungsanlage sowohl Ma\u00dfnahmen zur Metallabscheidung als auch Ma\u00dfnahmen zur Erkennung und L\u00f6schung von Funken umgesetzt werden. Am Ende stellte die Konzeptionierung einer Automatisierung der Prozesskette einen Schwerpunkt der Optimierung der Aufbereitungskette dar.
\nAls Vorbereitung f\u00fcr den Testbetrieb der Rohstoffplattform wurden potenzielle Faserquellen eruiert und eine physische Datenbank aufgebaut, sodass kleine Mustermengen an potenzielle Kunden verschickt und von diesen im Labor bewertet werden konnten. Um im Bedarfsfall Gro\u00dfmengen herstellen zu k\u00f6nnen, wurde ferner ein tempor\u00e4res Aufbereitungszentrum errichtet, um die erforderliche Hardware zur Simulation des Plattformbetriebs zur Verf\u00fcgung zu stellen. Im Rahmen dieses Testbetriebs konnten \u00fcber 50 t Trockenfasern hergestellt und in Papiermaschinenversuchen eingesetzt werden. Damit konnte die technische Umsetzbarkeit und die Wirtschaftlichkeit eines Aufbereitungszentrums hinreichend validiert werden. Au\u00dferdem konnte der Nachweis erbracht werden, dass mit jeder aufbereiteten Tonne Trockenfasern ein signifikanter Beitrag zur CO2-Einsparung und Ressourcenschonung geleistet wird, insbesondere, wenn dadurch Prim\u00e4rfasern substituiert werden. Nicht zuletzt hat sich im Projektverlauf herausgestellt, dass das angenommene Faserpotenzial noch weitaus h\u00f6her ausf\u00e4llt, als im Antrag skizziert. Hervorzuheben sind hier Naturfasern aus Pflanzenresten sowie Fasern aus gebrauchten Gipskartonplatten, die durch das Trockenaufbereitungsverfahren mit kombinierter Sortierung zur\u00fcckgewonnen werden k\u00f6nnen. <\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Im Rahmen der \u00d6ffentlichkeitsarbeit wurde ein Info-Flyer \u00fcber die TBP-Future und ihre Trockenzerfaserungstechnologie erstellt, um auf Messen und anderen \u00f6ffentlichen Veranstaltungen potenzielle Kunden zu gewinnen. Zur \u00d6ffentlichkeitsarbeit sind au\u00dferdem die zahlreichen Technikumsversuche und Referenzbesuche an unseren Mobilen Zerfaserungsanlagen zu nennen. Damit hat jeder Interessent die M\u00f6glichkeit sich von den Vorteilen und den M\u00f6glichkeiten unserer Technologien zu \u00fcberzeugen.
\nNeben erfolgten Ver\u00f6ffentlichungen in der Form von Vortr\u00e4gen beim Baden-W\u00fcrttemberg-Kongress 2024 im Rahmen des DBU-Forums zum Thema \u201eCircular Economy, sowie beim PMAK-Fachausschuss der Zellcheming, sind nach Projektabschluss weitere Pr\u00e4sentationen und Ver\u00f6ffentlichungen geplant. Hervorzuheben ist hier ein geplanter Vortrag auf dem IMPS in M\u00fcnchen. Dazu kommt die \u00d6ffentlichkeitsarbeit bei ausstehenden Fachkongressen und Tagungen wie der APV-Tagung in Leipzig, der IFAT in M\u00fcnchen oder der Zellcheming in Wiessbaden. Dar\u00fcber hinaus sind auch vom Projektpartner Ver\u00f6ffentlichungen in der Entsorgungsbranche geplant.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Durch eine erfolgreiche Optimierung der Gesamtprozesskette und dem tempor\u00e4ren Testbetrieb eines Aufbereitungszentrums konnten in der Phase II die technologische Umsetzbarkeit sowie die wirtschaftliche Tragf\u00e4higkeit des angestrebten Gesch\u00e4ftsmodells der Rohstoffplattform validiert werden. Dar\u00fcber hinaus konnte auch eine digitale Rohstoffplattform in Form einer Website (fiber-rec.com) umgesetzt werden. Damit konnten alle wesentlichen Projektziele sowie die wichtigsten Meilensteine erreicht werden. Durch das Zusammenspiel der Rohstoffplattform mit einem dazugeh\u00f6rigem Aufbereitungszentrum wird das vorherrschende Erfassungs- und Aufbereitungsdefizit behoben und eine umfangreiche stoffliche Nutzung der bisher nicht nutzbaren Sekund\u00e4rfaserquellen erm\u00f6glicht. Daf\u00fcr bedarf es jedoch mehrerer Aufbereitungszentren.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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