Aufbereitung - 50 Fragen

1. Wodurch unterscheiden sich Brecher von Mühlen?

• Ein Brecher ist für die Grobzerkleinerung zuständig

• Eine Mühle wird für die Feinzerkleinerung eingesetzt, Mühle hat Austragsrost, Stoffe verbleiben solange, bis sie Sollgröße erreicht haben. Mühlenaustrag hat immer feineres Endprodukt

2. Welche Materialeigenschaften verbinden Sie mit dem Adjektiv „duktil“?

• duktil bedeutet: dauerhaft verformbar

3. Beschreiben Sie die wesentlichen Zerkleinerungsmerkmale von Kunststoffen.

• von zähelastisch bis hart und bruchfest,
• teilweise temperatur-, und wärmeabhängig
• Zerkleinerungsmerkmal: Scherung => Schnitt-und Reißbeanspruchung

4. Nennen Sie 3 typische Ziele von Zerkleinerungsprozessen.

• 1.Herabsetzen der oberen Korngröße
• 2. Aufschließen von „Verwachsungen“, d.h. Freilegen von Einzelkomponenten aus Verbundstoffen
• 3. Konfektionieren für weitere Aufbereitungsschritte
• Oberflächenvergrößerung (s. Müllverbrennungsanlagen)

5. Holz soll für einen anschließenden biologischen Prozess vorbereitet werden und wird hierzu mittels Zerkleinerung „zerfasert“. Was ist das Ziel des Zerkleinerungsprozesses?

• Die Zerfaserung soll das Konfektionieren für weitere Aufbereitungsschritte ermöglichen
• Fasern sollten so lang wie möglich ein
• Oberflächenvergrößerung des Holzes, Mikroorganismen können besser angreifen.

6. Betonabbruch mit einer Kantenlänge von bis zu 1.000mm soll als Recyclingmaterial verwendet werden. Was sind die Ziele des Zerkleinerungsprozesses?

• Grobstückig machen
• Möglichst wenig Feinkorn (Preisfrage)
• Das Ziel ist das Herabsetzen der oberen Korngröße
• geringe Kornschwankungen

7. Beschreiben Sie, wie sich ein Bauschuttgemisch mit den Komponenten Beton, Armierungsstahl und Holz in einem Backenbrecher verhält (untersuchen Sie jede Stoffgruppe)

• Backenbrecher ist ein Langsamläufer
• Beton wird zerkleinert, grob stückig gemacht
• Verbunde werden aufgebrochen
• Armierungsstahl wird verbogen, nicht zerteilt
• Holz wird zersplittern, wird wahrscheinlich ein schlechtes Zerkleinerungsergebnis liefern
• Holz und Stahl können das System blockieren /lahm legen durch Verstopfung

8. Nennen Sie ein Beispiel für die temperaturabhängige Veränderung im Verkleinerungsverhalten ( Stoff, Eigenschaft = f(Temperatur) )

• Bei Reibung und und Prall entsteht Wärme, z.B. in einer Prallmühle
• z.B. Kunststoffe zeigt duroplastische Eigenschaften, wird er warm (geringer Schmelzpunkt), leichter schmelzen bis plastisch verformbar
• Autogenmühle (selten zum Einsatz)

9. Was verstehen Sie unter dem „Zerkleinerungsverhältnis“ („Z“) ? nennen Sie ein Beispiel und berechnen Sie „Z“ für dieses Beispiel.

• obere Korngröße bei Aufgabe (Eingabe) = d(OA)
• ober Korngröße des Produktes (Ausgabe) = d (OP)

• Zerkleinerungsverhältnis nO = d(OA) / d(OP)

• Bsp: Bauschutt, Beton-und Mauerwerksabbruch

• nO = 1000 / 100 = 10

• nO: 6 -9 (Grobbrecher)
• nO: 3 -6 (Feinbrecher)

10. Beschreiben Sie die Zerkleinerungseigenschaften von Rostasche aus der Müllverbrennung. (Stoffgruppen und deren Zerkleinerungsmerkmale)

• Aschedrain, in der Rostasche befinden sich Metallbestandteile, die duktil (=palstisch verformbar) sind
• leicht flugfähiges Material
• Schlackeklumpen (brennt nicht ganz aus, weil fest)

11. Skizzieren Sie einen Backenbrecher und benennen Sie die wesentlichen Bauteile.

• Pendelschwingenbrecher
• Gehäusbebrechbacke
• Schwingbrechbacke
• Zugstange
• Schwungscheibe
• Druckplatte (Sollbruchstelle)
• Rückholfeder

12. Mit welchem konstruktiven Merkmal gelingt es, bei einem Schlagbrecher ein „enges“ Körnungsband zu erzeugen. Skizzieren Sie den Unterschied zum Backenbrecher (2 Skizzen)

• Schlagbrecher hat Schwungrad mit Hydraulikzylinder => dadurch kann es schneller rotieren (Unwucht trägt evtl. zur Schwingbewegung bei)
• im Austragsbereich (wo der Stoff aus dem System entlassen wird) sind die Backen parallel geführt => enges Körnungsband

Welche Materialbeanspruchung dominiert in einem Flachkegelbrecher?

• Druck
• bei hoher Geschwindigkeit Schlag

14. Sie sollen aus einem Hartgestein einen Schotter 4/12 erzeugen, welches Aggregat wählen Sie aus? (Begründung)

• kleinstes Korn 4, größtes Korn 12
• enges Körnungsband
• wenig Feinkorn

• Stoff, nach Größe geordnet (Endprodukt) Maschine gewählt

• Begründung => s. Zerkleinerungstabelle, pfd 10,
• Autogenmühle könnte die Wahl sein, weil definierte Endgröße, immer noch relativ klein
• wenig Feinkorn
• möglichst das Material wenig beanspruchen, ansonsten zuviel Feinkorn
• Alternative: Flachkegelbrecher, Schlagbrecher, Prallbrecher

15. Skizzieren Sie einen Prallbrecher und benennen Sie die wichtigsten Bauteile.

• V03
• Prallplatten
• Schlagleiste
• Aufgabe

• wenn Prallmühle => inklusive Ausfallrost, was liegen bleibt, wird erfasst und weiter zerkleinert => bleibt einfach im Kreislauf => längere Veweilzeit, wird einfach wieder erfasst
• z.B. Störstoffe verbleiben länger, sind im Stroffstrom schwer zu trennen => man kann nicht mehr selektiv arbeiten

16. Sie reduzieren die Anzahl an Prallplatten in einem Prallbrecher auf 1 und entfernen das Austragsrost; wie verändert sich das Zerkleinerungsergebnis?

• Prallplatten relativ fest fixiert (Hydraulikgelagert, geben leicht nach)
• weniger Beanspruchung => Endkorn ist größer
• da keine Austragsrost => BAndbreite größer,
• Aufschließen, nur auf Korngröße bringen,
• hier nur Aufschließen

17. Sie erhöhen die Drehzahl in einer Prallmühle von 20 auf 40 m/s Umfangsgeschwindigkeit; welche Auswirkung hat dies bei Zerkleinerung von Ziegelbruch?

• Rost enthalten wegen der Mühle
• durch höhere Geschwindigkeit mehr Zerkleinerung
• je nach Beschickung mehr Durchsatz
• Problem: gößerer Luftwirbel => mehr kleinere Teile im System => Schmirgelwirkung höher => höherer Verschleiß
• Verschleiß erhöht sich quadratisch mit der Umfangsgeschwindigkeit

18. Sie wollen Bauschutt mit den Stoffgruppen Kalksandsteine, Betonsteine und Ziegel aufbereiten zu einem Recyclingmaterial 0/45. Sie haben die Wahl zwischen einer mobilen Bauschuttaufbereitungsanlage mit a) Backenbrecher und b) Prallbrecher. Für welche Anlage entscheiden Sie sich und warum (2 Gründe)

• sehr fein, aber hohe Bandbreite (0/45)
• Wahl: Prallbrecher zerteilt großes Stück, Aufschlusszerkleinerung, bricht evtl. einmal und fällt direkt durch
• Backenbrecher, anfälliger gegen Verschleiß, kann durch Störstoffe schnell lahm gelegt wird,
• immer Störstoffe bei der Wahl berücksichtigen
• Schlagbrecher würde z.B die Forderung nach 45mm nicht mehr erfüllen

19. Hammermühlen sind ähnlich zu Prallmühlen aufgebaut. Was sind die wichtigsten Unterschiede? (2 Argumente)

• Hammermühle ein bewegliches Schlaginstrument (beweglicher Hammer)
• der hammer richtet sich auf durch die Fliehkraft
• Hauptbeanspruchung bei Hammermühle ist Schlag (bisschen Scherung/Reißen)
• Prallmühle ist Hauptbeanspruchung der Prall
• Beanspruchungsinstrumene

20. Sie verarbeiten ein Gemisch aus Papier und Kunststofffolien in einer Hammermühle mit Siebrost 60mm. A) Wie verhalten sich die beiden Stoffgruppen? B) Wie erfolgt der Austrag von flugfähigen Stoffen aus einer Hammermühle?

• hohe Geschwindigkeit, hohe Temperaturen
• Papier wird zerfasert, wird nicht lange in der Maschine bleiben
• Kunststoff wird zerschlagen, Verweilzeit etwas höher
• Ansaugen von Luft, zusätzliche Kühlwirkung

21. In einer Hammermühle wird Elektronikschrott behandelt. Was ist das primäre Ziel des Zerkleinerungsprozesses?

• primäres Ziel: evtl. Aufschluss (eigentlich Prallmühle/brecher)
• kann aber auch Zerkleinerung sein

• je nach Shredder: Guillitone => Schneiden /Druck

22. Sie verwenden ein Austragsrost mit 50 mm Lochweite in einer Hammermühle und zerkleinern Elektrokleingeräte wie Küchenmixer, Föhn o.ä., d.h. Stoffen mit Elektromotoren und/oder Transformatoren. Wie können Bauteile, die nicht auf <50mm>

• durch Akkustik, kann Klappen geöffnet werden, durch höhere Fliehkraft der schwereren Teile fliegen raus (kompakt)

23. In einem Autoshredder sind mehrere Prozesse kombiniert, nennen Sie die Prozesse und skizzieren Sie einen Autoshredder.

• Kompaktierung (Vorverdichtung) xyz
• Stückig machen (grob)
• Guillotine,Schrottschere, abgeschrägt (bessere Kraftübertragung, Kraftersparnis)
• Zerkleinerung (Hammermühle)

24. Mit welchem Vorschub wird ein typischer Autoshredder beschickt?

• 80-100t

25. In einem Autoshredder kann Schrott bis einer oberen Materialstärke verarbeitet werden, wo liegt diese Grenze?

• 1t/m³

26. Shredder unterliegen einem erheblichen Verschleiß. Nennen Sie 3 Bauteilbeispiele und deren Lebensdauer im Verhältnis zur Jahresleistung.

• Hämmer: 4000-6000t bei 93.000t Durchsatz / anno
• Hammerachse: 20.000t/a
• Bodenplatten: 25.000t-35.000t/a

27. Beschreiben Sie wie ein Shredder die Stoffgruppen A) Blech und B) Kunststoffe aus dem Automobil beansprucht. Mit welchen Schüttdichten verlassen die beiden Stoffgruppen einen Shredder?

• Blech: Schneiden + Reißen
• Kunststoff (hart): durch Schlag zerkleinert, insgesamt geschnitten und gerissen (Hammermühle)
• Schüttdichten: ???

28. Welche Beanspruchungsarten treten bei einer Kranschere auf? Und was ist ein typischer Einsatzbereich für diese Technik?

• Scherung, Druck
• Einsatzbereich: ???

29. Schrott wird u.a. in den Qualitäten Shredder- und Scherenschrott gehandelt. Welche Eigenschaften müssen Metallabfälle haben, um in den jeweiligen Prozessen verarbeitet zu werden?

• Shredderschrott: duktil, hohe Schüttdichte, wenig Fremdstoff
• Scherenschrott: duktil, geringe Schüttdichte, wenig Fremdstoff

30. Beschreiben Sie die Beanspruchungsabfolge in einer Schrottschere im x-y-z Koordinatensystem.

• Druckbelastung in xyz-Richtung
• Permanente y-Belastung durch nachkommendes Material
• Schneidvorgang Linien-/punktförmige z-Belastung, je nach Ausbildung der Klinge

31. Wodurch wird die Leistung [t/h] einer Schrottschere bestimmt?

• Hier ist die Beschickung durch den Kranführer maßgebend

32. Skizzieren Sie eine Rotorschere in der Aufsicht und markieren die Stellen, an denen schneidende Beanspruchung auftritt.

• ....

33. In einer Rotorschere wird ein Gemisch aus 70% flugfähigen Leichtstoffen und 30% mineralischer Verunreinigungen auf eine Zielkorngröße von "<50mm"

• Die Leichtstoffe schmirgeln die Anlage, die mineralischen Verunreinigungen werden abgetrennt => Selektivität

34. Skizzieren Sie den Unterschied zwischen einer Rotorschere und einem Kammwalzenzerkleinerer und bemessen Sie den Maßstab für die Abstände zwischen den Zerkleinerungswerkzeugen.

• Rotorschere: Spaltdicke 0,1-02mm
• Kammerwalzenzerkleinerer: Spaltdicke <>

35. Wie verhält sich ein 3mm Blech mit den Abmessungen 100*20 cm in einem Kammwalzenzerkleinerer?

• Es werden Blechstreifen zerrissen, die irgendwann abreißen

36. Ein Federstahl, wie er z.B. in Polstermöbeln verarbeitet wird, wird a) in einer Rotorschere und b) in einem Kammwalzenzerkleinerer beansprucht. Beschreiben Sie das Ergebnis.

• Rotorschere: der Federstahl wird in kleine Teile „gehäckselt“ (Schneidbeanspruchung)
• Kammerwalzenzerkleinerer: der Federstahl wird zu einem Draht geglättet
  

37. Bioabfall aus der getrennten Sammlung muss für eine Vergärung konditioniert werden. Die Beschickung des Gärreaktors erfolgt mit einer Dickstoffpumpe, die eine maximale Stückgröße von 50mm verträgt. Wie gehen Sie vor, um die Dickstoffpumpe ordnungsgemäß zu beschicken?

• Material durchläuft als erstes die Schneckenmühle
• dann erfolgt eine Siebung vor der Dickstoffpumpe

38. Sie erzeugen einen Kompost aus Bioabfall durch Kompostierung. Im Kompostprodukt finden Sie einen zu hohen Anteil kleiner Kunststoffpartikel. Diskutieren Sie welche Art von Zerkleinerung hierfür verantwortlich sein kann und begründen Sie Ihre Aussage.

• Hier wurde die Schneckenmühle eingsetzt: sie arbeitet unselektiv
  

39. Beschreiben Sie, wie sich das Produkt eines Grünabfallshredders und eines Kammwalzenzerrkleiners erst unterscheiden.

• Grünabfallshredder: geschnittene Kanten
• Kammerwalzenzerkleinerer: gerissen Endpunkte

40. Die Müll-Kaskadenmühle arbeitet nach dem Prinzip der Autogenmahlung. Welche Stoffe übernehmen die Funktion der Mahlkörper?

• Schwere, noch nicht zerkleinerte Brocken
• Keramik, Metall, Holzklöze, Steine

41. Beschreiben Sie, welche Beanspruchung auf die folgenden Stoffe in einer Kaskadenmühle wirkt und wie das Zerkleinerungsergebnis auf einer Skala von 1(<10mm)>

• a) Textilien: Schlag => reißen (4-5), wird sich schlecht zerkleinern lassen
• b) organisch Hausmüllkomponenten => Schlag (4-5), Stöcke werden anknacksen (Grünbruch), Schalabfälle, Gras wird auseinandergezogen und dadurch zerkleinert
• c) Metalle: Schlag, Druck, Reibung: (1), lange Verweilzeit trägt zur Zerkleinerung bei
• d) Papier: Schlag => (1.2), gute Zerfaserung

• spieleisnichwahr.de

42. Kaskadenmühle

• 0,1-0,2 mm Spaltdicke
• Abstand zwischen den Klingen => Endgröße ca <100mm

43. Einwellenzerkleinerer / Rotorschere

• In einem Einwellenzerkleinerer werden die Stoffe reißend als auch schneidend beansprucht.
• Bei Rotorscheren werden die Stoffe nur geschnitten

44. Einwellenzerkleinerer mit 4 Schneidwerkzeugen

• Aufgabe, Rotor, Schneidwerkzeug, Schneidkante

45. Wärmentwicklung

• Absaugen von Staubpartikeln,
• Wasserzugabe (bei Siebung erzeugt das Kleber)

46. Umwicklungsdraht als Ballenware in Einwellenzerkleinerer

• Er wird zerschnitten, kann sich aber im Austragungsrost verhaken (umwickeln)

47. Unterschied zwischen Einwellenzerkleinerer und Schneidmühle

• Einwellenzerkleinerer schneiden und reißen
• Schneidmühlen schneiden nur

48. Kunststoffballen inkl. Draht sollen auf <25mm>

• Wahl => Einwellenzerkleinerer: Ballensstruktur wird aufgerissen durch Reißvorgang => mehr Beanspruchung
• Ein Austragungsrost definiert die Endgröße

49. Schneidmühle für landwirtschaftliche Folien geeignet ?

• Schneidmühle reicht aus, da die dicke Folien geschnitten werden müssen

50. Altpapier => Überführung in Fasern, Prozessbeschreibung

• Einwellenzerkleinerer kann das Papier reißen und schneiden und damit zerfasern
• Austragungsrost