Forschungsprofil des Institut für Aufbereitung und Recycling

 

Das Institut für Aufbereitung und Recycling untersucht Forschungsbelange in der Ressourcenwirtschaft nach einem ganzheitlichen Ansatz. Dabei sind drei Aspekte maßgeblich: die Beschreibung von Stoffsystemen, das Verständnis von Einzelprozessen bis hin zu vollständigen Prozessketten sowie eine Modellierung dieser Prozessketten, die eine detaillierte Bewertung erlaubt. Mit dieser Herangehensweise führen wir fundierte technisch-wirtschaftliche Untersuchungen zur Planung, Organisation und Bewertung von Wertschöpfungsketten im Bereich sekundärer Rohstoffe durch.

Zur Umsetzung verfügt der Lehrstuhl über ein umfangreich ausgestattetes Technikum für die wichtigsten mechanischen Grundoperationen der Verfahrenstechnik. Versuchsaufbauten im Labormaßstab bis hin zu Pilotanlagen erlauben es, anwendungsorientierte Forschung und Entwicklung durchzuführen. Der breite Erfahrungsschatz eines ingenieurwissenschaftlich und nach praxisnahen Gesichtspunkten ausgebildeten Mitarbeiterteams ist wesentliche Voraussetzung für die erfolgreiche Durchführung von innovativen Forschungsprojekten auf nationaler und europäischer Ebene.

 

Stoffsysteme

Unter Stoffsystemen verstehen wir Materialien und Materialgemische aus anthropogenen Quellen, die ein Wertstoffpotential bergen und in der Regel als „Abfall“ gelten. Wir verfügen über langjährige Erfahrung bei der Probenahme und Analyse diverser Stoffströme an verschiedenen Positionen der Prozessketten und insbesondere in der mechanischen Aufbereitung. Bei der Untersuchung und Beurteilung von Stoffsystemen werden die Genese der Materialgemische und deren Einfluss auf die nachfolgende technische Prozesskette berücksichtigt.

Unsere Kernkompetenzen sind:

  • Anthropogen geprägte Rohstoffquellen, wie
    • Metalle
    • Kunststoffe
    • Papier, Pappe, Kartonagen (PPK)
    • Glas
    • Restabfälle
    • Biogene Abfälle (Organikhaltige Stoffströme)
  • Bestimmung des Rohstoffpotentials von Stoffströmen aus Produktion, Gewerbe und Haushalten
  • Erschließung von bislang nicht oder nur unzureichend genutzten Ressourcen (z. B. Feinkorn)
 

Prozessketten

Prozessketten werden am Institut für Aufbereitung und Recycling sowohl in ihrer Gesamtheit als auch in ihren einzelnen Prozessschritten detailliert untersucht. Wir verfügen über langjährige Erfahrung im Prozessdesign, der Entwicklung von verfahrenstechnischen Lösungen und der Beurteilung von Machbarkeiten. Die Prozessketten der Aufbereitung werden unter Berücksichtigung sowohl der Herkunft als auch der anschließenden Verwertungsprozesse in einem ganzheitlichen Kontext betrachtet. Einzelne Prozessschritte werden hinsichtlich des Wertstoffausbringens, der Produktqualität und ihrer Wirtschaftlichkeit bewertet.

Unsere Stärken sind:

  • Zugriff auf umfangreiche technische Ausstattung für Testkampagnen: Labor, Technikum, Messstände zur sensorgestützten Sortierung
  • Gesamtheitliche Beurteilung aufbereitungstechnischer Fragestellungen
  • Analyse von Verfahrensketten der mechanischen und sensoroptischen Aufbereitung
  • Tiefgehendes Verständnis komplexer mechanischer und biologischer Prozesse
  • Steuerung von Trennprozessen auf Basis relevanter Parameter wie z. B. des Volumens oder der qualitativen Zusammensetzung je Zeiteinheit
 

Modellierung und Bewertung

Modellierung und Bewertung

Die Modellierung und Bewertung eines Prozesses erfolgt am Institut für Aufbereitung und Recycling durch eine Übertragung empirisch erhobener Daten in mathematische Modelle. Dadurch kann eine Bewertung von einzelnen Prozessschritten oder gesamten Verfahrensketten anhand von theoretischen Ansätzen mit realistischen Wirkungsgraden erfolgen. In die Berechnung der Modelle fließen dabei Daten zu Stoff- und Energieströmen ein, die für einen spezifischen Prozess oder ein spezifisches Stoffsystem ermittelt wurden oder aus der institutseigenen Datenbank übernommen werden können. Hierbei können wir auf räumlich und zeitlich hoch aufgelöste Daten zurückgreifen. Die Bewertung erfolgt über eine technisch-wirtschaftliche Auswertung von Wirkungsgraden, Reinheiten und Ausbeuten.

Unsere Potentiale:

  • Nutzung der institutseigenen, anwendungsorientierten Datenbasis/Datenbank
  • Technisch-wirtschaftliche Analysen: Stoffstromanalysen, Machbarkeitsstudien
  • Effizienzbewertung von Recyclingprozessen: Energie, Ressourcen, Ökonomie
  • Ableiten von Nutzen zur Prozessoptimierung (Benchmark)
  • Ableiten von Möglichkeiten zur Prozesssteuerung und -überwachung, Monitoring
  • Instrumente zur Modellierung und Bewertung: Umberto Universal, e!Sankey, ecoinvent 2.2/3.0
  • LCA