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Kunststoffrecycling – ein technologischer Durchbruch

Ich war selbst viele Jahre im innovativen Bereich tätig, hatte ein Entwicklungsfirma und habe Produkte und Technologien entwickelt, die mir einige Patente einbrachten. Ich musste jedoch leider feststellen, dass es zahlreiche Erfindungen gibt, die unserer Gesellschaft zwar einen erheblichen Nutzen auf vielerlei Gebieten bringen könnten, die jedoch wirtschaftlichen und mitunter auch politischen Interessen entgegenstanden und daher keine Unterstützer fanden.

Ich habe daher nach harten Kämpfen dieses „Geschäft“ aufgegeben und darüber ein Buch geschrieben: „Deutschland (k)ein Erfinderland“ ISBN: 9783844805994, das unter anderem bei Amazon erhältlich ist.

In Zukunft möchte ich daher an dieser Stelle Erfindungen und Technologien vorstelle, die es verdient haben in der breiten Öffentlichkeit bekannt zu werden, um den Durchbruch zu unser aller Nutzen zu schaffen.

Ein Dauerthema derzeit ist unser Plastikmüll. Dabei steht im Moment die Verschmutzung der Ozeane im Fokus der Medienberichterstattung. Über die Verwertung unserer Wertstoffe, die wir alle in Gelben Säcken sammeln wird hingegen wenig berichtet. Wir haben ihn in der Vergangenheit zum großen Teil Verbrennungsanlagen zugeführt oder nach China exportiert – nur ein geringer Prozentsatz wurde recycelt.

China war die Müllhalde der Welt. Allein Deutschland verschiffte 2016 rund 560.000 Tonnen Plastikmüll in das Reich der Mitte. Das war etwa ein Zehntel unseres gesamten Plastikmülls.

Dies war lange Zeit eine bequeme Lösung, insbesondere für die westlichen Industriestaaten, ihren Plastikmüll loszuwerden. Tausende chinesische Unternehmen nahmen sich dieses Mülls dankbar an. Doch dann tauchten zunehmend Fotos und Videos über Kinderarbeit und die unsäglichen Arbeitsbedingen in China auf.Blog-Suchmaschine + Marktplatz für Blog-Marketing = trusted blogs

Diese Situation baute in China Druck auf und am 18. Juli 2017 teilte China mit nur noch sortenreinen Plastikmüll zu importieren – doch denn gibt es fast nicht. Was nun tun?

Michael Hofmann, ein Verfahrenstechnik-Ingenieur, entwickelte eine bahnbrechende Technologie, um aus Plastikmüll gefragten Wertstoff zu machen. Dazu gründete der in Hamburg die Firma FVH Folienveredlung um sich dieses Müllbergproblems anzunehmen.

Das bisherige Problem bestand darin, dass die vorgeschrieben Recyclingquote nicht eingehalten werden konnte, weil mit Folien, Etiketten und anderem verklebte Plastikabfälle nicht getrennt und weiterverarbeitet werden konnten. Diese Etikette, und seien es nur kleine Preisaufkleber, verwirrten die Sortieranlagen. Sensoren erkennen zwar die Kunststoffsorte, durch die Aufkleber landete die Verpackung jedoch statt im Recycling im Müll.

Hofmanns Technologie löst nun diese Herausforderung. Wie üblich wird der Plastikmüll zunächst geschreddert und zermahlen, denn wird er von anderen Materialien wie Metall getrennt.

Grober Plastikmüll am Ufer des Roten Meeres (nahe Safaga, Ägypten), Foto: Vberger 2010, Wikiepedia
Grober Plastikmüll am Ufer des Roten Meeres (nahe Safaga, Ägypten), Foto: Vberger 2010, Wikipedia

Der übriggebliebene Kunststoff wir weiter transportiert, ins Herz der Anlage, in die hydrodynamische Friktionswäsche (Friktion = Reibung zwischen gegeneinander bewegten Körpern zur Übertragung von Kräften und Drehmomenten). Im Inneren von Hofmanns Anlage rotieren zwei eng zusammenstehende Reinigungswalzen in einer starken Wasserströmung. Durch diesen sehr engen Spalt wird der zerkleinerte Plastikmüll praktisch hindurchgepresst. Die die dabei auftretende große Reibung lösen die Etiketten und Aufkleber vom Plastik-Trägermaterial, ebenso fast alle anderen Verunreinigungen. Selbst sogenannte „Multi-Layer“ – mehrlagen Verbundstoffe – können in diesem Verfahren wieder voneinander getrennt werden. Solche Verpackungen finden wir beispielsweise bei Milchprodukten, Suppentüten, Chipstüten, Süßwaren und vielem mehr.

Diese Wäsche benötigt weder Chemikalien noch hohe Temperaturen, sagt Hofmann.

Nach der Reinigung werden die Plastikschnipsel in einem speziellen Rohrsystem in heißer Luft getrocknet.

Hofmann hat sich mit seiner Anlage auf Polyethylen-Folien spezialisiert, dem mengenmäßig größten Plastikabfall-Strom. Er verarbeitet diesen Wertstoff zu Granulat und verkauft ihn. Daraus werden dann wieder neue Plastikprodukte hergestellt. Derzeit produziert er etwa 18.000 Tonnen Granulat jährlich, schon bald sollen es 100.000 Tonnen sein.

Auf seine Wiederverwertungsquote ist Erfinder Hofmann stolz: „Bei Folien aus dem Grünen Punkt sind es etwa 60 Prozent, bei Folien aus gewerblichen Sammlungen bis zu 85 Prozent des Bruttogewichtes.“




Natürlich gibt es wieder „Experten“, die diese Technologie und vor allem ihre Wirtschaftlichkeit in Frage stellen. Ich, als Technologe, sehe jedoch erhebliches Potential in dieser Technologie und hoffe, dass sie sich durchsetzt und zahlreiche Unterstützer findet.

Die Erfindung des Drahtseils

Zahlreiche Jahrhunderte lang war der Bergbau Haupterwerbszweig im Harz. Zeitweise war dieses kleine Mittelgebirge das größte Bergbaugebiet der Welt. Insbesondere die verschiedensten Erze wurden dort gewonnen und brachten den Harzer Ortschaften Arbeit und Wohlstand. Die oberflächennahen Erzvorkommen wurden jedoch zunehmend weniger, die Schächte und Stollen mussten daher immer tiefer ins Gebirge getrieben werden. Neue Techniken und Technologien mussten eingesetzt werden um diese Herausforderungen zu lösen. Das verursachte Kosten, die die Wirtschaftlichkeit des Harzer Bergbaus stark belasteten.

Ein bedeutender Kostenfaktor in der Zeit um 1800 waren zudem die Seile. Die Bergwerke des Oberharzer Bergbaus hatten in dieser Zeit Teufen (Tiefen) von 500 bis 600 Metern erreicht. Seinerzeit waren dies die tiefsten Bergwerke der Welt. Üblich war es, dass die Bergmänner das Ein- und Ausfahren über die Fahrten (Leitern) vornehmen mussten. Eine wahre Quälerei, die zudem sehr viel Zeit und Kraft in Anspruch nahm und zudem zahlreiche Opfer forderte. Unter diesen Bedingungen benötigte ein Bergmann eine Stunde für das Einfahren und zwei Stunden für das Ausfahren. Es wurde daher nach technischen Alternativen und Neuerungen gesucht.

In den 1820er Jahren war der in Hannover gebürtige Wilhelm August Julius Albert (1787-1846) Oberbergrat im Clausthaler Revier. Zusammen mit Berghauptmann von Reden beauftragte er 1833 den Berggeschworenen Georg Ludwig Dörell, ein vom Kunstjungen Lichtenberg konstruiertes Modell einer Fahrkunst im Spiegelthaler Hoffnungs-Richtschacht in der Praxis zu erproben und für den harten Bergwerkseinsatz weiter zu entwickeln. Dörells Erprobung und Entwicklung verlief erfolgreich und wurde fortan in allen Harzer Bergwerken eingesetzt und fand schon bald in ganz Europa Verbreitung. Dörell hatte an einem, von Wasserkraft angetriebenen drehenden Rad exzentrisch eine Stange befestigt, die die Drehbewegung in eine schwingende Längsbewegung übersetzte: das Kunstgestänge. Diese Stange betätigte das Kunstkreuz (eine Art Wippe), an dessen Schenkelenden zwei lange Stangen bzw. leiterähnliche Vorrichtungen befestigt waren, die in den Schacht hinunterragten. Das Kunstkreuz sorgte dafür, dass wenn sich das Rad drehte, sich zunächst die eine Stange im Schacht hob, während sich die andere senkte. Nach einer halben Umdrehung des Rades kehrte sich die Bewegung der Stangen um; nun senkte sich die erste und die zweite hob sich. Durch Umsteigen zwischen den beiden Stangen nach jeweils einer halben Raddrehung konnte der Bergmann also entweder in den Schacht ein- oder aus ihm ausfahren.

Die Fahrkunst, als deren Erfinder Dörell gilt, war für den Bergbau eine technische Sensation. Dennoch bestand das Problem mit den Hanfseilen weiterhin. Diese waren den anstehenden Belastungen einfach nicht mehr gewachsen. Daher setzte man sogenannte Harzer Kettenseile ein. Diese Kettenseile waren verschleißfester, hatten aber ein riesiges Gewicht. So war das Gewicht eines Kettenseiles von 400 m Länge fünfmal so groß wie das einer erzgefüllten Lore.

Dieses Problems nahm sich Oberbergrat Julius Albert an. Albert hatte an der Universität Göttingen Rechtswissenschaften und Bergbau studiert. Bei letzterem waren ihm auch umfangreiche naturwissenschaftliche und technische Kenntnisse vermittelt worden. Er erkannte, dass auch die Ketten den starken Dauerbeanspruchen nicht gewachsen waren, diese führten zu Materialermüdung wodurch die Ketten rissen. Albert begann Maschinen zu entwickeln und zu bauen, auf denen diese Belastungen simuliert werden konnten. Somit begann er bereits vor dem Ingenieur und Materialforscher August Wöhler (1819-1914) sich der Materialforschung der Werkstoffe Eisen und Stahl zu widmen.

Dem Oberbergrat Julius Albert gelang es, gemeinsam mit dem Bergschmied Mummenthey, nach vielen Versuchen, Experimenten und Berechnungen das erste Drahtseil aus Eisen herzustellen. Aus drei Litzen zu je vier Drähten aus Schmiedeeisen mit einem Durchmesser von je 3,5 mm, drehten die beiden Erfinder ein Seil, das sechsmal mehr Tragkraft hatte als ein Hanfseil und viermal mehr als ein Kettenseil, welches zudem achtmal schwerer war als das Drahtseil. Ein Drahtseil aus parallel liegenden Drähten wurde bereits vom französischen Ingenieur Marc Seguin für seine ab 1823 gebauten Hängebrücken verwendet. Die besondere Leistung Alberts bestand darin, dass er das geschlagene Drahtseil erfand und zudem auch gleich die zur Herstellung der Seile erforderliche Verseilmaschine zum Verdrillen der einzelnen Drähte konstruierte und baute. Das war im Jahr 1834, welches als Geburtsjahr des Drahtseiles angesehen wird. Nach einer erfolgreichen Erprobung auf der Grube Caroline fand das „Albert-Geflecht“ schnell im in- und ausländischen Bergwerk und auch darüber hinaus Verbreitung. Das von Albert erfundene Drahtseil war im sogenannten Gleichschlag hergestellt; hierbei sind die Litzen in die gleiche Richtung zum Seil geschlagen. Später wurde dann die Kreuzschlag-Verseiltechnik entwickelt, in der heute die Mehrzahl aller Stahlseile hergestellt wird.

Bei Kreuzschlagseilen treten äußere Drahtbrüche meistens früher auf als bei Gleichschlagseilen, was einen großen Zugewinn an Sicherheit bedeutet. Denn nur, wenn sich die zunehmende Seilschädigung durch äußere Drahtbrüche darstellt, kann ein Drahtseil rechtzeitig ausgetauscht werden.