AfA (Fach) / Zerkleinerung (Lektion)

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• Wodurch unterscheiden sich Brecher von Mühlen? ein Brecher ist für die Grobzerkleinerung zuständig Eine Mühle wird für die Feinzerkleinerung eingestetzt, Mühle hat Austragsrost, Stoffe verbleiben solange , bis sie Sollgröße erreicht haben. Mühlenaustrag hat immer feineres Endprodukt
• Welche Material- und Zerkleinerungseigenschaften verbinden Sie mit dem Adjektiv „duktil“? dauerhaft verformbar (elastisch = befristet verformbar) Zerkleinerungseigenschaften: Scherung
• Beschreiben Sie die wesentlichen Zerkleinerungsmerkmale von Kunststoffen. von zähelastisch bis hart und bruchfest, teilweise temperatur-, und wärmeabhängig Zerkleinerungsmerkmal: Scherung => Schnitt-und Reißbeanspruchung
• Nennen Sie 3 typische Ziele von Zerkleinerungsprozessen Herabsetzen der oberen Korngröße Veränderung der Korngrößenverteilung Vergrößerung der spezifischen Kornoberfläche Aufschließen von „Verwachsungen“, d.h. Freilegen von Einzelkomponenten aus Verbundstoffen Konfektionieren für weitere Aufbereitungsschritte
• Holz soll für einen anschließenden biologischen Prozess vorbereitet werden und wird hierzu mittels Zerkleinerung „zerfasert“. Was ist das Ziel des Zerkleinerungsprozesses? Vergrößerung der spezifischen Kornoberfläche
• 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
• Beschreiben Sie, wie sich ein Bauschuttgemisch mit den Komponenten Beton, Armierungsstahl und Holz in einem Backenbrecher verhält (untersuchen Sie jede Stoffgruppe) Beton wird zerkleinert 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
• Nennen Sie ein Beispiel für die temperaturabhängige Veränderung im Verkleinerungsverhalten ( Stoff, Eigenschaft = f(Temperatur) ) Bei Reibung 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)
• 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)
• Beschreiben Sie die Zerkleinerungseigenschaften von Rostasche aus der Müllverbrennung. (Stoffgruppen und deren Zerkleinerungsmerkmale) Aschedrain, in der Rostasche befinden sich Metallbestandteile, die duktil (=plastisch verformbar) sind leicht flugfähiges Material
• 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 und schräg gestellt => enges Körnungsband
• Welche Materialbeanspruchung dominiert in einem Flachkegelbrecher? Druck bei hoher Geschwindigkeit Schlag
• Sie sollen aus einem Hartgestein einen Schotter 4/12 erzeugen, welches Aggregat wählen Sie aus? (Begründung) l kleinstes Korn 4, größtes Korn 12 l enges Körnungsband l Prallmühle (feines Korn)
• Sie reduzieren die Anzahl an Prallplatten in einem Prallbrecher auf 1 und entfernen das Austragsrost; wie verändert sich das Zerkleinerungsergebnis? l weniger Beanspruchung => Endkorn ist größer l da keine Austragsrost => Bandbreite größer,
• Sie erhöhen die Drehzahl in einer Prallmühle von 20 auf 40 m/s Umfangsgeschwindigkeit; welche Auswirkung hat dies bei Zerkleinerung von Ziegelbruch? l mehr Zerkleinerung l je nach Beschickung mehr Durchsatz l mehr Feinkorn l Verschleiß erhöht sich quadratisch mit der Umfangsgeschwindigkeit
• 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) l sehr fein, aber hohe Bandbreite (0/45) l Wahl: Prallbrecher zerteilt große Stücke l Backenbrecher kann durch Störstoffe schnell lahm gelegt werden (Holz ist hier der Hauptgrund für das Ausschließen des Backenbrechers)
• Hammermühlen sind ähnlich zu Prallmühlen aufgebaut. Was sind die wichtigsten Unterschiede? (2 Argumente) l Hammermühle mit beweglichem Schlaginstrument l auch weiche Materialien können mit Hammermühle zerkleinert werden
• Sie verarbeiten ein Gemisch aus Papier und Kunststofffolien in einer Hammermühle mit Siebrost 60mm. A) Wie verhalten sich die beiden Stoffgruppen? B) Weshalb wird hier von einer selektiven Zerkleinerung gesprochen a) Papier wird zerfasert (Schlag), Folien werden z.T. zerrissen verbleiben jedoch in großer Stückgröße b) weil zwei verschiedene Stoffe auf zwei verschiedene Arten und Weisen Zerkleinert werden
• In einer Hammermühle wird Elektronikschrott behandelt. Was ist das primäre Ziel des Zerkleinerungsprozesses? l primäres Ziel: Aufschluss 
• 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> Schwerteilauswurf: durch Akkustik, kann Klappe geöffnet werden
• In einem Autoshredder sind mehrere Prozesse kombiniert, nennen Sie die Prozesse und skizzieren Sie einen Autoshredder. l Kompaktierung (Vorverdichtung) l Stückig machen (grob) l Zerkleinerung (Hammermühle)
• Mit welchem Vorschub wird ein typischer Autoshredder beschickt? l 158-426mm/s
• In einem Autoshredder kann Schrott bis einer oberen Materialstärke verarbeitet werden, wo liegt diese Grenze? l Blechstärke max. 3mm
• Shredder unterliegen einem erheblichen Verschleiß. Nennen Sie 3 Bauteilbeispiele und deren Lebensdauer im Verhältnis zur Jahresleistung. l bei 93.000t/a Durchsatz l Hämmer: 4000-6000t l Hammerachse: 20.000t l Bodenplatten: 25.000t-35.000t l Rost 120.000t
• 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? l Blech: Schneiden + Reißen (1t/m³) l Kunststoff: Schlagbeanspruchung (0,1t/m³)
• Welche Beanspruchungsarten treten bei einer Kranschere auf? Und was ist ein typischer Einsatzbereich für diese Technik? l Scherung, Druck l Stückigmachen von Stahlbeton
• Schrott wird u.a. in den Qualitäten Shredder- und Scherenschrott gehandelt. Welche Eigenschaften müssen Metallabfälle haben, um in den jeweiligen Prozessen verarbeitet zu werden? l Scherenschrott: Große Stückgröße, Metallstärke > 3mm, grobe Zerkleinerung l Shredderschrott: <3mm, feinere Zerkleinerung 
• Wodurch wird die Leistung [t/h] einer Schrottschere bestimmt? l Aufgabenmaterial, Arbeitsleistung, Festigkeit und Bauart, Anzahl der durchzuführenden Schnitte+ Beschickung durch den Kranführer 
• In einer Rotorschere wird ein Gemisch aus 70% flugfähigen Leichtstoffen und 30% mineralischer Verunreinigungen auf eine Zielkorngröße von "<50mm" l Die mineralischen Verunreinigungen schmirgeln die Anlage, die Leichtstoffe werden zerkleinert => Selektivität
• Skizzieren Sie den Unterschied zwischen einer Rotorschere und einem Kammwalzenzerkleinerer und bemessen Sie den Maßstab für die Abstände zwischen den Zerkleinerungswerkzeugen. l Rotorschere: Spaltdicke <0,1mm Scherung l Kammwalzenzerkleinerer: Spaltdicke >0,1mm Reißen
• . Wie verhält sich ein 3mm Blech mit den Abmessungen 100*20 cm in einem Kammwalzenzerkleinerer? l Es werden Blechstreifen abgerissen (nicht unbedingt geeignet) l Könnte einfach durch die breiten Spalten durchfallen (hochkant)
• 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. l Rotorschere: der Federstahl wird in kleine Stücke geschnitten l Kammerwalzenzerkleinerer: der Federstahl wird ansatzweise zu einem Draht geglättet und langgezogen, evtl. Scherungseffekt
• 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? l Grünabfallshredder mit Austragungsrost 50mm
• . 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. Grünabfallchredder, geringe Selektivität und hoher Feinkornanteil
• Beschreiben Sie, wie sich das Produkt eines Grünabfallshredders und eines Kammwalzenzerkleiners erst unterscheiden. l Grünabfallshredder: Viel Feinanteile; geringe Selektivität l Kammwalzenzerkleinerer: Selektivität; geringe Korngrößenverteilung 
• Die Müll-Kaskadenmühle arbeitet nach dem Prinzip der Autogenmahlung. Welche Stoffe übernehmen die Funktion der Mahlkörper? l Stahlkugeln
• . Beschreiben Sie, welche Beanspruchung auf die folgenden Stoffe in einer Kaskadenmühle wirkt und wie das Zerkleinerungsergebnis auf einer Skala von 1(<10mm) bis 5 (40-50mm) nach Ihrer Einschätzung aussehen wird: a) Textilien b) organische Hausmüllkomponenten c) Metalle d) Papier l a) 5; b)1; c) 3-4(verdichtet); d) 2
• Skizzieren Sie die Aufsicht auf eine Rotorschere mit einer Schneidscheibenbreite von 100 mm und bemaßen Sie Ihre Skizze, so dass zu erkennen ist, mit welchen Konstruktionsmerkmalen eine „schneidende“ Beanspruchung und mit welchen eine Endkorngröße von ca. < 100 mm erreicht wird. l 0,1-0,2 mm Spaltdicke l Abstand zwischen den Klingen = Endgröße ca. <100mm
• Ein Einwellenzerkleinerer liefert ein Endkorn < 100 mm. Beschreiben Sie, an welchen Stoffmerkmalen Sie erkennen können, ob ein Einzelstück aus einem Einwellenzerkleinerer oder aus einer Rotorschere stammt. l In einem Einwellenzerkleinerer werden die Stoffe reißend als auch schneidend beansprucht. l Bei Rotorscheren werden die Stoffe nur geschnitten
• Welche konstruktiven Möglichkeiten stehen zur Verfügung, um die Wärmeentwicklung im Einwellenzerkleinerer zu begrenzen? l Absaugen von Staubpartikeln l Wasserzugabe 
• Was passiert mit dem Umwicklungsdraht von Ballenware, wenn ganze Ballen einschließlich Draht in einen Einwellenzerkleinerer eingetragen werden? l Einwellenzerkleinerer schneiden und reißen l Schneidmühlen schneiden nur
• Sie wollen zu Ballen verdichtete Kunststofffolien inkl. Draht auf < 25mm zerkleinern, welches Aggregat wählen Sie dafür aus und warum? l Einwellenzerkleinerer: Ballensstruktur wird aufgerissen durch Reißvorgang l Ein Austragungsrost definiert die Endgröße
• Begründen Sie, ob eine Schneidmühle zur Zerkleinerung von landwirtschaftlichen Folien geeignet ist. l Mineralische Stoffe schmirgeln die Schneidwerkzeuge, entweder vorher Reinigen oder Einwellenzerkleinerer verwenden
• Bei der Verwertung von Altpapier muss das Papier in Fasern überführt werden, beschreiben Sie den dafür geeigneten Prozess. l Stofflöser (Pulper) wird eingesetzt l Wasserzugabe l Rotor bewegt die Masse l Schwere Stoffe sedimentieren in die Schwergutfalle, leichte Stoffe werden von der Oberfläche abgeschöpft
• Sie haben zur Zerkleinerung der Karossen a) eine Schrottschere und b) einen Autoshredder zur Verfügung. Für welches Aggregat entscheiden Sie sich und warum. (Wählen Sie basierend auf Ihren bisherigen Überlegungen ein Zerkleinerungsaggregat aus. Begründen Sie Ihre Auswahl.) ·         Autoschredder, da Schere zu hohen Verschleiß aufweist ·         Max. Blechdichte 3mm
• Welche Prozesse finden im Autoshredder statt? Skizzieren Sie diesen, benennen Sie die wichtigsten Bauteile. Wo werden Partikel, die nicht durch den Austragsrost gelangen können ausgetragen? Wo die flugfähigen Bestandteile? Welche sind das? Vorkompaktieren, grobes Stückigmachen, Zerkleinern 1) Treibrolle 2) Amboss 3) Prallkante 4) Prallwand zur Verdichtung 5) Austragrost Auswurf für Großteile, Absaugung für flügfähige Bestandteile (Staub, Kunststofffetzen)
• Welcher Beanspruchung unterliegen a) Blech und b) Kunststoff im Shredder? Welche Schüttdichten haben diese Stoffgruppen nach dem Shredder-Prozess (Größenordnung)? ·         a) und b) Reiß-, Prall- und Schlagbeanspruchung ·         Metall ca. 1t/m³ ·         Kunststoff <<1t/m³ 
• Welche Beanspruchungsarten gibt es? Erläutern Sie die Hauptbeanspruchung, die ein Partikel erfährt, und nennen Sie für jede Beanspruchungsart ein typisches Aggregat. ·         Schlag-, Prall-, Schnitt-, Reiß-, Druck- und Reibebeanspruchung ·         Schlag: Schlagbrecher (Backenbrecher) ·         Prall: Hammermühle ·         Schnitt: Rotorschere ·         Reiß: Einwellenzerkleinerer ·         Druck: Backenbrecher ·         Reibung: Autogenmühle
• Erklären Sie warum bei der Zerkleinerung von Kunststoffgemischen in einem Einwellenzerkleinerer a) Wärme frei wird, b) wie diese abgeführt werden kann und c) warum das Problem Wärmeabfuhr technisch gelöst werden muss. ·         Durch Reibung ·         Lüftung ·         Kunststoff wird zäh-elastisch
• Welches Aggregat ist für die Zerkleinerung von Altholz auf do<300 mm geeignet? Begründen Sie ihre Auswahl. ·         Kammwalzenzerkleinerer (Größenordnung <300mm)

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