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Rohstoffe und Recycling I (Fach) / Papier (Lektion)

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• 1‘‘) Mit welchem industriellen Verfahren begann die industrielle Altpapierverwertung? Begründen Sie. Zellstoffproduktion (1843):- Struktur hat sich erweitert- Weiterentwicklung der Stoffströme
• 2) Definieren Sie den Stoffstrom Altpapier hinsichtlich seiner Herkunft und seiner Zusammensetzung. Herkunft: Endverbraucher Zusammensetzung: Druckerzeugnisse oder Verpackungen aus PPK
• 3) Begründen Sie, warum Altpapier ein wichtiger Rohstoff für die Papierindustrie ist.5 - Quantität - von Zellstoffpreis weniger abhängig - Recyclingpapier: 30% weniger Wasserverbrauch und 50% weniger Energieverbrauch -> 15% Günstiger - umweltschonend - gesetzliche Forderungen
• 4) Neben den gesetzlichen Vorgaben auf europäischer und nationaler Ebene, gibt es weitere Richtlinien, nach denen sich Papierproduzenten beim Einsatz von Altpapier als Sekundärrohstoff richten. Durch wen werden diese Richtlinien festgelegt? Industrie-Verbände - Europäische Ebene: - CEPI (Confederation of European Paper Industries)- ERPA (European Recovered Paper Association) Industrie-Verbände - Nationale Ebene:- AGRAPA (Arbeitsgemeinschaft graphische Papiere) Selbstverpflichtung
• 5) Nennen Sie die gesetzlichen Grundlagen, nach denen sich der Einsatz von Altpapier in der Papierproduktion richtet und ordnen Sie diese gesetzlichen Grundlagen der europäischen bzw. der nationalen Ebene zu. Europäische Ebene: - Abfallrahmenrichtlinie- Verpackungsrichtlinie- Selbstverpflichtung durch CEPI oder ERPA Nationale Ebene:- KrWG- Verpackungsverordnung- Selbstverpflichtung durch AGRAPA(Arbeitsgemeinschaft Grafischer Papiere)
• 6) Nennen Sie ein Beispiel für den Zusammenhang von Umweltstandards und dem Recycling von Altpapier. umweltfreundliche Papiersiegel:blauer Engel garantiert ökologische Standards: - Altpapiergehalt- chlorfreie Bleiche- Einhaltung von SchadstoffgrenzenUWS (Umweltschutz)-Papiere: Herstellung ohne De-Inking und Bleiche
• 7) Nennen Sie die drei Länder, die den größten Anteil an der weltweiten Papierproduktion haben und stellen Sie diesen Ländern die drei Länder mit dem höchsten Papierverbrauch pro Kopf gegenüber. Produktion weltweit (2012): 400 Mt1) China: 26%2) USA: 19%3) Japan: 6% Verbrauch weltweit (2012): 402 Mt1) USA: 229 kg/(E*a)2) Japan: 218 kg/(E*a)3) Südkorea: 187 kg/(E*a)
• 8) Nennen Sie die vier größten Papierproduzenten in Europa. 1) Deutschland: 25%2) Finnland und Schweden: 12%3) Frankreich oder Italien: 9%
• 10) Der Papierverbrauch in [kg/E*a] von Ländern korreliert mit deren wirtschaftlicher Leistungsfähigkeit. Nennen Sie einen oberen und unteren Wert. USA: 229 kg/(E*a)Indien: 9 kg/(E*a)
• 11) Nennen Sie die vier Hauptpapiersorten, die in Deutschland produziert werden und nennen Sie für die einzelnen Sorten je ein Beispiel. Papiere und Pappen für Verpackungszwecke (48,9%): Müslikartongrafische Papiere (38,5%): ZeitungspapierHygienepapiere (6,4%): KlopapierSpezialpapiere (6,3%): Zigarettenpapier
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• 12) Welche Papiersorten sind für das Recycling besonders interessant und warum? Papiere und Pappen für Verpackungszwecke und grafische Papiere, da sehr große Mengen und leicht zu recyceln.
• 13) Wie erfolgt die Sammlung von Spezialpapier in Deutschland? sortenreine Sammlung und komplett durch Papierindustrie organisiert
• 14) Nach welcher Eigenschaft werden Papier, Pappe und Karton voneinander unterschieden? Unterscheidung anhand des Flächengewichts:- Papier: bis ca. 170 g /m²- Karton: über 170 g/m² bis ca. 600 g/m²- Pappe: über 600 g/m²- Wellpappe: mindestens eine Schicht aus gewelltem Papier ist auf einer oder beiden Seiten mit einer glatten Papierbahn verklebt.
• 15) Welche Funktion haben Minerale und Additive bei der Produktion von Papier? Minerale: Streichmittel – machen das Papier weiß und glatt und geben ihm die Oberflächenstruktur Additive: für den Auflöseprozess im Pulper und verbleiben auch dort im Wasser
• 16) Nennen Sie die wichtigsten Rohstoffe für die Papierproduktion, die gleichzeitig als Standortfaktoren gelten. AltpapierWasserEnergie
• 17) Warum ist der Papierherstellungsprozess energieintensiv? wegen der Trocknung
• 18) Welche Rohstoffe werden bei der Papierproduktion neben Mineralen und Additiven eingesetzt? Altpapier: 63%Zellstoff: 17%Holzstoff: 5%
• 19) Erläutern Sie den Unterschied zwischen Zellstoff und Faserstoff. Zellstoff: chemisch aufbereitetes Holz (Ausbeute <50%)Faserstoff: mechanisch aufbereitetes Holz (Ausbeute >95%)
• 20) Worin unterscheiden sich die Prozesse zur Herstellung von Faserstoff und Zellstoff? Beanspruchung: mechanisch (Faserstoff) vs. chemisch (Zellstoff) Wasserverbrauch: niedrig (Faserstoff) vs. hoch (Zellstoff) Ausbeute: >95% (Faserstoff) vs. <50% (Zellstoff)
• 21) Altpapier macht beim Rohstoffeinsatz in der Papierproduktion (gesamt) einen Anteil von rund 60 % aus. Ab wann wird Altpapier als Sekundärrohstoff bezeichnet? Erläutern Sie den Unterschied zwischen der technischen und der juristischen Definition. technisch: Altpapier = Sekundärrohstoff schon bei gezielter Anreicherung von Eigenschaften im Sammelbehälter juristisch: Altpapier = Sekundärrohstoff erst nach technischer Sortierung (erste Anreicherung)
• 22) Welche Größe haben die Altpapierballen, die von den Sortieranlagen an die Papierproduzenten geliefert werden und warum? Größe: 80 x 80 x 120cmGewicht: 500kg passen exakt auf Paletten draufgenormt wegen Transport (LKW 2,40m breit)
• 23) Erläutern Sie die einzelnen Prozessschritte in der Papierproduktion. 1) Stoffzentrale: Mischung der Papierrohstoffe je nach gewünschter Papiersorte 2)Stoffauflauf: gleichmäßiges Verteilen der Faserstoff-Wasser-Suspension über die gesamte Siebbreite für bestmögliche Faserorientierung. 3)Siebpartie: Absiebung zu kurzer Fasern, z.T. Ablaufen von Siebwasser 4)Pressenpartie: weitere Entwässerung durch Pressen; Verdichtung des Papiergefüges, Erhöhung der Festigkeit und entscheidende Beeinflussung der Oberflächengüte 5)Trockenpartie: Verdampfung des Restwassers durch slalomartigen Durchlauf mehrer dampfbe-heizter Trockenzylinder 6)Glättwerk: Regulierung der Oberflächenglätte und gleichmäßigen Blattdicke; Messung der wichtig-sten Papierqualitätswerte 7)Aufrollung: Aufwicklung des fertigen Rohpapiers auf einen Stahlkern 8)Veredelung:8a) Streichen: Streichfarbe bestehend aus Pigmenten und Bindemittel wird aufgetragen8b) Trocknung: Heißlufttrocknung, Infrarottrocknung8c): Satinieren der Papierbahn in einem Kalander: unter Druck Durchlauf mehrerer beheizter Walzen zwecks Glätte, Glanz und besserer Bedruckbarkeit
• 24) Aus welchem Grund sind wasserlösliche Druckfarben für den Deinking-Prozess problematisch? Erläutern Sie, auf welchem Prinzip der Deinking-Prozess basiert und wie er funktioniert (evtl. mit Skizze). - Der Deinking-Prozess basiert auf der Druckerfarbentrennung durch Flotation. Dabei steigen die dispergierten Druckfarbenteilchen mithilfe von Luftblasen wegen des Auftriebes an die Oberfläche und bilden dort den Deinking-Schaum.- Wasserlösliche Farben bleiben im Wasser, keine Flotation durch Luftblasen.
• 25) Welche Funktion hat der Pulper in der Papierproduktion? Altpapier wird im Pulper aufgelöst und zerfasert, Papierfremde Teile werden abgeschieden.
• 26) Welche Reststoffe entstehen beim Einsatz von Altpapier in der Papierproduktion? Druckerfarbenteilchen Abfallstoffe
• 27) Wie ist das Recycling von Altpapier in die Papierherstellung eingebunden ? Durch die zweifache Reinigung und die Faserbehandlung durch De-Inken, Fraktionierung oder Heißzerfaserung
• 28) Altpapier wird einem Stofflöseprozess unterzogen, bei dem störende Inhaltsstoffe als „leichte“ und „schwere“ Störstoffe abgeschieden werden. Nennen Sie jeweils zwei Beispiele für die Störstofffraktionen. schwere Störstoffe: Steinchen, Metalleleichte Störstoffe: Folien, Klebstreifen
• 29) Zur Herstellung von Papier aus Altpapier muss das Altpapier zunächst in einem Pulper aufgelöst werden. Im Anschluss werden mehrere Siebungen durchlaufen. Warum hat die Siebung für den Prozess der Papierherstellung eine zentrale Bedeutung? Siebung ist dazu da, um zu vermeiden, dass zu kurze Fasern in die Produktion gelangen.
• 30) Warum kann die Herstellung von Recyclingpapier als umweltfreundlicher gegenüber der Produktion von Papier aus Primärfaser bezeichnet werden?3 - 30% weniger Wasserverbrauch, 50% weniger Energieverbrauch- weniger Wasserverschmutzung- weniger Primärrohstoffe
• 31) Warum ist der Einsatz von Altpapier in der Papierproduktion ein endlicher Prozess? Wodurch ist die Kreislaufführung begrenzt? Wie erfolgt die Ausschleusung aus dem Rohstoffkreislauf (Prozessschritte)? - Holzfasern lassen sich bis zu sieben mal recyceln, danach werden sie kurz und sind nicht mehr für die Papierherstellung geeignet und begrenzen somit die Kreislaufführung.- Einsatz von Sekundärfasern bei einigen Papierqualitäten begrenzt.- Ausschleusung über Siebe
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• 32) An welchen Anfallstellen wird Altpapier erfasst und wie erfolgt die Erfassung? Nennen Sie die Unterschieden für die kommunale und gewerbliche Erfassung von Altpapier. Holsystem: Altpapiertonne, BündelsammlungBringsystem: Wertstoffhöfe oder frei zugängliche Altpapiercontainer Unterschiede: kommunal: sortenrein Erfassung aber nicht nach Papierarten getrennt gewerblich: sortenreine Erfassung und nach Papierarten getrennt
• 33) Die Altpapiersammlung in der BRD erfolgt bei Haushalten und im Gewerbe. Welche prozentuale Bedeutung hat die haushaltsnahe Erfassung? ca. 45%
• 34) Worin unterscheiden sich die kommunal und gewerblich erfassten Altpapier-Stoffströme? kommunal: sortenreine Erfassung aber nicht nach Papierarten getrennt gewerblich: sortenreine Erfassung und nach Papierarten getrennt
• 35‘‘) a) Welche Leistungen müssen in einer Kommune erbracht werden, um die Ressource Altpapier zu erschließen? b) Ist dieser Aufwand in jeder Kommune gleich hoch? Begründen Sie Ihre Antwort. zu a):- Qualitätsmerkmale: Sortenreinheit und Verschmutzungsgrad- Maximierung bei der Erfassung von Altpapier: Systeme die Altpapier und Druckerzeugnisse getrennt erfassen zu b): Nein- Abholturnus- effiziente Gestaltung von Transportwegen
• 36) Die Preise, die Sortieranlagen für Altpapier als sekundärem Rohstoff erhalten, schwanken. Welche Faktoren beeinflussen die Preisentwicklung? - unvorhersehbare Nachfrageänderungen, z.B. aus China- Überangebot (insbesondere bei Massensorten)- Wirtschaftskrisen- Zellstoffpreis
• 37) Erläutern Sie die Bedeutung des Altpapierpreises für die kommunale Abfallwirtschaft. Ist beispielsweise der Verkaufspreis für Altpapier hoch, nimmt die Kommune mehr ein – und die Abfallgebühren sinken.
• 38) Erläutern Sie die Begriffe Altpapiereinsatzquote und Altpapierrücklaufquote. APEinsatzquote = APVerbrauch/(Papiererzeugung im Inland) APRücklaufquote = APAufkommen/(Papierverbrauch im Inland) Unterschied zwischen Altpapierverbrauch und Altpapieraufkommen:(beides Verbrauch)- Altpapieraufkommen rein aus dem Inland- Altpapierverbrauch ergibt sich bei noch zusätzlicher Berücksichtigung des Nettoim-/exportes von AltpapierAP-Einsatzquote 2013: 74% AP-Rücklaufquote 2013: 78%
• 39) Altpapier wird weltweit gehandelt. Welches sind die Hauptwarenströme und wodurch werden sie ermöglicht? nach China = größter Importeur:- aus USA: 10,1 Mt: USA = größter Exporteur- aus EU: 7,0 Mt- aus Japan: 3,5 Mt EU-interner Altpapierhandel: ~9,3 Mt Ursachen für den EU-internen Altpapierhandel:- gute Transportinfrastruktur Ursachen für die hohe Importrate Chinas: - China größter Papierverbraucher und –Produzent- China großer Exporteur von Transportverpackungen, die erst im Ausland als Altpapier -anfallen- China daher auf Importe von Altpapier angewiesen
• 40) Wonach erfolgt die Sorteneinteilung beim Altpapier? Nennen Sie Beispiele für jede der fünf Sorten. Gruppe 1: Untere Sorten - Sortiertes gemischtes Altpapier: Graukarton, Telefonbücher Gruppe 2: Mittlere Sorten Zeitungen, unverkaufte Zeitungen Gruppe 3: Bessere Sorten Gemischte hellbunte Druckspäne, weißes Zeitungsdruckpapier Gruppe 4: Krafthaltige Sorten Neue Späne aus Wellpappe, ungebrauchte Kraftpapiersäcke,... Gruppe 5: Sondersorten Altpapier gemischt, Verpackungen gemischt
• 41) Welche Altpapiersorten können aus dem in Haushalten erfassten Altpapier erzeugt werden? grafische Altpapiere Weißes Zeitungsdruckpapier
• 42) Begründen Sie, warum für die Herstellung von 1 t Zeitungspapier 1,17 t Deinking Papier erforderlich sind. 43) Der Altpapieranteil in der Papierherstellung ist je nach Papiersorte unterschiedlich. Warum kann dieser Anteil 100 % überschreiten? Durch Verluste im Produktionsverfahren ist die eingesetzte Altpapiermenge größer als die erhaltene Neupapiermenge. Verlust durch Faserkürzung
• 44) Nennen Sie typische Standortfaktoren für Traditionsstandorte in der Papierherstellung. Warum spielen diese Standorte heute nicht mehr die gleiche Rolle? - Vorhandensein von Wasser, Energie, Holz - bessere Transportkoordination - zunehmende Altpapier-Einsatzquote reduziert notwendige Nähe zum Primärrohstoff Holz und erhöht die notwendige Nähe zu Altpapieranfallstellen

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