4|2017

Glas – Herstellung, Anwendung und Recycling

Glas ist schon seit vielen Jahrtausenden ein bedeutender Rohstoff, doch die Einsatzmöglichkeiten waren noch nie so vielfältig und wichtig für unser Alltagsleben wie heute. Ob nun als Trinkgefäß eingesetzt, als Fenster zur Außenwelt, als Glasfaser und in Smartphones oder in pharmazeutischen, Gesundheits- und Wissenschaftsanwendungen – es ist wirklich schwer, sich auch nur eine Stunde ohne eine Form des Kontakts mit einem Glasprodukt vorzustellen.

Wie bei den naheliegenden Nutzungen kennt G las viele andere Anwendungen und Vorteile und hat eine Menge Potenzial. Glas kommt bereits auf vielfältige Weise in neuen Technologien zum Einsatz, von elektrischer Isolierung über die Passivierung von Komponenten oder als hermetische Dichtung. In Zukunft könnten wir nach weiterer Entwicklung „intelligente“ Glasflaschen und Behälter erleben, die je nach Temperatur der Flüssigkeit ihre Farbe ändern, Solar-Sonnendächer, die Strom für Hybrid- und Elektroautos liefern, Spiegel, die den Gesundheitszustand der vor ihnen stehenden Person beurteilen. Durch diese bestehenden und potenziellen Nutzungen wird die Nachfrage nach Glas exponentiell steigen, und Hersteller und Lieferanten müssen darauf vorbereitet sein.

Glasherstellung

Der herkömmliche Glasherstellungsprozess folgt im Wesentlichen einem linearen Modell: Ressourcen fördern, ein Produkt herstellen, nutzen und später entsorgen. Das ist eine ressourcen- und energieintensive Art der Herstellung eines Produkts, die den materialeigenen Wert nicht voll ausschöpft.

Gleichwohl hat es positive Entwicklungen gegeben: so berichtet die Glass Alliance Europe – der Dachverband der europäischen Glasindustrien – dass die Energieintensität der Glasherstellung im Verlauf der letzten Jahrzehnte um 77 % gesenkt wurde; der CO2- Ausstoß nahm selbst bei steigender Produktion um 50 % ab. Dies ist dem Bericht zufolge Verfahrensinnovationen und dem systematischen Einsatz der besten verfügbaren Technologien zu verdanken.

Doch ein linearer Absatz bedeutet, dass Glas-„Müll“ auf der Deponie landet. Das Ergebnis sind wirtschaftliche und Umweltkosten. Die Entsorgungskosten für „Müll“ steigen aufgrund von Deponierichtlinien und steigenden Deponiesteuern seit Jahren.

Da Glas aus Asche, Soda, Kalkstein und Sand hergestellt wird, lässt es sich unendlich oft recyceln. Neben geringerem Deponiebedarf wird für die Schmelze und Neuformung von Recyclingglas weniger Energie verbraucht als für das Schmelzen von Rohstoffen und die völlige Neugewinnung. Es heißt, eine recycelte Glasflasche spare so viel Energie, dass damit ein Computer für rund 25 Minuten betrieben werden kann. Recyclingglas zu nutzen heißt auch, dass weniger Rohstoffe abgebaut werden müssen, also wertvolle Ressourcen und Naturlandschaften bewahrt werden.

Wenn es mit maximaler Effizienz recycelt wird, spart jede Tonne Recyclingglas mehr als sein Eigengewicht an Rohstoffen ein, senkt Energiekosten erheblich und vermindert die Treibhausgasemissionen wie CO2, Stickoxide und Schwefeloxide deutlich. Diese Botschaft ist bei der europäischen Glasindustrie eindeutig angekommen – die EU ist der weltweit größte Glashersteller und hält rund ein Drittel des weltweiten Gesamt-Marktanteils. Die Glass Alliance Europe fördert den „Austausch bewährter Verfahren und Erfahrungen im Recyclingbereich, [die] für die Glasindustrien der Schlüssel zu noch höheren Recyclingquoten unserer Produkte sind“. Derzeit werden durchschnittlich 50 bis 80 % der Glasflaschen recycelt, aber bis zur Ausschöpfung des wahren Potenzials des gesamten Glasrecyclings ist noch einiges zu tun.

Kreislaufansatz

Mit dem Ansatz der „Kreislaufwirtschaft“ wird angestrebt, Ressourcen so lange wie möglich im Gebrauch zu halten, aus ihrer Nutzung maximale Wertschöpfung zu ziehen und dann, am Ende ihrer Nutzungsdauer, Produkte und Materialien zurückzugewinnen und zu regenerieren. Dadurch werden primäre Rohstoffe aus dem Abbau gespart, und der Wert der bereits verwendeten Ressourcen wird maximiert. Das heißt oft, dass vermeintlicher „Müll“ sich statt als Kostenlast als wertvolles Gut erweist.

Neue Technologien können bei diesem Ansatz eine Rolle spielen, indem sie größere Glasmengen vor der Deponie bewahren und so wertvolle Ressourcen und die Umwelt schonen. Für eine effiziente Trennung des Glases muss jedoch das recycelbare Material sauber sein, und das war in der Vergangenheit nicht immer möglich. Alle Verunreinigungen mindern den Wert des zermahlenen Glases und erschweren die Vermarktung, sodass selbst Glas, das eigentlich für das Recycling bestimmt war, als Müll endet.

Darum konzentriert sich neue innovative Technologie nicht nur darauf, das Glas zu trennen und zu klassifizieren, sondern auch darauf, Verunreinigungen wie Papier, organische Stoffe (z. B. Etiketten und Kork von Weinflaschen), Metall und Kunststoff zu entfernen. Zusätzlich zur physikalischen Reinheit sorgen Wasseraufbereitungssysteme für die chemische Reinheit der Produkte, sodass sie für eine Vielzahl von Anwendungen genutzt werden können.

Der Aufgabe gewachsen

Durch herkömmliche Trockenbehandlungstechniken waren die Vermarktungsmöglichkeiten begrenzt. Mittlerweile bestehen hochwertigere Behandlungsverfahren, die Ressourcen sichern und dank höherer Güte des Endprodukts für umfassende Vermarktungschancen von wiederverwendbarem Glas sorgen. Dank der neuen Technologien lässt sich die Qualität des Endprodukts ungeachtet der Qualität des zugeführten Materials steuern. Dadurch ist eine deutlich höhere Effizienz der nachgelagerten Glasfertigungsverfahren gewährleistet.

Neue Systeme können eine Reihe von Prozessen kombinieren und so sicherstellen, dass das Glas richtig behandelt wird und das beste Endprodukt für das Recycling hergestellt wird. Sie greifen auf verschiedenste Techniken zurück, wie z. B. die Dichte- und Größentrennung, Klassierung, Attritions- und Hochdruckreinigung. Mithilfe dieser Techniken werden leichte und feine Bestandteile entfernt und ggf. für das Recycling verfügbar gemacht. Hochwertiger, reiner, aufbereiteter Glasbruch – recycelter Glasbruch oder Glasabfall, der in der Glasherstellung verwendet wird – ist dann bereit für ein zweites Leben.

Die effektivsten neuen Systeme transportieren das geladene Material bei minimaler Abnutzung von einer Verfahrensstufe zur nächsten und bieten so zuverlässigen Betrieb und geringe Ausfallzeiten. Die Nutzung dieser effektiven Verfahren für einen Ausstoß hoher Güte reduziert die Lebenszykluskosten des Glasrecyclings, was wiederum dafür sorgt, dass die mithilfe dieser innovativen Technologien hergestellten Produkte eine Ausbeute erbringen, die mit herkömmlichen Technologien nicht möglich ist.

Aus alt mach neu

Glasabfälle können in Branchen wie der Lebensmittel- und Getränkeverpackung endlos wiederverwertet werden, um daraus neue Glasbehälter herzustellen. Auch eine Nutzung als Ton-Zusatz ist möglich: Hier reduziert das Glas die Prozesstemperatur und so die Kosten für die Herstellung von Ziegeln und Steinen. Außerdem geht das Glas eine chemische Bindung ein und sorgt für ein stärkeres Produkt. Eine weitere Nutzung für recyceltes Glas ist die Beimischung zu Kunststoff, wo das feinvermahlene Glas problemlos den normalerweise eingesetzten Füllstoff Calciumcarbonat ersetzt.

Sogar für Glas, das nicht für neue Produkte wiederverwendet wird, finden sich Anwendungen. So kann recyceltes Glas, das zu einem Granulat mit einheitlichen Eigenschaften ohne scharfe Kanten verarbeitet wurde, als Zuschlagstoff in Abwasser-Filtersystemen anstelle sehr poröser, feiner Substrate wie Sand eingesetzt werden. Das Substrat aus recyceltem Glas fungiert als Filterbett, in dem Pflanzenwurzeln und natürliche mikrobielle Prozesse die Feststoffe aus dem Abwasser in klares Wasser und harmlose Feststoffe verwandeln.

Die neuen Glasreinigungs- und Trennungssysteme können mit mehreren modularen Optionen erhältlich sein, d.h. sie können an einer Vielzahl von Standorten genutzt werden oder festinstallierte, schlüsselfertige Lösungen für längerfristige Projekte sein. Der Nutzer hat so die nötige Flexibilität, ganz gleich, was die Quelle für sein Glas und der Markt für das recycelte Produkt ist.

Die Verbraucher ins Boot holen

Die Glasindustrie beschäftigt sich immer intensiver mit dem Recycling, und die Technologie für maximale Ressourcennutzung ist inzwischen verfügbar. Als letztes Puzzleteil muss Verbrauchern – Privatpersonen wie Unternehmen – noch das Potenzial des Glasrecyclings nahegebracht und die Verantwortung vermittelt werden, mit dafür zu sorgen, dass Glasprodukte nicht einfach auf der Deponie entsorgt werden. Das wird bei naheliegenden Glasprodukten wie Flaschen und Gläsern einfacher sein, da diese unkompliziert sind und heutzutage bereits recht häufig recycelt werden, muss aber auch auf andere Produkte mit Glasanteilen ausgeweitet werden.

Informationskampagnen und Initiativen konnten die Verbraucher nachweislich unterstützen und die Recyclingquoten erhöhen. Die beste Möglichkeit, Leute mit ins Boot zu holen, sind Einfachheit und die Erläuterung der Vorteile.

Glassystem HYDRO:GRADE

Die Siebanlage zur Materialrückgewinnung HYDRO:GRADE von CDEnviro kann für eine Vielzahl an Materialien genutzt werden, um Abfall zu reduzieren und hochwertige Produkte für die Wiederverwendung zu erzeugen. Das System umfasst eine Reihe an Techniken, darunter ein zweistufiges Dichte-Trennverfahren, Attrition und Hochdruckreinigung. Das heißt, dass es extrem gute Trennungsstufen und Entfernung von Leicht- und Feinbestandteilen erreicht, sodass Produkte höchster Güte zurückgewonnen werden. Es wurde kürzlich vor Ort getestet, und die Ergebnisse waren beeindruckend. Es bietet eine effizientere und kostengünstigere Art, Glas zu sortieren und zu reinigen. Neben den hohen Leistungsstandards stellte der Anwender fest, die Betriebskosten würden aufgrund der herausragenden Leistung und der robusten Auslegung der branchenweit führenden Komponenten erheblich niedriger liegen.

Das Rückgewinnungssystem hat mit seinem niedrigen Lärmniveau zu einer Verbesserung des Arbeitsumfelds im Unternehmen beigetragen. Auch sein Energiebedarf und seine Emissionen sind aufgrund des Anschlusses an das Stromnetz anstelle eines Dieselgenerators niedriger. Zudem kombinierte der Anwender das HYDRO:GRADE-System mit einer Wasseraufbereitung, um die physikalische und chemische Reinheit der Produkte für die Wiederverwendung frei von zusätzlichen Chemikalien oder Luft sicherzustellen. Das System nutzt recyceltes Wasser und sorgt so für maximale Wasserersparnis.

Effizient und wirkungsvoll

Die Lösung minimiert den Energiebedarf und Wasseranforderungen, um so effizient wie möglich hochwertige Produkte zu produzieren. Die wichtigsten Effizienzmerkmale sind: Hocheffizientes Trennverfahren, durch das für alle Produkte höchste Güte bei minimalem Anteil an unerwünschten Bestandteilen sichergestellt ist

Integriertes Rücklaufrohr zwischen Sammelbehälter und Überlaufbehälter minimiert die Installationszeit und sorgt für effizientesten Materialtransfer

Option für Sortierung und Abscheidung von zwei oder drei gereinigten Produkten

Wellensynchronisierung durch Einzelantrieb. Dadurch maximale Attrition und Effizienz

Spiralförmige Rührwerke sorgen für effiziente Kraftübertragung; dadurch hocheffizientes Schleifen des Materials

Integration aller HYDRO:GRADE-Elemente auf einem einzigen, kompakten, transportablen Gestell – die Einheit kann so schnell und effizient zu verschiedenen Standorten transportiert werden

Langlebig

Die hochwertigen Komponenten und die intelligente Konstruktion ergeben ein System, das für eine lange Lebensdauer ausgelegt ist. Wesentliche Konstruktionsmerkmale für maximale Laufzeiten und Langlebigkeit sind u. a.:

Gummierung

Krümmungen mit großem Radius

Zentralschmierung

Metallentfernung

einfacher Wartungszugang

Polyurethan-Matten auf dem Entwässerungssieb sorgen für maximalen Abnutzungsschutz

Material wird mit der Transfer Point Technology (TPT) von CDEnviro effizient von einer Verarbeitungsstufe zur nächsten transportiert

Ungefährdet sein

Sicherheit am Arbeitsplatz sollte für jedermann ein wichtiges Anliegen sein, vor allem im Abfallbehandlungssektor. Der Anwender würdigte die zahlreichen Funktionen zur Überwachung von Temperatur, Leistung und ganzen Kreisläufen am HYDRO:GRADE. Diese sind unter anderem örtliche Not-Aus-Vorrichtungen, Einzelantrieb, Auslegung von Handläufen und Temperatursensoren. Ein sicherer Zugang zum oberen Bereich der Anlage erfolgt über eine verriegelbare Tür und 800-mm- Zugangsstufen, die mit der Arbeitsschutzverordnung BS 5395-3:1985 konform sind. Weitere Sicherheitsmerkmale sind:

Örtliche Nothalt-Vorrichtungen an jedem Motor sorgen für Sicherheit bei Betrieb und Wartung

Modulstruktur ermöglicht einfache Anpassung des Systems an die individuellen Lösungsanforderungen des Benutzers

Vorab-Tests, Vorverkablung und Vormontage im CDEnviro-Fertigungswerk stellen rasche Montage sicher

Autor:

Andrew Wilson, Business Development Manager for Switzerland/für die Schweiz, CDEnviro

www.cdeenviro.com

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