Zur Konvergenz spezifischer Materialparameter bei Mehrfachrecycling

Zusammenfassung

Zur Einsparung von Ressourcen und zur Schonung von Deponievolumen räumt das Abfallgesetz der stofflichen Verwertung gebrauchter Produkte Vorrang vor deren Beseitigung als Abfall ein. Dies kommt in verschiedenen Rechtsverordnungen zur Rücknahme und Verwertung spezifischer Altprodukte zum Ausdruck. Die Umsetzung dieser Prioritäten und Verordnungen erfolgt durch integrierte Verwertungskonzepte, welche unter anderem Recycling als eine der Hauptkomponenten beinhalten /1/.

Beim Recycling gebrauchter Produkte werden den Rohstoffen im Produktionsprozeß definierte Mengen aufbereiteter Altstoffe zugemischt und auch unvermeidbar Schadstoffe eingetragen. Im Rahmen dieses Vortrags wird die stufenweise Entwicklung ausgewählter Materialparameter beim Mehrfachrecycling untersucht. Hierzu wird zunächst die Zusammensetzung als Funktion der durchlaufenen Zyklenzahl und der Recyclingquote formuliert. Um unvermeidbaren Schadstoffeintrag zu berücksichtigen, wird der Ansatz um den Eintrag beliebig vieler Schadstoffe erweitert. Zur Bestimmung von Konvergenz und Absolutwerten von Rezyklatanteil, Altersstruktur, Schadstoffgehalt und spezifischer Materialparameter werden Potenzreihen angesetzt und mathematische Konvergenzkriterien einerseits sowie eine rechnergestützte Simulation andererseits angewandt. Die Ergebnisse werden an ausgewählten Beispielen dargestellt. Ein Optimieransatz zur kostenminimalen Produktion unter Einbezug von Recycling wird entwickelt und vorgestellt.

Abstract

In order to economize on natural resources as well as to minimize waste disposal, German legislation for waste management promotes recycling rather than disposal of products at the end of their lifetime. The practical realization of this priority is achieved by integrated waste management concepts /1/.

The principle of recycling is to add conditioned old material to the raw materials during the production process whereby foreign substances may also be introduced into the products. A change of the physical properties along with a loss of quality of the products are the effects of recycling. The objective of this paper is to analyse and evaluate the change of selected material parameters during multiple recycling. In a first step material composition is expressed as a function of recycling stages. The input of foreign substances also is taken into account. In order to determine the convergence and the absolute values of the age structure and composition of the materials a potential equation is developed and mathematical convergence criteria as well as computer simulation are applied. Results are presented for selected examples. An optimization problem for the evaluation of the optimal recycling rate and choice of raw materials at minimal costs is formulated and discussed.