Altpapier

Frontmatter

1. Überblick

Zusammenfassung

Grundlage der Papiererzeugung sind die Papierfaserstoffe. Dabei wird zwischen Primär- und Sekundärfaserstoffen unterschieden. Primärfaserstoffe werden direkt aus pflanzlichen Rohstoffen gewonnen, und zwar vorwiegend aus Holz und Einjahrespflanzen. Industriell werden vor allem Durchforstungsholz und Sägewerksabfälle genutzt. Durch chemischen Aufschluss von Holz oder Einjahrespflanzen entsteht der Zellstoff, durch mechanische Zerfaserung von Holz der Holzstoff. Sekundärfaserstoffe werden aus Altpapier gewonnen. Durch Aufbereitung des Altpapiers in der Papierindustrie entsteht der Altpapierstoff.

Jürgen Blechschmidt

2. Begriffe und Kenngrößen

Zusammenfassung

Abfall: jeder Stoff oder Gegenstand, dessen sich sein Besitzer entledigt, entledigen will oder entledigen muss.

Abfallhierarchie: Prioritätenfolge: Vermeidung, Vorbereitung zur Wiederverwendung, Recycling, sonstige Verwertung, z. B. energetische Verwertung, Beseitigung.

Jürgen Blechschmidt

3. Rechtliche Regelungen zur Altpapierverwertung

Zusammenfassung

Das nationale Umwelt- und damit auch das Abfallrecht sind geprägt von europarechtlichen Vorgaben. Die Europäische Union greift, insbesondere im Umweltrecht, immer stärker in die nationale Gesetzgebung ein. Dies gilt zum einen für europäische Verordnungen, wie z. B. die EU-Abfallverbringungs-verordnung, oder für Richtlinien, wie etwa die Abfallrahmenrichtlinie. Die Verordnungen gelten wie nationale Gesetze unmittelbar in den Mitgliedsstaaten und sind so zwingendes Recht. Die Richtlinien hingegen sind hinsichtlich ihrer Zielsetzung und der generellen Aussagen für die Mitgliedsstaaten verbindlich. Die Richtlinien bedürfen aber eines Umsetzungsaktes in Form eines nationalen Gesetzes, d. h., die Richtlinien sind nicht unmittelbar in deMitgliedsstaaten anwendbar. Etwas anderes kann dann gelten, wenn die in der Richtlinie vorgesehene Umsetzungsfrist in nationales Recht verstrichen ist.

Jürgen Blechschmidt

4. Wirtschaftliche Bedeutung des Altpapiereinsatzes

Zusammenfassung

Altpapier ist in Deutschland und weltweit der wichtigste Faserstoff der Papiererzeugung.

Im Jahr 2010 wurden weltweit ca. 195 Mio. t verarbeitet. Die Entwicklung des Verbrauchs an Faserstoffen zeigt Tabelle 4.1.

Jürgen Blechschmidt

5. Internationaler und nationaler Altpapiermarkt

Zusammenfassung

2008 wurden rund 390 Mio. t Papier, Karton und Pappe weltweit erzeugt. Dabei konzentrieren sich über 56 % der Welterzeugung auf Nordamerika, Westeuropa und Japan. Papier wird heute weltweit gehandelt. Rund 30 % der Weltproduktion wird über die Ländergrenzen hinweg verkauft.

Jürgen Blechschmidt

6. Altpapieranfall und Altpapier-Erfassungssysteme

Zusammenfassung

Man unterscheidet zwischen gewerblichen Anfallstellen und privaten Haushalten. In Ländern mit gut entwickelter Erfassungsstruktur, z. B. in Deutschland, in den Niederlanden usw., stammt etwa jeweils die Hälfte des eingesammelten Altpapiers aus den genannten Quellen [6.1].

Jürgen Blechschmidt

7. Altpapiersorten und ihre Eigenschaften

Zusammenfassung

Die in unterschiedlicher Qualität anfallenden Altpapiere müssen möglichst sortenrein aufbereitet werden. Der Wert einer Altpapiersorte ist für den Papiererzeuger umso höher,

• ■ je hochwertiger der Faserstoffeintrag ist,
• ■ je gleichmäßiger sie zusammengesetzt ist und
• ■ je weniger unerwünschte Bestandteile in ihr enthalten sind.

Jürgen Blechschmidt

8. Wareneingangs-kontrolle für Altpapier

Zusammenfassung

Die alte Regel, dass die Qualität eines Endproduktes vom eingesetzten Rohstoff bestimmt wird, gilt auch für die Verwendung von recycelten Faserstoffen. Insofern hängt eine erfolgreiche Wiederverwertung von der Qualität des eingesetzten Altpapiers und des daraus gewonnenen Faserstoffes ab. Bedingt durch Einsatz und Verwendung der Papierprodukte, die Sammlung anfallender Altpapiere in der Industrie, im Handel und in den Haushalten und die nachgeschalteten Entsorgungssysteme mit verschiedenen Transport-, Umschlag- und Sortierprozessen ist die Erfassung und spätere Auslieferung der Altpapiere ohne Verunreinigungen an die Papierhersteller eine große Herausforderung.

Jürgen Blechschmidt

9. Physikalisch-chemische Besonderheiten von Altpapierfasern

Zusammenfassung

Wenn feuchte Primärfasern getrocknet werden, kommt es zu einem Vorgang, der umgangssprachlich als Verhornung bezeichnet wird. In der Literatur existieren unterschiedliche Interpretationen darüber, was unter Verhornung zu verstehen ist. Aus diesem Grunde sollen hier lediglich einige wenige, aber wesentliche Aspekte dieses Problems genannt werden. Die Oberfläche der Cellulosefaser oder -fibrille besitzt eine große Anzahl von Hydroxylgruppen.

Jürgen Blechschmidt

10. Reaktivierbarkeit der Eigenschaftskennwerte von Altpapierstoff

Zusammenfassung

Reaktivierung von Altpapierstoff ist die Summe aller technologischen Maßnahmen (Prozesse, Verfahren), die negative Auswirkungen des Recyclings ganz oder wenigstens teilweise kompensieren sollen und den Fasern Eigenschaften verleihen, die denen von Primärfasern konkurrenzfähig sind. Zielgrößen sind Eigenschaftskennwerte wie statische und dynamische Festigkeit, optische Homogenität und Helligkeit. Im Gegensatz zur Aufbereitung von Holzstoffen und Zellstoff bedeutet Reaktivierung, dass das Altpapier so behandelt wird, dass es mindestens in Papiersorten eingesetzt werden kann, die seiner Herkunft entsprechen oder auch in höherwertigeren Papiersorten. Reaktivierung ist also altpapier-spezifisch und zusätzlich qualitätsverbessernd. Sie sichert die Konkurrenzfähigkeit des Altpapierstoffes gegenüber Primärfaserstoffen, insbesondere Holzstoff. Altpapierstoff wird somit zum wichtigsten Faserstoff der Papiererzeugung in Deutschland.

Jürgen Blechschmidt

11. Systeme und Anlagen für die Altpapieraufbereitung

Zusammenfassung

Die Systeme zur Aufbereitung von Altpapier sind deutlich aufwendiger als die für Primärfaserstoffe. Das rührt daher, dass Altpapier oft eine Mischung aus unterschiedlichen Papieren und Faserarten ist, vor allem aber sind störende, meist faserfremde Bestandteile, sog. Fremdstoffe, bei der Aufbereitung zu entfernen. Bild 11.1 zeigt Substanzen und deren Größenbereiche, die im Altpapier enthalten sein können [11.1], Tabelle 11.1 Dichte und Größe einiger dieser faserfremden Stoffe. Die abzutrennenden Stoffe können beigemengt worden sein

• ■ bei der Herstellung von Papier (z. B. Füllstoffe, Farben, Strichkomponenten und weitere Chemikalien),
• ■ bei der Verarbeitung von Papier ( z. B. Druckfarben, Beschichtungen, Kleber),
• ■ beim Gebrauch oder Sammeln von Papier (wie z. B. Büroklammern, Aktenordner, Drähte, Schnüre, Sand, Steine, Plastikfolien).

Jürgen Blechschmidt

12. Grundprozesse und Maschinen zur Altpapieraufbereitung

Zusammenfassung

Wie bereits im Abschnitt 11 dargelegt, müssen die in einem System eingesetzten Maschinen in ihrem – begrenzten – zulässigen Arbeitsbereich betrieben werden, um betriebssicher und mit möglichst geringem Aufwand an Energie, Investitionen und Instandhaltung die geforderte Stoffqualität produzieren zu können. Im Folgenden werden die einzelnen Grundprozesse im Detail beschrieben und zugehörige Maschinen beispielhaft dargestellt. Dabei wird auch gezeigt, dass bei einigen Grundprozessen noch weitere Aufgaben zusätzlich erledigt werden, wodurch ein System vereinfacht wird.

Jürgen Blechschmidt

13. Herstellung von Papieren mit hohem Altpapieranteil

Zusammenfassung

Altpapier ist in Deutschland wichtigster Rohstoff für die Papierindustrie. Der Einsatz von Altpapier war bei der Erzeugung von Verpackungspapieren und Karton schon immer üblich. Heute arbeiten in Europa die meisten Fabriken bei diesen Produkten ausschließlich auf der Basis von Altpapier. In den letzten Jahrzehnten wurden zunehmend auch im grafischen Bereich und für Hygienepapiere Sekundärfasern eingesetzt. So kann Zeitungsdruckpapier seit längerem ausschließlich aus Altpapier hergestellt werden, ebenso werden SC-B- und bestimmte LWC-Papiere aus bis zu 100 % Altpapier produziert. Selbst bei Feinpapieren wird bei entsprechender Qualität bereits Altpapier verwendet.

Jürgen Blechschmidt

14. Altpapierspezifische Labor- und Prozessprüfungen

Zusammenfassung

Altpapier und daraus gewonnener Faserstoff ist für die Papierindustrie ein unverzichtbarer und wert-voller Rohstoff. Generell ist festzustellen, dass alle Grundregeln und Vorgehensweisen der Stoffsowie der allgemeinen Papierprüfung auch auf die Prüfung von Altpapierstoff sowie die daraus hergestellten Papiere, Kartons oder Pappen anwendbar sind. So wird der Altpapierstoff z. B. in analoger Weise wie Primärfaserstoff hinsichtlich des Entwässerungsverhaltens, der Stoffdichte oder der Fasermorphologie charakterisiert. Gleiches gilt auch für die Prüfungen der Zwischenoder Fertigprodukte, z. B. bei Festigkeitsoder optischen Prüfungen. Dennoch gibt es für die Bewertung der Stoffgüte bei Recyclingfasern aufgrund der Herkunft, der vorausgegangenen Behandlung und des Einsatzes einige Besonderheiten, denen mit speziellen Prüfeinrichtungen und Prüfprozeduren Rechnung getragen wird.

Jürgen Blechschmidt

15. Physiologische Aspekte des Altpapiereinsatzes

Zusammenfassung

Da Altpapier ein lignocellulolytisches Substrat ist, stellt es eine Kohlenstoffquelle dar, die von Mikro-organismen genutzt werden kann. Besonders leicht sind die Kohlenhydrate aufschließbar. Eine Reihe von Mikroorganismen, darunter insbesondere Pilze, sind aber auch in der Lage, Lignin zu nutzen. An Beispielen soll gezeigt werden, wie eine mikrobielle Kontamination für Altpapiersubstrate zeitlich verläuft und welche technologischen Möglichkeiten es gibt, die Verkeimung zu kontrollieren.

Jürgen Blechschmidt

16. Reststoffe der Altpapier-verwertung

Zusammenfassung

Die Reststoffe der Altpapierverwertung, Art und Menge, sind abhängig von den zu verwertenden Altpapiersorten und -qualitäten und dem betriebenen Reinigungsaufwand der Stoffaufbereitung, um eine gewünschte Produktqualität und Runnabilität der Papiermaschine zu erreichen. Bei der Altpapieraufbereitung anfallende Reststoffe können je nach Reinigungsstufe und Reinigungsaggregat in unterschiedliche Rejekte (Stoffauflösung, Dickstoffreinigung, Vorsortierung, Feinsortierung) und in Flotate (Deinkingflotation, Kreislaufwasserreinigung) untergliedert werden. Dabei werden über die Rejekte und Flotate neben den Verunreinigungen – die unerwünschten Bestandteile im Altpapier und in den Stoffströmen der Altpapieraufbereitung (z. B. Metallklammern, Kunststofffolien, Klebstoffe, Schmutz, schwer zerfaserbare Papiere usw.) – auch Faserstoffbestandteile, die durch mehrfaches Recycling für eine Neupapierherstellung ungeeignet sind, sowie durchaus noch verwertbare Faseranteile als Verlust mit ausgetragen [16.1] (Tabelle 16.1). Darüber hinaus können in Papierfabriken weitere Rückstände anfallen, die innerbetrieblich oder extern entsorgt werden müssen. Hierzu zählen Rinden und verschiedene Schlämme aus der Frischwasser-zubereitung. Diese Rückstände werden nicht der Altpapierstoffaufbereitung zugeordnet.

Jürgen Blechschmidt

17. Wasserkreisläufe, Abwasserreinigung und Energienutzung

Zusammenfassung

Wasser hat eine zentrale Bedeutung für die Produktion von Papier. Neben der Kernaufgabe der Blattbildung ist es bei einer Vielzahl von Verbrauchern im Einsatz, um den Betrieb der Papiererzeugungsanlage aufrechtzuerhalten.

Jürgen Blechschmidt

18. Alternativen zur stofflichen Verwertung

Zusammenfassung

Im Spannungsfeld des wachsenden globalen Bedarfs an Altpapier als Rohstoff für die Papierindustrie, der gesetzlichen Rahmenbedingungen für die Behandlung von Abfällen und Reststoffen sowie der Verknappung fossiler Energieträger entsteht ein Wettbewerb der verschiedenen Wertschöpfungsketten um diesen Rohstoff. Unter den aktuellen Bedingungen ist seitens der Sekundärrohstoffwirtschaft die Vermarktung von Altpapier als Faserrohstoff für die Papierindustrie wirtschaftlicher als die Verarbeitung zu Ersatzbrennstoff oder die Bereitstellung für Bioraffinerieverfahren.

Jürgen Blechschmidt

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