Die Spreu vom Weizen trennen – das geht mit Wind. Einfach eine große Schale aus Korbgeflecht füllen, das Korn sachte in die Luft werfen, und schon trägt der Wind die Spreu davon. Nach dem gleichen Prinzip arbeitet auch der Zick-Zack-Sichter im Labor für Strömungstechnik am Fachbereich Maschinenbau der FH Münster – aber mit steuerbarem Wind und Abfällen als Material. Sebastian Bartscher promoviert dort und möchte mit dieser Technologie aktuelle Recyclingmöglichkeiten weiterentwickeln.
Dabei geht es zum Beispiel darum, während der Aufbereitung von Batterien die Separatorfolien sauber abzutrennen oder bei Wärmedämmverbundsystemen den Hauskalk von der dämmenden Styroporschicht zu trennen. So lassen sich die einzelnen Stoffströme entweder separat weiterverarbeiten oder einfacher entsorgen. „Aber bevor wir Materialien hier im Zick-Zack-Sichter mit Luft trennen können – Windsichten nennt sich dieser Prozess – müssen wir erst einmal wissen, wie sich die Partikel, also kleine Teile des Abfalls, im Luftstrom bewegen“, erklärt Bartscher. „Generell gilt, dass die strömende Luft nicht der Geometrie unseres Sichters folgt. Die besondere Form des Kanals ruft eine spezielle Luftströmung hervor, die den Windsichtprozess begünstigt. Hinter den Kanten entstehen Wirbel und deswegen gibt es im Sichter auch Strömungen nach unten, obwohl die Luft eigentlich von unten nach oben durch den Sichtkanal wandert.“ Diese Wirbel verbessern die Chance, verschiedene Materialien zu trennen: Schwerere Partikel fallen aus den Wirbeln nach unten, während leichtere Teile nach oben hin aussortiert werden.
Hilfe bei seinen Messungen bekommt Bartscher von Simon Schepers, der seine Bachelorarbeit über das Thema geschrieben hat. Zum Einsatz kommt dabei eine Kamera in einer eigens entwickelten Spiegelapparatur, die die fliegenden Partikel erfasst. „Sie macht von unseren Partikeln 1.000 Bilder in der Sekunde, und zwar aus verschiedenen Perspektiven“, sagt Schepers. „Am Computer rechnen wir die 2D-Bilder dann in ein 3D-Modell um und analysieren, wie sich die Partikel innerhalb des Luftstroms im Zick-Zack-Sichter verhalten.“
Die digitale Partikelbeobachtung direkt im Sichter ist in dieser Form neu und wurde auf dem Wissenschaftskongress der Deutschen Gesellschaft für Abfallwirtschaft ausgezeichnet. „Die Ergebnisse zeigen, dass viele unterschiedliche Einflüsse den komplexen Trennprozess bestimmen“, sagt Bartscher. „Zum Beispiel können sich die Bewegungsmuster der Partikel je nach Partikelform deutlich unterscheiden. Was genau passiert, ist bis heute nicht im Detail geklärt. Dieses Wissen brauchen wir aber, um die Anlagen besser optimieren zu können.“
