Papier in der Abfallwirtschaft - Reines Recyclingprodukt oder auch ernstzunehmender Kunststoffersatz
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Papierprodukte erfreuen sich wachsender Akzeptanz, denn in der Papierindustrie hat sich in den vergangenen Jahren viel weiterentwickelt. Tatsächlich ist Papier eines der nachhaltigsten Produkte. in Europa gibt es einen deutlichen Nettozuwachs des Rohstoffs Holz, Papier kann in kurzen Kreisläufen sehr gut recycelt werden, ist im Bereich der Kompostierung (Biomüll) ein positiver Beitrag, wird durch laufende Innovation vielen Plastikprodukten den Rang ablaufen und hilft uns so, unabhängiger von Erdöl zu werden. Schließlich hat die Papierindustrie eine Vorreiterrolle in Bezug auf CO2-neutrale Produktion.
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Papierprodukte erfreuen sich wachsender Akzeptanz, denn in der Papierindustrie hat sich in den vergangenen Jahren viel weiterentwickelt. Tatsächlich ist Papier eines der nachhaltigsten Produkte. in Europa gibt es einen deutlichen Nettozuwachs des Rohstoffs Holz, Papier kann in kurzen Kreisläufen sehr gut recycelt werden, ist im Bereich der Kompostierung (Biomüll) ein positiver Beitrag, wird durch laufende Innovation vielen Plastikprodukten den Rang ablaufen und hilft uns so, unabhängiger von Erdöl zu werden. Schließlich hat die Papierindustrie eine Vorreiterrolle in Bezug auf CO2-neutrale Produktion.
Membranbioreaktor zur Reinigung von Oberflächenwasser eines Abfallbehandlungsbetriebs
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Bei Abfallbehandlungsbetrieben ist Niederschlagswasser aufgrund der Lagerung von Abfällen im Freien im Regelfall organisch und anorganisch erheblich belastet. Nach dem Stand der Technik ist anthropogen verunreinigtes Niederschlagswasser vor der Direkteinleitung zu reinigen. Die stark schwankenden Quantitäten und Qualitäten des Oberflächenwassers stellen jedoch hohe Anforderungen an die Reinigungstechnologie. In Membranbioreaktoren (MBR) wird biologische Abwasserreinigung mit Membrantechnik zum vollständigen Rückhalt von Biomasse und Partikeln kombiniert. Am Standort des Abfallbehandlungsbetriebes wurde dieses Verfahren zunächst pilotiert und anschließend wurde darauf aufbauend die Großanlage wasserrechtlich bewilligt, errichtet und in Betrieb genommen. Die Grenzwerte für die Direkteinleitung werden seit Beginn stets gleichbleibend stabil eingehalten. Selbst längere Zeiten ohne Durchsatz in Folge von Trockenperioden, die kalte Winterperiode oder plötzliche hohe hydraulische Belastungsstöße zeigen weder auf die biologische Reinigungsleistung noch auf die Permeabilität der Membran negative Auswirkungen.
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Bei Abfallbehandlungsbetrieben ist Niederschlagswasser aufgrund der Lagerung von Abfällen im Freien im Regelfall organisch und anorganisch erheblich belastet. Nach dem Stand der Technik ist anthropogen verunreinigtes Niederschlagswasser vor der Direkteinleitung zu reinigen. Die stark schwankenden Quantitäten und Qualitäten des Oberflächenwassers stellen jedoch hohe Anforderungen an die Reinigungstechnologie. In Membranbioreaktoren (MBR) wird biologische Abwasserreinigung mit Membrantechnik zum vollständigen Rückhalt von Biomasse und Partikeln kombiniert. Am Standort des Abfallbehandlungsbetriebes wurde dieses Verfahren zunächst pilotiert und anschließend wurde darauf aufbauend die Großanlage wasserrechtlich bewilligt, errichtet und in Betrieb genommen. Die Grenzwerte für die Direkteinleitung werden seit Beginn stets gleichbleibend stabil eingehalten. Selbst längere Zeiten ohne Durchsatz in Folge von Trockenperioden, die kalte Winterperiode oder plötzliche hohe hydraulische Belastungsstöße zeigen weder auf die biologische Reinigungsleistung noch auf die Permeabilität der Membran negative Auswirkungen.
Mechanische Aufbereitung von Lithium-Ionen-Batterien in Abhängigkeit der Demontagetiefe
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Das Aufkommen von verbrauchten Lithium-Ionen-Batterien stellt ein wachsendes globales Problem dar. Speziell die Batteriesysteme aus automobilen Anwendungen können Dimensionen von mehreren hundert Kilogramm erreichen. Die Speichersysteme stellen nicht nur eine wichtige Quelle von sekundären Rohstoffen dar, sondern bergen auch ein hohes Gefahrenpotential. Damit stellt das Recycling dieses in der Menge sukzessiv zunehmenden Abfallstroms eine komplexe Aufgabe dar. Ein häufig eingesetzter erster Schritt im Recycling ist das manuelle Demontieren der Speichersysteme bis auf Modul- oder Zellebene. Die folgende Abhandlung ver-gleicht den Aufwand der mechanischen Aufbereitung mehrere Batteriesysteme in Abhängigkeit der Demontagetiefe und die sich daraus ergebenden Vor- und Nachteile. Dafür wurden verschiedene Batteriesysteme manuell demontiert und sowohl die Zeiten als auch die damit gewinnbaren Materialmengen bestimmt. Darüber hinaus wurden Batteriezellen und die Modulperipherie separat zerkleinert, klassiert und sortiert, um den Aufwand und Trennerfolg einer mechanischen Aufbereitung zu bestimmen.
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Das Aufkommen von verbrauchten Lithium-Ionen-Batterien stellt ein wachsendes globales Problem dar. Speziell die Batteriesysteme aus automobilen Anwendungen können Dimensionen von mehreren hundert Kilogramm erreichen. Die Speichersysteme stellen nicht nur eine wichtige Quelle von sekundären Rohstoffen dar, sondern bergen auch ein hohes Gefahrenpotential. Damit stellt das Recycling dieses in der Menge sukzessiv zunehmenden Abfallstroms eine komplexe Aufgabe dar. Ein häufig eingesetzter erster Schritt im Recycling ist das manuelle Demontieren der Speichersysteme bis auf Modul- oder Zellebene. Die folgende Abhandlung ver-gleicht den Aufwand der mechanischen Aufbereitung mehrere Batteriesysteme in Abhängigkeit der Demontagetiefe und die sich daraus ergebenden Vor- und Nachteile. Dafür wurden verschiedene Batteriesysteme manuell demontiert und sowohl die Zeiten als auch die damit gewinnbaren Materialmengen bestimmt. Darüber hinaus wurden Batteriezellen und die Modulperipherie separat zerkleinert, klassiert und sortiert, um den Aufwand und Trennerfolg einer mechanischen Aufbereitung zu bestimmen.
Weniger Müll für‘s Lebensg`fühl: Abfallvermeidungsprojekt in Schladming
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Im Projekt "Weniger Müll fürs Lebens'gfühl" werden Maßnahmen zur Abfallvermeidung und zur Optimierung bzw. Entlastung des Abfallwirtschaftsystems in der Stadtgemeinde Schladming umgesetzt. Die Schwerpunktbereiche sind Tourismus, Veranstaltungen sowie Schulen und Kindergärten. Neben den Schwerpunktbereichen werden Maßnahmen im direkten Wirkungsbereich der Gemeinde unterstützt. Hierzu zählen Beschaffungsvorgänge der Gemeinde und die Verbesserung zur Abfalltrennung im öffentlichen Raum. Die Einbindung von lokalen Akteuren und der Bevölkerung ist ein wichtiger Bestandteil und Erfolgsfaktor des Projekts. "Weniger Müll fürs Lebens'gfühl" wird im Konsortium von ÖGUT, AQA und pulswerk in enger Zusammenarbeit mit der Stadtgemeinde umgesetzt. Das Projekt wird von der Coke Foundation gefördert und ist auf eine Laufzeit von drei Jahren angesetzt (2019-2021).
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Im Projekt "Weniger Müll fürs Lebens'gfühl" werden Maßnahmen zur Abfallvermeidung und zur Optimierung bzw. Entlastung des Abfallwirtschaftsystems in der Stadtgemeinde Schladming umgesetzt. Die Schwerpunktbereiche sind Tourismus, Veranstaltungen sowie Schulen und Kindergärten. Neben den Schwerpunktbereichen werden Maßnahmen im direkten Wirkungsbereich der Gemeinde unterstützt. Hierzu zählen Beschaffungsvorgänge der Gemeinde und die Verbesserung zur Abfalltrennung im öffentlichen Raum. Die Einbindung von lokalen Akteuren und der Bevölkerung ist ein wichtiger Bestandteil und Erfolgsfaktor des Projekts. "Weniger Müll fürs Lebens'gfühl" wird im Konsortium von ÖGUT, AQA und pulswerk in enger Zusammenarbeit mit der Stadtgemeinde umgesetzt. Das Projekt wird von der Coke Foundation gefördert und ist auf eine Laufzeit von drei Jahren angesetzt (2019-2021).
Kinetische Modellierung einer Kunststoff Pyrolyse
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Das ReOil Verfahren der OMV Refining & Marketing GmbH ist ein vielversprechender Weg, die Recycling Ziele von Kunststoffverpackungen der Europäischen Kommission zu erreichen. In diesem Pyrolyse Prozess werden gemischte Kunststoffabfälle chemisch recycelt und die daraus gewonnen Kohlenwasserstoffe werden wieder zu petrochemischen Grundstoffen oder Treibstoffen weiterverarbeitet. Da die Rentabilität eines solchen Prozesses stark von der verarbeitenden Menge abhängt, muss eine wesentliche Vergrößerung des Maßstabs erfolgen. Zu diesem Zweck wird ein Modell benötigt, welches aus der Zusammensetzung des Einsatzstroms die Ausbeuten vorhersagen kann und damit die Möglichkeit bietet optimale Prozessbedingungen einzustellen. Darum wurde ein Reaktormodell für die im ReOil Verfahren verwendeten Rohrreaktoren aufgebaut, welches sich der Methode des sogenannten „Lumped Kinetic Modeling“ bedient, um die Vielzahl an auftretenden Kohlenwasserstoffspezies erfassen zu können. Mit Hilfe einer Pilotanlage werden Reaktionsdaten für die Kunststoffpyrolyse gesammelt und so das Modell stetig weiterentwickelt.
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Das ReOil Verfahren der OMV Refining & Marketing GmbH ist ein vielversprechender Weg, die Recycling Ziele von Kunststoffverpackungen der Europäischen Kommission zu erreichen. In diesem Pyrolyse Prozess werden gemischte Kunststoffabfälle chemisch recycelt und die daraus gewonnen Kohlenwasserstoffe werden wieder zu petrochemischen Grundstoffen oder Treibstoffen weiterverarbeitet. Da die Rentabilität eines solchen Prozesses stark von der verarbeitenden Menge abhängt, muss eine wesentliche Vergrößerung des Maßstabs erfolgen. Zu diesem Zweck wird ein Modell benötigt, welches aus der Zusammensetzung des Einsatzstroms die Ausbeuten vorhersagen kann und damit die Möglichkeit bietet optimale Prozessbedingungen einzustellen. Darum wurde ein Reaktormodell für die im ReOil Verfahren verwendeten Rohrreaktoren aufgebaut, welches sich der Methode des sogenannten „Lumped Kinetic Modeling“ bedient, um die Vielzahl an auftretenden Kohlenwasserstoffspezies erfassen zu können. Mit Hilfe einer Pilotanlage werden Reaktionsdaten für die Kunststoffpyrolyse gesammelt und so das Modell stetig weiterentwickelt.
Einfluss von Durchsatz und Inputzusammensetzung auf die sensorgestützte Sortierung
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Die sensorgestützte Sortierung trägt maßgeblich zum Recycling von Kunststoffen bei. Diese Technologie wird sowohl in der Vorsortierung von Abfallströmen, zur Gewinnung von Zwischenprodukten, als auch in der Flakesortierung zur Sicherstellung geforderter Qualitäten für das Recycling von Kunststoffen eingesetzt. Die Performance der hierzu eingesetzten Aggregate ist abhängig vom Durchsatz und der Materialzusammensetzung des zu sortierenden Stoffstroms. Diese beiden Faktoren können (temporär) von vorgeschalteten Aufbereitungs- und Sortieraggregaten positiv und auch negativ beeinflusst werden. Die vorliegende Ausarbeitung gibt einen Überblick über die Ergebnisse bislang durchgeführter Forschungen, sodass quantitative Aussagen bezüglich der Performance von sensorgestützten Sortierern in Abhängigkeit der genannten Faktoren ermöglicht werden. Da sowohl der Durchsatz wie auch die Materialzusammensetzung eines Stoffstroms Schwankungen unterworfen sind, wird die Bedeutung von Schwankungen wie auch ein Ansatz zu deren Quantifizierung diskutiert. Basierend auf diesen Betrachtungen wird das Potential der Stoffstromüberwachung zur Optimierung von Aufbereitungs- und Sortieranlagen diskutiert.
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Die sensorgestützte Sortierung trägt maßgeblich zum Recycling von Kunststoffen bei. Diese Technologie wird sowohl in der Vorsortierung von Abfallströmen, zur Gewinnung von Zwischenprodukten, als auch in der Flakesortierung zur Sicherstellung geforderter Qualitäten für das Recycling von Kunststoffen eingesetzt. Die Performance der hierzu eingesetzten Aggregate ist abhängig vom Durchsatz und der Materialzusammensetzung des zu sortierenden Stoffstroms. Diese beiden Faktoren können (temporär) von vorgeschalteten Aufbereitungs- und Sortieraggregaten positiv und auch negativ beeinflusst werden. Die vorliegende Ausarbeitung gibt einen Überblick über die Ergebnisse bislang durchgeführter Forschungen, sodass quantitative Aussagen bezüglich der Performance von sensorgestützten Sortierern in Abhängigkeit der genannten Faktoren ermöglicht werden. Da sowohl der Durchsatz wie auch die Materialzusammensetzung eines Stoffstroms Schwankungen unterworfen sind, wird die Bedeutung von Schwankungen wie auch ein Ansatz zu deren Quantifizierung diskutiert. Basierend auf diesen Betrachtungen wird das Potential der Stoffstromüberwachung zur Optimierung von Aufbereitungs- und Sortieranlagen diskutiert.
Abfallberatung – mehr als eine ökologische Grundausbildung?
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Beginnend mit der Installierung der Abfallwirtschaftsverbände wurde Anfang der 1990er Jahre auch eine qualifizierte Abfallberatung eingeführt mit dem vorrangigen Ziel die Restabfallmengen zu reduzieren und darüber hinaus eine Verhaltensveränderung bei Herstellern und Verbrauchern herbeizuführen. Am Bei-spiel der damals noch eigenständigen Gemeinde Hafning mit überwiegend ländlicher Struktur soll gezeigt werden, dass eine flächendeckende Abfallberatung nicht nur eine deutliche Reduzierung des Restabfalls ermöglicht, sondern dass diese auch nachhaltig Bestand, und das bis heute, haben kann.
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Beginnend mit der Installierung der Abfallwirtschaftsverbände wurde Anfang der 1990er Jahre auch eine qualifizierte Abfallberatung eingeführt mit dem vorrangigen Ziel die Restabfallmengen zu reduzieren und darüber hinaus eine Verhaltensveränderung bei Herstellern und Verbrauchern herbeizuführen. Am Bei-spiel der damals noch eigenständigen Gemeinde Hafning mit überwiegend ländlicher Struktur soll gezeigt werden, dass eine flächendeckende Abfallberatung nicht nur eine deutliche Reduzierung des Restabfalls ermöglicht, sondern dass diese auch nachhaltig Bestand, und das bis heute, haben kann.
Langzeituntersuchung zur stoffstromspezifischen Kalibrierung eines nahinfrarotgestützten Echtzeitanalyse-Systems
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Auf Nahinfrarotspektroskopie basierende Echtzeitanalyse-Verfahren ermöglichen ein kontinuierliches Monitoring von Ersatzbrennstoff-Qualitäten. Für eine möglichst präzise Bestimmung der qualitätsrelevanten Parameter (z. B. Chlorgehalt, Heizwert) ist dabei eine stoffstromspezifische Kalibrierung bzw. Anpassung des Messsystems auf den zu analysierenden Stoffstrom notwendig. Im Rahmen von Langzeituntersuchungen in einer SBS®-Produktionsanlage wurden hierzu über einen Zeitraum von etwa einem Jahr sensorbasierte Echtzeitanalysedaten erhoben und mit den Laboranalysenwerten der Eigenüberwachung nach RAL-GZ 724 abgeglichen. Auf Basis der vorliegenden Vergleichswerte wurden verschiedene methodische Ansätze zur Kalibrierung entwickelt und getestet. Die hierbei gewonnenen Erkenntnisse werden aktuell u. a. bei der Erarbeitung eines Norm-Entwurfs zur Standardisierung des Verfahrens sowie für F&E-Arbeiten im strategischen EU-Projekt „ReWaste 4.0“ (Teilprojekt: Online/Ontime-Charakterisierung von gemischten Abfällen) genutzt.
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Auf Nahinfrarotspektroskopie basierende Echtzeitanalyse-Verfahren ermöglichen ein kontinuierliches Monitoring von Ersatzbrennstoff-Qualitäten. Für eine möglichst präzise Bestimmung der qualitätsrelevanten Parameter (z. B. Chlorgehalt, Heizwert) ist dabei eine stoffstromspezifische Kalibrierung bzw. Anpassung des Messsystems auf den zu analysierenden Stoffstrom notwendig. Im Rahmen von Langzeituntersuchungen in einer SBS®-Produktionsanlage wurden hierzu über einen Zeitraum von etwa einem Jahr sensorbasierte Echtzeitanalysedaten erhoben und mit den Laboranalysenwerten der Eigenüberwachung nach RAL-GZ 724 abgeglichen. Auf Basis der vorliegenden Vergleichswerte wurden verschiedene methodische Ansätze zur Kalibrierung entwickelt und getestet. Die hierbei gewonnenen Erkenntnisse werden aktuell u. a. bei der Erarbeitung eines Norm-Entwurfs zur Standardisierung des Verfahrens sowie für F&E-Arbeiten im strategischen EU-Projekt „ReWaste 4.0“ (Teilprojekt: Online/Ontime-Charakterisierung von gemischten Abfällen) genutzt.
Optimierte Vorzerkleinerung gemischter Gewerbeabfälle auf Basis empirischer Modelle
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
In der mechanischen Aufbereitung gemischter Gewerbeabfälle stellen Vorzerkleinerer für gewöhnlich den ersten Verfahrensschritt dar und sorgen nicht nur für den nötigen Aufschluss, sondern wirken auch als primäres Dosierag-gregat. Entsprechend groß ist ihr Einfluss auf das Verhalten des Gesamtprozesses. Aufgrund der hohen Variabilität der Gewerbeabfälle erscheint die Gewinnung theo-retischer Modelle nicht sinnvoll, um solche Vorzerkleinerer zu optimieren, da die nö-tigen Informationen über das Material für solche Modelle in der Praxis nicht wirt-schaftlich gewonnen werden können. Zugleich erfordert die Ermittlung signifikanter empirischer Modelle den Aufwand von viel Arbeit und Geld und wurde daher bisher für die Vorzerkleinerung gemischter Gewerbeabfälle noch nicht gemacht. Diese Arbeit gibt einen Überblick sowohl über die Forschungstätigkeiten bezüglich der Datenqualität aufgrund der Probenahme bei Zerkleinerungsversuchen mit Gewerbeabfällen, als auch über Arbeiten zur Beeinflussung und potentiellen Optimierung der Zerkleinerung hinsichtlich Durchsatzverhalten, Energieverbrauch und Materialqualität mittels einstellbarer Parameter. Abschließend werden erste Überlegungen und Forschungen zur dynamischen Prozessführung der Vorzerkleinerung vorgestellt.
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In der mechanischen Aufbereitung gemischter Gewerbeabfälle stellen Vorzerkleinerer für gewöhnlich den ersten Verfahrensschritt dar und sorgen nicht nur für den nötigen Aufschluss, sondern wirken auch als primäres Dosierag-gregat. Entsprechend groß ist ihr Einfluss auf das Verhalten des Gesamtprozesses. Aufgrund der hohen Variabilität der Gewerbeabfälle erscheint die Gewinnung theo-retischer Modelle nicht sinnvoll, um solche Vorzerkleinerer zu optimieren, da die nö-tigen Informationen über das Material für solche Modelle in der Praxis nicht wirt-schaftlich gewonnen werden können. Zugleich erfordert die Ermittlung signifikanter empirischer Modelle den Aufwand von viel Arbeit und Geld und wurde daher bisher für die Vorzerkleinerung gemischter Gewerbeabfälle noch nicht gemacht. Diese Arbeit gibt einen Überblick sowohl über die Forschungstätigkeiten bezüglich der Datenqualität aufgrund der Probenahme bei Zerkleinerungsversuchen mit Gewerbeabfällen, als auch über Arbeiten zur Beeinflussung und potentiellen Optimierung der Zerkleinerung hinsichtlich Durchsatzverhalten, Energieverbrauch und Materialqualität mittels einstellbarer Parameter. Abschließend werden erste Überlegungen und Forschungen zur dynamischen Prozessführung der Vorzerkleinerung vorgestellt.
Charakterisierung von Partikeln gemischten Gewerbeabfalls über Partikeldeskriptoren zur sensorischen Messung der Korngröße
© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben (11/2020)
Die Echtzeitsteuerung von Korngrößenverteilungen von grob zerkleinerten festen gemischten Abfällen bietet großes Potenzial zur Optimierung von Outputströmen mechanischer Abfallaufbereitungsanlagen. Hierbei ist neben geeigneter Aktorik – welche es beispielsweise ermöglicht den Schnittspalt eines Zerkleinerungsaggregates zu verstellen – auch eine Echtzeitmesstechnik für die Korngrößenverteilung notwendig. Der vorliegende Beitrag zeigt Möglichkeiten, vereinzelte Partikel basierend auf Partikeldeskriptoren, welche aus einem zweidimensionalen Bild berechnet wurden, über Regressionsmodelle in ihre tatsächliche Kornklasse einzustufen und deren Ergebnisse.
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Die Echtzeitsteuerung von Korngrößenverteilungen von grob zerkleinerten festen gemischten Abfällen bietet großes Potenzial zur Optimierung von Outputströmen mechanischer Abfallaufbereitungsanlagen. Hierbei ist neben geeigneter Aktorik – welche es beispielsweise ermöglicht den Schnittspalt eines Zerkleinerungsaggregates zu verstellen – auch eine Echtzeitmesstechnik für die Korngrößenverteilung notwendig. Der vorliegende Beitrag zeigt Möglichkeiten, vereinzelte Partikel basierend auf Partikeldeskriptoren, welche aus einem zweidimensionalen Bild berechnet wurden, über Regressionsmodelle in ihre tatsächliche Kornklasse einzustufen und deren Ergebnisse.
