Kunststoffe sind aus dem Hygiene- und Haushaltsbereich kaum noch wegzudenken. Doch die Wiederaufbereitung ist nicht immer unkompliziert. (Bild: jeshoots/unsplash)
Verbessertes Rezyklat durch weniger Duftstoffe
Für eine funktionierende Kreislaufwirtschaft sind effiziente Recyclingprozesse unabdingbar. Nur wenn genügend Rezyklate wieder in Umlauf gebracht werden, kann die erforderliche Menge Neukunststoff nach und nach verringert und der CO2-Ausstoß der Branche nachhaltig reduziert werden.
Doch mit gutem Willen allein ist es nicht getan. Jeder Kunststoff ist anders, dennoch müssen Verpackungshersteller sich bei der Produktion auf die gleichbleibende Qualität der Rohstoffe verlassen können. Ein vom Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit (LBF) entwickelter und jüngst vorgestellter Prozess stellt einen weiteren wichtigen Schritt in diese Richtung dar.
Prozess dauert eine Stunde
Denn den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Instituts ist es gelungen, störende Duftstoffe aus wiederaufbereitetem Kunststoff zu entfernen. Möglich macht dies ein Druckwasser-Extraktions-Verfahren, das den Tracer-Duftstoff Limonen aus kommerziellen HDPE-Verpackungen entfernt. Das Verfahren kommt dabei ohne organische Lösungsmittel aus und ist somit für die Umwelt unbedenklich. Der gesamte Prozess zur Verbesserung des Recyclingmaterials dauerte im Labor gerade einmal eine Stunde.
Zwar sind Zitrusöle Naturstoffe. Doch im Wiederaufbereitungsprozess können sie sich negativ auf die Qualität des Rezyklats auswirken. (Bild: preciousplasticmelbourne/unsplash)
Zitrusöle wie Limonen oder Citral werden häufig in Reinigungsmitteln verwendet. Da es sich um Naturstoffe handelt, finden sie sich häufig auch in Reinigern, die als Naturprodukte vermarktet werden. Laut deutschem Umweltbundesamt gelten die Stoffe allerdings als sensibilisierend und umweltgefährdend, da sie Allergien auslösen und Wasserorganismen gefährden können.
Ein Anwendungsszenario zeichnet sich ab
Mittels Infrarotspektroskopie und Massenspektrometrie konnten die Forscherinnen und Forscher in Darmstadt die chemische Zusammensetzung der Proben nach unterschiedlichen Extraktionsbedingungen ermitteln. Neben dem Anteil an Limonen konnten auch weitere Verunreinigungen sowie kurzkettiges HDPE im Rezyklat verringert werden. „Die Projektergebnisse zeigen den Nutzen einer systemischen Herangehensweise zur Lösung aktueller kunststofftechnischer Fragestellungen mit großer gesellschaftlicher Relevanz“, so Dr.-Ing. Guru Geertz, der das Projekt am Fraunhofer LBF betreut.
In der Theorie schön und gut, doch wie lässt sich die Methode in der freien Wildbahn, also in der Industrie, sinnvoll anwenden? Auch darauf haben die Darmstädter eine Antwort. Die initialen Daten konnten mittels Machine-Learning-Methoden im Sinne einer wirtschaftlichen Prozessführung optimiert werden. Ein Anwendungsszenario zeichne sich bereits ab. „Das von uns entwickelte Extraktionsverfahren zeigt einen Weg zu aufbereiteten Einwegkunststoffen mit vergrößertem Anwendungsspektrum, und das dient dem Umweltschutz“, sagt Dr. Geertz. Der Prozess eigne sich laut Institut für Industrie-, Schwellen- und Entwicklungsländer gleichermaßen.