UPCYCLAT

Ursprüngliche Aufgabenstellung sowie wissenschaftlich-technischer Stand, an dem angeknüpft wurde
Ziel war die Konzeptionierung eines Verfahrens zur Verbesserung der Eigenschaften von rHDPE-Compounds (recyceltes HDPE) für den Einsatz im Verpackungsmarkt aus zwei verschiedenen Rohstoffquellen: Haushaltssammlung und gewerbliches MischPO (Misch-Polyolefine). Folgende Eigenschaften mussten dafür erreicht werden:

• Schmelzindex für Blasformtyp
• Helle Farbe 
• Geruchsneutral
• Keine Einschlüsse von Fremdpolymeren
   

Ablauf des Projekts
Im Zuge der Projektarbeit wurden ca. 100 t HDPE-Abfälle aus der Haushaltssammlung zu Mahlgut verarbeitet und anschließend nach hellen Farben sortiert. Das helle Mahlgut bildete die Grundlage aller weiteren Versuche zur Verbesserung des Eigenschaftsprofils. Eine Referenzmenge wurde bei der Multiport GmbH regranuliert, um die Eigenschaftsverbesserungen der Versuche vergleichend bewerten zu können. 

Im Rahmen der Untersuchungen für das gewerbliche MischPO wurde eine Versuchsmenge produziert und in einer Forschungseinrichtung unter Einarbeitung von Additiven hinsichtlich der Einsatzmöglichkeiten bewertet.
 

Wesentliche Ergebnisse sowie ggf. Zusammenarbeit mit anderen Forschungseinrichtungen
Anhand der Ergebnisse konnten verschiedene Konzepte für die Herstellung von rHDPE-Compounds aus Haushaltssammlung erstellt werden. Die Analyse der Forschungseinrichtung für das gewerbliche MischPO ergab, dass diese Fraktion nicht für den Einsatz in Verpackungen geeignet ist. 

Ursprüngliche Aufgabenstellung sowie wissenschaftlich-technischer Stand, an dem angeknüpft wurde
Ziel war die Konzeptionierung einer Vorsortieranlage für die MischPET-Fraktion aus der LVP-Sortierung, um langfristig die Verwertungsquoten zu erhöhen. In dieser Anlage sollten neben den enthalten PET-Flaschen auch PET-Trays, die bislang als nicht recyclingfähig gelten, werkstofflich verwertet werden. Es sollte dabei geprüft werden, ob das Digimarc-System zur Verbesserung der Sortiertiefe integriert werden kann.
 

Ablauf des Projekts
In Zusammenarbeit mit einem Anlagenbauer und einem Hersteller für sensorgestützte Sortiermaschinen wurde eine Vorsortieranlage konzeptioniert, die die stofflichen Verwertungsquoten der MischPET-Fraktion durch die Sortierung der enthaltenen PET-Schalen erhöht. Es wurden Analysen durchgeführt, um das Potential der neuen Sortierung zu ermitteln. Zusätzlich entstand ein Lagerflächenkonzept und der Plan für einen Hallenbau.
 

Wesentliche Ergebnisse sowie ggf. Zusammenarbeit mit anderen Forschungseinrichtungen
Mit Umsetzung des Konzepts kann zukünftig ein Großteil der im MischPET enthaltenen PET-Schalen werkstofflich verwertet werden. Somit gehen jährlich mehrere Tausend Tonnen PET-Schalen zusätzlich in einen hochwertigen Stoffkreislauf ein und werden nicht mehr energetisch verwertet. Die Gesamt-Verwertungsquote der MischPET-Fraktion kann im Vergleich zu einer Pilotanlage deutlich erhöht werden. Eine weitere Erhöhung dieser Quote kann bei Durchsetzung der Digimarc-Codierung-Technologie gelingen. 

Ursprüngliche Aufgabenstellung sowie wissenschaftlich-technischer Stand, an dem angeknüpft wurde
Die Aufgabenstellung war es, die großtechnische Umsetzbarkeit eines Konzeptes zur Qualitätsverbesserung für PET-Rezyklat im halbindustriellen Maßstab zu untersuchen. Zuvor gab es Laboruntersuchungen und Betrachtungen im Kleinmaßstab, aus denen bekannt war, dass die Reduzierung bestimmter Bestandteile des PET-Rezyklates, die dessen Qualitätseigenschaften negativ beeinflussen, zu einer messbaren Verbesserung des Rohstoffes (Rezyklat) führen. Dies trifft insbesondere für die Farbeigenschaften von rPET zu.
 

Ablauf des Projekts
Um Bestandteile mit negativem Einfluss identifizierbar zu machen, wurde zunächst eine Vergilbung bestimmter Materialbestandteile mittels energieeffizienter Infrarot-Technik durchgeführt. Die dadurch thermisch markierten Flakes des PET-Rezyklates wurden durch spezielle optische Sortiertechnik entfernt, um die Qualität des Rezklates mit Fokus auf die Materialfarbe zu verbessern. Anschließend erfolgte die Produktion von PET-Regranulat (= Premium rPET) aus dem sortierten PET-Rezyklat, das in Produkten eingesetzt werden soll, die bisher kein recyceltes PET enthalten.
 

Wesentliche Ergebnisse sowie ggf. Zusammenarbeit mit anderen Forschungseinrichtungen
Die Nutzbarkeit der verwendeten IR-Technik wurde im halbindustriellen Maßstab bestätigt. Bei der thermischen Behandlung erfolgte neben der optischen Markierung auch eine signifikante Erhöhung der Schüttdichte. Es wurde bestätigt, dass am Markt verfügbare Sortiermaschinen und Extrusionsanlagen den erzielten Effekt zur Qualitätsverbesserung nutzen können.

Ursprüngliche Aufgabenstellung sowie wissenschaftlich-technischer Stand, an dem angeknüpft wurde
Ziel war es, einen geschlossenen Materialkreislauf für rHDPE-Flaschenkappen zur erneuten Herstellung lebensmitteltauglicher Schraubverschlüsse vorzubereiten. Dies geschah unter Berücksichtigung des Pfandsystems für Getränkeflaschen und Nutzung anpassbarer Sortieranlagen für Kunststoffe auf Mahlgutbasis und der weiteren Aufbereitung des HDPE auf einem durch die FDA freigegebenen Maschinenkonzept. 
 

Ablauf des Projekts
Vorausgewähltes Verschlusskappenmahlgut wurde auf zwei Sortieranlagen gemäß Zielvorgabe sortiert und auf einem zugelassenen Maschinenkonzept granuliert und nachbehandelt. Im Anschluss daran folgten diverse laborgestützte Analysen und Bemusterungen zweier Verschlusskappenhersteller zur Fertigungsprüfung. 
 

Wesentliche Ergebnisse sowie ggf. Zusammenarbeit mit anderen Forschungseinrichtungen
Die Machbarkeit eines Kreislaufmodells für Verschlusskappen wird als “durchführbar” eingestuft. Vorhandene Technologien können genutzt werden, um das Material zu sortieren und hinsichtlich FDA-Maßstab aufzubereiten. Materialversuche und Migrationstest stützen nach den vorliegenden Ergebnissen die Bewertung.