Erleuchtung beim Kunststoffrecycling
Dass der Einsatz von Fluoreszenz-Markern das Kunststoffrecycling verbessert, belegt ein Demonstrationsprojekt, das jetzt erfolgreich abgeschlossen wurde.
Das BMBF-Forschungsprojekt „MaReK – Markerbasiertes Sortier- und Recyclingsystem für Kunststoffverpackungen“ wurde gemeinsam von Claus Lang-Koetz, Professor für Nachhaltiges Technologie- und Innovationsmanagement in der Fakultät Wirtschaft und Recht, und Jörg Woidasky, Professor für Nachhaltige Produktentwicklung an der Fakultät für Technik, verantwortet. Beide gehören dem Institut für Industrial Ecology (INEC) der Hochschule Pforzheim an. Mit der patentierten Tracer-Based-Sorting-Technologie des Partners Polysecure konnte gezeigt werden, „dass Kunststoffe auch unter abfallwirtschaftlichen Bedingungen durch die Markierung mit fluoreszierenden Tracern und deren schnelle Erkennung verlässlich sortiert und so im Sinne einer Circular Economy hochwertig stofflich verwertet werden können.“
Die Technologie des „Tracer-Based-Sorting“ (TBS) nutzt geringste Mengen von Fluoreszenz-Markern auf Verpackungen oder Etiketten, die – anders als bei bestehenden Sortiertechniken – ein vom Packstoff unabhängiges Trennmerkmal bilden. Die Marker sind anorganische, chemisch weitgehend inerte und somit vollkommen unschädliche Pulver. Werden sie mit nicht sichtbarer Strahlung angeregt, so leuchten sie deutlich erkennbar in einer spezifischen Farbe.
Dieser Effekt tritt unter natürlichen Bedingungen nicht auf, denn hierfür benötigt es spezielle technische Umgebungsbedingungen. So können Verpackungen einfach erkannt werden. Bisher wurden bei der Sortierung von Kunststoffverpackungen nur die Kunststoffarten (zum Beispiel PE, PP, PS und PET) getrennt.
Das Tracer-Based-Sorting ermöglicht nun viel genauere Trennungen, etwa von Kunststoffen für spezifische Verarbeitungsverfahren oder von Verpackungen für Lebensmittel, Nicht-Lebensmittel oder Gefahrstoffe. Durch ein so leistungsfähiges Verfahren können hochwertige Rezyklate hergestellt werden, die sich auch wieder für den Einsatz in Verpackungen eignen.
Ergebnisse des Projekts sind neben einer Technikumsanlage zur Verpackungssortierung beim Projektpartner Polysecure erprobte Druckverfahren für die Kennzeichnung von Kunststoffverpackungen. Darüber hinaus konnten mehrere optimierte Markersubstanzen bereitgestellt werden. Die Hochschule führte eine ökobilanzielle Bewertung des Verfahrens durch. Geschäftsmodelle wurden entwickelt und der Umsetzungsprozess für diese umweltrelevante Innovation detailliert und transferorientiert untersucht. Geplant ist eine TBS-Pilot-Sortieranlage im Industriemaßstab.
Technischer und organisatorischer Hintergrund
Fluoreszenz-Marker sind als pulverförmiger Werkstoff wie andere Pigmente oder Additive in den Abläufen der Verpackungs- oder Etikettenherstellung ohne Verfahrensänderung einsetzbar. Sie können ausschließlich in technischen Umgebungen zum Leuchten angeregt werden. Bei der Verpackungssortierung liefern sie verlässliche, schnell auswertbare optische Signale. Diese dienen der verpackungsspezifischen Erkennung und zur anschließenden stofflichen Verwertung. Für den abfallwirtschaftlichen Einsatz wurden Tracer entwickelt, die bereits in niedrigen ppm-Konzentrationen schnell und sicher erkennbar sind. Fluoreszenz-Marker mit verschiedenen Farben können allein oder in Kombination eingesetzt werden und so die Differenzierung zahlreicher Verwertungsvarianten ermöglichen. Die Markierung funktioniert dabei unabhängig von Form, Artwork, Flexibilität und weitgehend auch von der Verschmutzung des Packmittels. Somit könnten zum Beispiel auch schwarze flexible Verpackungen mit hoher Erkennungsquote sortiert werden.
(Erschienen im EU-Recycling Magazin 03/2021, Seite 42, Foto: Andi Karg)
