Intelligentes Recycling von Polyurethan

Das Projekt PUReSmart, das vom Forschungs- und Innovationsprogramm Horizont 2020 der Europäischen Union unterstützt wird, hat sich zum Ziel gesetzt, Technologien für die Behandlung von End-of-Life-Abfällen zu entwickeln. Dabei handelt es sich um eine Kombination aus chemischem und mechanischem Recycling.

Bis vor ein paar Jahren gab es Berichten zufolge keine wirksame Lösung für das Problem weggeworfener Matratzen: Zu 60 Prozent landeten sie auf Mülldeponien und zu 40 Prozent in der Verbrennung. Heute sind Lösungen näher als erwartet. Vor vier Jahren machte sich das PUReSmart-Konsortium daran, Wege zu finden, um vom linearen Lebenszyklus von Polyurethanprodukten (PU) zu einem Kreislaufwirtschaftsmodell überzugehen. Ein echtes Polyurethan-Recycling – so das optimale Szenario – müsste mit einem soliden mechanischen Sortierverfahren zugunsten der Chemolyse beginnen.

Erste sensorgestützte Sortierlösung
Die aktuellen Ergebnisse sprechen für sich: Redwave bietet die erste sensorgestützte Sortierlösung für die Wiederverwendung von Polyurethan-Weichschaum an. Das Nahinfrarot-Sortiersystem des österreichischen Herstellers hat sich als leistungsfähiges Werkzeug für die Sortierung zahlreicher Thermoplaste wie PET und PE erwiesen und kann erstmalig in der Geschichte des Kunststoffrecyclings effizient für die Sortierung von PU-Schaumstoffen eingesetzt werden.

Foto: Redwave

Derzeit kann die Redwave-Sortiermaschine 20 bis 30 unterschiedliche Polyurethan-Arten erkennen und sortieren, wie zum Beispiel MDI-basierte Schaumstoffe, konventionelle und HR-basierte Schaumstoffe oder auch Schaumstoffe, die bestimmte Additive wie Flammschutzmittel enthalten. Der Schwerpunkt der laufenden technologischen Entwicklung liegt auf der Sortierung von End-of-Life PU-basierten Materialien, um die wichtigsten PU-Bausteine – Polyole und Isocyanate – in den nachgelagerten chemischen Prozessen rückzugewinnen, informiert der Hersteller. Ein innovatives Verfahren für die Chemolyse von Altpolyurethan steht im Rahmen des PUReSmart-Projekts kurz vor der Verwirklichung. Ziel ist es, eine neue Chemie auf PU-Basis zu finden, die eine vollständige Rezyklierbarkeit des Materials ermöglicht. Dazu werden zwei technologische Ansätze verfolgt: das intelligente mechanische Recycling und die in PUReSmart entwickelte Chemolyse.

Durch die Einbeziehung der chemischen Industrie ist es möglich, kohlenstoffneutrale Produktionsmodelle zu entwickeln und so die Ziele der Kunststoffindustrie als auch die Umweltziele miteinander in Einklang zu bringen. In den letzten Monaten hat Recticel Engineered Foams, ein weiteres Mitgliedsunternehmen des PUReSmart-Konsortiums, diverse Versuche mit in der Pilotanlage von Covestro entstandenen recycelten Polyolen und Isocyanaten durchgeführt. Diese wurden für die Herstellung neuer PU-Schäume verwendet.

Polyurethan-Sortierung: Vier Jahre im Rückblick

2019: Die technischen Bereiche des PUReSmart-Projekts werden vorgestellt: erstens ein integriertes Produktions- und Recyclingsystem für Matratzen und zweitens die PUReSmart End-of-Life-Technologien zur Behandlung von Altmatratzen.

2020: Unter der Leitung von Redwave werden Erkennungsmethoden zur Unterscheidung verschiedener PU-Schaumtypen entwickelt. Mit Spektren gefütterte Machine-Learning- Algorithmen ermöglichen eine korrekte Erkennung. Als Rückmeldung aus der „Smart Chemolysis“-Aktivität werden die Schaumtypen neu geordnet, um einen wirtschaftlich machbaren, aber qualitativ hochwertigen Chemolyseprozess zu ermöglichen. Außerdem werden die Schaumstofffamilien in verschiedene Sortierkategorien eingeteilt, um eine kosteneffiziente, aber korrekte Chemolyse zu ermöglichen. Die Wasseraufnahme, die in den Schaumstoffen enthaltenen Additive und das geringe Gewicht des Materials gehören zu den Herausforderungen, die hinsichtlich Sortiertechnologie in Angriff genommen werden.

2021: Redwave und Covestro schließen die Entwicklung des Klassifizierungsmodells zur Identifizierung verschiedener Schaumstofffamilien ab. Das Modell wird in eine Versuchsanlage im Redwave-Testzentrum implementiert. Erste Sortierversuche im Labormaßstab zeigen vielversprechende Ergebnisse. Zeitgleich arbeitet Redwave an der Konstruktion einer Pilot-Sortiermaschine, die auf die Sortierung von PU-Schäumen optimiert ist.

2022: Redwave entwickelt PU-Sortiermaschine inklusive Beschleunigungsband für die Materialzuführung, Erkennungseinheit bestehend aus Halogenleuchten und geeignetem NIR-Sensor, Auswurfeinheit und zwei Materialschächten. Darüber hinaus werden umfangreiche Tests an Zerkleinerungs- und Siebanlagen durchgeführt, um Vorverarbeitungsschritte für EoL-PU-Weichschaumstoffe zu definieren und um den höchsten Durchsatz, die höchste Ausbeute und die beste Sortierqualität zu ermöglichen.

www.puresmart.eu, www.redwave.com

(Erschienen im EU-Recycling Magazin 02/2023, Seite 44, Foto: Redwave)

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