Das Altern von Kunststoffen beim mechanischen Recycling spektroskopisch ermitteln
Das Verbundprojekt „SpectralAIge“ entwickelt ein neuartiges spektroskopiebasiertes Verfahren zur zuverlässigen Bewertung der Alterung von Kunststoffrezyklaten.
Moderne HSI-Technologie und KI-Modelle sollen eine präzise, industrietaugliche Analyse ermöglichen. Projektbeteiligte sind das Kunststoff-Zentrum SKZ in Würzburg, das Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF in Magdeburg, die Silicann Systems GmbH in Rostock und die HAIP Solutions GmbH in Hannover. Durch die zyklische Wiederverwertung im Materialkreislauf kommt es zu Materialalterung und Degradation, die die Herstellung neuer Produkte aus Rezyklaten erheblich beeinträchtigen können. Derzeit existiert noch kein industrietaugliches Verfahren, um Kunststoffabfälle und Rezyklate zuverlässig hinsichtlich ihres Degradationszustands zu bewerten.
Eine Qualitätsabnahme über mehrere Recyclingzyklen hinweg kommt vor, kann bislang jedoch nicht verlässlich prognostiziert werden. Hier setzt „SpectralAIge“ an: Durch die Kombination moderner spektroskopischer Methoden mit fortschrittlichen Datenanalysetechniken wird ein Verfahren entwickelt, das Anwendern eine fundierte Beurteilung der Alterung von Rezyklaten ermöglicht. Dazu werden hyperspektrale Kamerasysteme (HSI) – erweitert um LED-Lichtquellen zur gezielten Fluoreszenzanregung – eingesetzt, um Fluoreszenzspektren gealterter Proben gängiger Kunststofftypen (PE, PP, PET) aufzunehmen. Auf Basis der Messdaten lassen sich sowohl chemometrische Modelle – ein etabliertes Werkzeug der Polymeranalyse – erstellen als auch verschiedene Ansätze der künstlichen Intelligenz (KI) getestet und systematisch miteinander vergleichen. Der leistungsfähigste Modellansatz wird anschließend in eine Softwarelösung überführt, die eine automatisierte Bestimmung der prozessbedingten Alterung ermöglicht.
Da die HSI-Technologie zwar eine hohe Leistungsfähigkeit bietet, jedoch auch kostenintensiv ist, werden ergänzend kostengünstige inverse Spektrometer entwickelt. Diese sind für spezifische Anwendungsfälle mit begrenztem Einsatzbereich – beispielsweise zur Beurteilung von PET im Pfandflaschenkreislauf – ausgelegt und tragen dazu bei, eine breite industrielle Zugänglichkeit des Messverfahrens sicherzustellen.
(Erschienen im EU-Recycling Magazin 07/2026, Seite 29, Foto: O. Kürth)
