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Kunststoff-Recycling Forscher befreien alte Verpackungen von üblen Gerüchen

Quelle: Fraunhofer LBF 2 min Lesedauer

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Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF
invenio AG
GWJ Technology GmbH
Heraeus AMLOY Technologies GmbH

Wenn Kunststoffabfälle die Nase beleidigen, ist an eine Wiederverwendung nicht zu denken. Am Fraunhofer LBF hat man nun ein Verfahren entwickelt, dass das olfaktorische Problem ausmerzt.

Kunststoffabfälle sind weltweit ein Problem. Viel davon riecht auch nicht besonders gut, was das Recycling erschwert. Doch am Fraunhofer LBF hat man jetzt eine Möglichkeit entdeckt, wie man die polymeren „Stinker“ dem Wertstoffkreislauf dennoch zuführen kann.(Bild: D. Strettermann)
Kunststoffabfälle sind weltweit ein Problem. Viel davon riecht auch nicht besonders gut, was das Recycling erschwert. Doch am Fraunhofer LBF hat man jetzt eine Möglichkeit entdeckt, wie man die polymeren „Stinker“ dem Wertstoffkreislauf dennoch zuführen kann.
(Bild: D. Strettermann)

Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF haben einen neuen umweltfreundlichen Prozess im Labormaßstab entwickelt, um Duftstoffe aus Kunststoffverpackungen zu entfernen. Das neue Verfahren basiert auf der sogenannten Druckwasserextraktion. Es entfernt den Tracer-Duftstoff Limonen (nicht zu verwechseln mit der Südfrucht, auch wenn es etwas damit zu tun hat) aus kommerziellen HDPE-Verpackungen (High Density Polyethylen) und kommt ohne organische Lösemittel aus, wie die Forscher betonen. Das senke die Kosten und schone die Umwelt. So ließe sich nicht zuletzt auch die Materialqualität aufbereiteter Kunststoffabfälle innerhalb von nur einer Stunde steigern.

Prozessbegleitende Analysen mit Infrarotspektroskopie und Massenspektrometrie lieferten dem Forscherteam dabei Daten zur chemischen Zusammensetzung der Proben in Abhängigkeit von unterschiedlichen Extraktionsbedingungen. Diese analytischen Daten zeigen, dass nach der Extraktion wesentlich weniger Limonen in den Proben vorhanden ist. Darüber hinaus würden außer dem Duftstoff noch weitere Verunreinigungen und kurzkettige HDPE-Moleküle aus den Proben entfernt, die ursprünglich in der Verpackung enthalten seien. Mit dieser Datenbasis als Grundlage ermittelten die Darmstädter Experten die geeigneten Verfahrensparameter für die Druckwasserextraktion von Duftstoffen aus HDPE-Verpackungen.

Kunststoffabfälle ohne Gestankt! Schematische Darstellung der multivariaten Analyse einer Reihe von FTIR-Spektren. Die Farbskala gilt für die Intensität sowie den Anteil von HD-Polyethylen und die extrahierbaren Bestandteile (Geruchsstoffe, Verunreinigungen), erklären die LBF-Forscher.(Bild: Fraunofer LBF)
Kunststoffabfälle ohne Gestankt! Schematische Darstellung der multivariaten Analyse einer Reihe von FTIR-Spektren. Die Farbskala gilt für die Intensität sowie den Anteil von HD-Polyethylen und die extrahierbaren Bestandteile (Geruchsstoffe, Verunreinigungen), erklären die LBF-Forscher.
(Bild: Fraunofer LBF)

Machine Learning erweitert Grenzen fürs Kunststoffrecycling

Zur Entwicklung des Verfahrens waren detaillierte Einblicke in die chemische Kinetik des Extraktionsprozesses notwendig, die mithilfe eines neuartigen Ansatzes zur prozessbegleitenden Analytik ermöglicht wurden. Denn durch die Auswertung der Daten mithilfe von Methoden des Machine Learning konnten die Extraktionsparameter im Sinne einer wirtschaftlichen Prozessführung optimiert werden, wie es dazu heißt. In dem derzeitigen Entwicklungsstadium zeichne sich für den neuen Prozess ein Anwendungsszenario zur verbesserten Aufbereitung von Kunststoffabfällen ab. Das am LBF entwickelte Extraktionsverfahren weist demnach einen Weg zu aufbereiteten Einwegkunststoffen mit vergrößertem Anwendungsspektrum. Das dient dem Umweltschutz. Das zugrundeliegende Konzept eigne sich für Industrie-, Schwellen- und Entwicklungsländer gleichermaßen, so dass potenziell alle Marktteilnehmer davon profitierten, die Kunststoffprodukte in den Handel bringen.

Gefördert wurde das Projekt im Rahmen der Internen Programme der Fraunhofer-Gesellschaft

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