EU-Projekt CIRCULAR FoodPack: Zu Besuch im Forschungslabor
03.08.2022
19.04.2024
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Abb. 1: Das Konsortium von CIRCUALR FoodPack trifft sich nach dem
ersten Projektjahr zur Generalversammlung in Paris.
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Abb. 2: CIRSEE Pilot Testing hall – das Forschungslabor von SUEZ in Croissy-sur-Seine
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Abb. 3: Input (= Gewaschene und getrocknete Kunststoffverpackungen)
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Abb. 4: Output (= Kunststoffpellets oder -granulat)
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Abb. 5: Virginie Decottignies, Leiterin der Abteilung Wertstoffrecycling & Verwertung bei SUEZ (links im Bild) und Projektkoordinatorin Dr. Esra Kücükpinar, Materialentwicklung beim Fraunhofer IVV (rechts im Bild) in der Versuchshalle.
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Abb. 6: Virginie Decottignies erklärt die Arbeitsschritte eines Extruders. Die Kunststoffe werden geschmolzen, ggf. mit Additiven gemischt, über Düsen zu Strängen geformt und anschließend gekühlt (Kühlstrecke in Abb. 7). Etwa 15 kg Kunststoffe können hier in einem Durchlauf im Labor Maßstab verarbeitet werden. Eine Industrieanlage schafft vier Tonnen.
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Abb. 7: Die Kühlstrecke des Extruders.
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Abb. 8: Im „Densifier“ werden die präparierten, geschredderten Folien („Flakes“) verdichtet. D.h. sie werden erhitzt und anschließend zusammengepresst. Im Gegensatz zu anderen Extrudern wird das Material hier bei relativ niedrigen Temperaturen (bis 95 Grad Celsius) eher schonend behandelt und auch nur relativ kurz extrudiert. Die daraus entstandenen Pellets lassen sich besser weiterverarbeiten, so Virginie Decottignies.
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Abb. 9: Dr. Martin Schlummer, Fraunhofer IVV, und Dr. Ralf Leineweber, Siegwerk Druckfarben AG & Co. KGaA (v.l.n.r.) begutachten das vorläufige Ergebnis einer exemplarischen, recycelten Folie (Rezyklat aus industriell genutzten LDPE Folien (LDPE = Low Density Polyethylene).
Aufgrund der Druckfarben, die vor allem in den Kunststoffverpackungen von Lebensmitteln enthalten sind, ist es jedoch relativ schwer, transparente Folien zu erhalten. In den Recycling-Prozesskaskaden in CIRCULAR FoodPack ist ein Deinking Verfahren vorgesehen, welches Farben hinreichend reduzieren soll, um Rezyklate mit einem hohen Reinheitsgrad zu gewinnen, die in Verpackungen für sensible Inhalte wie Lebensmittel und Körperpflegeprodukte wiedereingesetzt werden können.
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Abb. 10: Abfallballen flexibler Kunststoffverpackungen nach dem Öffnen
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Abb. 11: Blick auf den Arbeitsbereich während einer Charakterisierungsaktion in SUEZ CIRSEE.
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Abb. 12: In der Waschmaschine wird der Verpackungsmüll gereinigt.
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Abb. 13: Im Trockenschrank wir der Verpackungsmüll anschließend getrocknet.
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Abb. 14: Schredder.
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Abb. 15: Geschredderte Kunststoffverpackungen in Säcken verpackt, bereit für den Versand an die Partner.
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Abb. 16: Auswahl der Proben aus den jeweiligen Kategorien zum Versand und weiteren Verarbeitung an die Partner.
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Sortierung und Analyse von Kunststoffverpackungen beim Projektpartner SUEZ
Im sogenannten „PLASTlab“ der CIRSEE Pilot Testing Hall hat die Leiterin der Abteilung Wertstoffrecycling & Verwertung, Virginie Decottignies, mit ihrem Team die Zusammensetzung europäischer Abfallströme aus Belgien, Deutschland und Frankreich untersucht. Ziel war die Bestimmung der Menge und Qualität flexibler und mehrschichtiger Kunststoffverpackungen. Denn diese verhindern derzeit noch auf Grund ihrer Beschaffenheit ein hochwertiges Materialrecycling.
Was passiert im PLASTlab?
Im PLASTlab der CIRSEE Pilot Testing Hall werden innovative Sortiertechniken erprobt und neue Formeln für Kunststoffrezyklate entwickelt. Ziel ist es, die Qualität und Quantität von Rezyklaten aus Kunststoffverpackungen zu erhöhen, um den ökologischen Fußabdruck der Industriekunden zu verringern und der Idee der Kreislaufwirtschaft gerecht zu werden.
Derzeit gehen etwa 25 Prozent des in Frankreich anfallenden Plastikmülls in recycelter Form zurück in die Verpackungsindustrie.
In dem Labor werden die Kunststoffe zunächst auf ihre Eigenschaften und Qualität untersucht, um dann in einem zweiten Schritt Rezyklate zu produzieren, die den vorgegebenen Standards der Kunden entsprechen. Vier verschiedene Kunststoffe werden hier untersucht:
- Polyethylene Terephtalate (PET), die u.a. für die Produktion von Wasserflaschen verwendet werden;
- Polypropylene (PP), ebenfalls in Plastikflaschen enthalten sowie in verschiedenen Lebensmittelverpackungen;
- Polyvinyl Chloride (PVC), verwendet in Fenstern und Leitungssystemen;
- Polyethylene (PE), die in verschiedenen Folien u. a. für Lebensmittelverpackungen enthalten sind.
Die Anlage im PLASTlab wäscht und schreddert diese Kunststoffe und produziert anschließend Kunststoffpellets (Granulat) aus ihnen. Die Qualität der Pellets wird geprüft und durch Anpassung der Formeln verbessert, zum Beispiel durch das Hinzufügen verschiedener Zusatzstoffe. Die Charakterisierung und Überprüfung der Qualität erfolgt chemisch, thermisch und mechanisch. Sobald die verbesserte Formel für die Rezyklate gefunden wurde, wird sie an eine große Anlage geschickt, die den entsprechenden Kunststoff in einem industriellen Maßstab produzieren kann.
Ergebnis der Untersuchung europäischer Abfallströme aus Belgien, Deutschland und Frankreich in CIRCULAR FoodPack
Im Projekt CIRCULAR FoodPack hat SUEZ aus den gelieferten Abfallballen der genannten Länder (140 bis 740 kg) zwischen 60 bis 200 kg große und repräsentative Proben in rund 20 verschiedene Kategorien manuell sortiert. In erster Linie ging es um die Trennung von Lebensmittelverpackungen (u. a. Tiefkühlkost, Gebäck, Fertiggerichte, Obst und Gemüse, Fisch und Fleisch, Milchprodukte, Kaffee und Süßigkeiten) von Nicht-Lebensmittelverpackungen (Industriefolien, Planen, Sammelsäcke und Kleintragetaschen). Diese Trennung der Abfallströme aus Lebensmittel- und Nicht-Lebensmittelverpackungen aktuell maschinell noch nicht möglich. Das führt dazu, dass potentielle Rezyklate den Recyclingprozess frühzeitig verlassen, weil sie auf Grund der Nicht-Trennung die EU-Anforderungen für Lebensmittelkontaktmaterialien nicht erfüllen. Aus dem Grund können potentielle Rezyklate nicht die EU-Anforderungen für Lebensmittelkontaktmaterialien erfüllen und verlassen den Recyclingprozess frühzeitig.
In den belgischen, deutschen und französischen Abfallströmen bestätigte sich der globale Trend, dass der Großteil der flexiblen Kunststoffverpackungen mehrschichtig und bedruckt ist, so Virginie Decottignies. Von sieben Lebensmittelverpackungskategorien bestehen vier zu mehr als 80 Prozent aus bedruckten Folien. Bei den Nicht-Lebensmittelverpackungen enthalten nur drei von elf Kategorien bedruckte Kunststofffolien. Bei den sogenannten Sekundärverpackungen für Pflegeprodukte und Tragetaschen über 25 Liter sind es allerdings über 90 Prozent bedruckte Folien.
Was passiert mit den vorsortierten Proben?
Im Anschluss an die Analyse der Abfallströme hat SUEZ die Proben für die Weiterverwendung durch die Projektpartner vorbereitet.Für die meisten Proben waren Wasch- und Trocknungsschritte erforderlich, da die Verpackungen schmutzig waren. Als Einzelproben oder in geschredderter Form wurden die Kunststoffabfälle dann unter Angabe der Verpackungskategorie, dem Gewicht und der Herkunft des Abfalls für den Versand in Säcke verpackt.
Diese Proben dienen den Projektpartnern nun als erste Muster, an denen Entfernung von Gerüchen und Druckfarben getestet werden kann, sowie die Aufreinigung durch den CreaSolv® Prozess. Wichtig sind die ganzen Verpackungs-Muster außerdem für die Optimierung des Überwachungs- und Spezifizier-Systems zur Bestimmung der Materialzusammensetzung.
Zusammenfassung CIRCULAR FoodPack: Lebensmittelverpackungen kreislauffähig machen
Das internationale Konsortium des EU-Projektes CIRCULAR FoodPack (Circular Packaging for Direct Food Contact Application) arbeitet seit Juni 2021 daran, Lösungen für die eingeschränkte Recyclebarkeit flexibler Kunststoff-Mehrschichtverbunde zu finden, die vor allem für Lebensmittelverpackungen verwendet werden. Diese bestehen aus mehreren Schichten, die mit herkömmlichen Recyclingverfahren nicht voneinander gelöst und somit nicht wieder zu hochwertigen Materialien aufbereitet werden können.
Die fünfzehn Projektpartner aus Belgien, Deutschland, Frankreich, Griechenland, den Niederlanden, Schweiz und Spanien haben sich zum Ziel gesetzt, eine echte zirkuläre Nutzung des Wertstoffs, sprich einen hohen Qualitätserhalt, zu ermöglichen. Dazu stehen den Organisationen, die ihre Expertise aus Forschung, Wissenschaft und Industrie im Projekt vereinen, 5,4 Millionen Euro aus dem EU-Rahmenprogramm für Forschung und Innovation „Horizon 2020“ zur Verfügung. Das Projekt läuft bis November 2024 und wird vom Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV, Freising, koordiniert.
Projekt Website: www.circular-foodpack.eu
Anmeldung zum Projekt Newsletter: Newsletter · CIRCULAR FoodPack (circular-foodpack.eu)
Kontakt: CIRCULAR FoodPack - BayFOR
Kompetente Unterstützung für exzellente Forschung in Bayern, Europa und der Welt
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