{"id":356438,"date":"2022-02-23T12:00:00","date_gmt":"2022-02-23T11:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=356438"},"modified":"2022-02-23T12:00:00","modified_gmt":"2022-02-23T11:00:00","slug":"digitales-verfahren-zur-sortierung-von-kunststofffolien-koennte-recyclingquote-enorm-erhoehen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/digitales-verfahren-zur-sortierung-von-kunststofffolien-koennte-recyclingquote-enorm-erhoehen\/","title":{"rendered":"Digitales Verfahren zur Sortierung von Kunststofffolien k\u00f6nnte Recyclingquote enorm erh\u00f6hen"},"content":{"rendered":"\n<p>In \u00d6sterreich landen derzeit knapp 70.000 Tonnen an Kunststofffolien im M\u00fcll. Davon k\u00f6nnen nur 12.000 Tonnen recycelt werden. Der Rest muss der thermischen Verwertung zugef\u00fchrt werden &#8211; und das verursacht Treibhausgase. \u201eDerzeit kann die Folienfraktion nicht gewinnbringend recycelt werden. Eine L\u00f6sung f\u00fcr dieses Problem wird dringend ben\u00f6tigt, weil&nbsp;die Recyclingquote von derzeit 25 bis 30 Prozent bis zum Jahr 2025 auf 50 Prozent erh\u00f6ht werden muss.&nbsp;Das schreibt der&nbsp;<a href=\"https:\/\/ec.europa.eu\/transparency\/documents-register\/detail?ref=COM(2019)190&amp;lang=de\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\"><em>Aktionsplan f\u00fcr die Umsetzung der Kreislaufwirtschaft<\/em>&nbsp;der&nbsp;<em>Europ\u00e4ischen Kommission<\/em>&nbsp;aus 2019<\/a>&nbsp;vor\u201c, erkl\u00e4rt&nbsp;<a href=\"https:\/\/www.avaw-unileoben.at\/de\/team\/id,280\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">DI Gerald Koinig<\/a> aus der&nbsp;<em>Arbeitsgruppe Digitale Abfalltechnik<\/em>&nbsp;vom&nbsp;<a href=\"https:\/\/www.unileoben.ac.at\/universitaet\/lehrstuehle\/institute\/department-umwelt-und-energieverfahrenstechnik\/lehrstuhl-fuer-abfallverwertungstechnik-und-abfallwirtschaft\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\"><em>Institut f\u00fcr Abfallverwertungstechnik &amp; Abfallwirtschaft<\/em>&nbsp;an der&nbsp;<em>Montanuniversit\u00e4t in Leoben<\/em><\/a>.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Komplexe Materialkompositionen<\/h3>\n\n\n\n<p>H\u00fcrde in der Steigerung der Recyclingquote ist die Sortierung von Kunststofffolien, die bisweilen noch an der  Trennung von zwei h\u00e4ufigen Folienarten scheitert: Einschichtige Folien, die zum Beispiel als Verpackung f\u00fcr Spielzeug verwendet werden und mehrschichtige Folien, die als Verpackung f\u00fcr Nahrungsmittel zum Einsatz kommen. \u201eMehrschichtige oder&nbsp;<em>Multilayer<\/em>-Folien m\u00fcssen viele Funktionen&nbsp;erf\u00fcllen\u201c, erkl\u00e4rt&nbsp;Koinig. Sie&nbsp;m\u00fcssen leicht sein, um beim Transport Treibhausgase zu sparen. Gleichzeitig m\u00fcssen sie den Inhalt vor UV-Strahlen und vor mechanischer Einwirkung sch\u00fctzen, gasundurchl\u00e4ssig sein und \u2013 last but not least: lange frisch halten. Weil allein die Verpackung die Haltbarkeit von Lebensmitteln stark erh\u00f6hen kann (Quelle: <a href=\"https:\/\/denkstatt.eu\/publications\/?lang=de\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Denkstatt Studie 2016<\/a>).<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Auch interessant:<\/strong> <a href=\"https:\/\/innovationorigins.com\/de\/recycling-ist-nur-eine-strategie-zum-abbau-des-plastikmuellbergs\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Recycling ist nur eine Strategie zum Abbau des Plastikm\u00fcllbergs<\/a><\/p>\n\n\n\n<p>Um alle diese Eigenschaften in einer Folie zu vereinen, sind&nbsp;<em>Multilayer<\/em>-Folien aus hochtechnischen Materialkompositionen aufgebaut, die verschiedene erd\u00f6lbasierte Materialien enthalten k\u00f6nnen: Beispiele daf\u00fcr sind Polyethylen (PE), Polypropylen (PP),&nbsp;&nbsp;Polyethylenterephthalat (PET) und&nbsp;Ethylenvinylalkohol (EVOH).&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Downcycling und thermische Verwerung<\/h3>\n\n\n\n<p>Eben diese Materialkompositionen sind es aber, welche das Aussortieren von mehrschichtigen Kunststofffolien erschweren.&nbsp;Denn die g\u00e4ngige Nahinfrarotspektroskopie liefert Spektren, deren Informationsgehalt zu gering ist f\u00fcr eine Klassifizierung der Folienfraktionen.&nbsp;Deshalb werden Mehr- und Einschichtfolien derzeit nicht voneinander getrennt und gemeinsam weiterverwertet &#8211; obwohl die Einschichtfolien grunds\u00e4tzlich wiederverwertbar w\u00e4ren. Aber schon ein sehr geringer Anteil an Mehrschichtfolien w\u00fcrde zu einer Verminderung der mechanischen Eigenschaften f\u00fchren. Daher k\u00f6nnen die Kunststofffolien bestenfalls dem Downcycling zugef\u00fchrt werden &#8211; und schlechtestenfalls einer thermischen Verwertung.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Informationsgehalt der Spektren<\/h3>\n\n\n\n<p>Koinig forscht im&nbsp;<a href=\"https:\/\/www.zukunftsfonds.steiermark.at\/cms\/beitrag\/12798920\/145290866\/#tb7\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Projekt&nbsp;<em>Multilayer Detection<\/em><\/a>&nbsp;an einer L\u00f6sung f\u00fcr die Trennung von Mono- und Multilayerfraktionen. Im Fokus steht die g\u00e4ngige Technologie der&nbsp;<em>Nahinfrarot-Sortierung<\/em>, die als solches&nbsp;gro\u00dfes Potenzial f\u00fcr beides bietet: Die Erh\u00f6hung der Recyclingquote und die Einsparung von Treibhaushasen. Die Forscher stehen vor der Herausforderung, den Informationsgehalt der Spektren zu erh\u00f6hen und eine Klassifizierung zu erm\u00f6glichen. Dabei sind zwei Probleme zu l\u00f6sen:&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>Durch die geringe Schichtdicke ist die Strahlungsinteraktion bei Folien generell sehr gering.<\/li><li>Die Unterschiede der Strahlungsinteraktion zwischen Mono- und Multilayerfolien sind sehr gering.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<p>Das Forschungsziel ist dann erreicht, wenn sowohl die Strahlungsinteraktion als auch die Klassifizierungsg\u00fcte verbessert werden kann.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Nahinfrarot-Sortierung<\/h3>\n\n\n\n<p>\u00dcblicherweise wird der Leichtverpackungsm\u00fcll in zwei Schritten getrennt. Im ersten Schritt durchl\u00e4uft der Materialstrom den&nbsp;<em>Ballistikseparator<\/em>.&nbsp;Dieser&nbsp;hat den Vorteil, dass verschiedene Sortierverfahren in Kombination angewendet werden k\u00f6nnen. Das hei\u00dft, Einflussfaktoren wie Gewicht, Abmessung, Dichte und Form des zu sortierenden Materials werden gleicherma\u00dfen ber\u00fccksichtigt. Ein- und mehrschichtige Kunststofffolien befinden sich&nbsp;typischerweise in einem Materialstrom aus PET Flaschen und anderen Kunststoffen und werden&nbsp;anhand ihrer Dichte sortiert.&nbsp;Wenn die Kunststofffolien den&nbsp;<em>Ballistikseparator<\/em>&nbsp;durchlaufen haben,&nbsp;werden sie im zweiten Schritt \u00fcber eine Nahinfrarot-Sortierung gef\u00fchrt und getrennt.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/archive.ioplus.nl\/wp-content\/uploads\/2022\/02\/Funktionsschema-1004x373.png\" alt=\"Kunststofffolien, Multilayer Folien, Monolayer Folien, Recycling, Wiederverwertung, \" class=\"wp-image-356439\"\/><figcaption>\nFunktionsschema des Nahinfrarotsortierers \u00a9 Lehrstuhl f\u00fcr Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft (AVAW)\n<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Klassifizierung durch Spektralinformationen<\/h3>\n\n\n\n<p>Schon jetzt werden in der Abfallwirtschaft&nbsp;<em>Machine Learning<\/em>&nbsp;und&nbsp;<em>multivariate Datenanalyse<\/em>&nbsp;angewendet. Mit der derzeitigen Modellerstellung w\u00e4re&nbsp;die Trennung von Einschicht- und Mehrschichtfolien aber&nbsp;\u00e4u\u00dferst aufw\u00e4ndig. Denn sollte die Maschine Mehrschichtfolien in einem Materialstrom erkennen, m\u00fcsste man ihr&nbsp;jede erdenkliche Komposition an Werkstoffen explizit anlernen.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Im Projekt&nbsp;<em>Multilayer Detection<\/em>&nbsp;will man diesen aufw\u00e4ndigen Lernprozess umgehen, indem man ein&nbsp;<em>neuronales Netzwerk<\/em>&nbsp;einsetzt. Dieses erkennt allgemein g\u00fcltige Unterschiede von ein- und mehrschichtigen Kunststofffolien anhand von Spektralinformationen &#8211; und nimmt eine Klassifizierung vor.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Multivariate Datenanalyse<\/h3>\n\n\n\n<p>Das&nbsp;Verfahren basiert nicht zuletzt auf der&nbsp;<em>Multivariaten Datenanalyse<\/em>, die das Instrument der Hauptkomponentenzerlegung (PCA) bietet. Dieses erm\u00f6glicht es gro\u00dfe Datenmengen mit einer Vielzahl von Einflussfaktoren zu \u00fcberblicken \u2013 und relevante Faktoren f\u00fcr eine Klassifizierung der Daten zu ermitteln. Wenn es zum Beispiel bei den Folienspektren 220 Einflussfaktoren gibt, dann kann mittels PCA ermittelt werden, ob sich&nbsp;Unterschiede anhand von zwei oder drei Einflussfaktoren erkl\u00e4ren lassen,&nbsp;erkl\u00e4rt Koinig, der aufgrund eines laufenden Patentverfahrens derzeit noch nicht n\u00e4her auf die Innovation eingehen kann. Jedoch lasse sich diese kostensparend in bestehende Aggregate integrieren.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Recycling der Kunststofffolien<\/h3>\n\n\n\n<p>Mit dem neuen Verfahren k\u00f6nnen einschichtige Kunststofffolien in den Produktkreislauf zur\u00fcckgef\u00fchrt und stofflich wiederverwertet werden.&nbsp;Wobei diese theoretisch mehrfach recycelbar sein sollten. Die Wiederaufbereitung verursache jedoch h\u00e4ufig einen Abbau der Polymere, der mit einer Verschlechterung der Materialeigenschaften einhergehe, so Koinig. Zur Verbesserung der Polymereigenschaften m\u00fcssen h\u00e4ufig Additive wie Stabilisatoren oder F\u00fcllstoffe eingearbeitet werden. Deshalb werden die Forscher auch die Eigenschaften der Rezyklate ermitteln, die mit dem neuartigen Sortieransatz herstellbar w\u00e4ren. Wie viele Zyklen ein Material ohne zus\u00e4tzliche Stabilisierung \u00fcberstehen k\u00f6nnte, werde sich in den kommenden Monaten weisen.<\/p>\n\n\n\n<p>Die Materialkompositionen der Mehrschichtfolien k\u00f6nnen mit Hilfe von chemischen Prozessen in ihre Bestandteile aufgespalten und ebenso recycelt werden.<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Reduktion der Treibhausgasemissionen<\/h3>\n\n\n\n<p>Durch das Recycling der Kunststofffolien kann der Ressourcenverbrauch in der Herstellung drastisch verringert werden. Das belegt eine Lebenzyklusanalyse (LCA), die&nbsp;&nbsp;im Rahmen des Projektes durchgef\u00fchrt wurde.&nbsp;Im Vergleich mit dem derzeitigen Status Quo zeige sich, dass die stoffliche Verwertung von ein- und mehrschichtigen Kunststofffolien das Treibhauspotenzial beider Fraktionen um 90 Prozent reduzieren k\u00f6nne. Das&nbsp;entspreche einer Einsparung von knapp drei Tonnen CO2 \u2013 \u00c4quivalente pro Tonne Kunststofffolien.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Auch interessant<\/strong>: <a href=\"https:\/\/innovationorigins.com\/de\/natuerliche-enzyme-revolutionieren-das-plastikrecycling\/\">Nat\u00fcrliche Enzyme revolutionieren das Plastikrecycling<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>In \u00d6sterreich landen derzeit knapp 70.000 Tonnen an Kunststofffolien im M\u00fcll. Davon k\u00f6nnen nur 12.000 Tonnen recycelt werden. 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