Das Polyolefin-Recycling gewinnt zunehmend an Bedeutung für eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft in der Kunststoffbranche. Unternehmen wie EREMA präsentieren auf Branchenmessen wie der Fakuma innovative Technologien für lebensmittelechtes rPET und Polyolefin-Recycling. Die EU-Verordnung PPWR fordert eine kontinuierliche Erhöhung des Rezyklateinsatzes in Verpackungsprodukten bis zum Jahr 2030. Um diese ambitionierten Ziele zu erreichen, sind Recyclingverfahren auf dem neuesten Stand der Technik erforderlich, um Qualitätsstandards zu erfüllen und eine stabile Versorgung mit hochwertigen Regranulaten sicherzustellen.
Wichtige Erkenntnisse:
- Polyolefin-Recycling ist ein Schlüsselfaktor für eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft
- Innovative Technologien ermöglichen die Herstellung lebensmittelechter Rezyklate
- Die EU-Gesetzgebung treibt den Einsatz von Rezyklaten in Verpackungen voran
- Hochleistungsanlagen sind für die Qualitätssicherung und stabile Versorgung notwendig
- Erema bietet Lösungen für das wirtschaftliche Kunststoffrecycling in der Spritzgussindustrie
Grundlagen des Polyolefin-Recyclings
Polyolefine, insbesondere Polyethylen und Polypropylen, stellen die mengenmäßig größte Gruppe der Kunststoffe dar. Sie machen fast zwei Drittel aller gesammelten Altkunststoffe aus und sind daher von großer Bedeutung für die Kreislaufwirtschaft. Allerdings landet ein Großteil dieser Polyolefine derzeit noch im Restmüll oder der getrennten Verpackungssammlung, anstatt wiederverwertet zu werden.
Definition und Eigenschaften von Polyolefinen
Polyolefine sind synthetische Kunststoffe, die aus Olefinen, wie Ethen und Propen, hergestellt werden. Sie zeichnen sich durch ihre Robustheit, Formbeständigkeit und Beständigkeit gegen Chemikalien aus. Polyethylen und Polypropylen sind die am häufigsten verwendeten Polyolefine und machen rund 70% des europäischen Marktes für Kunststoffverpackungen aus. 
Bedeutung für die Kreislaufwirtschaft
Um die Klimaziele der EU bis 2030 und 2050 zu erreichen, sind innovative Recyclingverfahren für Polyolefine unerlässlich. Bisher wurden fast 80% des in den letzten 70 Jahren produzierten Plastiks auf Mülldeponien oder in der Umwelt entsorgt. Bis 2030 sollen jedoch alle auf dem Markt befindlichen Verpackungen wiederverwendbar oder recycelbar sein, und der Anteil an recyceltem Kunststoff in europäischen Produkten soll 10 Millionen Tonnen erreichen.
Arten von recyclingfähigen Polyolefinen
Neben den dominanten Polyethylen- und Polypropylen-Kunststoffen zählen auch andere Polyolefine wie Polybutene, Polyisobuten und Ethylen-Propylen-Copolymere zu den recyclingfähigen Kunststoffen. Die Rückgewinnung und Aufbereitung dieser Materialien ist ein wichtiger Schritt, um den Anteil an Polyolefin-Rezyklaten in Produkten kontinuierlich zu erhöhen.
Aktuelle Herausforderungen in der Kunststoffverwertung
Die Kunststoffbranche steht vor erheblichen Herausforderungen bei der Kreislaufführung von Wertstoffen. Obwohl die Ressourcenschonung und Umweltschutz zunehmend an Bedeutung gewinnen, gibt es aktuell noch wenig Anreize, Wertstoffrückgewinnung aus recyclingfähigen Kunststoffströmen zu forcieren. In Österreich lag die Recyclingquote bei Kunststoffleichtverpackungen 2015 bei 33,6%, was einem Aufholbedarf von etwa 17% zur EU-Zielvorgabe für 2025 entspricht.
Experten diskutieren auf Fachtagungen wie dem Praxisforum Kunststoffrezyklate, wie Offline- und Online-Analytik zur Bewertung der Materialqualität und Prozessüberwachung eingesetzt werden kann. Hier stehen Themen wie die Qualitätsoptimierung von Kunststoffrezyklaten durch Sortierung und Additivierung im Fokus – sowohl für Thermoplaste als auch Biopolymere.
„Die Zusammenarbeit zwischen Industrie, Forschung und Politik wird als entscheidend für die Bewältigung der aktuellen Herausforderungen im Kunststoffrecycling angesehen.“
Um die Wertstoffrückgewinnung zu erhöhen, ist eine Erweiterung der getrennten Kunststoffsammlung erforderlich. Laut Studien könnte dies etwa 33,9% der recyclingfähigen Kunststoffe vom Restmüll ins Recycling umlenken. Gleichzeitig gilt es, die Qualität und Stabilität von Rezyklaten zu verbessern, um ihre Akzeptanz in der Industrie zu steigern.
Innovative Recyclingverfahren für Polyolefine
Die Kreislaufwirtschaft gewinnt zunehmend an Bedeutung, und das Recycling von Polyolefinen spielt dabei eine entscheidende Rolle. Innovative Recyclingverfahren ermöglichen es, wertvolle Rohstoffe aus Kunststoffabfällen zurückzugewinnen und so einen wichtigen Beitrag zur Ressourcenschonung und Wertstoffrückgewinnung zu leisten.
Mechanisches Recycling
Eine effiziente Methode ist das mechanische Recycling, bei dem die Polyolefine durch Zerkleinerung, Reinigung und Umschmelzen zu neuen Produkten verarbeitet werden. Moderne Sortieranlagen ermöglichen eine hochgradige Trennung der Wertstoffe, wodurch hochreine Polyolefinkonzentrate entstehen, die vielfältig einsetzbar sind.
Chemisches Recycling
Darüber hinaus bietet das chemische Recycling weitere Möglichkeiten zur Aufbereitung von Polyolefinen. Hierbei werden die Kunststoffe durch Pyrolyse oder Hydrolyse in ihre Grundbausteine zerlegt und anschließend erneut polymerisiert. Dieser Prozess ermöglicht die Herstellung von Rezyklaten mit vergleichbaren Eigenschaften wie Primärkunststoffe.
Nass-mechanische Vorbehandlung
Eine innovative Technologie ist die nass-mechanische Vorbehandlung, bei der Polyolefinkonzentrate mit einem Reinheitsgrad von über 90% abgetrennt werden. Diese hochreinen Fraktionen können sowohl werkstofflich als auch rohstofflich recycelt werden und eröffnen neue Anwendungsmöglichkeiten für Rezyklate aus Post-Consumer-Sammlungen.
Die Entwicklung dieser innovativen Recyclingverfahren trägt dazu bei, das Potenzial von Polyolefinen in der Kreislaufwirtschaft voll auszuschöpfen und einen wichtigen Beitrag zur Nachhaltigkeit zu leisten.
EU-Richtlinien und Recyclingziele bis 2030
Die Europäische Union treibt den Wandel hin zu einer Kreislaufwirtschaft aktiv voran. Das Kreislaufwirtschaftspaket, verabschiedet am 12. April 2018, setzt ambitionierte Ziele für die Kreislaufwirtschaft. Bis 2025 müssen mehr Siedlungs- und Verpackungsabfälle recycelt werden. Die neue EU-Verordnung PPWR fordert eine signifikante Erhöhung des Rezyklateinsatzes in Verpackungen bis 2030.
Auch in der Automobilindustrie und anderen Branchen plädieren die Europäische Kommission und namhafte Unternehmen für höhere Anteile von nachhaltigen Materialien wie Rezyklaten. Ziel ist es, die Kreislaufwirtschaft zu stärken und den Umweltschutz zu fördern.
„Mit Wirkung vom 1. Januar 2021 wurde ein nationaler Beitrag eingeführt, der im Verhältnis zur Menge an Verpackungsabfällen aus Kunststoff berechnet wird.“
Das Europäische Parlament bekräftigte das Ziel, alle Verpackungen bis 2030 wirtschaftlich tragfähig wiederverwendbar oder recyclingfähig zu machen. Zudem sollen verbindliche Anforderungen an die Recyclingfähigkeit und den Rezyklateinsatz in Kunststoffverpackungen ab 2030 gelten.
Mit diesen Maßnahmen treibt die EU den Wandel hin zu einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft voran und setzt klare Ziele für ein effizientes Recycling von Kunststoffen und anderen Materialien.
Technologische Entwicklungen im Polyolefin-Recycling
In der Welt des Kunststoffrecyclings hat sich in den letzten Jahren einiges getan. Unternehmen wie Erema haben in moderne Technologien investiert, um die Voraussetzungen für eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft zu schaffen. Das Portfolio umfasst innovative Lösungen für die Compoundierung, wie beispielsweise die Corema-Baureihe, die einen Extruder mit Doppelschnecken-Technologie kombiniert.
Moderne Sortieranlagen
Für anspruchsvolle Homogenisierungsaufgaben steht Erema zudem die PCU-Twin-Screw-Technologie zur Verfügung. Dabei werden hochwertige Rezyklate produziert, die den Einsatz in neuen Produkten ermöglichen. Moderne Sortieranlagen spielen dabei eine entscheidende Rolle, um Recyclingverfahren für Polyolefine zu optimieren und Wertstoffrückgewinnung zu fördern.
Qualitätssicherungssysteme
Um das Vertrauen in den Einsatz von recycelten Polyolefinen (rPOs) in neuen Produkten zu stärken, hat der Verband PCEP (Polyolefin Circular Economy Platform) einen erweiterten technischen Datenblatt-Standard entwickelt. Dieser beinhaltet über die Mindestanforderungen hinausgehende Informationen zu den verwendeten Rohstoffen, Recyclingprozessen und Materialeigenschaften. Solche Qualitätssicherungssysteme sind entscheidend für die Förderung nachhaltiger Materialien im Kreislauf.
„Die technische Datenblatt-Spezifikation von PCEP ist ein wichtiger Schritt, um das Vertrauen in recycelte Polyolefine zu stärken und deren Einsatz in der gesamten Wertschöpfungskette voranzubringen.“
Sekundärrohstoffpotenzial in der Abfallwirtschaft
In Österreich wurde im Jahr 2015 eine ermutigende Recyclingquote von 33,6% bei Kunststoffleichtverpackungen erreicht. Allerdings besteht laut europäischen Vorgaben noch ein Aufholbedarf von rund 17%. Das bisher unbekannte Wertstoffrückgewinnungspotenzial in den österreichischen Abfallströmen ist beträchtlich – es beläuft sich auf geschätzte 429.000 Tonnen pro Jahr.
Durch eine Ausweitung der getrennten Kunststoffsammlung können etwa 33,9% der recyclingfähigen Ressourcenschonung vom Restmüll in das Recycling umgeleitet werden. Hochreine Kreislaufwirtschaft-Polyolefinkonzentrate mit über 90% Polyolefingehalt wurden aus polyolefinhaltigen Abfallfraktionen abgetrennt, um als wertvoller Input für das Kunststoffrecycling zu dienen.
„Die Verfügbarkeit und Schwierigkeit der Gewinnung von Polyolefinen variiert zwischen den Ländern, wobei Rumänien aufgrund seiner Abfallwirtschaftssituation die leichteste Verfügbarkeit aufweist.“
Während die Entwicklung des Recyclings in Übergangs- und Deponieländern durch Maßnahmen wie getrennte Abfallsammlung und neue Abfallbehandlungsanlagen besonders verbessert wird, zeigt die Prognose für 2030 einen kontinuierlichen Anstieg des Sekundärrohstoffpotenzials.
Digitale Assistenzsysteme und Qualitätskontrolle
Innovative digitale Assistenzsysteme spielen eine entscheidende Rolle bei der Effizienzsteigerung des Kunststoffrecyclings. Unternehmen wie Erema entwickeln intelligente Lösungen, die Kunststoffproduzenten dabei unterstützen, die Qualität und Produktivität ihrer Recycling-Prozesse kontinuierlich zu verbessern.
Online-Monitoring-Systeme
Mit der Online-Plattform Blu-Port bietet Erema eine umfassende Palette an digitalen Tools zur Qualitätskontrolle und Wartung der Recycling-Anlagen. Dazu gehören Apps, die Echtzeitdaten über den Betriebszustand sammeln und Prognosen zu erforderlichen Wartungsarbeiten ermöglichen. So lässt sich die Anlagenverfügbarkeit und Produktivität deutlich steigern.
Prozessoptimierung durch KI
Auch der Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) trägt zur Optimierung der Kunststoffrecycling-Verfahren bei. Das System Predict-On von Erema erfasst beispielsweise Echtzeitdaten und nutzt fortschrittliche Algorithmen, um Vorhersagen über erforderliche Wartungsarbeiten zu treffen. So können Kunststoffrecycler Ausfallzeiten reduzieren und die Recyclingverfahren weiter nachhaltig gestalten.
Digitale Assistenzsysteme wie diese sind entscheidend, um die gestiegenen Anforderungen an Kunststoffrecycling zu erfüllen und die Kreislaufwirtschaft für Nachhaltige Materialien voranzubringen.
Jede Tonne recycelter Kunststoff spart laut Boy 3 t CO2 in der Verbrennung ein, im Vergleich zu Neuware sogar etwa 5 t.
Hochreine Polyolefinkonzentrate als Wertstoff
Aus polyolefinhaltigen Abfallfraktionen wie Rejekts, Mischkunststofffraktion und Ersatzbrennstoffen können hochreine Polyolefinkonzentrate (Polyolefingehalt > 90%) abgetrennt werden. Diese wertvollen Sekundärrohstoffe sind als Input für werkstoffliches oder rohstoffliches Polyethylen-Recycling und Polypropylen-Recycling verwendbar und eröffnen neue Anwendungsmöglichkeiten in verschiedenen Branchen.
Durch innovative Wertstoffrückgewinnung-Verfahren können die Polyolefinkonzentrate mit einer Reinheit von über 90% gewonnen werden. Diese hohe Qualität ermöglicht den Einsatz in sensiblen Anwendungen wie Automobil-, Wohn- und Designbereichen sowie für Körperpflegeprodukte.
„Die Polyolefin-Aufbereitungsanlage in Pöchlarn gewinnt aus Mischkunststofffraktionen bis zu 50 Prozent der Wertstoffe zurück, die bisher thermisch verwertet wurden.“
Durch den Einsatz modernster Sortier- und Aufbereitungstechnologien können die Polyolefinkonzentrate optimal für die Kreislaufwirtschaft nutzbar gemacht werden. Somit tragen sie maßgeblich zu einer nachhaltigen und ressourcenschonenden Kunststoffverwertung bei.
Die Entwicklung dieser hochreinen Polyolefinkonzentrate ist ein wichtiger Schritt, um das volle Wertstoffrückgewinnungs-Potenzial aus Kunststoffabfällen zu erschließen und die Ziele der Kreislaufwirtschaft zu erreichen.
Nachhaltiger Einsatz in der Lebensmittelindustrie
In einer Welt, die nach Lösungen für eine effizientere Kreislaufwirtschaft sucht, spielt das Polyolefin-Recycling eine entscheidende Rolle. Insbesondere in der Lebensmittelindustrie gewinnt die Verwendung nachhaltiger Materialien zunehmend an Bedeutung. Dank innovativer Technologien von führenden Unternehmen wie Erema können Kunststoffrückstände aus dieser Branche nun sicher und effektiv wiederverwertet werden.
Lebensmittelsicherheit bei Recycling-Kunststoffen
Eremas Intarema TVE Plus-Anlage in Kombination mit dem Refresher-Modul ermöglicht es, Polyolefin-Regranulat aus definierten Inputströmen zu Anteilen von bis zu 100% in Lebensmittelverpackungen einzusetzen. Durch eine gründliche Dekontaminierung und effektive Entfernung unerwünschter Gerüche wird die Lebensmittelsicherheit dabei stets gewährleistet.
Zertifizierungsprozesse
Die Recyclingtechnologien von Erema sind zudem von der amerikanischen Behörde für Lebensmittelsicherheit (FDA) zugelassen, was den Einsatz in der Lebensmittelindustrie zusätzlich erleichtert. Durch standardisierte Zertifizierungsprozesse können Verbraucher darauf vertrauen, dass die verwendeten Kunststoffrecycling-Materialien sicher und nachhaltige Materialien sind.
„Durch den Einsatz von Recycling-Kunststoffen in Lebensmittelverpackungen können wir einen wichtigen Beitrag zu einer geschlossenen Kreislaufwirtschaft leisten.“
Wirtschaftliche Aspekte des Polyolefin-Recyclings
Die Ergebnisse aktueller Forschungsprojekte zum Kreislaufwirtschaft-Konzept sollen die Nutzung von Polyolefin-Rezyklaten als alternative Ressourcenschonung in kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) deutlich vereinfachen und den Wertstoffrückgewinnung-Markt stärken. Das vertiefte Wissen über die Zusammensetzung und Eigenschaften von Rezyklaten oder daraus hergestellten Compounds steigert den Wert der Waren und Halbfabrikate erheblich. Bei vorhandener Geräteinfrastruktur ist die Umsetzung der Projektergebnisse für die Unternehmen niedrigschwellig.
Über die Hälfte aller weggeworfenen Kunststoffe sind Polyolefine, die in nahezu allen Produkten vorkommen. Der chemische Prozess des Polyolefin-Recyclings wandelt diese ausrangierten Kunststoffe in biologisch abbaubare Chemikalien um, die als Tenside und Reinigungsmittel verwendet werden können. Im Vergleich zu herkömmlichen Recyclingmethoden ermöglicht dieser neue Recyclingprozess die Herstellung wirtschaftlich attraktiver Produkte.
„Fettsäuren und Alkohole, die aus dem Recycling von Polyolefinen gewonnen werden, sind im Gegensatz zu den Ausgangsstoffen biologisch abbaubar, was Umweltauswirkungen reduziert.“
Darüber hinaus eröffnen innovative Recycling-Verfahren wie „HydroCycling“ neue Möglichkeiten, um aus gemischten Altkunststoffen durch katalytische Behandlung mit Wasserstoff petrochemische Rohstoffe und Basischemikalien zurückzugewinnen. Dieses Verfahren zielt darauf ab, die molekularen Strukturen der Altkunststoffe weitgehend zu erhalten, um hochwertige Sekundärrohstoffe zu generieren.
Insgesamt tragen diese innovativen Ansätze dazu bei, den wirtschaftlichen Wert von Kreislaufwirtschaft, Ressourcenschonung und Wertstoffrückgewinnung im Polyolefin-Recycling zu steigern und die Attraktivität einer nachhaltigen Kunststoffverwertung für Unternehmen zu erhöhen.
Molekulare Charakterisierung von Rezyklaten
Das Recycling von Polyolefinen gewinnt zunehmend an Bedeutung für die Kreislaufwirtschaft. Allerdings wird ein Großteil der Polyolefin-Abfälle noch immer thermisch verwertet, und die vorherrschende Praxis ist das Downcycling in minderwertige Produkte wie Müllsäcke oder Parkbänke. Um den Einsatz von Polyolefin-Rezyklaten als hochwertige und nachhaltige Materialien zu fördern, entwickelt das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit (Fraunhofer LBF) innovative Analysemethoden.
Im Rahmen des Projekts „Quantitative molekulare Charakterisierung von Polyolefin-Rezyklaten“ (PORez) nutzen die Forschenden die zweidimensionale Hochtemperatur-Flüssigchromatografie (HT-2D-LC), um die molekulare Struktur von Polyolefin-Rezyklaten genauer zu verstehen. Ziel ist es, repräsentative Daten zu erstellen, die den Zusammenhang zwischen molekularen Parametern, Herkunft und Verarbeitungseigenschaften der Polyolefin-Rezyklate aufzeigen.
Die Ergebnisse des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderten Projekts sollen den Einsatz von Polyolefin-Rezyklaten als alternative Rohstoffquelle insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) in der Kunststoffverarbeitung erleichtern. Die entwickelten Methoden zur Probennahme, -vorbereitung und Charakterisierung werden an die Bedürfnisse der KMU angepasst, um eine einfache Integration in bestehende Prozesse zu ermöglichen.
Die Kenntnis der molekularen Zusammensetzung von Rezyklaten erhöht den Wert von Waren und Halbzeugen deutlich und ist entscheidend für eine gute Qualitätskontrolle. Analytische Dienstleister können von den Forschungsergebnissen profitieren, indem sie die Methoden in ihr Portfolio aufnehmen und so die Kunststoff verarbeitenden KMU bei der Umsetzung der Erkenntnisse unterstützen.
Das Projekt „PORez“ zielt darauf ab, den Transformationsprozess für einen verstärkten Einsatz von Polyolefin-Rezyklaten zu fördern und einen wichtigen Beitrag zur Kreislaufwirtschaft zu leisten. Die Ergebnisse werden den Weg für eine hochwertige und nachhaltige Nutzung von Polyolefin-Rezyklaten ebnen.
Zukunftsperspektiven der Polyolefin-Verwertung
Die Erkenntnisse aus der Forschung zu Kunststoffrecycling können einen wichtigen Beitrag zur Erfüllung der EU-Recyclingziele von 65% für das Jahr 2030 leisten, bei denen nur noch 10% der Abfälle deponiert werden sollen. Die Entwicklung neuer Technologien und Methoden zur Charakterisierung von Rezyklaten wird die Qualität und Einsatzmöglichkeiten von recycelten Polyolefinen weiter verbessern.
Der Transformationsprozess zum vermehrten Einsatz von Polyolefin-Rezyklaten wird durch die Unterstützung analytischer Dienstleister und die Implementierung neuer Methoden in kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) gefördert. Dies trägt dazu bei, die Kreislaufwirtschaft und den Umweltschutz voranzubringen.
Zudem haben Unternehmen wie Borealis, der zweitgrößte Polyethylen- und Polypropylen-Produzent Europas, ihre Aktivitäten im Recyclingbereich durch Übernahmen und Kooperationen ausgebaut. Diese Initiativen sowie Plattformen wie die Polyolefin Circular Economy Platform (PCEP) und die „New Plastics Economy“-Initiative zeigen das große Potenzial für eine nachhaltige Nutzung von Kunststoffen in der Zukunft.
