Neues BMBF-Forschungsvorhaben zum Tracer-Based Sorting für das Recycling von Verpackungen

Jährlich werden in Deutschland etwa 3 Millionen Tonnen Verpackungsabfälle produziert, die in jedem Haushalt täglich anfallen und dann in gelben Säcken oder Tonnen abgeholt werden. Wie lassen sich aus diesen Abfällen hochwertige Sekundärrohstoffe gewinnen? Ist es möglich, aus gebrauchten Verpackungen erneut Verpackungen herzustellen?

An diesen Fragen wird ab sofort im Rahmen eines neuen Forschungsprojekts gearbeitet, das von Professoren der Hochschule Pforzheim koordiniert wird: Im Projekt „Markerbasiertes Sortier- und Recyclingsystem für Kunststoffverpackungen“ – oder kurz „MaReK“ – arbeiten die Pforzheimer Professoren Dr.-Ing. Claus Lang-Koetz und Dr.-Ing. Jörg Woidasky mit Industrieunternehmen sowie einem Forschungspartner an der Entwicklung eines neuen Sortiersystems für Plastikabfälle. Anfang August wurde das Vorhaben mit einem Kick-Off-Treffen an der Hochschule Pforzheim offiziell begonnen.

Neben den beiden Professoren der Hochschule Pforzheim sind die Firmen Polysecure GmbH (Freiburg), Werner & Mertz GmbH (Mainz), das Unternehmen Der Grüne Punkt – Duales System Deutschland GmbH (Köln), das Institut für Mikrostrukturtechnik des Karlsruher Institut für Technologie (KIT), die Unterauftragnehmer CMO-SYS GmbH und Nägele Mechanik GmbH sowie als assoziierter Partner Umwelttechnik BW GmbH (Landesagentur für Umwelttechnik und Ressourceneffizienz Baden-Württemberg) am Projekt beteiligt. Gefördert wird es mit etwa 2 Millionen Euro Fördergeldern vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmenprogramm „Forschung für Nachhaltige Entwicklung“ (FONA3) in der Fördermaßnahme „Plastik in der Umwelt“.

Basis dieses neuen Sortiersystems ist das sogenannte „Tracer-Based Sorting (TBS)“. Mit dieser vom Projektpartner Polysecure entwickelten und patentierten Technologie können Kunststoffverpackungen nach deutlich differenzierteren Kriterien sortiert werden als das bisher über die konventionelle Kunststoffartensortierung möglich ist. Die Weiterentwicklung der im Vorhaben genutzten Fluoreszenz-Marker übernimmt der Forschungspartner KIT. Ziel ist jedoch der Piloteinsatz unter technischen Bedingungen: In einem ersten Schritt werden Verpackungen der Marken FROSCH und EMSAL beim Projektpartner Werner & Mertz im Kunststoff selbst oder auf dem jeweiligen Etikett mit dem Markierungsstoff versehen.

Der Hightech-Stoff zur Markierung hat fluoreszierende Eigenschaften und leuchtet beim Sortieren unter einem bestimmten Licht auf. Die Sortieranlage, die der Partner Polysecure konzipiert und in Freiburg aufbaut, reagiert darauf und sortiert die markierten Objekte aus. Unabhängig von Form, Farbe und Verschmutzung können so Kunststoffe getrennt und anschließend gezielt weiterverwertet werden.

„Durch unsere Fluoreszenz-Marker können auch chemisch gleiche Kunststoffverpackungen schnell und sicher getrennt werden“, so Jochen Moesslein, der Geschäftsführer von Polysecure. Bei der Entwicklung der Sortiermaschine arbeiten die Firmen CMO-SYS GmbH und Nägele Mechanik GmbH mit Polysecure zusammen. Bryce Richards vom KIT forscht im Institut für Mikrostrukturtechnik an neuen Materialien. „Wir entwickeln weitere Markermaterialien, um in Zukunft eine Vielzahl von Werkstoffen kennzeichnen zu können.“, so der Karlsruher Professor und Leiter der Abteilung Nanophotonik für Energie.

Mit der TBS-Technologie können nicht nur wie bisher verschiedene Kunststoffarten, sondern weitere Eigenschaften unterschieden werden, zum Beispiel nach Zusammensetzung oder Verwendung. Das ist sehr relevant für das Stoffstrommanagement Dualer Systeme wie dem „Grünen Punkt“, der die Einbindung und Umsetzung des Markeransatzes im bestehenden System untersucht.

„Der Ansatz von MaReK macht es möglich, dass Lebensmittelverpackungen sortenrein wieder für diesen Zweck weiterverwertet werden können. Auch die Unterscheidung unterschiedlicher Typen des gleichen Polymers wird so erstmals möglich. Ziel ist letztlich die Einhaltung der höheren Kunststoff-Verwertungsquoten ab 2020“, erklärt Dr. Michael Heyde vom DSD – Der Grüne Punkt. So reduziert die TBS-Technologie den Einsatz an Primärrohstoffen und schont auf diese Weise die Umwelt.

Im Rahmen des Forschungsprojekts soll das gesamte Verfahren erforscht und weiterentwickelt werden. „Wir untersuchen zum einen geeignete Markierungsstoffe und Anwendungsbereiche der gewonnenen Sekundärrohstoffe, zum anderen arbeiten wir gemeinsam an der Optimierung der Abfallwirtschaft. Außerdem beobachten wir die Innovationseffekte der Technologie im Marktumfeld“, so Claus Lang-Koetz. Diese interdisziplinäre Zusammenarbeit dient als Grundlage für die Erhöhung der werkstofflichen Verwertung von Kunststoff-Verkaufsverpackungen im Sinne der Rohstoffsicherung und Umweltentlastung für Deutschland.