Eine der größten Herausforderungen der Kunststoffbranche auf dem Weg zur Kreislaufwirtschaft ist die Bereitstellung von sekundären Rohstoffen in hoher Qualität und in ausreichenden Mengen, um die stetig wachsende Nachfrage zu decken – Anlagen zur Flakesortierung spielen dabei eine wichtige Rolle.
In den letzten Jahrzehnten hat sich die Kunststoffproduktion in einem nie dagewesenen Ausmaß beschleunigt. Nach Angaben von Plastics Europe wird die weltweite Kunststoffproduktion im Jahr 2021 390,7 Mio. t Tonnen erreichen, von denen 352,3 Mio. t (90,2 %) neue Materialien umfassen und nur 32,5 Mio. t (8,3 %) auf Postconsumer-Kunststoffen basieren.
Ein näherer Blick auf die Verteilung der gesamten Kunststoffproduktion nach Art lässt erkennen, dass Polyolefine mit etwa 180,5 Mio. t den größten Anteil ausmachen. Obwohl auf dem Markt ein Überfluss an Kunststoffen besteht und ein weiterer Anstieg erwartet wird, sind die Recyclingquoten nach wie vor niedrig und der Zugang zu hochwertigen Rezyklaten ist begrenzt. In Zeiten, in denen die gesetzlichen Vorschriften und die Zielvorgaben für den Recyclinganteil immer strenger und zeitkritischer werden, ist es entscheidend, das Potenzial bestehender Lösungen auszuschöpfen.
Flakesortierung kann Engpässe beheben
Ein Blick auf den aktuellen Stand der Recyclingbranche zeigt, dass die Infrastrukturen für das Abfallmanagement – von der Sammlung über die Sortierung bis hin zum Recycling – in zahlreichen Ländern auf der ganzen Welt zwar inzwischen ausgereifter sind, die verfügbaren Kapazitäten aber immer noch nicht mit der stetig steigenden Nachfrage nach recyceltem Kunststoff Schritt halten können. Es sind weitere Investitionen erforderlich, um Lösungen in großem Maßstab zu realisieren und die erforderlichen Mengen und Qualitäten zu produzieren. Glücklicherweise können einige Engpässe mit sensorgestützten Lösungen zur Flakesortierung überwunden werden.
Als Teil des Recyclingprozesses verkleinert die Flakesortierung sowohl die Lücke bei Qualität als auch Quantität für Polyolefine (PO), Polyethylenterephthalat (PET) und eine wachsende Zahl anderer Kunststoffe. Recycler, die bei der Flakesortierung auf den aktuellen Stand setzen, können mehr Materialarten erfassen, den Ertrag maximieren und ihren Betrieb rentabel halten.
Quantensprung bei der Qualität von Rezyklaten
Die Flakesortierung ist im Kunststoffrecycling kein Fremdwort. Mit ihr lassen sich hochreine Monofraktionen einer Materialart und/oder Farbe erzeugen und sie ist der letzte Reinigungsschritt, bevor die Zielfraktionen in den Extrusionsprozess eintreten. Sie ist somit ein unverzichtbarer Bestandteil des Recyclingprozesses und wirkt sich direkt auf die Endqualität und den Ertrag aus.
Flakesortierer sind bereits in zahlreichen Flaschenrecyclinganlagen auf der ganzen Welt zu finden, bergen aber noch viel mehr Potenzial. Sie können auch für die Aufbereitung von gemischtem Kunststoffabfall eingesetzt werden, um weitere Materialien aus diesem Abfallstrom zu erschließen und die Rezyklatqualität zu verbessern. Anlagen ohne fortschrittliche Flakesortierlösungen produzieren oftmals ein Endprodukt, das aus einer Mischung verschiedener Polymertypen und in manchen Fällen auch aus mehreren Farben besteht. Da diese Fraktion mehrere verschiedene Produkttypen beinhaltet, ist ihr Qualitätsniveau niedrig. Folglich kann dieses Endprodukt nur für minderwertige Anwendungen verwendet werden, deren Nachfrage und Gewinn gering sind.
Andererseits steigt die Nachfrage nach hochwertigen sekundären Rohstoffen sprunghaft an. Strenge Zielvorgaben für den Recyclinganteil und die Verbesserungsbestrebungen der eigenen Nachhaltigkeitsbilanz fördern diese Entwicklung. Mit der Flakesortierung können Recycler ihre Produkte leicht aufwerten und neue Einnahmequellen erschließen.
Hohe Verfügbarkeit von hochwertigen Ausgangsmaterialien
Eine Recyclinganlage kann je nach Marktnachfrage und Materialverfügbarkeit bis zu 100.000 t Polymerflakes pro Jahr verarbeiten. Angesichts der jüngsten Materialknappheit ist Anpassungsfähigkeit der Schlüssel für ein rentables Geschäft. Sowohl die Abfallströme als auch die Marktnachfrage unterliegen einer hohen Dynamik. Wenn das Angebot an recycelbaren Polymeren auf dem Markt begrenzt, die Nachfrage aber hoch ist, haben Anlagenbetreiber oftmals keine andere Wahl, als auf stärker verunreinigte Postconsumer-Abfälle zurückzugreifen, um die Marktnachfrage zu decken. Unabhängig von der zu verarbeitenden Menge und der Art des rückgewinnbaren Ausgangsmaterials bestehen weiterhin hohe Reinheitsanforderungen, die die Recycler vor die Herausforderung stellen, aus immer stärker verunreinigten Quellen noch höhere Qualitäten zu erzielen.
Im Vergleich zu anderen Verarbeitungsmaschinen stellen Flakesortierer eine hervorragende Lösung dar, um die Schwankungen bei der Rohstoffverfügbarkeit zu überwinden. Sie sind kompakt, einfach einzubauen und flexibel im Betrieb und erweisen sich damit sowohl für kleine als auch für große Betriebe als eine sinnvolle Investition. Eine fortschrittliche Flakesortieranlage händelt unbeständige Verschmutzungsgrade, ohne die Rückgewinnung und den Reinheitsgrad zu beeinträchtigen.
Minderwertiges, gemischtes Material wird zu reinen Polymerflakes
Flakesortierer sind mit einer Reihe von hochentwickelten Technologien ausgestattet. Sie helfen dabei, minderwertiges, gemischtes Ausgangsmaterial in reine Polymerflakes umzuwandeln, die selbst die strengsten Anforderungen für die Weiterverarbeitung erfüllen. So erhalten Recycler Zugang zu Material, das bisher nicht verwertet werden konnte, und können den maximalen Wert aus den verfügbaren Materialien herausholen.
Ein gutes Beispiel, wie neue Einnahmequellen erschlossen werden können, ist die Sortierung von Polyolefinen. Da Polyolefine (PO) den größten Anteil an der weltweiten Kunststoffproduktion ausmachen, besteht eine große Verfügbarkeit von PO auf dem Markt und bietet somit ein hohes Potenzial, da die Industrie bestrebt ist, mehr recycelte PO für die Herstellung hochwertiger Produkte einzusetzen. Die Veredelung von Polyolefinen birgt jedoch eine Reihe von Herausforderungen.
Während PET-Ballen, die in einer Recyclinganlage verarbeitet werden, meist nur aus einem Zielmaterial (PET) bestehen, handelt es sich bei PO-Ballen um eine Mischung aus zwei Wertstoffen: Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP). Der Anteil der einzelnen Materialtypen an der PO-Zufuhr ist schwer vorherzusagen und kann sich mit jedem Ballen ändern. Ein Ballen kann aus einer Mischung von 50/50 PE und PP bestehen und der nächste aus einer Mischung von 70/30. Unabhängig von der Zusammensetzung des Eingangsmaterials müssen sowohl PE- als auch PP-Flakes genau bestimmt und getrennt werden, um hochreine Fraktionen für das Recycling zu erzeugen.
Kostengünstigen Trennung von PP von PE möglich
Bis zur Einführung fortschrittlicher Flakesortierer und Reinigungsmethoden fehlte in der Infrastruktur die Technologie zur kostengünstigen Trennung von PP von PE. Weniger fortschrittliche Flakesortierer können nur eine Materialart reinigen und nur geringe Mengen an Verunreinigungen entfernen. Damit ist ihr Einsatz oft auf PET-Recyclinganlagen beschränkt. Darüber hinaus waren höhere Durchsatzmengen nur schwer oder gar nicht zu realisieren. Wenn eine Recyclinganlage zum Beispiel weniger fortschrittliche Flakesortierer zur Verarbeitung eines PO-Ballens einsetzt, der zu 60 % aus HDPE und zu 40 % aus PP besteht (ohne Berücksichtigung anderer Verunreinigungen), müsste das Eingangsmaterial vor dem Schreddern mit Bandsortierern sortiert werden, denn dann wäre die Materialgröße ausreichend für eine präzise Trennung von PE und PP.
Folglich müsste der Schredder-, Wasch- und Sortierprozess der Flakes parallel auf zwei verschiedenen Linien erfolgen, und die Kosten würden erheblich in die Höhe getrieben. Um rentabler arbeiten zu können, würden es Recyclingbetriebe vorziehen, das Material in Chargen auf einer einzigen Anlage zu verarbeiten. Dies zieht allerdings eine Verringerung des Gesamtdurchsatzes nach sich. Außerdem ist es aufgrund der umfangreichen Materialhandhabung, wie zum Beispiel wiederholte Pressung in Ballen, Lagerung und Arbeitsaufwand, nach wie vor kostspielig. Diese Faktoren stellen einige der größten Herausforderungen dar, die der Aufwertung von PO zu höherwertigen Rezyklaten im Wege stehen.
Sortierung der Flakes nach Polymertyp und Farbe
Moderne sensorgestützte Flakesortierer tragen dazu bei, die oben beschriebene Situation zu verbessern. Sie sind können Polyolefine erkennen und präzise nach Polymertyp sortieren sowie verschiedene Farben trennen und mehrere Fraktionen gleichzeitig erzeugen. Durch die Integration der modernsten Flakesortiertechnologien in einer Recyclinganlage können die Materialien auf einer einzigen Sortierlinie zerkleinert und gewaschen werden, bevor sie in den Flakesortierprozess übergehen. Das wiederum macht den Einsatz mehrerer Produktionslinien oder die Verarbeitung von Chargen überflüssig. Durch den Einsatz dieser Lösungen erhalten Recycler Zugang zu großen Mengen an Postconsumer-Materialien zur Herstellung hochreiner rPE- und rPP-Fraktionen.
Die Eingangsmaterialien werden immer komplexer. Abhängig vom jeweiligen Verunreinigungsgrad und den Reinheitsanforderungen sind häufig zusätzliche Sortierschritte erforderlich, um die Zielfraktion von unerwünschten Verunreinigungen zu befreien. Kleinere Anlagenbetreiber mit Flakesortieranlagen können von den Möglichkeiten und der Effizienz des Systems enorm profitieren. Zum einen können Flakesortierer leicht in bestehende Anlagen integriert werden, da sie im Vergleich zu anderen Verarbeitungsmaschinen nur wenig Platz benötigen. Das macht sie ideal für die Aufrüstung der Sortier- und Reinigungskapazitäten einer bestehenden Recyclinganlage.
Mehrere Sortierschritte auf einer einzigen Anlage
Des Weiteren können mehrere Sortierschritte mit einer einzigen Maschine durchgeführt werden. Das bedeutet, dass die Betreiber je nach Bedarf den Durchsatz zugunsten höherer Rückgewinnungsraten und Reinheitsgrade ausgleichen können. Gleichzeitig profitieren kleinere Recyclingunternehmen von der Flexibilität der Verarbeitung einer breiteren Palette von Materialien dank der Möglichkeit, in Chargen auf einer einzigen Maschine zu arbeiten.
Anders verhält es sich bei Anlagen, die hohe Volumen verarbeiten. Deren Betreiber haben die Möglichkeit, mehrere Sortiermaschinen parallel oder kaskadenförmig aufzustellen, um den Durchsatz und die Qualität zu maximieren, ohne die Betriebszeiten zu verlängern. Unabhängig von der Konfiguration der Maschine bieten Flakesortierer eine unübertroffene Flexibilität und Leistung und erzeugen zuverlässige Flakequalitäten. So sind die Sortierergebnisse und damit auch der Ertrag des Recyclers vorhersehbar.
Hochreine, sortenreine und farblich getrennte Fraktionen
Heutzutage steht ein umfangreiches Produktportfolio an Flakesortierlösungen zur Verfügung, das sowohl den aktuellen als auch den zukünftigen Anforderungen gerecht wird. Kunststoffrecycler, die mehr Materialien beschaffen wollen oder ihren Geschäftsbetrieb erweitern möchten, setzen auf die besten Flakesortierer ihrer Klasse. Ob PET, PP oder PE, transparentes, blaues, grünes oder jedes andere undurchsichtige farbige Material, die modernen Systeme von heute erzeugen hochreine, sortenreine und farblich getrennte Fraktionen. Darüber hinaus widerstehen sie anspruchsvollen Bedingungen, verarbeiten große Mengen und produzieren hochwertige sekundäre Ausgangsmaterialien. Flakesortiermaschinen sind platzsparend und liefern zuverlässig vorhersehbare Ergebnisse, die einen maximalen Ertrag ermöglichen. Ihre Effizienz gepaart mit der Flexibilität des Systems ermöglicht eine schnelle Amortisierung der Investitionskosten und verschafft den Betreibern einen Wettbewerbsvorteil – sowohl jetzt als auch auf lange Sicht.
Das Potenzial der Flakesortierung ist überaus vielversprechend und zukunftsweisend. Wenn diese Technologien in großem Maßstab integriert und mit modernen Extrusions- und Desodorierungsverfahren kombiniert werden, wird sich die Zukunft des Kunststoffrecyclings grundlegend verändern.
In Italien betreibt Tomra übrigens ein großes Testzentrum speziell für die Flake-Sortierung. Die K-ZEITUNG war bei der Einweihung dabei. Mehr dazu in diesem Beitrag. Auch in Deutschland hat Tomra Recycling Sorting seine Testkapazitäten für Sortieranwendungen mit einem zweiten Testzentrum erweitert. gk
