Warum APK beim Newcycling auf Coperion-Extruder setzt

Hagen Hanel, Leiter Forschung & Entwicklung bei APK, erklärt im Interview mit der K-ZEITUNG, warum APK für den Newcycling-Prozess Coperion-Extruder nutzt.

Beim Newcycling von APK, mit dem Polyethylen-Polyamid-Multilayer-Folien recycelt werden können, sind eine schonende Materialbehandlung und eine sehr gute Entgasung für den Erfolg des Prozesses extrem wichtig. Im Interview mit der K-ZEITUNG erklärt Hagen Hanel, Leiter Forschung & Entwicklung bei APK, nicht nur die Besonderheiten des Prozesses, sondern auch, warum Extruder von Coperion für diesen Prozesse besonders gut geeignet sind.

Herr Hanel, mit dem Newcycling-Prozess verfolgt APK einen völlig neuen Recycling-Ansatz. Was ist das Besondere am Newcycling?
Wir arbeiten beim Newcycling mit einem physikalischen, lösemittelbasierten Recycling-Verfahren, um Polyethylen-Polyamid-Multilayer-Folien aus Produktionsabfällen recyceln zu können, die sich mit konventionellen Verfahren nicht recyceln lassen. Dazu verflüssigen wir das Polyethylen – heißt: wir lösen es.

Dadurch erhalten wir eine Polyolefin-Lösung mit Polyamid-Flakes. Die Flakes können wir relativ einfach über eine konventionelle Fest-Flüssig-Trennung herausholen und erhalten so zwei Materialströme: das Polyethylen als Lösung und das Polyamid als Flakes. Die Polyethylenlösung hat dabei eine honigartige Konsistenz.

Anschließend wird im ersten Materialstrom die Polyethylenlösung, die am Anfang nur Polymergehalte im Bereich von etwa 10 Prozent enthält, aufkonzentriert. Nach dem Aufkonzentrierprozess führen wir das Material dann einem Coperion-Extruder zum Entgasen zu.

Im zweiten Materialstrom werden die Polyamid-Flakes, an denen sich noch Anhaftungen der honigartigen Polyethylenlösung befinden, mit frischem Lösemittel nachgewaschen.

Das dient der Erhöhung der Ausbeute an Polyethylen und der Qualitätsverbesserung des Polyamids. Anschließend führen wir eine zweite Fest-Flüssig-Trennung durch, um eine geringere anhaftende Restfeuchte auf den Polyamid-Flakes zu erzielen

Um die Flakes nicht trocknen zu müssen, nutzen wir einen zweiten, etwas kleineren Coperion-Extruder mit weniger Entgasungsleistung. Hier werden die Polyamidflakes aufgeschmolzen und parallel entgast. Dadurch erreichen wir auch beim Polyamid sehr niedrige Restlösemittelgehalte im ppm-Bereich.

Kann man sich also den Newcycling-Prozess als eine Art Mischform zwischen chemischem und mechanischem Recycling vorstellen?
Nein! Das hören wir leider immer wieder, aber das stimmt nicht. Denn beim Newcycling arbeiten wir mit einem physikalischen Prozess, der Lösemittel einsetzt. Aber – und das ist ganz wichtig: Wir brechen keine Polymerketten. Wir arbeiten mit einer mechanischen Voraufbereitung und lassen das Polymer intakt und reinigen es. Dies ist auch einer der großen Vorteile des Newcycling: Wir erreichen sehr hohe Qualitäten ohne den emissionsintensiven Prozess des Aufbrechens und Neupolymerisierens.

Dass wir nicht mit chemischem Recycling sondern mit einer physikalischen Trennung arbeiten ist übrigens sehr wichtig für den legislativen Bereich der EU: Denn das hehre Ziel der EU ist es, mit Recycling die Qualität von Neuware mit möglichst geringen Emissionen zu erreichen.

Genau hier setzen wir an: Denn eine Stärke des mechanischen Recycling sind die geringen Emissionen, eine Stärke des chemischen Recyclings ist die hohe Qualität. Wir sind mit unserem Newcycling-Prozess in beiden Bereichen sehr gut unterwegs.

Ein weiterer nicht zu vernachlässigender Punkt: Unser Prozess wird von der Definition der Abfallrahmenrichtlinie zum Recycling eindeutig abgedeckt, für einige Produkte aus chemischen Prozessen muss dies hingegen noch geklärt werden.

Sie setzen in beiden Materialströmen auf Extruder von Coperion – warum?
Die wesentlichen Gründe, dass wir uns beim Newcycling-Prozess für Extruder von Coperion entschieden haben, sind die exzellente Entgasungsleistung, aber auch die Compoundierwirkung, die für eine Homogenisierung wichtig ist.

Der besondere Vorteil des Coperion-Extruders für uns ist, dass er mit sehr hohen Restlösemittelgehalten im zweistelligen Prozentbereich umgehen und zudem durch seine Compoundierwirkung den Restlösemittelgehalt bis in den ppm-Bereich reduzieren kann. Wir erhalten dadurch ein sehr gut homogenisiertes und restentgastes Produkt, das die Anwender problemlos weiterverarbeiten können.

Obwohl wir die beiden Extruder für verschiedene Aufgaben einsetzen, sind sie übrigens vom Grundaufbau her gleich, wodurch die Anzahl der Entgasungsstufen gleich ausfällt.

In der Beschreibung des Newcycling Prozesses wird die schonende Materialbehandlung der Extruder als wichtiger Schlüsselfaktor genannt. Was machen die Coperion-Extruder hier anders?
Hier möchte ich das Temperaturprofil und das Schneckenprofil hervorheben. Dadurch, dass das Material in Lösung beziehungsweise in Schmelze vorliegt, also die Polymerketten gut zugänglich sind, kommt es darauf an, dass die Polymerketten im Extruder keiner großen Scherbeanspruchung ausgesetzt werden.
Erschwerend kommt hinzu: Da wir mit Material aus der Blasfolienherstellung arbeiten, haben wir es mit sehr zähen Kunststoffen zu tun. Dadurch führt eine starke Scherung auch zu einer hohen Wärmeentwicklung im Extruder. Beim Coperion-Extruder erhalten wir durch die Kombination von Schnecke und Temperaturmanagement überschaubare Extrusionstemperaturen, die für Polyolefine typisch sind, nicht weit überschwingen und dadurch nicht zur Beeinträchtigung der Qualität führen.

Die höchste Stufe der Qualität ist ja die Eignung für den Lebensmittelkontakt und für Pharmaanwendungen. Was darf man denn vom Newcycling künftig in dieser Beziehung erwarten?
Wir arbeiten derzeit intensiv an einer weiteren Verbesserung der Reinigung. Viel mehr kann ich dazu derzeit nicht sagen, aber ich kann Ihnen versichern: Food-contact ist mittelfristig machbar. Wir sagen Ihnen Bescheid, wenn es entscheidende Neuigkeiten gibt. Bis dahin tragen wir unsere Qualitätsrezyklate für Verpackungen im Haushaltswarenbereich – zum Beispiel für Reinigungsmittel – und im Kosmetikbereich bei.

gk