Wie Recycling von schwarzen Kunststoffen Realität wird

In den meisten Recyclinganlagen erfolgt die Sortierung von Kunststoffen automatisiert. Dabei kommen sogenannte Nahinfrarot-Sensoren (NIR) zum Einsatz. Diese Technologie erkennt Materialien anhand der Reflexion von Licht im Infrarotbereich. Unterschiedliche Kunststoffarten reflektieren das Licht unterschiedlich – so kann das System sie identifizieren und trennen.

Schwarze Kunststoffe enthalten häufig Carbon Black. Aufgrund ihrer optischen Eigenschaften können sie von NIR-Sensorsystemen nicht zuverlässig erkannt und nach Kunststoffart (PE, PP, ABS etc.) sortiert werden. In der Praxis führt das dazu, dass Carbon Black-Kunststoffe im Sortierprozess automatisch ausgeschleust werden und die Mischfraktionen als Abfall verloren gehen.

Dafür gibt es mehrere Gründe:

• Ästhetik: Schwarz wirkt hochwertig und zeitlos.
• Farbabdeckung: Schwarze Pigmente im Kunststoff können Verunreinigungen oder unterschiedliche Materialzusammensetzungen in Produkten kaschieren.
• Kosten: Ruß (Carbon Black) ist ein günstiges und effektives Pigment.
• UV-Beständigkeit: Schwarze Pigmente – insbesondere Carbon Black – bieten einen sehr guten Schutz vor UV-Strahlung. Sie verhindern das vorzeitige Altern, Verspröden oder Ausbleichen von Kunststoffen. Gleichzeitig schützen sie auch den Inhalt, da schwarze Verpackungen – etwa Flaschen – UV-Strahlung effektiv abschirmen.

Dass schwarze Kunststoffe nicht zuverlässig sortiert werden können, hat mehrere negative Folgen:

• Geringere Recyclingquote: Schwarze Kunststoffarten werden oft nicht erkannt, Mischfraktionen werden entsorgt/verbrannt.
• Verlust von Rohstoffen: Wertvolle Materialien gehen verloren, anstatt im Kreislauf wiederverwendet zu werden.
• Erhöhte Umweltbelastung: Durch Verbrennung entstehen zusätzlich CO₂ und andere Emissionen.
• Geringere Profitabilität: Gutmaterial hat eine geringere Reinheit/Qualität und erzielt dadurch niedrigere Verkaufspreise.

Mit der Einführung der Mid-Wave-Infrared (MWIR)-Technologie erweitert Sesotec sein Sensorportfolio gezielt um einen entscheidenden Wellenlängenbereich, der für die zuverlässige Erkennung schwarzer Kunststoffe notwendig ist. 

Ein besonderer Vorteil: Die neue kamerabasierte Technologie lässt sich nahtlos in bestehende Systeme integrieren. Bewährte Software, etablierte Algorithmen und vorhandene KI-Modelle können weiterhin genutzt werden. Grundlage dafür ist die langjährige Erfahrung von Sesotec in der Spektralanalyse, die eine sichere und präzise Materialklassifikation gewährleistet.

So entsteht eine leistungsstarke Gesamtlösung, bei der innovative Kameratechnologie auf erprobte Auswertungsmethoden trifft – mit entsprechend geringem Risiko bei der Einführung.

• Neuer Wellenlängenbereich für die zuverlässige Erkennung schwarzer Kunststoffe
• Nutzung bestehender Software, Algorithmen und KI-Modelle
• Hohe Klassifikationssicherheit durch langjährige Spektralanalyse-Expertise
• Geringes Implementierungsrisiko dank bewährter Auswertungsmethoden 

Die MWIR-Technologie ist damit weit mehr als nur eine neue Sensorik: Sie vereint Kamera, Beleuchtung, intelligente Software und umfassende Anwendungserfahrung zu einer optimal abgestimmten Lösung für die präzise und zuverlässige Sortierung schwarzer Kunststoffe.

MWIR (Mid-Wave Infrared) nutzt Infrarotstrahlung im mittleren Wellenlängenbereich, um Materialien anhand ihrer molekularen Signaturen zu erkennen.

Warum das bei schwarzen Kunststoffen funktioniert:

• Schwarze Kunststoffe absorbieren sichtbares Licht. Zu klassischen Kameras/NIR gelangt daher keine Reflektion, die erfasst werden könnte
• Im MWIR-Bereich haben Kunststoffe trotzdem charakteristische Absorptions- bzw. Emissionsspektren 

Funktionsprinzip:

1. Kunststoff wird mit Infrarotstrahlung beleuchtet (oder seine Eigenemission wird gemessen).  
2. Das Material absorbiert bestimmte Wellenlängen, abhängig von seiner chemischen Struktur.
3. Ein MWIR-Sensor misst das reflektierte/emittierte Spektrum.
4. Software (z. B. ML oder Spektralanalyse) vergleicht das Signal mit bekannten Mustern.

Die Kunststoffart wird klassifiziert (z. B. PE, PP, ABS).

Neu ist primär die Kameratechnologie (MWIR-Wellenbereich) – die wahre Stärke entsteht durch die Kombination mit bereits etablierter KI, Software und neuem Wellenlängenbereich.

• Verbesserte Unterscheidung stark absorbierender Carbon Black-Kunststoffe
• Kombination von KI & Spektralanalyse

Vergleich der Lösungen: 

• Erschließung neuer Wertstofffraktionen
• Höherer Verkaufspreis für sortenreines Rezyklat
• Reduzierte Entsorgungskosten
• Bessere Erfüllung regulatorischer Vorgaben
• Wettbewerbsvorteil durch technologischen Vorsprung

Die Sortierung von schwarzen Carbon-Black-Kunststoffen ist ein technisches Problem, das lange als kaum lösbar galt. Obwohl moderne Recyclinganlagen beeindruckende Leistungen erbringen, stoßen sie bei diesen Materialien noch immer an ihre Grenzen. Gleichzeitig stehen jedoch bereits konkrete Lösungen zur Verfügung: Neue Technologien ermöglichen es zunehmend, auch schwarze Kunststoffe zuverlässig nach Kunststoffarten zu separieren und damit ihre Recyclingfähigkeit deutlich zu verbessern.

Diese Fortschritte führen zu einem signifikant steigenden Wertstoffanteil, da bislang verlorene Materialien wieder in den Kreislauf zurückgeführt werden können. Damit gehen auch klare ökologische Vorteile einher: Durch die Vermeidung der thermischen Verwertung, die Substitution von Neuware durch hochwertiges Rezyklat sowie den reduzierten Einsatz von Primärrohstoffen lassen sich CO₂-Emissionen spürbar senken und Ressourcen schonen. Gleichzeitig verbessert sich die Materialeffizienz durch höhere Ausbeuten verwertbarer Fraktionen, geringere Sortierverluste und stabilere Stoffstromqualitäten.

Auch wirtschaftlich ergeben sich klare Potenziale für Recycler. Neue Technologien erschließen zusätzliche Wertstofffraktionen, ermöglichen höhere Verkaufspreise für sortenreine Rezyklate und senken gleichzeitig Entsorgungskosten. Darüber hinaus unterstützen sie die Einhaltung regulatorischer Vorgaben und schaffen Wettbewerbsvorteile durch technologischen Vorsprung.

Der Weg zu einer echten Kreislaufwirtschaft erfordert daher nicht nur weitere Innovationen, sondern vor allem die konsequente Umsetzung von bereits verfügbaren Lösungen. Denn in vielen Anwendungen sind schwarze Kunststoffe weiterhin sinnvoll oder notwendig – etwa zum Schutz vor UV-Strahlung oder zur Sicherstellung bestimmter Materialeigenschaften.

Eine nachhaltige Zukunft liegt somit nicht im Verzicht, sondern in der gezielten Kombination aus innovativen Materialien, angepasstem Design und leistungsfähiger Sortiertechnologie. So kann sichergestellt werden, dass auch schwarze Kunststoffe nicht mehr als Abfall in der Verbrennung enden, sondern als wertvolle Ressource erhalten bleiben und als hochwertiger Sekundärrohstoff genutzt werden.