Circular Economy

19.05.2020 | Sesotec

Wie Kunststoffverarbeiter Rezyklat profitabel verwerten

Viele Gründe sprechen dafür, Rezyklat zu verwenden und damit den Kunststoffkreislauf zu schließen. Doch ohne die richtige Prozesstechnik funktioniert das nicht profitabel. Welche Verunreinigungen bei Rezyklat eine Rolle spielen und wie diese vermieden und eliminiert werden können – eine Erklärung.



Warum Rezyklat die Profitabilität steigert

Rezyklat hat viele Vorteile – ob für Verarbeiter, Verbraucher oder die Umwelt. Denn auch wenn die Preise für Rezyklat schwanken, so sind sie in der Regel doch meist niedriger als die für Neuware. Zudem zeigt sich seit längerem ein gesellschaftliches Umdenken hin zu einem erhöhten Umweltbewusstsein, sodass es auch für Unternehmen wichtiger wird, sich aktiv für die Umwelt einzusetzen. Kunden achten auf Rezyklatanteile, zum Teil verlangen sie diese sogar, weshalb sich immer mehr Unternehmen zu festen Rezyklatanteilen bekennen.

Rund 12,3 Prozent betrug der Anteil von Rezyklat an der gesamten Verarbeitungsmenge von Kunststoffen in Deutschland im Jahr 2017. Vergleicht man die verschiedenen Branchen, so wurde Rezyklat signifikant in Landwirtschafts- (34,9%), Bau- (21,5%) und Verpackungsanwendungen (9,1%) eingesetzt.* Das freut auch die Umwelt, denn der Rezyklateinsatz schont Ressourcen. Klar ist: Die Kreislaufwirtschaft entwickelt sich zu einem wichtigen Megatrend. Um Rezyklat einsetzen zu können und den Kunststoffkreislauf wirklich zu schließen, muss es allerdings auch konstant in ausreichender Menge zur Verfügung stehen und eine bestimmte Qualität besitzen. Doch das ist nicht immer der Fall.

Warum die Qualität geprüft werden muss

„Zugekauftes Rezyklat kann unterschiedliche Polymere aber auch Metalle enthalten“, sagt Tim Hencken, der als CEO der Sitraplas GmbH, ein Compoundeur technischer Kunststoffe, auch Rezyklate einsetzt und täglich mit deren Zukauf und Verwendung zu tun hat (> Lesen Sie hier die Case Study zu Sitraplas). Aber woher kommen all die Verunreinigungen?




Bei genauem Hinsehen zeigt sich, die Quellen für Verunreinigungen bei angelieferter Recyclingware sind vielfältig. Eine Ursache: Zahlreiche Verpackungen und Produkte bestehen heutzutage aus verschiedenen Kunststoffarten, -farben und Materialien. Bei Getränkeflaschen werden für den Flaschenkörper häufig andere Kunststoffarten als für die Verschlusskappen verwendet. In Seifenspendern aus Kunststoff ist beispielsweise meist eine Feder aus Metall verbaut. Werden die unterschiedlichen Materialien beim Kunststoffrecyclingprozess nicht richtig erkannt, getrennt und sortiert, gelangen sie vermischt und in zerkleinerter Form weiter in das Rezyklat.

Was kann passieren?

Ist das Rezyklat in seiner Zusammensetzung verunreinigt, hat das Folgen. Fremdkunststoffe führen beispielsweise dazu, dass sich die physikalischen Eigenschaften des Produkts, das aus den Rezyklaten entsteht, ändern. Die Produktqualität leidet und es kommt zu Reklamationen. Zudem können durch Fehlfarben Farbabweichungen auftreten, die ebenfalls ein Reklamationsgrund sind. Metallische Verunreinigungen sind die häufigste Verunreinigung im Rezyklat.




Sie können zu Maschinenschäden führen – Maschinenstillstände, Produktionsausfälle und finanzielle Verluste gehen damit einher. Darüber hinaus nehmen der Ersatzteilverbrauch und Wartungsarbeiten zu und die Lebensdauer produktberührender Bauteile wird stark verkürzt. Kurzum: Die Produktionseffizienz sinkt. „Durch die Verunreinigungen können sich beispielsweise die Siebe zusetzen oder Schneckenschäden entstehen. Das wollen wir unbedingt verhindern“, sagt Hencken.

Was tun gegen metallische Verunreinigung?

Für den Kunststoffverarbeiter stellt sich also die Frage, wie sich metallische Verunreinigungen sicher aus dem Rezyklat entfernen lassen. Da das Metall im Produktstrom meist nur schwer erkennbar ist – durchaus eine Herausforderung. Vermischt mit Granulat sind Metallspäne so gut wie nicht sichtbar. Für die „Spurensuche“ gibt es dennoch verschiedene Möglichkeiten.

Anzeichen erkennen und deuten

Konkrete Anzeichen dafür, dass Metalle im Rezyklat enthalten sind, sind Extrusions- und Spritzgießanlagen, deren Siebe häufig mit Metall gefüllt sind, oder deren Siebwechsler oft von mitgeführtem Metall oder der Schmelze gereinigt werden müssen.




Auch Kanäle von Spritzgusswerkzeugen, die häufig durch Metallteile verstopft sind, weisen auf Metalle im Produktstrom hin. Nicht zuletzt sind Metalleinschlüsse im Endprodukt ein eindeutiges Zeichen.

Detektion und Separation einsetzen

Prinzipiell gibt es für Kunststoffverarbeiter verschiedene Optionen, metallischen Verunreinigung zu verhindern. Schon in der Wareneingangskontrolle können sie das Material der Recycler auf seine Qualität hin überprüfen, indem sie Materialanalysesysteme und Metalldetektionssysteme installieren. Materialanalysesysteme prüfen und dokumentieren automatisiert die genaue Zusammensetzung des Eingangsmaterials, sodass der Kunststoffverarbeiter die Qualität des Rezyklats sofort ermitteln und überblicken kann.




Die Installation von Metalldetektoren mit integrierter Separiereinheit am Beginn und weiteren kritischen Stellen der Produktion schützt die Produkte und Anlagen durch das Ausscheiden der Metalle. Moderne Detektionssysteme schaffen es, selbst kleinste Metallteile zu erkennen und zu separieren. Und das ist ein entscheidender Faktor, denn grundsätzlich gilt: Je kleiner die erkannten und ausgeschiedenen Teile, umso besser ist der Schutz vor Schäden und Reklamationen.

Auch Magnetseparatoren kommen zum Einsatz. Doch ausschließlich auf sie zu setzen, reicht nicht aus. Denn sie separieren nur magnetische Metalle. Edelstähle und andere nicht magnetische Metalle wie Kupfer, Messing oder Aluminium können durch sie nicht abgeschieden werden. Ein Magnetseparator sollte daher nur in Kombination mit einem Metalldetektor eingesetzt werden, um den Metalldetektor durch Eisenvorabscheidung zu entlasten. 

Fazit

Der Rezyklateinsatz nimmt zu und damit wird auch der Einsatz von Materialanalysesystemen und Metalldetektoren immer wichtiger. Aufgrund der begrenzten Verfügbarkeit von Rezkylat sind Kunststoffverarbeiter gezwungen, dieses von verschiedenen Lieferanten zu beziehen. Eine einheitliche Qualität ist daher meist nicht gewährleistet. Funktionieren die Analyse- und Detektionssysteme sehr präzise, können Kunststoffverarbeiter dennoch risikolos Rezyklat einkaufen und steigern damit zusätzlich die Profitabilität ihrer Produktion. Letztendlich leisten Materialanalysesysteme und Metalldetektoren einen wichtigen Beitrag, um den Kunststoffkreislauf rentabel zu schließen.




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