Neue Lösungen zum Recycling von Lebensmittelverpackungen aus Kunststoff
Auf Lebensmittelverpackungen entfallen rund 87 % aller in Europa verwendeten flexiblen Kunststoffe, die aus mehrlagigen Verbundstoffen(öffnet in neuem Fenster) bestehen. Diese mehrschichtigen Verbundwerkstoffe sind nicht mithilfe konventioneller Recyclingverfahren wiederverwertbar. Zudem können Post-Consumer-Rezyklate (PCR), selbst wenn sie recycelt werden, nicht als Lebensmittelverpackungen wiederverwendet werden, es sei denn, dass sie aus einem geschlossenen und kontrollierten Lebensmittelverpackungsabfallkreislauf gemäß den Vorschriften der Europäischen Behörde für Lebensmittelsicherheit stammen. Darüber hinaus stellt die Notwendigkeit, recyceltes Polyethylen (PE PCR) zu desodorieren und die Tinte daraus zu entfernen, eine weitere Herausforderung in Sachen Recycelbarkeit dar. Mit einem interdisziplinären, aus fünf Forschungseinrichtungen und zehn Industriepartnern angeworbenem Team wurden im Rahmen des EU-finanzierten Projekts CIRCULAR FoodPack(öffnet in neuem Fenster) neuartige Ansätze zur Verbesserung der Recycelbarkeit von mehrschichtigen Verbundstoffen für Lebensmittelverpackungen entwickelt. CIRCULAR FoodPack ist Teil eines Clusters aus sieben Projekten, deren Arbeit darauf abzielt, Kunststoffe in Übereinstimmung mit dem Europäischen Aktionsplan für die Kreislaufwirtschaft(öffnet in neuem Fenster) stärker in die Kreislaufwirtschaft einzubinden.
Indikatorbasierte Sortierung unterstützt Kreislaufprinzip
Das Hauptziel von CIRCULAR FoodPack bestand darin, den Einsatz fabrikneuer Kunststoffe in flexiblen Verpackungen zu reduzieren, wobei die Recycelbarkeit dieser Materialien gesteigert und die Qualität von recyceltem Polyethylen verbessert wurde. Um die flexiblen Lebensmittelverpackungen zu sortieren und den erforderlichen geschlossenen Kreislauf zur Wiederverwendung ihrer Post-Consumer-Rezyklate zu schaffen, wurde im Rahmen des Projekts die Sortierung auf der Grundlage von Indikatoren erfolgreich validiert und der Abfall in Form flexibler Lebensmittelverpackungen von anderen Kunststoffverpackungen getrennt. Der Erfolg dieses Ansatzes stellte eine wichtige Errungenschaft dar. Projektkoordinatorin Esra Kücükpinar erklärt: „Das System zum indikatorbasierten Sortieren erreicht bei von Haushaltsverpackungsabfällen getrennten flexiblen Lebensmittelverpackungen eine Sortierreinheit von 99 %. Im Gegensatz zu KI-basierten Lösungen, bei denen es mit flexiblen Verpackungen Probleme gibt, ist das indikatorbasierte Sortieren eine kostengünstige, materialunabhängige Lösung.“
Probleme bei Druckfarbenentfernung und Dekontamination lösen
Die Trennung von Lebensmittelverpackungen von anderen Verpackungsabfällen gilt nur als erster Schritt von vielen auf dem Weg in Richtung Kaskadenrecycling und zur Integration in die Kreislaufwirtschaft. Tinte und Klebstoff müssen ebenso wie organische Verunreinigungen und Gerüche entfernt werden. Zu diesem Zweck wurden im Rahmen des Projekts mechanische und lösungsbasierte physikalische Recyclingverfahren eingesetzt, wobei insbesondere die Anwendung von CreaSolv®(öffnet in neuem Fenster) des Projektpartners Fraunhofer IVV zur Erhöhung der Recyclatreinheit angepasst wurde. Die Entfernung von Druckfarbe aus flexiblen Kunststoffen erwies sich als schwierig, denn die Farbstoffe neigten dazu, erneut von dem Material aufgesaugt zu werden. Beim Projektpartner UGENT(öffnet in neuem Fenster) wurde ein industrielles Druckfarbenentfernungsverfahren in einem wasserbasierten Medium entwickelt. Darüber hinaus ergaben Tests beim Projektpartner SIEGWERK(öffnet in neuem Fenster) optimierte Druckfarbenrezepturen, wobei alternative Bindemittel, Additive und Pigmente im Sinne einer einfacheren Druckfarbenentfernung eingesetzt wurden. Während das indikatorbasierte Sortieren in großem Maßstab validiert wurde, muss die Infrastruktur für lösungsmittelbasierte Behandlungen zur Delaminierung und Druckfarbenentfernung noch aufgebaut werden. Das Team von CIRCULAR FoodPack war jedoch in der Lage, unter Verwendung funktioneller Barrieren PE-basiertes, recycelbares, flexibles Lebensmittelverpackungsmaterial mit einem Post-Consumer-Rezyklat-Anteil von 30 % herzustellen.
Demonstrationsprodukte und Aufnahmebereitschaft im Verbrauchssektor
Das Projektteam analysierte in mehreren europäischen Ländern das Abfallaufkommen und den Sammelstatus bei flexiblen Kunststoffen. Durchführbarkeitsstudien zeigen, dass die Verwertung von durch CIRCULAR FoodPack-Technologien gewonnenen Post-Consumer-Rezyklaten mit den Kosten von fabrikneuem PE vergleichbar ist. Projektintern wurden mehrere Demonstrationsprodukte unter Nutzung der durch die innovativen Technologien gewonnenen Post-Consumer-Rezyklate erarbeitet. Dazu zählen Verpackungen für Körperpflegemittel und Haushaltsprodukte sowie für trockene Lebensmittel geeignete Verpackungen für Kakao- und Kaffeepulver. Die Ergebnisse von CIRCULAR FoodPack sind ermutigend. Um das Recyclingpotenzial von Kunststoffabfällen aus Lebensmittelverpackungen auszuschöpfen, braucht Europa politische Maßnahmen, Investitionen und eine industrieweite Zusammenarbeit, bei der die Gestaltungen von Verpackungsstrukturen verbessert, Recycling-Kaskaden ermöglicht und Qualitätszertifikate bereitgestellt werden, die EU-Normen entsprechen. Kücükpinar erklärt: „Mithilfe der Aufklärung der Verbraucherinnen und Verbraucher, der Förderung der Zusammenarbeit und der Gewährleistung von Transparenz zielen die CIRCULAR FoodPack-Technologien darauf ab, ein skalierbares, geschlossenes Kreislaufsystem zum Recycling von lebensmittelechten mehrschichtigen Verbundstoffen und deren Wiederverwendung in Form von flexiblen Lebensmittelverpackungen zu schaffen.“
Schlüsselbegriffe
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