Anforderungen an eine effiziente technologische Behandlung von Post-Consumer Verpackungsmaterialien in Sortieranlagen

Möglichkeiten und Grenzen

• Dr.-Ing. Alexander Feil
• Nils Kroell
• Prof. Dr.-Ing. Thomas Pretz

Sortieranlagen sind die erste technologische Verarbeitungsstufe von Post-Consumer Verpackungsmaterialien (LVP). Mit Blick auf die anspruchsvollen werkstofflichen Verwertungsquoten sollten die in diesen Anlagen erzeugten Vorkonzentrate sowohl ein hohes Wertstoffausbringen als auch eine hohe Reinheit aufweisen. Verfügbare Daten zu den Sortierleistungen zeichnen hingegen ein eher ernüchterndes Bild. So konnten 2019 nur etwa 19 Ma.-% der anfallenden Post-Consumer Kunststoffabfälle als Output in Rezyklate überführt werden. Um gute Sortierergebnisse zu erhalten, müssen die Stoffströme einer intensiven Vorkonditionierung auf der Artikelebene unterzogen werden. Neuinstallationen von Sortieranlagen verfügen meist über mehrstufig angeordnete Trennprozesse, bei denen sowohl ein hohes Wertstoffausbringen als auch eine hohe Wertstoffanreicherung erzielt werden kann. Eine Modellrechnung hierzu zeigt den Nutzen mehrstufiger Sortierprozesse auf. Ein weiteres Kennzeichen moderner Anlagentechnik ist die Ergänzung der üblichen Nahinfrarot-Sortierung durch Multisensorik, um mehr Trennmerkmale für die abschließende Sortentrennung zu nutzen. Trotz dieser Verbesserungen, die i. W. eine Erweiterung des Anlagenbestandes darstellen, existieren eine Reihe betriebstechnisch ungelöster Herausforderungen, wie die derzeit mangelnde Option, Stoffströme sowohl volumetrisch als auch nach ihrer stofflichen Zusammensetzung adaptiv zu steuern. Neben den technischen Herausforderungen birgt auch die Materialzusammensetzung des Stoffstroms sowie das Design des Materials und der Produkte als auch die Sammeldisziplin ein hohes Potential für Reinheit und Wertstoffausbringen. Im vorliegenden Beitrag soll aufgezeigt werden, welche Faktoren den Prozesserfolg von LVP-Sortieranlagen nach Stand der Technik beeinflussen, welche derzeit noch ungelösten Herausforderungen durch technische Entwicklungen zukünftig evtl. einer Lösung zugeführt werden könnten und welche Grenzen hierbei zu beachten sind.

Sorting plants are the first technological processing stage of post-consumer packaging materials (LWP). In view of the demanding mechanical recycling rates, the pre-concentrates produced in these plants should have both a high recyclable material yield and a high purity. Available data on sorting performance, however, paint a rather sobering picture. Thus, in 2019, only about 19 wt % of the post-consumer plastic waste generated could be transferred into recyclates as output. In order to achieve good sorting results, the material streams must be subjected to intensive preconditioning. New installations of sorting plants usually have separation processes arranged in several stages, in which both a high recyclable material yield and a high recyclable material enrichment can be achieved. A model calculation on this shows the benefits of multi-stage sorting processes. Another feature of modern plant technology is the addition of multi-sensor technology to the usual near-infrared sorting in order to use more separation features for the final sort separation. Despite these improvements there are still a number of unsolved operational challenges, such as the current lack of an option to adaptively control material flows both volumetrically and according to their material composition. In addition to the technical challenges, the material composition of the material flow and the design of the material and products, as well as the collection discipline, also have a high potential for purity and recyclable material output. This paper aims to show which factors influence the process success of LWP sorting plants according to the state of the art, which currently unsolved challenges could possibly be solved in the future through technical developments, and which limits must be considered.