Kooperationsprojekt

Meinolf Droege,

Closed-Loop-Recycling von Einweg-Gesichtsmasken

Zwei Fraunhofer-Institut und zwei Industrieunternehmen haben gemeinsam ein Recyclingverfahren für Altkunststoffe entwickelt. Das Pilotprojekt soll zeigen, dass Einweg-Gesichtsmasken für das Closed-Loop-Recycling geeignet sind.

In einem Pilotprojekt mit mehreren Partnern zur Kreislaufwirtschaft wurde gezeigt, wie Einweg-Gesichtsmasken im Verwertungskreislauf gehalten und so Kunststoffabfälle und der Abbau fossiler Rohstoffe reduziert werden können. © Sabic, Fraunhofer

Das Fraunhofer-Institut Umsicht, Fraunhofer CCPE, Sabic sowie Procter und Gamble arbeiten in einem Pilotprojekt zur Kreislaufwirtschaft zusammen, das die Möglichkeiten zur Rückführung von Einweg-Gesichtsmasken in den Verwertungskreislauf aufzeigen soll. Deren milliardenfache Verwendung zum Schutz vor dem Coronavirus birgt Probleme für die Umwelt, besonders wenn die Masken in der Öffentlichkeit, beispielsweise in Parks, bei Open-Air-Veranstaltungen oder an Stränden, gedankenlos weggeworfen werden. Neben der Herausforderung, eine nachhaltige Lösung für derart große Mengen der Hygieneartikel zu finden, bedeutet die bloße Entsorgung der gebrauchten Masken auf Mülldeponien oder in Verbrennungsanlagen einen Verlust an wertvollem Rohstoff, mit dem sich neue Materialien herstellen ließen.

Vor diesem Hintergrund wurde untersucht, wie gebrauchte Gesichtsmasken zurück in die Wertschöpfungskette der Maskenproduktion gelangen können. Für eine echte Kreislauflösung, die nachhaltige und wirtschaftliche Kriterien erfüllt, braucht es jedoch verschiedene Kompetenzen. Deshalb haben die die Fraunhofer-Institute und Unternehmen zusammengetan, um Lösungen zu finden.

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Im Rahmen des Pilotprojekts sammelte P&G an seinen Produktions- und Forschungsstandorten in Deutschland gebrauchte Gesichtsmasken von Mitarbeitern und Besuchern ein. Auch wenn diese Masken immer ordnungsgemäß entsorgt werden, fehlte es an Möglichkeiten, diese effizient zu recyceln. Um hierbei alternative Herangehensweisen aufzuzeigen, wurden extra Sammelbehälter aufgestellt und die eingesammelten Altmasken an Fraunhofer zur Weiterverarbeitung in einer speziellen Forschungspyrolyseanlage geschickt.

Recycling und Hygieneanforderungen

Einmal-Medizinprodukte wie Gesichtsmasken stellen hohe Hygieneanforderungen an die Produktion, aber auch an die Entsorgung. Mechanisches Recycling sei, so das Institut Umsicht, keine Lösung. Das Konzept sieht die automatische Zerkleinerung und anschließende thermochemische Umwandlung in Pyrolyseöl vor. Unter Druck und Hitze wird der Kunststoff bei der Pyrolyse in molekulare Fragmente zerlegt, wodurch unter anderem Rückstände von Schadstoffen oder Krankheitserregern wie dem Coronavirus zerstört werden. Im Anschluss können daraus neuwertige Rohstoffe für die Kunststoffproduktion gewonnen werden, die zudem die Anforderungen an Medizinprodukte erfüllen sollen.

Das Pyrolyseöl wurde im nächsten Schritt an Sabic weitergereicht, wo es als Ausgangsmaterial für die Herstellung von neuwertigem Polypropylen (PP) zum Einsatz kam. Das Polymer wurde nach dem allgemein anerkannten Massenbilanz-Prinzip hergestellt, bei dem das alternative Ausgangsmaterial im Produktionsprozess mit fossilen Rohstoffen kombiniert wird. Das Massenbilanz-Prinzip gilt als Brückenlösung zwischen der heutigen Linearwirtschaft und der nachhaltigeren Kreislaufwirtschaft der Zukunft.

Das in diesem Pilotprojekt gewonnene zirkuläre PP-Polymer zeige deutlich, dass Closed-Loop-Recycling durch die aktive Zusammenarbeit von Akteuren aus der gesamten Wertschöpfungskette erreicht werden kann. Das Kreislaufmaterial sei Teil des Truecircle-Portfolios, mit dem Altkunststoffe wiederverwertet und fossile Ressourcen eingespart werden sollen. Mit der abschließenden Lieferung des PP-Polymers an P&G, das dort zu Faservliesstoffen verarbeitet wurde, schloss sich der Kreis.

Dank des Pilotprojekts könne nun besser beurteilt werden, ob der Kreislaufansatz auch für Kunststoffe, die bei der Herstellung von Hygiene- und Medizinprodukten zum Einsatz kommen, geeignet ist. Natürlich müsse das Verfahren noch verbessert werden. Die bisherigen Ergebnisse seien jedoch vielversprechend.

Forschen für die Praxis

Das gesamte Kreislaufprojekt – von der Einsammlung der Gesichtsmasken bis zur Produktion – wurde innerhalb von sieben Monaten entwickelt und umgesetzt. Der Einsatz innovativer Recyclingverfahren bei der Verarbeitung anderer Materialien und chemischer Produkte wird im Fraunhofer CCPE weiter erforscht.

Der Übergang von einer Linear- zu einer Kreislaufwirtschaft in der Kunststoffproduktion könne nur gelingen, wenn die beteiligten Akteure zusammenarbeiten. Der Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE bündelt die Kompetenzen von sechs Fraunhofer-Instituten und setzt auf eine enge Zusammenarbeit mit Partnern aus der Industrie.

Durch Transfer wissenschaftlicher Erkenntnisse in die Wirtschaft, Gesellschaft und Politik sieht sich das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik Umsicht zu den Vorreitern beim nachhaltigen Umgang mit Energieträgern und Rohstoffen.

Sabic ist ein weltweit diversifiziertes Chemieunternehmen mit Hauptsitz in Riad, Saudi-Arabien. Das Unternehmen produziert in Nord- und Südamerika und Europa sowie im Nahen Osten und asiatisch-pazifischen Raum. Seine Produktangebot umfasst unterschiedliche Erzeugnisse: Chemikalien, Standard- und Hochleistungskunststoffe, Agri-Nährstoffe und Metalle. Der Konzern verfügt über umfangreiche Forschungsressourcen mit Innovationszentren in USA, Europa, Naher Osten sowie Süd- und Nordasien. Das Truecircle-Programm umfasst die Entwicklung von Recyclingservices und die Gewinnung mechanisch recycelter Materialien, zertifizierten Kreislaufprodukten durch chemisches Recycling von Altkunststoffen sowie zertifizierten erneuerbaren Polymeren aus biobasiertem Rohstoff. P&G bedient Verbraucher weltweit mit Drogerieartikeln von Windeln bis zum Shampoo.

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