Aufbereitung nach Plan statt Standardrecycling: Hochwertiges PCR-Rezyklat durch Kombination aus Prozessführung und Analytik

Die Aufbereitung von Post‑Consumer‑Kunststoffen scheitert in der Praxis häufig nicht an ihrer grundsätzlichen Recyclingfähigkeit, sondern an ihren spezifischen Verunreinigungen und olfaktorischen Belastungen. Eine möglichst wirksame Vorbehandlung des Altmaterials ist also entscheidend für die Qualität des gewonnenen Rezyklats. Gleichzeitig stehen Industrie und Forschung vor der Aufgabe, ökologische und ökonomische Nachhaltigkeit gleichermaßen im Blick zu haben.

Bei der Neue Materialien Bayreuth GmbH (NMB) werden genau diese Fragestellungen unter realitätsnahen Bedingungen systematisch untersucht. Zentraler Ansatz ist die gezielte Identifizierung derjenigen Aufbereitungsverfahren, die maßgeblich über die Qualität des Rezyklats entscheiden. Im Recyclingtechnikum der außeruniversitären Forschungeinrichtung werden hierzu reale Materialströme analysiert, prozessiert und wissenschaftlich begleitet, statt einzelne Verfahren isoliert zu bewerten. Durch die Kombination aus flexibler Anlagentechnik und detaillierter materialanalytischer Begleitung lassen sich belastbare Aussagen ableiten, welche Verfahrens- und Prozessführungsvarianten technisch sinnvoll, reproduzierbar und skalierbar sind. 

Als Demonstratormaterial dienen Waschmaschinenschläuche aus Polypropylen. Sie sind repräsentativ für viele Post‑Consumer‑Kunststoffe, die prinzipiell gut recyclingfähig sind, deren Wiederverwendung jedoch durch Verunreinigungen und Geruch limitiert wird. An diesem Material lassen sich typische Herausforderungen der mechanischen Aufbereitung exemplarisch untersuchen.

Ein Schwerpunkt liegt auf der Untersuchung von Waschprozessen. In variablen Versuchsreihen werden unterschiedliche Waschmechanismen, Temperaturen und Additive eingesetzt. Die Wirksamkeit dieser Prozesse wird nicht allein visuell oder subjektiv ermittelt, sondern mithilfe analytischer Methoden bewertet. So kann objektiv bestimmt werden, in welchem Umfang organische Verunreinigungen und geruchsrelevante Substanzen entfernt werden.

Durch diese Kombination aus Prozessführung und Analytik generiert die NMB eine belastbare Datenbasis. Damit erhalten die Forschungspartner der NMB nicht nur qualitative Einschätzungen, sondern auch nachvollziehbare Entscheidungsgrundlagen für Prozessauslegung, Investitionen und Produktstrategien.

Die Ergebnisse zeigen deutlich, dass Waschprozesse einen messbaren Einfluss auf die Rezyklat-Qualität haben. Mithilfe von thermischer Analyse konnte nachgewiesen werden, dass Waschschritte die organische Verunreinigung des Altmaterials signifikant reduzieren. Ungewaschene Materialien weisen deutlich höhere Rückstände auf, die sich auch nach dem Compounding noch nachweisen lassen.

Der Vergleich unterschiedlicher Waschvarianten liefert eine wichtige Erkenntnis: Aufwendigere Prozesse, etwa Heißwäsche mit Zitronensäure, führen nicht zwangsläufig zu einer besseren Reinigungsleistung. Sowohl TGA‑ als auch GC‑MS‑Analysen zeigen sehr ähnliche Ergebnisse zwischen rein mechanischer Reibwäsche und Heißwäsche. Gleichzeitig ist der ökologische Fußabdruck der Heißwäsche durch höheren Energie- und Wasserverbrauch deutlich größer.

Auch im Hinblick auf olfaktorische Belastungen konnten relevante Aufbereitungsverfahren identifiziert werden. Einzelne flüchtige Substanzen können durch geeignete Waschprozesse reduziert werden. Gleichzeitig wurde aber deutlich, dass Waschprozesse allein nicht ausreichen, um alle geruchsrelevanten Komponenten zu entfernen. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit zu ergänzenden Desodorisierungsschritten, die im NMB-Recyclingtechnikum ebenfalls pilotiert werden. 

Erst durch das Verständnis der Zusammenhänge zwischen Verunreinigung, Geruch und Materialbeschaffenheit einerseits, sowie Aufbereitungsverfahren und Prozessparametern andererseits lassen sich robuste materialspezifische Prozessfenster für die Aufbereitung definieren. Diese Erkenntnisse sind nicht auf Altmaterial-Waschmaschinenschläuche beschränkt, sondern auf weitere Kunststoffströme übertragbar.

Mit dem Recyclingtechnikum positioniert sich die NMB als Forschungspartner für die industrielle Kreislaufwirtschaft. Der Ansatz verbindet experimentelle Forschung, analytische Tiefe und praxisnahe Prozessentwicklung – mit dem Ziel, Recyclingprozesse nicht nur möglich, sondern technisch und wirtschaftlich sinnvoll zu machen.