{"id":146039,"date":"2024-06-17T07:05:00","date_gmt":"2024-06-17T05:05:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=146039"},"modified":"2024-06-13T12:45:59","modified_gmt":"2024-06-13T10:45:59","slug":"pyrolyse-fur-hochwertige-recycling-kunststoffe","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/pyrolyse-fur-hochwertige-recycling-kunststoffe\/","title":{"rendered":"Pyrolyse f\u00fcr hochwertige Recycling-Kunststoffe"},"content":{"rendered":"\n\n
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Einordnung des chemischen Recyclings mittels Pyrolyse in ein ganzheitliches Recyclingkonzept. Pyrolyse-Drehrohrofen im Technikumsma\u00dfstab mit eigens entwickelter Kondensationsanlage im Vordergrund \u00a9 Fraunhofer IKTS<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Kunststoffe aus Polycarbonat sind wegen ihrer Vielseitigkeit und hohen Qualit\u00e4t begehrte Werkstoffe in der Industrie. Aber das Recycling der Kunststoffabf\u00e4lle st\u00f6\u00dft derzeit noch an Grenzen, denn mechanische Recyclingverfahren generieren nicht f\u00fcr alle Anwendungen ausreichende Recyclat-Qualit\u00e4ten. Fraunhofer-Forschende haben gemeinsam mit dem Chemieunternehmen Covestro Deutschland AG eine Methode entwickelt, mit der sich die Ausgangsstoffe der Polycarbonate zur\u00fcckgewinnen lassen: In der katalytischen Pyrolyse, dem kontrollierten Erhitzen unter Sauerstoffausschluss, zerfallen die Plastikabf\u00e4lle in ihre Bestandteile. Hersteller nutzen die Rohstoffe f\u00fcr die Herstellung neuer Kunststoffe.<\/strong><\/p>\n\n\n

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Aus unterschiedlichen PC-haltigen Abf\u00e4llen wird mit dem neuen Recycling-Verfahren Pyrolyse\u00f6l als Rohstoff f\u00fcr die Herstellung neuer Kunststoffe gewonnen. \u00a9 Fraunhofer IKTS<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n

Wer nach einem hochwertigen Kunststoff sucht, landet schnell bei Polycarbonat (PC). Dieses Material ist temperaturbest\u00e4ndig, schwer entflammbar, kratz- und abriebfest und widersteht sogar verd\u00fcnnten S\u00e4uren. Au\u00dferdem besitzt es eine hohe Transparenz. Diese Eigenschaften machen Kunststoffe mit PC zu einem begehrten und vielseitig einsetzbaren Werkstoff in der Industrie. Deshalb suchen viele Hersteller nach Wegen, den wertvollen Werkstoff durch Recycling von Plastikm\u00fcll zur\u00fcckzugewinnen. Doch herk\u00f6mmliche Technologien wie das mechanische Recycling liefern nur unzureichende Recyclat-Qualit\u00e4ten, die nicht mehr f\u00fcr die Herstellung hochwertiger Produkte geeignet sind.<\/p>\n\n\n\n

Pyrolyse erm\u00f6glicht chemisches Recycling<\/h3>\n\n\n\n

Doch es gibt leistungsf\u00e4hige Alternativen. Forschende am Fraunhofer-Institut f\u00fcr Keramische Technologien und Systeme IKTS haben gemeinsam mit dem Chemieunternehmen Covestro Deutschland AG ein Verfahren zum chemischen Recycling von Polycarbonaten durch katalytische Pyrolyse entwickelt. Bei der Pyrolyse werden Stoffe unter Sauerstoffausschluss erhitzt. Als Folge zerfallen die Substanzen, und die Ausgangsbestandteile des Kunststoffs lassen sich zur\u00fcckgewinnen.<\/p>\n\n\n\n

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Dr. J\u00f6rg Kleeberg, Wissenschaftler am Fraunhofer IKTS am Standort Freiberg<\/strong>, und sein Team haben das Verfahren im Rahmen des Projekts \u00bbPC2Chem\u00ab weiterentwickelt. \u00bbZiel war, Polycarbonat-haltige Kunststoffe so zu recyceln, dass hochwertige Molek\u00fcle wiedergewonnen und als Rohstoffe in den Produktionskreislauf der Industrie zur\u00fcckgef\u00fchrt werden k\u00f6nnen\u00ab, sagt der Experte f\u00fcr Kohlenstoff-Kreislauf-Technologien.<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n

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Pyrolyse-Drehrohrofen im Technikumsma\u00dfstab mit eigens entwickelter Kondensationsanlage im Vordergrund \u00a9 Fraunhofer IKTS
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Die Forschenden machen sich dabei den besonderen Aufbau der Polycarbonate zunutze. Diese bestehen aus Polymeren, einer Kombination miteinander verbundener Molek\u00fclgruppen, den Monomeren. Werden die Polymere in der Pyrolyse thermischer Belastung ausgesetzt, brechen die Bindungen an den Sollbruchstellen zu den hochwertigen Molek\u00fclen auf.<\/p>\n\n\n\n

Industrietauglicher Drehrohrofen<\/h3>\n\n\n\n

Das Fraunhofer-Team nutzt f\u00fcr die Pyrolyse einen Drehrohrofen, der aufgrund seines robusten Aufbaus und seiner Gr\u00f6\u00dfe auch gr\u00f6\u00dfere Mengen verarbeiten kann. Die als Granulat von Covestro angelieferten Kunststoffabf\u00e4lle werden in das rotierende Rohr eingef\u00fchrt und darin erhitzt. Als Produkt entsteht zun\u00e4chst ein Pyrolysegas, aus dem in einer Kondensationsanlage eine \u00f6lige Fl\u00fcssigkeit abgeschieden wird. Daraus wiederum gewinnt der Projektpartner Covestro in einem Aufarbeitungsprozess die unterschiedlichen werthaltigen Molek\u00fcle.<\/p>\n\n\n\n

Damit das Recycling im Drehrohrofen Produkte mit optimaler Zusammensetzung und Ausbeute liefert, musste das Forschenden-Team im Labor einige H\u00fcrden meistern. Die Aufspaltung der Kunststoffe bei hoher Temperatur ist ein hochkomplexer und empfindlicher Prozess. Die Herausforderung f\u00fcr das Team des Fraunhofer IKTS bestand deshalb darin, die Parameter f\u00fcr den Pyrolysevorgang exakt einzustellen: Temperatur, Aufheiz- und Verweilzeit, Abk\u00fchlung, Druckverh\u00e4ltnisse oder auch das Beigeben von Hilfs- und Zusatzstoffen. Erschwerend kommt hinzu, dass die Kunststoffe mit Additiven versehen sind, darunter Farbstoffe, Aufheller, Flammschutzmittel, Substanzen, die Festigkeit oder Elastizit\u00e4t beeinflussen oder auch Lichtschutzmittel. All diese Zusatzstoffe machen die Behandlung im Drehrohrofen kompliziert.<\/p>\n\n\n\n

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J\u00f6rg Kleeberg <\/strong>sagt: \u00bbWenn die Reaktionsprodukte aus der Pyrolyse im Drehrohrofen zu langsam abk\u00fchlen, werden die chemischen Prozesse nicht gestoppt, und die aufgespaltenen Molek\u00fcle bilden wieder neue Verbindungen. Erst wenn alle Parameter korrekt eingestellt und aufeinander abgestimmt sind, entsteht die gew\u00fcnschte hohe Ausbeute an Zielprodukten. Wir haben deshalb zahlreiche Testreihen durchgef\u00fchrt und so schrittweise den Prozess optimiert.\u00ab<\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Den Expertinnen und Experten des Fraunhofer IKTS kommt hier die langj\u00e4hrige Erfahrung in den Bereichen Hochtemperaturkonversion und Prozesstechnik zugute. Das Projekt PC2Chem ist auf einem guten Weg. Durch das Recycling werden bis zu 60% der urspr\u00fcnglichen Bestandteile wiedergewonnen. Das System hat die Phase der ersten Laborversuche verlassen und wird gerade im Technikumma\u00dfstab erprobt.<\/p>\n\n\n\n

Schritt in Richtung Kreislaufwirtschaft<\/h3>\n\n\n\n

Die neue Recycling-Technologie er\u00f6ffnet der Industrie handfeste Vorteile. Das gewonnene Pyrolyse-\u00d6l enth\u00e4lt f\u00fcr die chemische Industrie wichtige Plattformchemikalien wie Styrol oder Phenol. F\u00fcr diese m\u00fcssen derzeit noch fossile Rohstoffe aus Raffinerien genutzt werden. <\/p>\n\n\n\n

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Auch Projektpartner Covestro<\/strong> ist von den Vorteilen \u00fcberzeugt: \u00bbMit dem katalytischen Pyrolyse-Verfahren gewinnen wir aus unterschiedlichen PC-haltigen Abf\u00e4llen wieder Rohstoffe f\u00fcr die Polycarbonatproduktion. Damit senken wir Kohlendioxid-Emissionen, sparen Energie und reduzieren die Kosten\u00ab, erkl\u00e4rt Dr. Stefanie Eiden, Projektleiterin<\/strong> Pyrolyse global.<\/p>\n\n\n\n

Prof. Martin Gr\u00e4bner, Abteilungsleiter Energie- und Verfahrenstechnik am Fraunhofer IKTS am Standort Freiberg<\/strong>, erkl\u00e4rt: \u00bbDie Pyrolyse soll die herk\u00f6mmlichen Verfahren nicht ersetzen, sie ist vielmehr eine ideale Erg\u00e4nzung, wenn es darum geht, aus Plastikresten neue Kunststoffe in hoher Qualit\u00e4t zur\u00fcckzugewinnen. Das Pyrolyse-Verfahren ist ein gro\u00dfer Schritt in Richtung Kreislaufwirtschaft in den Industriebranchen, die Kunststoffe verarbeiten.\u00ab<\/p>\n\n\n\n

Das Team am Fraunhofer IKTS<\/strong> fasst bereits den n\u00e4chsten Schritt ins Auge. \u00bbWir sind in der Lage, das Pyrolyse-Verfahren auch auf andere Kunststoffe und Stoffgemische anzupassen. Industriekunden k\u00f6nnen mit ihrem Recycling-Problem zu uns kommen, wir entwickeln dann eine ma\u00dfgeschneiderte L\u00f6sung\u00ab, sagt J\u00f6rg Kleeberg.<\/p>\n<\/blockquote>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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