{"id":76533,"date":"2020-07-16T07:41:01","date_gmt":"2020-07-16T05:41:01","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=76533"},"modified":"2020-07-07T11:25:44","modified_gmt":"2020-07-07T09:25:44","slug":"aufwertung-von-post-consumer-pla-abfaellen-ein-tor-zur-zirkulaeren-bio-wirtschaft","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/aufwertung-von-post-consumer-pla-abfaellen-ein-tor-zur-zirkulaeren-bio-wirtschaft\/","title":{"rendered":"Aufwertung von Post-Consumer-PLA-Abf\u00e4llen: Ein Tor zur \u00bbZirkul\u00e4ren Bio-Wirtschaft\u00ab"},"content":{"rendered":"

Aufgrund ihrer Leistungsf\u00e4higkeit und Haltbarkeit sind synthetische Kunststoffe als \u00bbMaterialien des t\u00e4glichen Gebrauchs\u00ab unverzichtbar geworden. Ihre unterschiedslose Entsorgung hat jedoch zu einem akuten Problem der Kunststoffverschmutzung gef\u00fchrt. Um dieses Problem anzugehen, versucht die Europ\u00e4ische Union nicht nur, ein Kreislaufsystem zur Wiederverwendung, Reparatur und Wiederverwertung von Kunststoffen (Kreislaufwirtschaft) einzuf\u00fchren, sondern sie strebt auch die Herstellung von Kunststoffen aus erneuerbaren Ressourcen (biobasierte Kunststoffe) an. Polymilchs\u00e4ure (PLA) ist einer der vielversprechendsten und am h\u00e4ufigsten verwendeten Polyester dieser Kategorie. Aufgrund seiner flexiblen und vielseitigen Anwendungen, die von Einwegbesteck und abbaubarem Nahtmaterial bis hin zu starren Verpackungen und Extrusionsbeschichtungen reichen, wird erwartet, dass die weltweite Produktionskapazit\u00e4t von PLA bis zum Jahr 2023 auf 826.000 Tonnen anwachsen wird [1]<\/sup>. Der dominierende Markt f\u00fcr PLA ist jedoch die Lebensmittelverpackung.<\/strong><\/p>\n

\"Aufbereitung
Aufbereitung des Produktgemisches (Quelle: Fraunhofer ICT)<\/figcaption><\/figure>\n

PLA ist eine biobasierte Alternative zu Kunststoffen auf fossiler Basis, allerdings ist seine Herstellung sehr rohstoff- und energieintensiv (zur Herstellung von einem Kilogramm PLA werden 2,39 kg Maiskolben, 50 kg Wasser und 54 MJ an fossiler Energie ben\u00f6tigt). Mit steigender Weltbev\u00f6lkerung kann die Anbaufl\u00e4che dieser nachwachsenden Rohstoffe als Ausgangsmaterial f\u00fcr die PLA-Produktion mit der f\u00fcr die Nahrungsmittelproduktion konkurrieren. Obwohl PLA ein potentielles Rohstoffmaterial mit hohem Volumen ist, gibt es keine Infrastruktur, um PLA getrennt zu sammeln und zu recyceln. Daher landet es oft in anderen konventionellen Abfallstr\u00f6men, wodurch diese verunreinigt und die modernen kommunalen Recyclingstrategien gest\u00f6rt werden.<\/p>\n

Im Rahmen des Fraunhofer-Exzellenzclusters \u00bbCircular Plastics Economy CCPE\u00ae\u00ab besch\u00e4ftigen sich Experten aus unterschiedlichen Fraunhofer-Instituten unter anderem mit genau dieser Fragestellung. Nur mit einem systemischen und kompetenz\u00fcbergreifenden Ansatz k\u00f6nnen Fragestellung f\u00fcr die Kreislaufwirtschaft von Kunststoffen beantwortet werden. Die beteiligten Institute (Fraunhofer IAP, Fraunhofer ICT, Fraunhofer IML, Fraunhofer IVV, Fraunhofer LBF und das Fraunhofer UMSICHT) erforschen in dem Cluster Wege zur nachhaltigen Transformation der gesamten Kunststoff-Wertsch\u00f6pfungskette hin zu einer Kreislaufwirtschaft.<\/p>\n

F\u00fcr eine Kreislauff\u00fchrung des Biokunststoffs PLA arbeitet das Fraunhofer ICT gemeinsam mit dem Fraunhofer LBF an einer Strategie zur chemischen Wiederverwertung von PLA-Abfall zu einem Laktatester (Ethyllaktat). Ziel ist die sp\u00e4tere kommerzielle Anwendung des rezyklierten Ethyllaktats in der chemischen Synthese, f\u00fcr Magnetbandbeschichtungen, in der Kunststoff-, Metall-, Holz- und Lebensmittelindustrie. Das Verfahren stellt eine wirtschaftliche und nachhaltige Recyclingstrategie dar, die in der Lage ist, das PLA-Substrat zusammen mit einer hohen Ausbeute an Ethyllaktat (80 %) in relativ kurzer Zeit (< 20 min) und unter milden Reaktionsbedingungen (< 70 \u00b0C, Umgebungsdruck) nahezu vollst\u00e4ndig zu depolymerisieren. Ein hervorstechendes Merkmal dieses Systems ist die Verwendung eines konventionellen, umweltfreundlichen, organischen und kommerziellen Katalysators. Eine weitere Besonderheit des Verfahrens ist der Einsatz eines umweltfreundlichen, niedrig siedenden L\u00f6sungsmittels, das in der Lage ist, die PLA-Fraktion selektiv aus einem gemischten Kunststoffabfallstrom (haupts\u00e4chlich PET und PP) zu l\u00f6sen. Dieses flexible Prozessschema ist in der Lage, unbehandeltes PLA verschiedener Qualit\u00e4ten (Total Corbion LX175 und NatureWorks\u2122 PLA 6032 D) sowie gebrauchte PLA-Becher zu verarbeiten. Das Verfahren wurde im Jahr 2019 vom Laborma\u00dfstab auf einen technischen Ma\u00dfstab (15 L) hochskaliert, und seine Robustheit wurde durch das Recycling von PLA-Bechern aus Post-Verbraucher-Abf\u00e4llen, ohne jegliche Auswirkungen auf die Ausbeute des Laktatesters nachgewiesen.<\/p>\n

Es wird erwartet, dass die Produktion sowohl von PET als auch von PLA bis 2021 steigen wird [2]<\/sup>, wobei die prozentuale Zunahme von PLA h\u00f6her sein wird als die von PET. Aufgrund der Art der Anwendung k\u00f6nnte die gesch\u00e4tzte maximale Verunreinigung durch PLA in PET-Abfallstr\u00f6men bis 2021 zwischen 0,8 % und 8 % schwanken. In einem solchen Szenario w\u00e4ren innovative Methoden zur Entfernung von PLA erforderlich, um qualitativ hochwertiges recyceltes PET sicherzustellen. Dar\u00fcber hinaus ist die enorme Nachfrage nach PLA auf dem Verbrauchermarkt in Verbindung mit dem hohen Rohstoff- und Energiebedarf f\u00fcr seine Herstellung f\u00fcr die Hersteller von PLA eine gro\u00dfe Herausforderung. In dieser Situation wird die Umsetzung der oben genannten Strategie nicht nur die wertvolle Polyhydroxys\u00e4ure nach dem Ende ihres konventionellen Lebenszyklus vollst\u00e4ndig nutzen, sondern auch einen Mehrwert in der Lieferkette schaffen.<\/p>\n

Dar\u00fcber hinaus w\u00fcrde die Anpassung eines Kreislaufwirtschaftsansatzes f\u00fcr die Synthese von Ursprungs-PLA mit dieser Strategie zu ca. 50 % Energieeinsparung im Vergleich zu den herk\u00f6mmlichen PLA-Herstellungsverfahren f\u00fchren, ausgehend von Maiskolben als Ausgangsmaterial. Dadurch wird Ackerland (5,7 m2\/kg PLA)1 f\u00fcr die Produktion von Pflanzen f\u00fcr den menschlichen Verzehr oder f\u00fcr die Viehzucht frei, wodurch ein Beitrag zu den Zielen der Vereinten Nationen f\u00fcr nachhaltige Entwicklung geleistet wird. Dies wird gemeinsam mit dem Fraunhofer UMSICHT untersucht.<\/p>\n

Zusammengefasst sieht das entwickelte Konzept also vor, die Probleme beim Zusammentreffen von chemischem Recycling von PLA und nachhaltiger Produktion von Laktatestern (potenzielle Alternative zu herk\u00f6mmlichen petrochemischen L\u00f6sungsmitteln) unter strikter Beachtung der Grundlagen der gr\u00fcnen Chemie zu l\u00f6sen und damit die Grundlage f\u00fcr eine \u00bbzirkul\u00e4re Bio\u00f6konomie\u00ab zu schaffen. Dies kommt wiederum der Kreislaufwirtschaft konventioneller Kunststoffe sowie verschiedenen Elementen der gesamten gesellschaftlichen Wertsch\u00f6pfungskette zugute.<\/p>\n

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[1] Biopolymers-Facts and Statistics 2019 (Production Capacities, Processing Routes, Feedstock, Land and Water Use), Institute for Bio-plastics and Bio-composites (IfBB), Hochschule Hannover-University of Applied Sciences and Arts.<\/p>\n

[2] Alaerts, Luc; Augustinus, Michael; van Acker, Karel (2018): Impact of Bio-Based Plastics on Current Recycling of Plastics, in Sustainability 10 (5), S. 1487. DOI: 10.3390\/su10051487.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Zusammentreffen von chemischem Recycling von PLA und nachhaltiger Produktion von Laktatestern <\/p>\n","protected":false},"author":58,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"","nova_meta_subtitle":"","footnotes":""},"categories":[5572],"tags":[10608,10408,11567],"supplier":[104,6809,201,14892,303,938,103,13186],"class_list":["post-76533","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-bio-based","tag-biooekonomie","tag-greenchemistry","tag-umwelt","supplier-fraunhofer-institut-fuer-angewandte-polymerforschung-iap","supplier-fraunhofer-lbf","supplier-fraunhofer-institut-fuer-chemische-technologie-ict","supplier-fraunhofer-institut-fuer-materialfluss-und-logistik-iml","supplier-fraunhofer-institut-fuer-umwelt-sicherheits-und-energietechnik-umsicht","supplier-fraunhofer-institut-fuer-verfahrenstechnik-und-verpackung-ivv","supplier-natureworks-llc","supplier-total-corbion-pla"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/76533","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/users\/58"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=76533"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/76533\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=76533"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=76533"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=76533"},{"taxonomy":"supplier","embeddable":true,"href":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/wp-json\/wp\/v2\/supplier?post=76533"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}