JKU forscht mit "Friktionswäscher" an effizientem Kunststoff-Recycling

Bis 2025 muss Österreich laut EU-Vorgaben seine Recyclingquote bei Kunststoffverpackungen von aktuell 25 auf 50 Prozent steigern. Maßnahmen wie das Pfand für Plastikflaschen und Dosen sollen dafür den Weg bereiten. Das stellt auch die Verpackungs- und Abfallwirtschaft vor neue Herausforderungen: Diese müssen ihre Kapazitäten steigern, um das Material zu verarbeiten und daraus Produkte herzustellen, die auf dem Markt benötigt werden.

"Einen Blumentopf aus Recyclingkunststoff kann man leicht herstellen. Die Anforderungen an das Material etwa für einen mehrfach verwendbaren Plastikcontainer sind wesentlich höher", sagt Jörg Fischer, stellvertretender Leiter des Instituts für Polymeric Materials and Testing an der JKU: "Wollen wir sinnvolle Produkte aus Recyclingkunststoff herstellen, muss der Prozess verlässlich hochwertiges Material zur Weiterverarbeitung liefern."

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Gemeinsam mit seinem Vorgänger Reinhold Lang leitet er das Forschungsprojekt "circPLAST-mr". Mit 25 Partnern – 14 Unternehmen und elf wissenschaftlichen Einrichtungen – arbeiten Fischer und sein Team daran, das Recycling effizienter zu gestalten. Dazu stellte einer der Projektpartner nun einen "Friktionswäscher" für die JKU LIT Factory im Open Innovation Center zur Verfügung.

Das Gerät dient in der Praxis zu, das Recyclingmaterial zu reinigen und so auf die Weiterverarbeitung vorzubereiten. Damit kann das Team nun den kompletten Recyclingprozess von der Sortierung bis zum Recycling an sich vor Ort in der JKU abwickeln und Daten dazu sammeln.

Zahlreiche Stellschrauben

Recyclinganlagen verarbeiten schon jetzt jährlich tausende Tonnen Plastikmüll. "Da macht es im Reinigungsprozess schon einen großen Unterschied, ob ich das Material heiß oder kalt waschen kann", sagt Projektleiter Fischer. Das Team experimentiert zum Beispiel mit Abfällen aus verschiedenen "Eingangsströmen", also Quellen – aus dem gelben Sack, Restmüll oder auch Industrieverpackungen. Dabei wirkt sich auch die Jahreszeit aus: "Im Winter gibt es zum Beispiel mehr Teebeutel." Auch bei der Sortierung probiert das Team verschiedene Stufen aus – dafür machen sich Fischer und sein Team vom Bachelorstudenten bis zum Doktoranden auch selbst die Hände schmutzig.

In weiterer Folge überwachen die Forscher, wie gut die Reinigung der Kunststoff-Abfälle bei verschiedenen Temperaturen oder unter Zusatz von Reinigungsmitteln funktioniert. "Schon kleine Änderungen wirken sich darauf aus, wie viel Energie oder Wasser verbraucht wird", erklärt Fischer.

Recyclinganlagen seien schon jetzt hocheffizient, aufgrund der Wasseraufbereitung müssten jährlich nur drei bis zehn Prozent Frischwasser zugeführt werden. "Aber aufgrund der Dimensionen, in denen der Recyclingprozess stattfindet, zählt jedes bisschen Energie", sagt Fischer.

Nebenaspekt Mikroplastik

Ein Nebenaspekt des Forschungsprojekts betrifft Mikroplastik: Die mikroskopisch kleinen Kunststoffpartikel werden verdächtigt, verschiedene gesundheitliche Probleme zu verursachen, wenn sie in den menschlichen Körper gelangen. "Bisher zeigt sich aber, dass sie bei der Reinigung nur in sehr geringer Menge anfallen. Sollte Mikroplastik aber in gewissen Konfigurationen häufiger auftreten, werden wir den Prozess anpassen", sagt Fischer. Das sei es auch, was ihn an seinem Forschungsfeld fasziniere, sagt der Wissenschafter: "Wir arbeiten an Lösungen, die ganz konkret dazu beitragen, die Zukunft zu verändern."

Neues Studium „Nachhaltige Kunststofftechnik“

Seit diesem Wintersemester gibt es an der JKU das neue Bachelorstudium „Nachhaltige Kunststofftechnik und Kreislaufwirtschaft“. Die Studierenden lernen, wie Kunststoffe so hergestellt und verarbeitet werden können, dass sie gleichzeitig allen Qualitätsansprüchen entsprechen und in einer Kreislaufwirtschaft möglichst vollständig recycelt werden können. Dazu erlernen sie die mathematisch-naturwissenschaftlichen Grundlagen, sodass sie sich am Arbeitsmarkt vielseitig engagieren können.

In Ergänzung zu dem neuen Bachelor- werden derzeit auch zwei Masterstudiengänge entwickelt, die im Herbst 2024 losgehen: „Plastics Management and Sustainability“ beschäftigt sich vor allem mit abfallwirtschaftlichen Themen, „Polymer Engineering and Science“ legt den Fokus vor allem auf die Produktentwicklung.