Recycling von Kunststoffen findet nicht statt: So fangen Sie an

Zum Glück gibt es Lösungen für das Kunststoffrecycling. Diese lassen sich in zwei Hauptkategorien einteilen: Mechanische und molekulare Verfahren. 

1. Mechanisches Recycling

Bei dieser Technik werden Kunststoffe physisch zerlegt, damit sie zu neuen Produkten verarbeitet werden können. Dazu müssen die Kunststoffe mechanisch zerkleinert und zu Granulat verarbeitet werden, aus dem neue Kunststoffe hergestellt werden können.

Das mechanische Recycling ist zwar einfach, hat allerdings seine Grenzen. Produkte, die dem Recycling zugeführt werden, müssen aus den gleichen Kunststoffen bestehen, sonst können die daraus entstehenden neuen Produkte minderwertig oder sogar unbrauchbar sein.

Vor dem Recycling müssen daher aufwändige manuelle Sortier- und Trennverfahren durchgeführt werden. Verfahren, die natürlich Zeit und Geld kosten.

2. Molekulares Recycling

Unter molekularem Recycling versteht man eine Reihe von Techniken, die auf der molekularen Ebene der Kunststoffe ansetzen, also die chemischen Verbindungen, aus denen Kunststoffe bestehen, aufspalten und zu neuen Produkten zusammensetzen.

Molekulare Recyclingverfahren sind besser in der Lage, gemischte Kunststoffchargen zu verarbeiten und ermöglichen eine effizientere Verwertung. Es gibt dabei verschiedene Vorgehensweisen:

• Rohstoffliches Recycling: Hierbei werden die Kunststoffe eingeschmolzen und neu aufbereitet. Dazu kommen unterschiedliche Vorgehensweisen zum Einsatz: Bei der Pyrolyse werden die Kunststoffe einfach erhitzt, beim hydrothermalen Recycling wird eine Mischung aus Wärme und Wasser verwendet, und bei der Vergasung werden die Kunststoffe in industriell nutzbare Gase umgewandelt.
• Chemisches Recycling: Hierbei werden die komplexen Polymere der Kunststoffe durch chemische Prozesse in einfachere Polymere aufgespalten, was als Depolymerisation bezeichnet wird. In der Praxis bedeutet dies, dass die verschiedenen Kunststoffschichten mit Hilfe von Chemikalien abgewaschen werden. Das Verfahren eignet sich für flexible und komplexe Kunststoffe, die in Schichten aufgebaut sind.

So effektiv diese Recyclingmethoden auch sein mögen, sie werden derzeit nicht ausreichend genutzt. Es braucht einen umfassenderen Ansatz, wenn sie voll genutzt werden sollen. Das bedeutet, die Hersteller müssen digitale Technologien nutzen, um ihre Strategie zu überdenken.

Recyclingbewusstsein fängt schon mit den entsprechenden Entscheidungen in der Designphase an, damit Produkte entstehen, deren Lebenszyklus nicht einfach beim Konsumenten endet.

Wenn Sie beispielsweise ein komplexes Kunststoffprodukt herstellen, kann dieses mehrere zusammengesetzte Kunststoffteile enthalten. Damit das Produkt mit mechanischen Methoden vollständig recycelt werden kann, müssen Sie prüfen, ob Sie für alle Komponenten ‒ ob Federn, Gehäuse oder Lager ‒ dieselbe Art von Kunststoff verwenden können. 

Dazu müssen Sie in der Lage sein, diese Designs zu modellieren und zu testen, um zu prüfen, ob sie in realen Szenarien funktionieren und die gleiche Qualität wie das bisherige Produkt liefern. Mit den Virtual-Twin-Lösungen von Dassault Systèmes können Konstrukteure virtuelle Prototypen erstellen und verschiedenste Simulationen durchführen, um herauszufinden, ob ein bestimmter Kunststoff den alltäglichen Betriebsbelastungen standhält, eine kostengünstige Alternative darstellt und wie leicht er in Recyclinganlagen am Ende seiner Lebensdauer aufgespalten werden kann.

Und viele Unternehmen tun dies bereits. Der amerikanisch-australische Verpackungshersteller AMCOR, der jährlich mehr als 20 Milliarden Kunststoffverpackungen herstellt, hat die Software von Dassault Systèmes eingesetzt, um den Schwerpunkt auf wiederverwendbare Konstruktionen (Design for Reuse) zu legen und widerstandsfähige, nachhaltige Kunststoffbehälter zu entwickeln.

Eine weitere Herausforderung, die es zu bewältigen gilt, wenn die Wiederverwendung von Kunststoffen Realität werden soll, ist das Verständnis des Lebenszyklus von Kunststoffprodukten im gesamten Ökosystem. An welchen Stellen auf diesem Weg könnten Ihre Recyclingbemühungen scheitern? 

Ohne die richtigen Recyclinganlagen können zum Beispiel selbst die am besten konzipierten Kunststoffprodukte in Flüssen oder Ozeanen enden. Hochgradig recycelbare Produkte wie biologisch abbaubare Kunststoffe klingen auf dem Papier gut, sind aber nur dann wirklich recyclingfähig, wenn in den Zielmärkten die richtige Infrastruktur vorhanden ist. 

Die 3DEXPERIENCE® Plattform von Dassault Systèmes bietet Unternehmen vollständige Transparenz über die gesamte Wertschöpfungskette. So kann ein Produkt unter Berücksichtigung der infrastrukturellen Recyclingkapazitäten in den Regionen, in denen es vertrieben wird, entworfen, hergestellt und verkauft werden.

Kunststoffhersteller leiden heute unter dem so genannten „Value Leakage", d. h. Kunststoffprodukte gehen im System verloren, und die zu ihrer Herstellung verwendeten Werkstoffe kommen nie wieder zurück.

Echte Kreislaufwirtschaft bedeutet auch, diese Verluste zu verringern oder sogar ganz zu beseitigen, sodass man nicht mehr auf Primärkunststoffe angewiesen ist, sondern die vorhandenen Werkstoffe behält und produktiv wiederverwendet. Hier können digitale Lösungen einen erheblichen Unterschied machen und Unternehmen dabei helfen, ein nachhaltigeres System zu planen, zu testen und zu realisieren.

„Von der Molekularebene bis zur Makroebene haben wir die passenden Lösungen, mit denen Sie Ihren gesamten Kreislaufprozess validieren können, damit es gleich auf Anhieb perfekt funktioniert", so Hrishikesh Mohan, der als Industry Solution Technical Director für die Bereiche Home & Lifestyle und CPG & Retail bei Dassault Systèmes zuständig ist. „Wir haben alles, was Sie brauchen, um neue, recycelbare Produkte und Prozesse erfolgreich auf den Markt zu bringen."