blackValue - Recycling schwarzer Kunststoffe

Schwarze Kunststoffe sortenrein trennen

© Foto Fraunhofer IAIS

Das Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung eines echtzeitfähigen Sensor- und Auswertesystems zur Materialbestimmung von Kunststoffen, insbesondere zur Wiederverwertung von kleinteiligem Kunststoff aus Elektroaltgeräten sowie von schwarzen Kunststoffen aus Autos.

Schwarze Kunststoffe können nach dem Stand der Technik sortenrein mit optischen Verfahren nur schwer recycelt werden. Der zum Schwärzen eingesetzte Ruß im Kunststoff absorbiert sowohl im sichtbaren als auch im infraroten Wellenlängenbereich einen Großteil der elektromagnetischen Strahlung. In der Folge lassen sich schwarze Kunststoffe mit herkömmlicher Sensorik nicht unterscheiden und damit nicht sortenrein trennen.

Unsere Lösung

Durch den Einsatz von Terahertzstrahlung wird dieses technische Problem überwunden. Das Absorptionsverhalten im Terahertz-Bereich erlaubt eine sortenreine Sortierung, insbesondere gilt dies auch für schwarze Kunststoffe. Problematisch ist dabei der hohe Preis einer abbildenden vollspektroskopischen THz-Sensorik, der bislang eine industrielle Anwendung verhindert.


Durch die Kombination einer THz-Kamera mit herkömmlicher Sensorik (RGB- und/oder 3D-Kameras) ist es möglich, eine vollständige Materialcharakterisierung mittels ausgewählter Frequenzbänder im niedrigen THz-Bereich durchzuführen. Dies erlaubt die Verwendung einer kostengünstigen und echtzeitfähigen THz-Technologie.


Somit hat dieses Forschungsvorhaben die folgenden konkreten Ziele:

  • Entwicklung und Aufbau einer THz-Zeilenkamera für ausgewählte Frequenzbänder.
  • Entwicklung von neuen Analysealgorithmen zur echtzeitfähigen Datenfusion (THz-Zeilenkamera, RGB- und 3D-Sensorik).
  • Aufbau eines Demonstrators zur sortenreinen Trennung von (insbesondere schwarzen) Kunststoffen, der die neu entwickelte Sensorik und Algorithmik integriert.

Kundennutzen

© Foto Fraunhofer IOSB

Die Sortiermaschine mit Fließband, das den kleingeschredderten Plastikmüll transportiert.

Das Ergebnis ist eine prototypische Sortieranlage, die potenziellen Kunden präsentiert werden kann. Die hiermit erzielte sortenreine Trennung bei gleichzeitiger Wirtschaftlichkeit erlaubt das Recycling schwarzer Kunststoffe im industriellen Maßstab.

In Anbetracht der verschärften gesetzlichen Lage bezüglich zu erfüllender Recyclingquoten (z. B. EU-Altautoverordnung) und der zunehmenden Bedeutung von Wertstoffkreisläufen eröffnen sich den beteiligten Fraunhofer-Instituten und ihren Industriekunden neue Marktsegmente.