Duurzame recycling van PET trays

Onderzoeksproject

André Heeres en Erik Keller bij ZAP Groningen.jpg

Plastic verpakkingen zijn een deel geworden van ons dagelijks gebruik. Vooral bij voedsel en online bestellingen maken we veel gebruik van verpakkingen. Ze zijn erg handig om eten langer te kunnen bewaren of om spullen te beschermen. Echter gebruiken we de verpakkingen zelf niet lang. Na opening gooien we de verpakkingen meteen weer weg en belanden ze op de afvalbult. Dit is slecht voor het milieu en zonde van alle grondstoffen. Daarom onderzoekt dit project de recycling van deze materialen.

Achtergrond

Plastic wordt vooral gemaakt van aardolie, een fossiele grondstof. De voorraad aardolie is groot, maar niet onuitputtelijk. Geschat wordt dat de makkelijk te bereiken voorraad over 50 jaar op is. Tegelijkertijd blijft de vraag naar kunststoffen stijgen. De bestaande plastics kunnen echter hergebruikt worden, als ze op de juiste manier worden verwerkt.

Plastics bestaan uit polymeren. Dit zijn lange ketens van dezelfde stoffen. Je kunt het zien als een ketting bestaande uit schakels. Deze schakels noemen we monomeren. De polymeren kunnen in theorie weer afgebroken worden tot monomeren of oligomeren. Dat is een kleiner groepje van meerdere schakels. Na afbraak kunnen de monomeren of oligomeren weer als grondstof gebruikt worden voor nieuwe polymeren. Dit kan een zelfde soort zijn of er kunnen andere monomeren of andere stoffen aan toegevoegd worden, waardoor je een ander soort kunststof krijgt.

Recycling van de plastics is een belangrijke methode om op lange termijn aan de vraag naar plastics te voldoen.

Op dit moment ligt in Europa 1 miljoen ton PET-folie opgeslagen, wachtend op een geschikte technologie voor de recycling. Elk jaar groeit deze hoeveelheid met 150 - 250 kiloton. Intussen wordt aardolie gebruikt als grondstof voor de productie van nieuwe PET-trays. Aardolie is een uitputtelijke bron. Beide problemen kunnen worden opgelost door goede recycling van de stoffen.

Verpakkingsmaterialen zijn lastig te recyclen, omdat ze bestaan uit meerdere soorten polymeren. Ook zijn ze vervuild, door bijvoorbeeld etensresten. Mechanische recycling is daarom niet mogelijk bij deze plastics. Bij mechanische recycling worden de chemische verbindingen in het product niet afgebroken, maar wordt het product zelf omgevormd door het te vermalen of om te smelten in kleinere delen, zoals korrels. Dit wordt toegepast bij kunststof dat relatief schoon is en bestaat uit één soort polymeer, zoals de statiegeldflessen. Bij andere kunststoffen moet chemische recycling worden toegepast, waarbij de polymeren in het materiaal worden afgebroken tot monomeren of oligomeren.

Dit project onderzoekt de combinatie van chemische recycling en thermochemische recyling. Het bedrijf CuRe Technology, uit Emmen, is gespecialiseerd in verschillende routes van chemische recyling. Hierbij wordt plastic afgebroken tot monomeren of oligomeren door chemische reacties. Het bedrijf BioBTX, gesitueerd op de Zernike Campus, gebruikt thermochemische recycling om afvalstromen zoals biomassa en plastic om te zetten in aromaten.

Door deze technologieën te combineren, kunnen de meerlaagse PET-trays volledig gerecycled worden. De eerste stap hierin is de scheiding en zuivering van de verschillende polymeren, waardoor de polymeren gedeeltelijk worden afgebroken tot oligomeren. Een deel kan niet mechanisch of chemisch gerecyled worden. Dit kan via thermochemische recycling omgezet worden in aromaten. Binnen dit project ligt de focus op innovatieve routes voor de opwerking van afvalstromen voor een duurzame productie van polyesters.

Dit project leidt tot nieuwe routes voor de recycling van verpakkingsmaterialen. Specifiek ontwikkelt het methodes waarbij complexere verpakkingsmaterialen, bestaande uit verschillende polymeren, volledig gerecycled kunnen worden tot nieuwe monomeren en polyesters. Dit draagt bij aan het sluiten van de materiaalkringloop. Ook leidt het tot kennis over de verschillende toepassingen van ontstane monomeren, zodat verschillende kunststoffen circulair geproduceerd kunnen worden.

Dit project draagt bij aan het sluiten van de materiaalkringloop. Door nieuwe methodes te ontwikkelen voor recycling, kunnen bestaande plastic verpakkingen hergebruikt worden. Hierdoor is er minder behoefte aan fossiele grondstoffen én minder vervuilend afval.

Door samen te werken met bedrijven sluit het onderzoek aan bij de behoeftes en mogelijkheden van de praktijk. De opgedane kennis kan meteen in de praktijk worden gebracht en vice versa kan de praktijk uitwijzen welke methodes op grotere schaal haalbaar zijn.