Che­mi­sches Recy­cling mit Doppelschnecken-Extruder

Im Rah­men eines For­schungs­pro­jekts zum che­mi­schen Recy­cling von Kunst­stof­fen hat sich die Uni­ver­si­tät Utrecht für einen Dop­pel­schne­cken­ex­tru­der STS 25 Mc11 von Cope­ri­on ent­schie­den. Eine For­schungs­grup­pe rund um die Assis­tenz­pro­fes­so­rin Dr. Ina Voll­mer wird in umfang­rei­chen Unter­su­chun­gen die mecha­nisch-che­mi­sche Umwand­lung von gemisch­ten Kunst­stoff­ab­fäl­len unter Ein­satz von Kata­ly­sa­to­ren unter­su­chen. Auf die­sem viel­ver­spre­chen­den, rela­tiv uner­forsch­ten Gebiet wird der Cope­ri­on-Dop­pel­schne­cken­ex­tru­der STS dank sei­ner inten­si­ven Misch­wir­kung und sei­nes effi­zi­en­ten Ener­gie­ein­trags eine zen­tra­le Funk­ti­on übernehmen.

Auf der K Mes­se (vom 8. bis 15. Okto­ber 2025, Düs­sel­dorf) prä­sen­tiert Cope­ri­on zusam­men mit Her­bold Meckes­heim auf Stand 9B34 in Hal­le 9 sowie auf dem Außen­ge­län­de im Pavil­lon FGCE07 sein gesam­tes Tech­no­lo­gie-Reper­toire für das Recy­cling von Kunststoffen.

Neben bewähr­ten Lösun­gen für das mecha­ni­sche Kunst­stoff­re­cy­cling, rea­li­siert Cope­ri­on Anla­gen für das che­mi­sche Recy­cling von Kunst­stof­fen. Die­ses Ver­fah­ren wan­delt Kunst­stoff­ab­fäl­le wie­der in hoch­wer­ti­ge Roh­stof­fe um, was poten­zi­ell ein unbe­grenz­tes Recy­cling ermög­licht. Der Pro­zess gilt jedoch bis­lang als ener­gie­in­ten­siv und führt nicht immer zu hoch­wer­ti­gen Pro­duk­ten. Die Ver­wen­dung von Kata­ly­sa­to­ren könn­te eine wich­ti­ge Rol­le bei der kon­stan­ten Stei­ge­rung der Qua­li­tät des End­pro­dukts und der Effi­zi­enz des Pro­zes­ses spielen.

Genau die­ser Her­aus­for­de­rung wid­met sich das For­schungs­pro­jekt der Uni­ver­si­tät Utrecht. Der Dop­pel­schne­cken­ex­tru­ders STS 25 Mc11, der dort zur Durch­füh­rung der Unter­su­chun­gen instal­liert wird, ver­ar­bei­tet Kunst­stoff­ab­fäl­le, geshred­dert oder kom­pak­tiert, mit zwei gleich­sin­nig dre­hen­den Schne­cken­wel­len in einem geschlos­se­nen Ver­fah­rens­teil. Durch inten­si­ve Disper­gie­rung und Sche­rung wird sehr viel mecha­ni­sche Ener­gie in die Mate­rie ein­ge­tra­gen. Der Kunst­stoff wird ener­gie­ef­fi­zi­ent auf­ge­schmol­zen – ein Vor­teil, der sich ins­be­son­de­re beim che­mi­schen Recy­cling aus­zahlt. Dar­über hin­aus erzielt der Extru­der mit sei­nen Dop­pel­schne­cken eine sehr hohe Misch­wir­kung. Die bei dem For­schungs­pro­jekt ein­ge­setz­ten Kata­ly­sa­to­ren wer­den abso­lut homo­gen in der Kunst­stoff­schmel­ze ver­teilt und kön­nen ihre Wir­kung voll entfalten.

In her­kömm­li­chen Pyro­ly­se­ver­fah­ren wird die hei­ße Kunst­stoff­schmel­ze im Dop­pel­schne­cken­ex­tru­der für den nächs­ten Schritt der che­mi­schen Ver­ar­bei­tung vor­be­rei­tet: die Pyro­ly­se. Dort erfolgt unter Aus­schluss von Sauer­stoff die Zer­le­gung des Kunst­stoffs in sei­ne che­mi­schen Bau­stei­ne. Die Tem­pe­ra­tur der Pyro­ly­se kann durch den effi­zi­en­ten Ein­satz von Kata­ly­sa­to­ren gesenkt wer­den, wie das Team von Voll­mer schon in Vor­ar­bei­ten zeigte.

Dr. Ina Voll­mer zu ihrem For­schungs­auf­trag: „Mit dem Extru­der kön­nen wir einen effi­zi­en­ten Ein­satz des Kata­ly­sa­tors errei­chen. Unse­re Visi­on ist es aller­dings, die Pyro­ly­se schon im Extru­der statt­fin­den zu las­sen. Das kön­nen wir errei­chen, indem wir die mecha­nisch-che­mi­sche Reak­ti­on, die im Dop­pel­schne­cken­ex­tru­der erfolgt, aus­nut­zen und das Poly­mer gezielt bei nied­ri­ge­ren Tem­pe­ra­tu­ren umwan­deln, als sie bis­lang für die Pyro­ly­se erfor­der­lich sind. Das Mischen mit hohem Scher­ef­fekt im Extru­der wirkt sich sehr posi­tiv auf den Ein­satz der Kata­ly­sa­to­ren aus. Wir sind über­zeugt, den che­mi­schen Recy­cling­pro­zess durch die nied­ri­ge­ren Tem­pe­ra­tu­ren geziel­ter steu­ern zu kön­nen. Dies wird zu rei­ne­ren Pro­duk­ten füh­ren und hat gleich­zei­tig das Poten­ti­al, den Pro­zess­ab­lauf des che­mi­schen Kunst­stoff­re­cy­clings zu revo­lu­tio­nie­ren und Ener­gie zu sparen.“

Bewährt sich der Ein­satz von Kata­ly­sa­to­ren im che­mi­schen Recy­cling­pro­zess, sind die For­schungs­erb­nis­se leicht auf grö­ße­re Durch­satz­be­rei­che übertragbar.

„Über den wis­sen­schaft­li­chen Ansatz von Dr. Ina Voll­mer wer­den wir sys­te­ma­tisch erforsch­te Ergeb­nis­se erhal­ten und Rück­schlüs­se für das che­mi­sche Kunst­stoff­re­cy­cling zie­hen kön­nen, von denen wir alle pro­fi­tie­ren – Recy­cler und Ver­ar­bei­ter eben­so wie End­ver­brau­cher,“ äußert sich Leo­nid Liber, Sales Engi­neer bei Cope­ri­on. „Wir sind stolz dar­auf, mit unse­rem Dop­pel­schne­cken­ex­tru­der STS Teil die­ses viel­ver­spre­chen­den For­schungs­pro­jekts zu sein, wün­schen Dr. Ina Voll­mer viel Erfolg und freu­en uns auf die wei­te­re Zusammenarbeit.“