Flüssigkeitskartonagen (FKN)
Eine besonders häufig vorkommende Form von Verbundmaterialien sind die sogenannten Fest-Flüssig-Kartonagen (Getränkekartons) bzw. Kartonverpackungen für flüssige Nahrungsmittel (KfN) [1]. Dabei handelt es sich um einen Materialverbund aus Pappe/Kartonage, Kunststoff und je nach Anwendung Aluminium, der durch Klebstoffe gebunden wird. Die Ausführung der Verpackung und damit die Wahl der Layer hängt hierbei vom Füllgut ab. Während für frische Produkte schon ein Zwei-Schicht-System aus Kartonage und Polyethylen ausreicht, wird für haltbare Produkte meist eine Schicht aus Aluminium hinzugefügt (siehe Abbildung 1) [1].
Je nach Anforderung, kann der Aufbau der Getränkekartons noch deutlich komplexer sein. Einige Varianten für den Schichtaufbau sind in Tabelle 1 dargestellt.
| Füllgut | Füllgut | Füllgut | Füllgut |
|---|---|---|---|
| PE | PP | PE | PP |
| Karton | Karton | Karton | Karton |
| PE | PP | PE | PP |
| außen | Haftvermittler | Haftvermittler | Haftvermittler |
| Al-Folie | EVOH | Al-Folie | |
| Haftvermittler | Haftvermittler | Haftvermittler | |
| PP | PE | EVOH | |
| außen | außen | PP | |
| außen |
(EVOH = Ethylenvinylalkohol)
Die technischen Anforderungen an die Getränkekartons lassen sich folgendermaßen zusammenfassen: [1]
- Schutz sensitiver Bestandteile (z. B. Vitamine) vor Umgebungseinflüssen
- Vermeidung von Wechselwirkungen zwischen Packstoff und Packgut
- Gewährleistung aller Verpackungsfunktionen
- Sicherung der erforderlichen Verarbeitungseigenschaften
- Einhaltung gesetzlicher Vorschriften und Bestimmungen
Die Aufbereitung von Getränkekartons zur Wiedergewinnung der verarbeiteten Rohstoffe ist in Abbildung 6 dargestellt. Wie bei allen Verbunden wird nach einer Sammlung und Sortierung der Materialaufschluss durch eine Aufschlusszerkleinerung erzielt. Dafür kommt eine Auflösetrommel zum Einsatz. Während der Faserbrei anschließend zu Papierfasern weiterverarbeitet wird, gelangt der Restverbund aus Kunststoff (PE) und Aluminium entweder zur Verheizung und Verbesserung der Abbinde-Eigenschaften in die Zementfabrik oder wird mithilfe des Palurec-Verfahrens weiter aufgeschlossen. [2]
Ziel des Palurec-Verfahrens ist die Herstellung von Sekundärrohstoffen, d. h. Rezyklaten, aus dem Restverbund der Aufbereitung von Getränkekartons in der Papierfabrik. Es teilt sich in die Schritte
- Zerkleinern
- Waschen
- Trocknen
- Sichten
- Extrudieren
- Granulieren
auf. Nach der Zerkleinerung wird das Material in „Friktionswäschern“ gewaschen, um die Folien von Aluminium sowie Fremd- und Störstoffen zu befreien. Anschließend werden die Folien getrocknet und mithilfe eines Zick-Zack-Windsichters klassiert. Die entstehenden Produkte sind Aluminium, LDPE und HDPE. Das Aluminium kann in der Herstellung von Gusslegierun-gen eingesetzt und das HDPE nach weiterer Aufbereitung zu Non-Food-Kunststoffprodukten verarbeitet werden. Die LDPE-Folien werden in einen Extruder geführt, sodass ein Strang aus LDPE-Kunststoff entsteht. Dieser kann zu Granulat weiterverarbeitet werden und in der Kunststoffindustrie zum Einsatz kommen[3].
Verwertungsquoten Getränkekartons
Nach dem Verpackungsgesetz müssen ab 2022 bei den Getränkekartons eine Recyclingquote von 80% erreicht werden[2]. Bei Verwertung wird zwischen einer stofflichen Verwertung und einer thermischen Verwertung unterscheiden. Unter einer stofflichen Verwertung wird bei Getränkekartons die Menge verstanden, die zum Recycling einer Papierfabrik zugeführt wird. Unter thermischer Verwertung wird die Masse an Getränkekartons verstanden, die über den Restmüll entsorgt und in einer Müllverbrennungsanlage thermisch verwertet wird. Die stoffliche Verwertung von Getränkekartons lag 2019 bei 76,6% und die thermische Verwertung bei 99,6%. Bei der thermischen Verwertung von Getränkekartons werden 20% mehr Treibhausgase freigesetzt als bei der stofflichen Verwertung[2].
| 2005 | 2010 | 2019 | |
|---|---|---|---|
| Gesamtverbrauch | 238,2 kt | 198,0 kt | 170,5 kt |
| Verwertung | 148,7 kt (62,4 %) | 190,8 kt (96,3 %) | 169,8 kt (99,6 %) |
| stoffliche Verwertung | 148,7 kt (62,4 %) | 143,5 kt (72,5 %) | 130,6 kt (76,6 %) |
Proben im MassLab
Literaturverzeichnis
- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 Blechschmidt, Jürgen (Hg.) (2013): Papierverarbeitungstechnik. Mit 67 Tabellen. München: Fachbuchverl. Leipzig im Carl-Hanser-Verl.
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 FKN (Hg.) (2022): Recycling von Getränkekartons. Fachverband Kartonverpackungen für flüssige Nahrungsmittel e.V. (FKN). Online verfügbar unter https://www.getraenkekarton.de/recycling/, zuletzt geprüft am 09.07.2022.
- ↑ 3,0 3,1 Palurec GmbH (Hg.) (2021): Das Palurec Verfahren. Online verfügbar unter https://www.palurec.com/#verfahren, zuletzt geprüft am 01.08.2022. Statistisches Bundesamt (Hg.) (2022): Abfallbilanz. Abfallaufkommen/-verbleib, Abfallintensität, Abfallaufkommen nach Wirtschaftszweigen. Destatis. Online verfügbar unter https://www.destatis.de/DE/Themen/Gesellschaft-Umwelt/Umwelt/Abfallwirtschaft/Publikationen/Downloads-Abfallwirtschaft/abfallbilanz-pdf-5321001.pdf?__blob=publicationFile, zuletzt geprüft am 01.08.2022.