Projektplan

Lead: ANTS
Mitarbeit: STADLER, PROPAKMA, LEIPA, TOMRA

Die bislang nicht in der Papierproduktion verwertbaren Papierkonzentrate aus LVP-Anlagen
(heutige Fraktion 550) oder Papierkonzentrate aus Rest- und Gewerbeabfällen, die heute Anlagen
zur (thermischen) Verwertung oder Beseitigung zugeführt werden, werden auf ihre stoffliche
Zusammensetzung analysiert. Auf Basis von Sortieranalysen erfolgt eine Bewertung der
enthaltenen Wert- und Störstoffe, um die Anforderungen an nachfolgende Sortierprozesse
festzulegen (Ermittlung von Grenzwerten für Kunststoffgehalt, Lignin, etc.). Um festzulegen,
welche Papierverbunde als Wertstoff bzw. Störstoff gelten, werden die Projektpartner LEIPA
und PROPAKMA als Knowhow-Träger einbezogen. Für die jeweiligen Stoffströme müssen
basierend auf den Analysen Sortierkataloge erstellt werden, anhand derer die technische Sortierung
vorausgelegt werden kann.

Lead: STADLER
Mitarbeit: ANTS, PROPAKMA, LEIPA, TOMRA

Durch die Sortierung der Vorkonzentrate aus AP 1 wird, ähnlich wie bei den Getränkekartons,
spezifisch nach Sorteneigenschaften sortiert, um für die Papierindustrie verarbeitbare und
werthaltige Sorten zu erzeugen. Produkteigenschaften, wie NIR-Spektren von Fasereigenschaften
(Lignin) bzw. Kunststoffarten (PE, PP, PVC), sowie optische Eigenschaften oder
Identifikationsmarker wie Produktkennzeichnungen (Digimarc-Codes) lassen eine Unterscheidung
zu. Zielstellung ist die Ableitung entsprechender Sortendefinitionen und Vorschläge zur
sinnvollen Sortiertechnik. In Iterationsschleifen zu den Sortierversuchen wird jeweils im Technikumsmaßstab
festgestellt, wie sich aus den sortierten Sekundärrohstoffen die gewünschten
Fasermaterialien aufschließen lassen. Zielstellung ist ein Optimum aus geringem Sortieraufwand,
ausreichender Teilmengenverfügbarkeit, guter Faserqualität und geringem Energieverbrauch.
Es erfolgt hierzu eine enge Abstimmung mit AP6.

Lead: PROPAKMA
Mitarbeit: ANTS, LEIPA

Die in AP2 erzeugten Sekundärrohstoffe dienen als Inputmaterial für die Aufbereitungs-prozesse
zur Rückgewinnung von recyclingfähigen Papierfasern. Die erzeugten Sorten können
unterschiedlich hohe Gehalte an Laminaten enthalten. Die Laminatfolien müssen möglichst
frühzeitig im Aufbereitungsprozess vom Faserstoff abgetrennt werden. Für die Zerfaserung des
Altpapiers stehen unterschiedliche Verfahren zur Verfügung. Am meisten verbreitet sind atmosphärische
Nassverfahren in niedrigem, mittleren und hohen Konzentrationsbereich (ca. 5 %,
15-18 %, 25-28 % Feststoffgehalt) in Behältern mit Rotoren oder in rotierenden Trommeln, wobei
ggf. durch Einbauten zusätzliche Scherkräfte eingebracht werden. Neuartige Verfahren für
spezielle Altpapier-Rohstoffe sind Druckwechselprozesse (Kavitationspulper) und Trockenverfahren,
z. B. durch Querstromzerspanung. Erste Ergebnisse der Kavitationspulper zeigen bereits,
dass durch Druckwechsel im Prozess sehr viel schneller und damit auch energiesparender
gute Ergebnisse bei der Zerfaserung erreicht werden. Auch in Bezug auf die nahezu faserfreien
Reststoffe ergeben sich durch das neue Verfahren verbesserte Einsatzmöglichkeiten,
die in AP 5 geprüft werden. Bisherige Erfahrungen mit Trockenzerfaserung zeigten, dass diese
sehr aggressiv ist und auch Folienbestandteile in kleine Teilchen zerlegt. Dies ist jedoch für die
im Forschungsvorhaben zu betrachtenden Rohstoffe nicht zielführend. Deshalb wird die Trockenzerfaserung
in diesem Projekt nicht näher betrachtet.
Ziel aller Verfahren zur Zerfaserung ist die Überführung des Altpapiers in eine pumpfähige Faserstoffsuspension
bei gleichzeitiger Erhaltung der Fasereigenschaften und der Abtrennbarkeit
von unerwünschten Substanzen, in diesem Fall der Laminatfolien. Die Abtrennung der Folien
vom Faserstoff erfolgt in späteren Prozessschritten.
Die Definition der Zielgrößen Grad der Zerfaserung und Teilchengröße bzw. Abtrennbarkeit
erfolgt in AP 3.1, die halbtechnische Zerfaserung mit labormäßiger Bewertung und damit Auswahl der optimalen Aggregate und Betriebsbedingungen in AP3.2. Eine detaillierte Laboruntersuchung
der Faserstoffqualität der optimalen Varianten aus AP3.2 wird in AP3.3 durchgeführt.

Lead: PROPAKMA
Mitarbeit: ANTS, LEIPA

Um den Anforderungen nach einer geringen Keimbelastung trotz der Sammlung in der
Restabfall- bzw. LVP-Sammlung gerecht zu werden, muss die PPK-Fraktion speziell behandelt
werden. Hierbei bieten sich thermisch-mechanische Prozessstufen in den Aufbereitungsanlagen
an, um die Keimanzahl signifikant zu senken und den Geruch des Fasermaterials zu
verringern. Der hierfür notwendige Energieaufwand muss in die Gesamtbilanz mit aufgenommen
werden.

Lead: ANTS
Mitarbeit: PROPAKMA, LEIPA

Die Abfallhierarchie präferiert auch bei den gewonnenen Reststoffen (Rejekte) aus dem Papierrecycling
eine stoffliche Verwertung. Methoden des chemischen Recyclings bspw. die Pyrolyse
bieten hierfür Ansätze. Durch die Batchproduktion der auflösenden Pulper ist es vorstellbar,
dass in diesem Prozess auch „relativ“ sortenreine Kunststoffe zurückgewonnen werden
können. Es muss geprüft werden, welche Prozesse zur Abscheidung und Trocknung der
Rejekte zur Verwendung notwendig sind und ob sich aus der Reststoffaufbereitung eine Implikation
auf die Sortenzusammenstellung ergibt.

Lead: IPEM
Mitarbeit: ANTS, STADLER, PROPAKMA, LEIPA, TOMRA

Über die beiden Gesamtprozesse vom Baum bis zur Wiederverwendung in Papierprodukten
bzw. bis zur wertstofflichen oder thermischen Verwertung von im Prozess anfallenden Nebenprodukten
wird eine Nachhaltigkeitsbewertung erstellt, die neben einer CO2- und Energiebilanz
auch weitere Indikatoren, wie bspw. den Wasser- und Chemikalienverbrauch sowie die
Zirkularität berücksichtigt. Ferner wird ein Vergleich der Papierprodukte zu einem rein aus
einem oder aus mehreren Kunststoffen bestehenden Material erstellt. Die aus Erfahrungswerten
durch das Recycling eingesparte Energie und der positive Klimaaspekt werden ausgewiesen.
Parallel zu der Betrachtung der ökologischen Indikatoren wird eine ökonomische Betrachtung
der neu entwickelten Prozesse durchgeführt. Diese befasst sich neben der Bewertung
aus industrieller Sicht auch mit einer Betrachtung aus Endkundenperspektive.

Lead: IPEM
Mitarbeit: ANTS, LEIPA, PROPAKMA, STADLER, TOMRA

In diesem AP steht der Wissenstransfer der während des Projektes gewonnenen Erkenntnisse
zum Aufbereitungsprozess von Altpapier aus den untersuchten Abfallströmen LVP, RA
und GA, im Vordergrund. So werden durch die weiteren Arbeitspakete nicht nur Kenntnisse
über die Zusammensetzung der drei Abfallströme gewonnen, sondern auch über die Möglichkeiten
der technischen Sortierung sowie der Aufbereitung und Hygienisierung. Gerade diese
Erkenntnisse sind für den Erfolg des Projekts von besonderer Bedeutung, da derzeit die stoffliche
Wiederaufbereitung von Altpapier aus den beschriebenen Abfallströmen durch die geltende
XXXVI. Empfehlung des BfR unterbunden wird. Diese Empfehlung hat eine starke Wirkung
auf die Verwendung von Sekundärfasern in der Papierproduktion. Eine Änderung dieser
Empfehlung ist demnach für den wirtschaftlichen Erfolg der entwickelten Verfahren maßgeblich.
Daher strebt das Konsortium im Rahmen des Wissenstransfers die Durchführung von
Akteurs-Workshops an, mit dem Ziel durch einen regelmäßigen Austausch sicherzustellen,
dass eine wirtschaftliche zeitnah nach Projektende ermöglicht wird. Darüber hinaus
erfolgt im Rahmen des Wissenstransfers eine Dokumentation der gewonnenen technischen
Erkentnisse als Vorbereitung für eine Pilotanlage.
Doch auch die Erkenntnisse aus AP 5 zum Reststoffrecycling weisen eine hohe Relevanz in
der Kreislaufwirtschaft auf. Diese sollen daher im Rahmen des Wissenstransfers aufbereitet
und für die Verwendung in potenziellen Anschlussprojekten dokumentiert und nutzbar gemacht
werden.