Fachartikel vom 12.09.2012

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Japanisches PET-Recycling: Bottle-to-Tray

Thomas Gerstl, KRONES AG

Bottle-to-Tray – aus gebrauchten PET-Behältern Lebensmittel-Schalen und -Transportbehälter herstellen: Das ist die Idee, die die japanische FP Corporation (FPCO) seit kurzem verfolgt. Ende 2010 war dazu eine erste Bottle-to-Bottle-Recyclinganlage von Krones im Werk Gifu-Hashima in Betrieb gegangen, mit der es möglich ist, lebensmitteltaugliches PET-Recyclat zu gewinnen. Die hohe Effizienz dieser Anlage und der Bedarf an weiteren Kapazitäten veranlasste das überaus erfolgreiche Privatunternehmen nun, eine zweite identische Linie zu installieren, die im Juni 2012 die Produktion aufnahm. FPCO stellt damit Flakes her, die in eigenen Betrieben gemeinsam mit Virgin-PET zu neuen, durchsichtigen Trays und Verpackungen verarbeitet werden. FPCO hat sich so einen neuen Recyclingmarkt erschlossen und den Kreislauf für einen Teil der PET-Behälter am Markt geschlossen.

FPCO bietet marktgerechte Lösungen
Über die Jahrzehnte hinweg hat FPCO eine enge Zusammenarbeit mit Supermarktketten, Verpackungsgroßhändlern und Verbraucherkooperationen zum Sammeln und Recycling von Polystyrol-Trays und transparenten Behältern aufgebaut.
Über die Jahrzehnte hinweg hat FPCO eine enge Zusammenarbeit mit Supermarktketten, Verpackungsgroßhändlern und Verbraucherkooperationen zum Sammeln und Recycling von Polystyrol-Trays und transparenten Behältern aufgebaut.
FPCO ist führend im japanischen Markt für Einweg-Lebensmittel-Trays aus Kunststoff. Der Aufsichtsrat- und Vorstandsvorsitzende Yasuhiro Komatsu gründete das Unternehmen im Jahr 1962. 2010/2011 setzte FPCO 140 Milliarden Yen entsprechend etwa 1,4 Milliarden Euro um und beschäftigte in der Gruppe mehr als 3.600 Mitarbeiter. Das Unternehmen mit Sitz in Fukuyama in der Provinz Hiroshima hat auf dem 3.000 Kilometer langen Inselreich Japan ein enges Netzwerk an Produktionsstätten und Recyclingwerken geflochten. Es umfasst 13 Produktionswerke, drei Recyclingstandorte, zehn Sortieranlagen, acht Logistikcenter und zehn Sammelstandorte. Groß geworden ist FPCO im Laufe der Jahrzehnte vor allem mit den Food-Trays aus geschäumtem Polystyrol (PS) sowie klaren Verpackungen aus OPS (Orientiertes Polystyrol) und PET für den Verkauf von Lebensmitteln in Supermärkten und Einzelhandelsgeschäften. Durch ständig neue Entwicklungen konnte FPCO den Verbrauchern immer wieder marktgerechte Lösungen bieten – unter anderem auch mit dem Aufbau eines hervorragend funktionierenden Recyclingsystems auf freiwilliger Basis.

Innovationswille verinnerlicht
FPCO war das erste Unternehmen überhaupt, das sich das umweltfreundliche Recycling von Lebensmittelbehältern auf die Fahnen geschrieben hat. Im Herbst 1990 wurden die ersten Food-Trays in 1.000 Geschäften gesammelt und von FPCO recycelt. Heute beteiligen sich mehr als 7.000 Läden an dem System. Aber auch die Logistik gehorcht ökologischen Gesichtspunkten. Zum einen ist das Netzwerk an Sammelstellen, Sortierwerken, Recyclinganlagen und Distributionscentern landesweit hoch dezentralisiert, was die Verbrauchernähe stärkt. Zum anderen wird versucht, die Ausliefer-Lkws optimal auszulasten, indem sie auf der Rückfahrt die gebrauchten Trays mitbringen.

Die erste Krones Recyclinganlage erreicht mit ihrer maximalen Leistung von einer Tonne pro Stunde Input derzeit einen Ausstoß von rund 700 Tonnen pro Monat fertige Flakes. Dies entspricht einem Wirkungsgrad von 93 Prozent.
Die erste Krones Recyclinganlage erreicht mit ihrer maximalen Leistung von einer Tonne pro Stunde Input derzeit einen Ausstoß von rund 700 Tonnen pro Monat fertige Flakes. Dies entspricht einem Wirkungsgrad von 93 Prozent.
Transparente Behälter galten lange als schwierig zu recyceln, weil sie anders als geschäumte Polystyrol-Trays aus verschiedenen Materialien gefertigt werden. FPCO konnte die Sortierung von Behältern aus OPS, PET, PP, PVC und anderen Materialien mit Nah-Infrarot-Technologie lösen. Wie bei den PS-Trays werden die Verbraucher gebeten, die klaren Behälter zu waschen und in die Sammelbehälter zu geben. Das funktioniert bestens. Die japanische Bevölkerung spielt bei diesem System ausgezeichnet mit, die Behälter kommen sehr gut vorgereinigt in den Sammel- und Sortieranlagen an. Das Recycling in Japan funktioniert mit Aufklärung und Öffentlichkeitsarbeit. Ein Pfand wird nicht erhoben. Japan verfügt über eines der vorbildlichsten PET-Recyclingsysteme der Welt mit Rücknahmeautomaten und öffentlichen Sammelsäcken. Es existiert eine Vielzahl von Sammelcontainern an öffentlichen Plätzen und bei den Supermärkten. Von einigen Kommunen werden auch spezielle PET-Sammlungen in den Haushalten an bestimmten Werktagen durchgeführt.

Wichtige FDA-Zulassung
Etwa die Hälfte der gesammelten transparenten Trays und Behälter bestehen aus PET, dem gleichen Material wie die PET-Getränkebehälter. Die Sammelrate von PET-Flaschen liegt derzeit bei mehr als 70 Prozent. Mehr als die Hälfte davon wird zu Fasern recycelt, überwiegend allerdings nicht in Japan, sondern in China. Konkret gingen 2009 in Japan 596.000 Tonnen PET-Flaschen in den Verkauf, von denen ein Großteil wieder eingesammelt wurden, sei es von der Japan Containers and Packaging Recycling Association (JCPRA), sei es von Kommunen oder der industriellen Abfallwirtschaft aus dem Hausmüll. Fast 430.000 Tonnen gesammelte PET-Flaschen wurden exportiert, ganz überwiegend nach China. In Japan selbst wurden ca. 200.000 Tonnen weiterverarbeitet, hauptsächlich zu extrudierten Folien (95.000 Tonnen) und zu Fasern (73.000 Tonnen).

„Gerade weil die Exportraten der PET-Flaschen so hoch waren, überlegten wir uns, die gesammelten PET-Verpackungen und die PET-Flaschen wieder zu PET-Trays zu verarbeiten. Es müssen einfach mehr japanische Recyclingaktivitäten aufgebaut werden, um diese Ressourcen zu nutzen. Wir wollten also sowohl Tray-to-Tray als auch Bottle-to-Tray umsetzen“, erklärt Yasuhiro Komatsu. „Damit eine Wiederverwendung als lebensmittelgeeignetes Food-Grade-PET möglich ist, war die FDA-Zulassung mit dem No Objection Letter nötig. Die konnten wir dank der zertifizierten Krones Technologie Ende 2011 für unsere Anlage erhalten.“

Neues Chubu Recyclingzentrum
Im zentraljapanischen Gifu-Hashima in der Nähe der Millionenstadt Nagoya eröffnete FPCO 2009 deshalb das neue Chubu Recyclingzentrum mit zwei Hallen á 4.000 Quadratmetern, zum einen für das Recycling von Polystyrol-Trays und PET-Verpackungen, zum anderen für das Recycling von PET-Flaschen. Auf der Strasse gegenüber entstand ein neues fünfstöckiges Distributionszentrum mit mehr als 30.000 Quadratmetern Lagerfläche.

Die Recyclinganlage läuft im 24-Stunden-Betrieb rund um die Uhr und wird in vier Schichten von je vier Mann betrieben. Für die Bedienung der Anlage selbst genügt je ein Mitarbeiter. FPCO schickte zur Einarbeitung für die erste Linie fünf Mitarbeiter an die Krones Akademie nach Neutraubling, bei der zweiten Linie weitere zwei Bediener.

Die pfandfreien PET- Flaschen werden gepresst in Blocks auf dem Werksgelände angeliefert. Das Front-End, die Eingangssortierung, wird nun gemeinsam für die erste und zweite Anlage genutzt. Je nach Herkunft sind die PET-Behälter unterschiedlich verschmutzt: Während PET-Flaschen beispielsweise aus den Supermärkten relativ sauber ankommen, sind PET-Flaschen aus dem Hausmüll logischerweise eher schmutzig.

Effizientes Waschmodul
Die zwei Anlagen bestehen je aus einem Waschmodul mit einer Leistung von 1.000 Kilogramm pro Stunde sowie einem Dekontaminationsmodul für ebenfalls 1.000 Kilogramm pro Stunde. Das Waschmodul liefert zunächst Nonfood-Grade-rPET-Flakes, die das daran anschließende Dekontaminationsmodul zu Food-Grade-Flakes weiterverarbeitet.

Das Waschmodul liefert zunächst Nonfood-Grade-rPET-Flakes, die das daran anschließende Dekontaminationsmodul zu Food-Grade-Flakes weiterverarbeitet.
Das Waschmodul liefert zunächst Nonfood-Grade-rPET-Flakes, die das daran anschließende Dekontaminationsmodul zu Food-Grade-Flakes weiterverarbeitet.
Die vorsortierten PET-Flaschen gelangen im ersten Schritt des Waschmoduls auf ein Rüttelsieb. Hier werden kleine Schmutzpartikel wie Glas, Sand, Metalle, lose Etiketten etc. mechanisch abgetrennt. Im nächsten Schritt durchläuft das Material eine Metallsuchbrücke. So werden frühzeitig Metalle ausgeschleust – eine Schutzmaßnahme für die nachgeschaltete Mühle. In der Mühle vollzieht sich ein trockener Mahlvorgang. Deckelmaterial, PET und Etiketten werden vermahlen. Das vermahlene Material gelangt nun in einen Trockenmischer, der die einzelnen Bestandteile miteinander vermengt. Ein Zickzacksichter trennt die Einzelteile schonend voneinander, beispielsweise PET von den Etiketten. Über einen konstanten Luftstrom werden hier bis zu 95 Prozent der leichten Stoffe wie Etiketten und Staub abgezogen und separat gesammelt.

Das Produktgemenge aus PET, Flakes und Deckelmaterialien wandert weiter in die Vorwäsche und wird mit warmem Wasser vermischt und eingeweicht. Nächste Stufe ist der Laugenwäscher. Sämtliche Rückstände aus der Oberfläche wie Klebstoff oder Papier werden durch Reibung schonend abgewaschen und mit Filtrationssystemen aus der Waschlauge entfernt. Ein Schwimm-Sink-Verfahren trennt die spezifisch gewichtigen Deckelmaterialien von den schwereren PET-Flakes. Die PET-Flakes sinken auf den Boden ab. Deckelmaterialien schwimmen an der Oberfläche und werden abgezogen. Die PET-Flakes gelangen nun in eine heiße, mehrstufige Nachwäsche. Hier werden sie sehr schonend mit erhitztem Frischwasser nachgereinigt. Danach werden die PET-Flakes in eine zweistufige Trocknung überführt. In einem Zentrifugaltrockner wird zunächst der größte Anteil des Wassers herausgeschleudert. In der zweiten Stufe wird das Material mit Heißluft in ein Puffersilo transportiert.

Dekontaminationsmodul liefert lebensmitteltaugliche Flakes
Im Dekontaminationsmodul wird das Material auf die erforderliche Dekontaminationstemperatur erhitzt. Abschließend folgt die Behandlung im Vakuumreaktor, in dem alle Kontaminanten aus dem Produkt entfernt werden.
Im Dekontaminationsmodul wird das Material auf die erforderliche Dekontaminationstemperatur erhitzt. Abschließend folgt die Behandlung im Vakuumreaktor, in dem alle Kontaminanten aus dem Produkt entfernt werden.
Nun startet die erste Stufe des Dekontaminationsmoduls. Dabei werden dickere Flaschenpartikel von den Wandpartikeln getrennt. Die dickeren und schwereren Teile werden nachvermahlen und wieder dem restlichen Produktstrom zugeführt. Ziel ist ein möglichst homogenes PET-Produkt. Danach erfolgt die Weiterbehandlung in der ersten Heizschnecke. Das PET-Material wird hier schonend vorgewärmt. In der zweiten Heizschnecke wird das Material auf die erforderliche Dekontaminationstemperatur erhitzt. Abschließend folgt die Behandlung im Vakuumreaktor, in dem alle Kontaminanten aus dem Produkt entfernt werden. Der Austrag nach dem Prinzip first-in-first-out garantiert eine definierte Verweildauer des Materials im Reaktor. Diese lebensmitteltauglichen Flakes sind in ihren optischen und physikalischen Eigenschaften mit Neuware vergleichbar.

93 Prozent Wirkungsgrad
Die erste Krones Recyclinganlage erreicht mit ihrer maximalen Leistung von einer Tonne pro Stunde Input derzeit einen Ausstoß von rund 700 Tonnen fertige Flakes pro Monat. Dies entspricht einem Wirkungsgrad von 93 Prozent.

„Das ist das Maximum, was wir aus der derzeitigen Qualität dieses Sammelsystems erreichen können“, erklärt der Generalmanager der Recyclingabteilung bei FPCO, Takashi Ikemoto. „Deshalb sind wir damit sehr zufrieden, auch wenn wir natürlich permanent versuchen, das noch zu verbessern, indem wir beispielsweise die Verbraucher bitten, bereits die Etiketten zu entfernen.“ Die aus benutzten PET-Flaschen gewonnen Food-Grade-PET-Flakes werden in den beiden eigenen Werken Kyoto und Kanto zu neuen PET-Trays und Verpackungen verarbeitet, etwa als Lebensmittel-Trays in den Supermärkten. Der PET-Recyclingweg ist geschlossen.

Bestehende Logistik zum Sammeln von PET-Behältern nutzen
Über die Jahrzehnte hinweg hat FPCO eine enge Zusammenarbeit mit Supermarktketten, Verpackungsgroßhändlern und Verbraucherkooperationen zum Sammeln und Recycling von Polystyrol-Trays und transparenten Behältern aufgebaut. Dieses System und die dahinter stehende Logistik will FPCO jetzt auch verstärkt beim Sammeln von PET-Behältern nutzen.

„Das Recycling von PET-Behältern ist eine neue Herausforderung für uns“, erklärt Yasuhiro Komatsu. „Um dieses europäische Business-Modell nach Japan zu importieren, war das richtige Timing ausschlaggebend. Als Marktführer im Recycling waren wir einfach in der Verantwortung, dies anzustoßen. Ich denke, es war genau der richtige Zeitpunkt für diese langfristige Investition“, ist Yasuhiro Komatsu überzeugt. „Unser Ziel war es auch, das Tray-to-Tray-Recycling zu optimieren. Hierzu muss das Etikett auf dem Tray abgewaschen werden. Das kann die Krones Anlage mit hoher Effizienz. Sie sorgt definitiv für eine bessere Qualität des Recyclingmaterials. Auch das Bottle-to-Tray funktioniert damit hervorragend. Entscheidend für uns ist die Qualität der Flakes und die Effizienz der Linie.“

Zukünftig auch an direktes Bottle-to-Bottle-Recycling denken
Die lebensmitteltauglichen Flakes sind in ihren optischen und physikalischen Eigenschaften mit Neuware vergleichbar.
Die lebensmitteltauglichen Flakes sind in ihren optischen und physikalischen Eigenschaften mit Neuware vergleichbar.
„Wir wollen uns jetzt auf die Effizienz der zweiten PET-Recyclinganlage konzentrieren und das Bottle-to-Tray-Verfahren optimieren“, betont Yasuhiro Komatsu. „Natürlich können wir zukünftig auch an direktes Bottle-to-Bottle-Recycling denken. Der Schlüssel für das weltweite Recycling von Kunststoffen liegt immer in der nationalen Gesetzgebung. Hier in Japan wird das Recycling von staatlicher Seite durch entsprechende Vorschriften und durch Verbraucheraufklärung unterstützt.“ Da bislang die Verwendung von recyceltem Material für den Kontakt mit Lebensmitteln in Japan noch nicht zulässig ist, nutzt FP Corporation gegenwärtig eine dreischichtig aufgebaute Folie in Layer-Technologie. Sie setzt sich zusammen aus neuwertigem PET, recyceltem PET in der Mitte und abermals neuwertigem PET, sogenannte V-R-V-Folien aus neuem „Virgin“-PET, rezykliertem PET und wieder Virgin-PET, so dass das recycelte PET weder in Kontakt mit dem Lebensmittel noch mit dem Konsumenten kommt. Anspruch bei FP Corporation ist jedoch ein hundertprozentiger Einsatz von recyceltem Food-Grade-PET. „Unser Ziel ist es, Ängste der Verbraucher abzubauen und möglichst schnell eine Zulassung des direkten Kontakts des mit FDA-Approval versehenen Recycle-PETs zu erreichen“, erklärt Yasuhiro Komatsu. „Wir gehen davon aus, dass dies innerhalb der nächsten drei Jahre möglich sein wird.“

„Es ist jetzt möglich, Trays, Verpackungen und Getränke-Flaschen aus PET unbegrenzt als Food-Grade-Material wieder zu verwenden“, meint Vorstands- und Aufsichtsratvorsitzender Yasuhiro Komatsu. „Je höher der Recyclinganteil, umso niedriger der Verbrauch an neuem Rohmaterial. Damit wird sich der Import von Rohöl nach Japan reduzieren. FPCO kommt mit dem Recyclinggeschäft den Ansprüchen einer Gesellschaft und Wirtschaft entgegen, die Energie und Ressourcen sparen will, recyclingorientiert ist, neue Energien nutzen will und nachhaltig denkt.“

Quelle: Krones Magazin 3/2012


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