Recycling van huishoudelijk afval: recyclaten opwaarderen voor naadloze integratie in de productie van plastic producten

Inconsistente recyclaten beperken de overgang naar circulaire plasticproductie

Nithya Subramanian, TNO-wetenschapper op het gebied van circulaire verpakkingen, legt uit dat snelheid bij productie essentieel is. “Als ik bijvoorbeeld een fabriek heb waar plastic emmers worden gemaakt, dan wil ik een consistente grondstof, zodat deze verwerkt kan worden zonder de lopende productie te vertragen.”

“Maar huishoudelijk afval is nooit consistent, omdat er zoveel variaties zijn in de samenstelling. Daardoor kunnen de recyclaten die van dit afval worden gemaakt, ook van elkaar verschillen. Die variabiliteit betekent dat ik niet weet welke instellingen ik in mijn machine moet gebruiken om ervoor te zorgen dat mijn emmers altijd hetzelfde zijn.”

Als gevolg daarvan gebruiken fabrikanten nog steeds bij voorkeur nieuw plastic, zelfs als recyclaten technisch gezien een haalbaar (en duurzamer) alternatief zijn. “We moeten aantonen dat de opname van recyclaten haalbaar is, zelfs in hoogwaardige toepassingen zoals dunwandige verpakkingen, waarvoor momenteel zeer specifieke polymeertypen nodig zijn.”

Methode van TNO voor superieure recyclaten

Het geheim van meer consistentie is een goede sortering van het ruwe afvalmateriaal, voordat het wordt gerecycled, en vervolgens het vinden van de juiste additieven voor het recyclaat om ervoor te zorgen dat de machines minimaal moeten worden aangepast voor elke inkomende partij grondstof.

“We maken verschillende samenstellingen van gerecycled polypropyleen door sortering op kleur en toevoeging van additieven en beoordelen hun eigenschappen. Vervolgens verwerken we de recyclaten tot verschillende spuitgietonderdelen. We sorteren het afvalmateriaal echt heel nauwkeurig op soorten plastic of zelfs bepaalde kleuren. Als we alleen wit afval gebruiken, blijft ons product tot het eind wit.”

Maar de echte uitdaging ligt in het vinden van de juiste mix van additieven. Niet alleen is elke partij gerecycled polypropyleen (rPP) als grondstof anders, ook de chemicaliën die eraan worden toegevoegd, hebben verschillende functies. “Sommige additieven zijn stabilisatoren om te voorkomen dat het plastic afbreekt,” zegt Subramanian. “Sommige additieven helpen het materiaal beter te stromen, zodat je het efficiënter kunt mengen en verwerken. Andere additieven beschermen tegen UV-licht, enzovoort.”

De additieven zelf zijn niet nieuw – Subramanian en haar collega’s krijgen advies van experts op het gebied van chemische samenstellingen over “wat zinvol is om toe te voegen” – maar het telkens vinden van het beste “recept” is waar de wetenschappelijke expertise van TNO om de hoek komt kijken. Laboratoriumtests en pilots in een echte productiefaciliteit laten zien welke mengsels van recyclaat en additieven inderdaad verwerkbaar zijn en met succes kunnen worden geïntegreerd in bestaande productieketens zonder deze te vertragen.

“Bovendien hebben we nu aangetoond dat de opname van recyclaat haalbaar is in hoogwaardige toepassingen zoals dunwandige verpakkingen. Daarvoor zijn heel specifieke polymeertypen nodig, omdat de verhouding tussen additieven en recyclaat heel precies moet zijn.”

Het garanderen van voedselveiligheid is de volgende uitdaging

”We hebben een aantal interessante dingen gevonden over de ophoping van additieven, die problematisch zou kunnen zijn voor de voedselveiligheid. Op dit moment zijn deze grondstoffen op basis van recyclaat geschikt voor toepassing in bijvoorbeeld buiten verpakkingen en voor verschillende spuitgietonderdelen. Voor plantenbakken en voor huishoudartikelen, shampooflessen, flessen schoonmaakmiddel enzovoort. Maar ze zijn nog niet geschikt om plastics van te maken die rechtstreeks in contact komen met voedsel. Daar gaan we nog onderzoek naar doen.

Voor mij is dit onze volgende prioriteit: hoe kunnen we afval van voedselverpakkingen zodanig recyclen tot toepassingen voor voedselverpakkingen dat deze veilig zijn voor levensmiddelen, zoals ook gebeurt bij PET-flessen? Want anders is er geen sprake van circulariteit. Ook persoonlijk vind ik dat een leuke uitdaging.”

Barrières doorbreken

Subramanian werkt bij Brightlands Materials Center in Geleen en is als TNO-wetenschapper gespecialiseerd in circulaire verpakkingen. Zij is momenteel betrokken bij het werkpakket Design for Recycling van Syschemiq, een vierjarig regionaal door Horizon Europe ondersteund programma dat als doel heeft de circulaire economie te versnellen door verbeterde en efficiëntere recycling van plastics.

Syschemiq verbetert niet alleen de sortering en voorbehandeling van rPP-grondstoffen, maar daagt betrokkenen in de hele waardeketen ook uit om technische en niet-technische barrières voor een circulaire plasticeconomie te overwinnen. Van beter productontwerp tot slimmere afvalscheiding door consumenten en inzameling door lokale overheden.

Subramanian hoopt dat deze gezamenlijke aanpak binnen Syschemiq echt effect zal hebben. “Mensen vragen vaak waarom we niet méér recyclen. Dat zouden we wel moeten kunnen, maar soms lopen we tegen technische uitdagingen aan. Ook hebben we stimuleringsmaatregelen van de overheid en initiatief van fabrikanten nodig.

In dit project proberen we al die dingen samen te brengen. We doen technisch werk, maar maken recyclaten ook concurrerender op de markt door hun kwaliteit te verbeteren, zodat ze hopelijk breder inzetbaar worden voor hoogwaardigere toepassingen.”

Wilt u consistenter gerecycled materiaal aan uw verpakkingen toevoegen zonder uw productie te vertragen?