Wie werden Getränkekartons recycelt?

Damit wir uns anschauen können wie ein Getränkekarton recycelt wird, müssen wir zunächst wissen, wie er aufgebaut ist. Daraus ergeben sich mögliche Stoffströme, die am Ende des Recyclings entstehen.

Woraus besteht ein Getränkekarton?

Ein Getränkekarton besteht aus mehreren Schichten und aus drei verschiedenen Materialien: Karton, Kunststoff und Aluminium. Der Kunststoff Polyethylen (PE) liegt dabei in zwei verschiedenen Formen vor, High-Density-PE (HDPE) im Verschluss und Low-Density-PE (LDPE) als Teil des Schichtaufbaus. HDPE ist härter und damit für die Verschlüsse und Ausgüsse der Getränkekartons geeignet, während LDPE dehnbarer und formbarer ist und dadurch für Folien verwendet wird.

Der Fachverband Kartonverpackungen für flüssige Nahrungsmittel (FKN) gibt den Kartonanteil der Verpackung mit 70 bis 80 % an, den Kunststoff-Anteil mit 20 bis 25 % und den Aluminiumanteil mit 4 bis 5 %. Diese drei Materialien sind in Getränkekartons schichtweise übereinander aufgebracht (siehe Grafik unten).

Getränkekartons für frische Produkte, die aufgrund ihrer Beschaffenheit keine lange Lagerdauer haben, kommen ohne eine Schicht aus Aluminium aus. Sie bestehen aus einer Kartonschicht, die von innen und außen mit LDPE überzogen ist.

Getränkekartons für haltbare Produkte hingegen, haben meist eine zusätzliche Aluminiumschicht, die 4 bis 5 µm dünn ist und das Füllgut vor Licht und Sauerstoff schützt. Hier ist der Schichtaufbau von außen nach innen wie folgt: LDPE, Karton, LDPE, Aluminium, LDPE. Aber auch im Segment der haltbaren Produkte, gibt es schon einige wenige Verpackungen, die ohne das Aluminium auskommen.

Wenn Getränkekartons nach dem Gebrauch dem Materialkreislauf wieder zugefügt werden, können Karton, Aluminium und Kunststoff theoretisch zurückgewonnen werden. Dafür müssen während des Prozesses die aufeinander gebrachten Schichten, wieder voneinander getrennt werden.

Wie werden die Schichten des Getränkekartons getrennt?

Getränkekartons gehören in den gelben Sack oder in die gelbe Tonne, je nachdem in welcher Region in Deutschland man lebt. Entsorgungsunternehmen sortieren den Verpackungsmüll und trennen Getränkekartons von anderen Verpackungen mittels Infrarotstrahlen.

Die Strahlen werden abhängig von der Verpackungsart unterschiedlich zurückgeworfen und wieder aufgefangen. Anhand der Wellenlängen, die bestimmte Materialien reflektieren, ergeben sich so etwas wie Fingerabdrücke, die eine Materialzuordnung ermöglichen. Erkennt die Sortieranlage in unserem Fall den Fingerabdruck eines Getränkekartons, wird automatisch ein Luftstrom betätigt, der die Verpackung in den entsprechenden Auffangbehälter pustet. Dann werden die von der Anlage sortierten Getränkekartons zu Ballen gepresst und in Papierfabriken gehäckselt.

Im Anschluss kommen die Verpackungen in eine Auflösetrommel, einen rotierenden Metallzylinder ähnlich einer Waschmaschine. Allerdings mit je nach Bauart etwa 30 m Länge etwas größer als die Waschmaschine eines Otto Normalverbrauchers.

In der Trommel werden die gehäckselten Getränkekartons mit Wasser eingeweicht und die Masse umgerührt, bis sich die Fasern von den Folien ablösen. Diese im Wasser gelösten Papierfasern werden durch die Fliehkraft durch die Löcher der Trommel nach außen geschwemmt und können bis zu sechsmal zu neuen Papierprodukten verarbeitet werden. Vor allem eignen sich die Fasern für Wellpappen-Verpackungen und Faltschachteln.

In der Trommel verbleiben nachdem die Papierfasern abgetrennt sind noch Kunststoff- und Alureste. Bisher wurde die Mischung aus LDPE, HDPE und Aluminium überwiegend in Zementfabriken als Primär-Brennstoff eingesetzt. Der Kunststoff liefert Energie während das Aluminium als Aluminiumoxid dazu beiträgt, dass der Zement schneller aushärtet.

Damit diese Stoffströme aus PE und Aluminium dem Kreislauf nicht entzogen werden, hat der FKN das sogenannte Palurec-Verfahren entwickelt und 2017 die gleichnamige Gesellschaft gegründet. Palurec steht dabei für PE-Aluminium-Recovery. Im April 2021 hat der Verband die erste Palurec-Recyclinganlage im Chemiepark Knapsack in Betrieb genommen.

Der Ausgangsstoff beim Palurec-Verfahren sind die zu Ballen gepressten Aluminium- und Kunststoff-Reste, die Papierfabriken an die Palurec-Anlage liefern. Diese Reste werden erneut zerkleinert.

Dann werden Stör- und Fremdstoffe in mehreren Schritten abgetrennt. In einer Schwimm-Sink-Trennung werden schwere Störstoffe abgeschieden, indem sie absinken, während die Aluminium-PE-Folie schwimmt. Eine weitere Trennung findet in den Friktionswäschern statt. Mehrere Friktionswäscher lösen Aluminium, Faserreste und andere Störstoffe von den Folien. Nach dem das im Prozesswasser gelöste Aluminium abgeschieden wurde, werden noch weitere Störstoffe aus dem Prozesswasser entfernt und ausgeschleust.

Das Aluminium, welches im Prozesswasser gebunden ist, wird in einem Hydrozyklon durch Flieh- und Strömungskräfte abgeschieden und eignet sich beispielsweise als Beimischung für Gussteile.

Im Anschluss wird der verbleibende Kunststoff getrocknet und in einen Zick-Zack-Sichter gegeben. In diesem werden LDPE und HDPE aufgrund ihrer unterschiedlichen Sinkgeschwindigkeiten im Luftstrom getrennt. Das HDPE wird als gemischte Kappenfraktion gesammelt und vertrieben, um dann in Non-Food-Produkten wie Kanistern, Rohren oder Boxen eingesetzt zu werden.

Das LDPE wird extrudiert und unter Hitze zu einem Kunststoff-Strang geformt. Nach dem der Strang abgekühlt ist kann er granuliert und in Spritzguss-Anwendungen, Folien sowie weiteren Produkten beigemischt werden.

Das gesamte Palurec-Verfahren ist mechanisch beziehungsweise physikalisch, Wasser ist das einzige Trennmedium. Bisher ist die Recyclinganlage in Hürth bei Köln die einzige, die dieses Verfahren anwendet. Ob es weitere ihrer Art geben wird, hängt unter anderem von der Nachfrage auf dem Rezyklatmarkt und den Erfahrungen, die der FKN mit der Anlage macht, ab.