Durch die "Di-Link"-Forschung wird es Kunststoffproduzierenden ermöglicht, hochwertige Produkte aus Recyclingkunststoffen zu erzeugen, Plastikmüll zu vermeiden und Stoffkreisläufe zu schließen. Dafür werden neueste Sensortechnologien und digitale Softwarelösungen entwickelt und verknüpft, um wertvolle Daten über die Qualität von Kunststoffabfällen und den aus ihnen hergestellten Rezyklaten erheben, analysieren, weiterentwickeln und an den richtigen Stellen zum Einsatz bringen zu können.
Geschlossene Kreisläufe
Das Projekt „Di-Link“ trägt zur Schließung von Stoffkreisläufen in der Kunststoffwirtschaft bei. Durch die in „Di-Link“ weiterentwickelten Sensor-technologien und darauf zugeschnittene digitale Lösungen werden die hierzu benötigten Daten erhoben und die Verbreitung und ihre Verar-beitung ermöglicht. Somit kann ein ressourcen-schonenderes Modell der Kunststoffverwendung etabliert werden.
Denn große Mengen an Sekundärkunststoffen – Rezyklate – können zurzeit gar nicht oder nur zu minderwertigen Produkten weiterverarbeitet werden. Informationsdefizite des Marktes hinsichtlich der Qualität und Verfügbarkeit der Rezyklate sind dafür ein Hauptgrund. Die Vielzahl der verschiedenen Quellen von Reststoffen für das Recycling kann sich in der Produktqualität der Rezyklate niederschlagen. Mitunter schwanken Produkteigenschaften von Charge zu Charge, was eine Verarbeitung im Rahmen der maßgeschneiderten Prozesse der Produzierenden erschwert. Mit Hilfe der zu entwickelnden „Di-Link“-Sensoren können diese Schwankungen in der Produktqualität erkannt und vermieden bzw. digital dokumentiert werden, so dass Rezyklatabnehmer die relevanten Informationen zu den Materialien erhalten und so das richtige Material kaufen oder auch ihre Prozesse entsprechend anpassen können.
Durch die „Di-Link“-Forschung wird es Kunststoffproduzierenden ermöglicht, hochwertige Produkte aus Recyclingkunststoffen zu erzeugen, Plastikmüll zu vermeiden und Stoffkreisläufe zu schließen. Dafür werden neueste Sensortechnologien und digitale Softwarelösungen entwickelt und verknüpft, um wertvolle Daten über die Qualität von Kunststoffabfällen und den aus ihnen hergestellten Rezyklaten erheben, analysieren, weiterentwickeln und an den richtigen Stellen zum Einsatz bringen zu können. Mit den richtigen Daten zu Beschaffenheit und Menge von Kunststoffresten sowie den aus ihnen hergestellten Rezyklaten und einer Möglichkeit, diese Daten entlang der Wertschöpfungs-kette digital weiterzureichen, können Kunststoffverarbeitende, gewerbliche Unternehmen und Recycler in die Lage versetzt werden, solche Kunststoffe als hochwertige Wertstoffe im Kreislauf zu halten.
Digitale Recyclinglösungen
In einem ersten Schritt wurden dazu die genauen Bedürfnisse der Industrie durch Interviews und Vor-Ort-Termine ermittelt. Daraufhin werden entsprechenden Lösungen entwickelt, softwareseitig abgebildet und in geeigneten Systemen verbunden, zum Beispiel, indem sie in Unternehmens-kooperationen eingesetzt und erprobt werden. Gleichzeitig findet eine Bewertung der Nachhaltigkeit der entwickelten Lösungen statt, um sicherzustellen, dass der Aufwand nicht den potenziellen Nutzen übersteigt. Mittels der innovativen Lösungsansätze von "Di-Link" kann Kunststoffrezyklat in Zukunft sicherer und zuverlässiger eingesetzt werden. Die zusätzlichen Informationen zusammen mit der schnellen Verfügbarkeit von digitalen Daten entlang der Wertschöpfungskette ermöglichen es, eine Vorreiterrolle im stark wachsenden Recyclingmarkt einzunehmen und sichern somit die internationale Wettbewerbsfähigkeit des Wirtschaftsstandorts Deutschland.
Ergebnisse (Stand Juni 2022)
DiLinK App
Daten zu Kunststoffen werden vom Hersteller an die verarbeitenden Betriebe weitergegeben. Das geschieht zumeist über mitgelieferte Datenblätter. Die DiLinK App geht hier einen Schritt weiter und erstellt ein virtuelles Abbild der Kunststoffe, das die benötigten Daten bereithält und für die entsprechenden Betriebe verfügbar macht. Sensoren ermitteln die Qualität der Rezyklate und belegen die gleichmäßige hohe Qualität über den gesamten Produktionszeitraum. Die App ermöglicht die Kommunikation relevanter Qualitätsparameter zwischen Recycler und kunststoffverarbeitenden Betrieb. Mit den Daten zu Beschaffenheit und Menge von Kunststoffresten sowie den aus ihnen hergestellten Rezyklaten und einer Möglichkeit, diese Daten entlang der Wertschöpfungskette digital weiterzureichen, können kunststoffverarbeitende und gewerbliche Unternehmen sowie Recycler in die Lage versetzt werden, solche Kunststoffe als hochwertige Wertstoffe im Kreislauf zu halten. Komplementär dazu kann Fachwissen zur Rezyklat Aufbereitung und -verarbeitung angezeigt werden.
Digitale Messtechnik
Für die Überwachung der Prozessqualität kommt die Online-Spektroskopie zum Einsatz. Diese misst die Lichtabsorption der Kunststoffschmelze im Extruder. Mit einer geeigneten Datenauswertung können dann Veränderungen im Kunststoff, z.B. durch thermischen Abbau, nachgewiesen bzw. verfolgt werden. Diese Informationen können verwendet werden um Inhomogenitäten im Ausgansmaterial zu detektieren oder Prozessparameter wie Temperatur und Drehmoment anzupassen. Ihre Anwendbarkeit wurde auf die speziellen Problemstellungen im Recompounding getestet.
Geschäftsmodelle
Der zunehmende Einsatz von Kunststoffrezyklaten verändert den Material- und Informationsaustausch zwischen den verschiedenen Akteuren des Wertschöpfungsnetzwerkes des verdichtenden Kunststoffkreislaufs. Um die DiLinK-Anwendung zu integrieren und den Informationsfluss zwischen den Akteuren zu optimieren, werden die Rollenmodelle der verschiedenen Akteure weiterentwickelt und ein neues Wertstromsystem auf der Grundlage des Business Ecosystem Designs entworfen. Basierend auf der Applikation werden innovative und nachhaltige Geschäftsmodelle für die zentralen Rollen identifiziert, mit Schwerpunkt auf dem Nutzenversprechen, der Ertragsmechanik und der Wertschöpfungslogik. So konnten neue koopetitive Geschäftsmodelle und neuartige Rollen im Gesamtsystem identifiziert werden.
Interdisziplinäres Expertenteam
Für die Aufgabe hat sich ein interdisziplinäres Team gebildet. Auf Forschungsseite wird das dreijährige Projekt durch das SKZ - Das Kunststoff-Zentrum, das Forschungsinstitut für Rationalisierung der RWTH Aachen (FiR) sowie das Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie (Konsortialleitung) durchgeführt. Aus der Industrie sind die Unternehmenspartner INFOSIM, Experten auf dem Gebiet der industriellen Softwareentwicklung, sowie die Unternehmen Hoffmann + Voss und MKV Kunststoffgranulate beteiligt, die über große Erfahrung im Kunststoffrecycling verfügen.
Die entwickelten Lösungen aus der "Di-Link"-Forschung können von der gesamten kunststoff-verarbeitenden Industrie sowie von anderen Unternehmen, bei denen Kunststoffabfälle anfallen, genutzt werden, um mehr Recyclingkunststoffe bereitzustellen oder zu verwenden.
Publikationen
Abschlussbericht Teil I (Juni 2023)
Abschlussbericht Teil II (Juni 2023)
Bendix,P., Berg, H., Hoeborn, G., Ivanda., A.: Kunststoffe digital besser recyclen, UmweltMagazin (2023), S. 24-26: https://www.ingenieur.de/wp-content/uploads/2023/09/UmweltMagazin_9-10_2023_UMW-9-10-2023.pdf
2. Policy Brief (11.03.2022)
1. Policy Brief (26.05.2020)
Artikel im Magazin 320° (01.04.2020)
Artikel in Spektrum der Wissenschaft (19.02.2020)
Artikel in der K Zeitung Online (28.01.2020)
Projektflyer der Fördermaßnahme (deutsch / englisch) (März 2021)
Die Projektflyer bieten einen Einblick in die Inhalte und Ziele der ReziProK Projekte und stellen jeweils erste Ergebnisse vor.
Projektblätter der Fördermaßnahme (deutsch) (Dezember 2019)
Die Projektblätter bieten eine Kurzübersicht über die einzelnen Projekte und deren Ziele.
Beiträge zu der ReziProK Transferkonferenz im Juni 2022
Poster (Juni 2022)
Präsentation (Juni 2022)
Beitrag zu der ReziProK Kick-off Veranstaltung im Dezember 2019
Poster (Dezember 2019)
Bildnachweis: Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie gGmbH; HOFFMANN + VOSS GmbH Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie gGmbH