Vlaanderen
OVAM Toon navigatie menu

PROFIT: reversed engineering voor kunststoffen

woensdag 26 september 2018

Met het Frontrunnersproject brengen we boeiende verhalen van innovatieprojecten op het kruispunt van circulaire economie, energie en industrie 4.0 in beeld. We selecteerden ze uit de projecten van de vijf 'speerpuntclusters' in Vlaanderen. In het zog van onze journaliste Isabelle maak je kennis met het eerste project: PROFIT, ondersteund door Catalisti.

Catalisti

Isabelle Vanhoutte

Isabelle trekt op pad

Twijfelend sta ik aan de vuilnisemmer. Met één voet op het pedaal, een platgedrukte petfles in de linkerhand en een tweede petfles en het metalen dekseltje van een confituurpot onbeholpen in mijn rechterhand, haper ik. Er hangt een sticker op de petflessen: 1+1 gratis. Gooi ik de flessen zo bij het PMD, of zou die sticker er eerst af moeten? En wat met de wikkel waarop de barcode staat? Die is wel van plastic, maar is het PET? Ik onderzoek de flessen, maar vind geen instructies. Op dat moment zie ik dat de binnenkant van het confituurdeksel bedekt is met een laagje doorschijnende plastic folie.

Ik zucht en leg de flessen weer op het aanrecht. Kan het kwaad dat wikkels, dopjes, papier of andere plastics terechtkomen in de blauwe zak? Waarom recycleren we vandaag thuis wél PET en geen andere plastics, zoals bijvoorbeeld polyetheen (PE) of polypropeen (PP)? Ook die plastics zouden op grote schaal gerecycleerd kunnen worden. Of krijgen de andere plastics, die drie vierde van mijn huisvuilzak uitmaken, ergens tijdens de afvalverwerking toch een nieuw leven?

Gebeurt dat soms, plastic uit de huisvuilzak recycleren?

Ik ga te rade bij Steven De Meester en Ruben Demets, professor en doctorandus aan de Vakgroep Groene Chemie en Technologie van de UGent.

Prof. Steven De MeesterDe Meester en Demets zijn drijvende kracht bij PROFIT, een onderzoeksproject dat de wetenschappelijke kennis probeert te achterhalen die nodig is om complexe plastic afvalstromen succesvol te scheiden én te hergebruiken. PROFIT is een samenwerking tussen UGent en afvalbedrijven OWS, Vanheede en Govaerts Recycling, die al jaren plastics recycleren.

Jullie onderzoeken en ontwerpen recyclageketens voor plastic. Wat zijn de struikelblokken bij plasticrecyclage vandaag?

“Het grootste probleem waar afvalverwerkers mee geconfronteerd worden,” zegt De Meester, “is dat voedselverpakkingen die in de huisvuilzak terechtkomen, vandaag vaak bijzonder complex in elkaar zitten. Een yoghurtpotje, een broodzak of een chipszak - verpakkingen met andere doelen qua houdbaarheidsdatum of stevigheid - bestaan vaak uit verschillende soorten plastics, die in laagjes verlijmd of samengesmolten worden. Uiteindelijk beland je zo bij een verpakking die wel op maat is van een product, maar uiterst moeilijk recycleerbaar is. Verpakkingsingenieurs houden in hun ontwerp dan ook doorgaans geen rekening met wat er gebeurt met die verpakkingen, ná gebruik. Vandaag is het zo dat combinatieplastics dan nog eens samen in één grote afvalzak terechtkomen. Dit alles op grote schaal optimaal scheiden kan vandaag bijna niet.”

Met die complexe berg plastics gaan jullie aan de slag?

“Klopt. Met PROFIT werken we scheidingstechnieken uit die van deze mix wél iets kunnen maken. Ons ultieme doel is om de kennis te vergaren die het mogelijk maakt om plastics een tweede, derde of vierde leven te geven in een zo hoogwaardig mogelijke toepassing, in plaats van dat ze in de verbrandingsoven terecht te komen. Want het voordeel van kunststof is net dat het materialen zijn die geweldig lang hun eigenschappen kunnen vasthouden. Hoewel polymeerketens tijdens het proces kunnen verkorten, zien we dat plastics in theorie vele keren recycleerbaar zijn zonder té groot kwaliteitsverlies.”

“Cruciaal in onze aanpak is reverse engineering, een ontwerpproces waarbij we uitgaan van de noden van de volgende in de keten - in dit geval Govaerts Recycling, een bedrijf dat planken en palen maakt van gerecycleerde kunststof.”

"Cruciaal in onze aanpak is reverse engineering, een ontwerpproces waarbij we uitgaan van de noden van de volgende in de keten."

“Govaerts Recycling is gebaat bij een continue toevoer van betaalbare, hoogwaardige, recycleerbare kunststoffen. Onze richtvraag doorheen dit project is dan ook: ‘aan welke vereisten moeten de plastics voldoen die bij Govaerts binnenkomen om er kwalitatieve kunststoffen planken van te maken?’ Een doorgedreven afstemming met de voorgaande schakel in de keten - afvalverwerkers Vanheede of OWS in dit geval - is dan essentieel. Want het is voor alle partijen interessant om een product af te leveren dat zo goed mogelijk beantwoordt aan de noden van de volgende in de keten.”

Dat klinkt breder dan chemie?

“Inderdaad. Het PROFIT-project situeert zich niet enkel bij onze Vakgroep Groene Chemie en Technologie” licht Demets toe. “Vorig jaar richtte de UGent het Centre for Advanced Process Technology for Urban REsource recovery (CAPTURE) op, een platform dat het mogelijk maakt om over de vakgroepen heen aan een onderzoek te werken, op verschillende plaatsen in de verwerkingsketen tegelijkertijd. Een enorme meerwaarde voor ons project,” meent Demets. “Het platform werkt als een katalysator.”

“Bij PROFIT onderzoeken we plastics vanuit hun levenscyclus - de tocht die het materiaal aflegt van in de huisvuilzak tot bij de afvalverwerker, tot de omvorming in nieuwe producten. Daarbij komen heel wat aspecten mee in beeld, zoals het economische verhaal, de milieu-impact, het wateren chemicaliënmanagement en de chemische en fysische eigenschappen van het eindproduct. Zo’n integraal onderzoek zou in de ‘vakgroepverzuilde’ universiteit van pakweg twintig jaar geleden veel moeilijker geweest zijn,” stelt De Meester.

“Eén van de sterktes van dit project zit volgens mij in dat we nu over de muurtjes heen durven te kijken.”

CAPTURE werd recent opgericht en jullie zien er allebei jong en fris uit. Is plasticrecyclage een nieuw veld in de wetenschap?

“Zo is het. De wetenschap rond recyclage van plastics staat nog in haar kinderschoenen,” stelt De Meester. “Aan het einde van de jaren ’90 werd er voor het eerst onderzoek gedaan naar manieren om plastics te scheiden van elkaar. Maar dat gebeurde erg gefragmenteerd,” legt Demets uit. “Pas na 2010 zien we dit onderzoeksveld ook binnen de kennisinstellingen meer en meer boomen.”

“Vreemd toch, als je weet dat plastic afval zo’n 10 à 20 procent van onze huisvuilzak uitmaakt? Hoewel binnenkort het P+MD-systeem van start gaat in Vlaanderen - waarbij een heel deel van die plastics in ‘de roze zak’ verdwijnen, zijn er voor heel wat problemen nog geen oplossingen, zoals vervuilingsgraad, geur, kleur, enzovoort. Die problemen bemoeilijken hoogwaardige recyclage.”

“Ondertussen zaten de commerciële afvalverwerkers echter niet stil,” zegt De Meester. “Vaak probeerden ze via trial-and-error hun afvalstromen op te zuiveren, regelmatig met succes. Al bleef de zuiver wetenschappelijke kennis onderbelicht - welke eigenschappen vertonen bepaalde mengsels op vlak van elasticiteit, geur of kleur? Of, wat is de wetenschappelijke verklaring van bepaalde trial-and-errorresultaten?”

De ‘grondstoffen’ in het PROFIT-project zijn bestaande afvalstromen van afvalverwerkers OWS en Vanheede. Wat mag ik me daarbij voorstellen?

“Beide bedrijven gebruiken afval voor hun vergistingsinstallaties, waarin de organische bestanddelen vergist worden tot biogas - groene energie. Het zijn geen kleine stromen,” legt professor De Meester uit, “OWS verwerkt bijvoorbeeld zo’n 30.000 ton ‘licht’ afval per jaar, waarin plastics zitten die vermengd zijn met andere fracties van het huisvuil.”

“Enerzijds kunnen de plastics op voorhand afgescheiden worden, bijvoorbeeld door ‘ontpakking’. Anderzijds, nadat de vergisting biogas heeft opgeleverd, blijft er ‘digestaat’ achter, waar ook nog plastics in kunnen zitten,” zegt Demets. “Daarmee gaan wij aan de slag.”

“Vandaag wordt dat plastic afval vooral verbrand, aan tarieven rond 100 euro per ton, waarmee het materiaal definitief uit de kringloop verdwijnt - niet erg circulair, dus. En ook economisch is het niet logisch, want schone, gemengde plastic afvalstromen zijn tot 300 euro per ton waard. Maar ondanks de goede wil bij veel bedrijven, is het vandaag praktisch en economisch niet haalbaar om die plastics te isoleren uit de afvalstroom,” stelt De Meester.

Wereldwijde stromen van kunststof verpakkingsmateriaal in 2013

 

Hoe verloopt het onderzoek?

“De verkennende fase is achter de rug,” zegt De Meester. “De voorbije maanden deden we uitvoerig aan materialenonderzoek, en botsten we op wat onvoorziene uitdagingen. Zo ondervonden we dat hout - bijvoorbeeld van mandarijnenkistjes - zich in heel wat scheidingsprocessen gelijkaardig gedraagt aan bepaalde soorten plastics. Om die twee materialen te scheiden moeten we creatief zijn. Ook ontdekten we dat onze eerste gerecycleerde plastics sterk geurden. Die geur proberen we nu weg te krijgen.”

“Halverwege 2018 gaan de eerste pilootinstallaties bij de afvalverwerkers in werking,” zegt Demets. “En daarmee gaat het PROFIT-onderzoek een nieuwe fase in, die van wisselwerking tussen de resultaten in de labo’s en de feedback uit de praktijk.

Zo maken jullie met PROFIT een ‘grondstof’ van een fractie plastics die voorlopig uit de keten verdwijnt. De milieuwinst is potentieel enorm.

“Klopt. Stel je eens voor op welke schaal we onze afvalberg kunnen verkleinen als we een groot deel van die plastics hergebruiken. De kennis die we hier opbouwen kan dan ook overal ter wereld ingezet worden.”

Moet het hele systeem rond de verwerking van plastic afval dan mee veranderen?

“In Vlaanderen gebeurt heel wat op vlak van plasticrecyclage. Denk maar aan de containerparken, de werking van OVAM of de blauwe zak - en misschien binnenkort de roze P+MD-zak. We mogen terecht trots zijn op de voortrekkersrol die we spelen in afvalverwerking. Inzetten op die nieuwe technieken, ligt eigenlijk in de lijn die Vlaanderen nu al volgt. Ook de speerpuntclusters, zoals Catalisti, stimuleren verder onderzoek en streven naar toepassing in de praktijk. Ten slotte staat onze afvalverwerkende industrie - zoals Vanheede, OWS en Govaerts - al heel ver. Het zijn wereldwijde pioniers.”

“Maar uiteraard blijven er problemen om aan te pakken. Vandaag bestaan er strenge regels voor wie gerecycleerde plastics wil gebruiken in nieuwe toepassingen. Al heeft deze regelgeving zijn nut, toch zorgt die er al te vaak voor dat innovaties vertraagd of zelfs stopgezet worden. Daarnaast zou er een grotere verantwoordelijkheid mogen liggen bij de producenten van bijvoorbeeld verpakkingen, waardoor de businesscase tussen producent en afvalverwerker meer gaat kloppen,” vervolgt De Meester.

Behandeling van verpakkingsafval (2014)

“Een moeilijkheid wat betreft die complexe verpakkingen is echter wel dat Vlaanderen te klein is om echte druk uit te oefenen op producenten. Dat zijn immers vaak multinationals die over de hele wereld opereren en die geen zin hebben om hun productie aan te passen aan de recyclagevoorschriften van afzonderlijke landen. Wat daar wél zou helpen, is als de hele Europese Unie - een belangrijke afzetmarkt - bepaalde recyclage-eisen zou stellen. Een verbod op de slecht recycleerbare meerlagige folies, bijvoorbeeld. Of een verplichte afdeling reverse engineering.” (lacht)

Goed nieuws, dus, dat binnenkort ook de grote stroom aan niet-zuivere plastics met een tweede, derde of zevende leven kan starten. Ik tel af tot het moment dat de roze zak officieel in gebruik is, en de afvalverwerkers met mijn voorraad gemengde plastics aan de slag kunnen.

Ondertussen vind je me nog regelmatig in de buurt van de pedaalemmer, mijn neus op een yoghurtpotje gedrukt om de kleine lettertjes te lezen, wegdromend over betoverende chemische scheidingsprocessen.

Tom DomenExpertencommentaar

Tom Domen

Global head of Long Term Innovation Ecover

Zo lang er al plastics zijn, bestaan er eigenlijk al goede technologieën om ze te recycleren. Dat geldt zeker voor PET en PE. Maar toch wordt er nog steeds een te klein percentage daadwerkelijk herbruikt. Ook in België wordt - hoewel het ophaal- en sorteersysteem hier goed draait - weinig plastic commercieel verwerkt: de meeste plastics verdwijnen naar Azië. Gerecycleerde plastics als grondstof zijn dan ook nauwelijks te vinden in België. Daarvoor moeten lokale bedrijven naar Azië, of dichterbij huis, naar Duitsland. In Duitsland heeft men de afgelopen jaren immers een recyclage-industrie uitgebouwd, waardoor je er nu een redelijk kwalitatief aanbod vindt van de meest gangbare plastics. Maar sinds China recent laagwaardige plastics is beginnen weigeren, is er iets aan het bewegen op beleidsniveau, ook in Europa. Met resultaat: de recyclagesector is sinds die ban alvast flink gegroeid. En dat is goed, want een grote inhaalbeweging is nodig op korte termijn.

Ook bij de industrie zelf steeg de laatste jaren de aandacht voor het hele plasticprobleem. Als er een aanbod zou zijn, daar ben ik van overtuigd, zouden er heel wat grote bedrijven maar wat graag overschakelen op gerecycleerd plastic. Maar er is nood aan constante, kwalitatieve stromen gerecycleerde plastics.

De nieuwe scheidingssystemen die nu ontwikkeld worden, en het feit dat er wordt ingezet op reverse engineering, zullen bijdragen tot die kwalitatievere gerecycleerde plastics. Wanneer die er zijn, aan een prijs die kan concurreren met virgin plastics, volgt de vraag automatisch, daar ben ik ook van overtuigd.

Al wil ik onderstrepen dat recyclage niet alle plasticgerelateerde problemen kan oplossen. Het duurt ongetwijfeld nog heel lang voor we op het punt komen dat we in staat zijn om alle afval te recycleren. Ondertussen blijft er plastic naar de zee stromen of in de natuur terechtkomen, met alle ecologische en gezondheidsrisico’s van dien.

En zelfs als we een bijzonder efficiënte technologie ontdekken, die een quasi volledige plasticrecyclage mogelijk maakt, gaat zo’n nieuwe technologie onvermijdelijk gepaard met grote investeringen. Wat stelt één fabriekje in België voor in een wereldmarkt waar dagelijks duizenden tonnen plastics op de afvalberg terechtkomen? De meeste winst is te boeken door eenvoudigweg minder plastics te produceren en gebruiken.

Frontrunners

Download de publicatie

Met het Frontrunnersproject brengen we boeiende verhalen van innovatieprojecten op het kruispunt van circulaire economie, energie en industrie 4.0 in beeld. We selecteerden ze uit de projecten van de vijf 'speerpuntclusters' in Vlaanderen.

DOWNLOADEN >

BESTEL GEDRUKTE EXEMPLAREN >

Share article

CATEGORIEEN

Frontrunners