KIT: Vom Getränkekarton zur nachhaltigen Versandbox

Die Weihnachtsfeiertage sorgen für viel Abfall in Privathaushalten: Online bestellte Geschenke kommen in vielen Päckchen und Paketen aus Karton ins Haus, und für den Festschmaus werden oftmals große Mengen verpackter Lebensmittel auf Vorrat gekauft. Studenten des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben einen Prozess entwickelt, durch den bislang kaum rezyklierbare Kunststoffe aus Lebensmittelverpackungen zu mehrfach nutzbaren Versandkisten verarbeitet werden können.

Ob Milch, Saft oder Käseaufschnitt: Lebensmittelvorräte bleiben dank ausgeklügelter Verpackungen lange frisch, aromatisch und geschützt. Meist sind diese Hüllen aus einer Kombination unterschiedlicher Kunststoffe hergestellt, die miteinander verbunden sind. Diese Multilayerverpackungen bestehen aus einzelnen millimeter- bis nanometerdünnen Schichten unterschiedlicher Kunststoffe wie Polyethylen, Polypropylen oder PET. Die einzelnen Schichten werden mithilfe von Kunststoffklebern wie beispielsweise Polyurethan zusammengehalten. Sie lassen sich nicht mit klassischen Verfahren wie Zerkleinern, Sieben und Zentrifugieren voneinander trennen und auch nicht durch Wärme voneinander lösen, da ihre Schmelzpunkte zu nahe beieinanderliegen. "Unsere Idee ist es, ein Verfahren zu verwenden, bei dem Lösungsmittel den Kleber zwischen den Folien herauslösen, um sie sortenrein zu trennen", sagt Paul Neugebauer, Master-Student in Chemieingenieurwesen und Verfahrenstechnik am KIT. Er und vier weitere Nachwuchsingenieure aus demselben Semester haben einen Recycling-Prozess entwickelt, der nach beschriebenem Prinzip reine Kunststoffe aus Multilayerverpackungen gewinnt.

Recycled Polymer Packaging Karlsruhe, kurz RepoPaK, nennen die Studenten die nachhaltige Versandkiste, welche aus den Altkunststoffen hergestellt wird. Mit ihrem Konzept überzeugten sie beim bundesweiten chemPLANT-Wettbewerb der kreativen jungen Verfahrensingenieure (kjVI) in der Gesellschaft Verfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI) und erhielten 2021 den ersten Preis. Die Herausforderung war, ein innovatives, nachhaltiges und wirtschaftliches Konzept für das Recycling hin zu einem höherwertigen Produkt zu entwickeln. Dafür war der Hauhaltsabfallmix einer typischen Großstadt der Ausgangspunkt. Verpackungen aus Kunststoffen gehören zu den Leichtverpackungen, die laut Statistischem Bundesamt mit 32 Kilogramm pro Person 2019 den größten Anteil am eingesammelten Verpackungsmüll der privaten Haushalte ausmachten.

"Mit dem zweiten Teil unseres Ansatzes blicken wir in die Zukunft, denn das RepoPaK lässt sich mit Drohnen transportieren, ist wasserfest und durch seine Wabenstruktur stabil und leicht. Somit ist es im Vergleich zum heute üblichen Pappkarton für den voll automatisierten Versand der Zukunft ideal geeignet", sagt Philipp Beeskow vom Team RepoPaK. Ein weiterer Clou ist die Faltbarkeit der Boxen: Wenn die vom Versandhändler gelieferten Weihnachtsgeschenke herausgenommen sind, lassen sich die Kisten bis zur nächsten Verwendung zu Hause platzsparend verstauen. Die Kisten unterschiedlicher Größe – vom Schuhkarton bis zum großen Gewerbepaket – ließen sich aus einem für das jeweilige Volumen geeigneten Recycling-Kunststoff fertigen, betonen die Nachwuchsingenieure. Durch ihre Sortenreinheit seien die Boxen am Ende ihrer Lebensdauer selbst wiederum problemlos zu recyceln. Im Vergleich zu Einweg-Versandkartons könnte die Produktidee Herstellungskosten, Energie und CO2 einsparen, sowie Abfall vermeiden. So lasse sich mit Müll Müll vermeiden und ein weiterer Schritt in Richtung Kreislaufwirtschaft gehen, so das Team.