Bildgebende Raman-Spektroskopie als Sensortechnologie f\u00fcr die Verwertung schwarzer Kunststoffe<\/p>\n
Das Ziel des Promotionsvorhabens ist die Entwicklung einer Sensortechnologie f\u00c3\u00bcr die Erkennung und Klassifizierung schwarzer Kunststoffgranulate, welche die Grundlage f\u00c3\u00bcr ein \u00c3\u00b6kologisch und \u00c3\u00b6konomisch sinnvolles Recycling solcher Materialien bilden soll.<\/p>\n
Die stoffliche Verwertung von Kunststoffprodukten ist aufgrund begrenzter Rohstoffressourcen und der Umweltbelastungen, welche durch Produktion und Entsorgung entstehen, eine \u00c3\u00b6kologische Notwendigkeit und wird auch zunehmend durch gesetzliche Vorgaben gefordert. Da hochqualitative Recyclingprodukte gewinnbringend wiedereinsetzen werden k\u00c3\u00b6nnen, ist ein hoher Recyclinggrad auch aus \u00c3\u00b6konomischer Sicht w\u00c3\u00bcnschenswert.<\/p>\n
Zurzeit werden in Deutschland nur ca. 42% der j\u00c3\u00a4hrlich anfallenden ca. 5\u00c2\u00bd Mio. t \u00c2\u00a0Kunststoffabf\u00c3\u00a4lle stofflich recycelt. Der \u00c3\u00bcberwiegende Anteil wird demzufolge thermisch verwertet oder auf Deponien verbracht und belastet damit direkt die Umwelt. Eine Erh\u00c3\u00b6hung der Recyclingquote ist somit aus \u00c3\u00b6kologischer dringend \u00c2\u00a0erstrebenswert.<\/p>\n
Der Hauptgrund f\u00c3\u00bcr die niedrige Recyclingquote ist das Fehlen wirtschaftlicher Wiederaufbereitungstechnologien. Die Qualit\u00c3\u00a4t recycelter Kunststoffe, und damit der sp\u00c3\u00a4ter erzielbarer Verkaufspreis, ist unmittelbar von der Reinheit des aufbereiteten Kunststoffes abh\u00c3\u00a4ngig. So muss die Reinheit aufbereiteter, technischer Kunststoffe zwingend \u00c3\u00bcber 99,9% liegen, um neue Bauteile ohne Qualit\u00c3\u00a4tsverluste fertigen zu k\u00c3\u00b6nnen. F\u00c3\u00bcr schwarze Kunststoffabf\u00c3\u00a4lle, wie sie in gro\u00c3\u0178en Mengen in der Automobil- und Elektronikindustrie anfallen, ist es derzeit nicht m\u00c3\u00b6glich, eine solche Reinheit bei der Aufbereitung zu erreichen, da keine Erkennungstechnologien f\u00c3\u00bcr eine sortenreine Trennung existieren. Das Hauptproblem bei der Trennung technischer Kunststoffprodukte liegt in ihrem komplexen Aufbau aus verschiedenen Polymeren, Metallen und Additiven. Die derzeit verf\u00c3\u00bcgbaren Erkennungstechnologien scheitern wegen einer zu geringen Messgeschwindigkeit, einer ungen\u00c3\u00bcgenden Klassifikationsg\u00c3\u00bcte schwarzer Kunststoffe und, sich daraus unmittelbar ableitend, an der fehlenden Wirtschaftlichkeit.<\/p>\n
Ein erfolgversprechender L\u00c3\u00b6sungsansatz f\u00c3\u00bcr dieses beschriebene Problem ist die Entwicklung eines bildgebenden Raman- bzw. Fluoreszenz-Messsystems in Verbindung mit einer multivariaten Datenauswertung. Die Raman-Spektroskopie basiert auf der inelastischen Streuung von monochromatischer Strahlung und erlaubt die Unterscheidung schwarzer Kunststoffe anhand ihrer charakteristischen Spektren. Um den hohen Anforderungen an die Messgeschwindigkeit eines potenziellen Erkennungsverfahrens f\u00c3\u00bcr das Kunststoffrecycling gerecht zu werden, muss das entwickelte Raman- bzw. Fluoreszenz–System \u00e2\u20ac\u017ebildgebend\u00e2\u20ac\u0153, d. h. ein fl\u00c3\u00a4chig- und spektroskopisch aufl\u00c3\u00b6sendes Verfahren sein, da erst so eine schnelle und kontinuierliche Erkennung und Klassifizierung schwarzer Kunststoffe m\u00c3\u00b6glich wird.<\/p>\n
Die Klassifizierung der Kunststoffpartikel anhand ihrer Raman- bzw. Fluoreszenz-Spektren bzw. deren charakteristischer Merkmale soll mithilfe multivariater, statistischer Modelle erfolgen. Das bedeutet, dass eine automatisierte Erkennung und Bewertung der aufgenommenen Daten hinsichtlich der Art des untersuchten Kunststoffpartikels erfolgt. Der Hauptteil des vorgestellten Promotionsvorhabens ist daher die Erstellung und Validierung robuster und effizienter Klassifikationsalgorithmen. Das Hauptaugenmerk soll dabei auf technisch relevanten Kunststoffmischungen liegen, wie sie bereits heute bei Recyclingunternehmen anfallen. Um diesen Anwendungsbezug zu gew\u00c3\u00a4hrleisten, erfolgt eine Zusammenarbeit mit einem etablierten Recyclingunternehmen f\u00c3\u00bcr Kunststoffabf\u00c3\u00a4lle (Kunststoffrecycling CKT GmbH&Co.KG).<\/p>\n
Als Ergebnis der Promotion soll eine Sensortechnologie demonstriert werden, welche f\u00c3\u00bcr eine zuverl\u00c3\u00a4ssige Klassifizierung schwarzer Kunststoffe geeignet ist, und die somit deren sortenreine Trennung, also eine \u00c3\u00b6konomische stoffliche Verwertung dieser schwarzen Kunststoffe erm\u00c3\u00b6glicht. Die L\u00c3\u00b6sung dieses Aspekts erm\u00c3\u00b6glicht einen deutlich \u00c3\u00b6kologischeren Stoffkreislauf f\u00c3\u00bcr Kunststoffmaterialien.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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