Diese Masterarbeit ist im Rahmen des Projekts Multilayer Detection entstanden und besteht aus drei Teilen. Zuerst wird eine Materialflussanalyse (MFA) einer typischen Recyclinganlage für Kunststoffleichtverpackungen durchgeführt. In Kombination mit Expertengesprächen mit den Mitarbeitern aus allen Managementebenen vor Ort werden die aktuellen Herausforderungen des Kunststoffrecyclings herausgearbeitet. Im zweiten Teil wird der Input einer solchen Anlage für Kunststoffleichtverpackungen mittels Handsortierung, mit besonderem Fokus auf den Verbleib und das Recyclingpotential von Mehrschichtfolien, untersucht. Abschließend werden Überlegungen hinsichtlich der Entwicklung eines Designkonzepts für einen experimentellen Sortierstand ausgestattet mit einer Nahinfrarot (NIR) Hyperspektralkamera angestellt, um durch gezielte Verbesserung der Spektralgüte die Sortiertiefe von Kunststofffolien im Allgemeinen und im Speziellen die Detektierbarkeit von Mehrschichtfolien zu ermöglichen.
Auf Grundlage der MFA in Kombination mit den geführten Experteninterview sind folgende technische und abfallwirtschaftliche Herausforderungen aus den Bereichen (1) Inputmaterial, (2) Anlagenkonzept und Verfahrenstechnik, (3) Personal, (4) Qualitätskontrolle, (5) Nebenprodukte und der (6) Sekundärrohstoffmarkt identifiziert und diskutiert worden. Eine besondere Herausforderung stellen dabei Mehrschichtfolien dar. Diese können auf Grund ihres Aufbaus bis dato nicht bis kaum rezykliert werden, aber beeinflussen das Recycling der Polyethylen Monofolienfraktion negativ.
Die Handsortieranalyse einer nicht repräsentativen 39,3~kg umfassenden Stichprobe aus der österreichischen Leichtverpackungssammlung ("Gelber Sack") zeigt auf, in welchen Produktströmen Mehrschichtfolien tendenziell anfallen und dient als Grundlage für die Abschätzung ihres idealen Verwertungspotenzials. Insgesamt werden 10,4~kg, beziehungsweise n=842 Objekte, an zweidimensionalen flexiblen Kunststoffverpackungsabfällen nach Verpackungs- und Produktkategorien gesichtet und ausgewertet. Mittels FTIR-ATR Analyse wird eine kleinere Teilmenge dieser Objekte (n=143) untersucht ob sie Mehrschichtfolien sind. Es stellte sich heraus, dass n=45 Exemplare als Mehrschichtfolien identifiziert werden konnten, was einen Anteil von 24~m-\% in der Fraktion der flexiblen Kunststoffverpackungen und einem Anteil von 6~m-\% in den Leichtverpackungen ausmacht. Die Verpackungsgruppe, in der Mehrschichtfolien mit einem Anteil von 49~m-\% am häufigsten zu finden sind, sind Lebensmittelverpackungen, dort kommen sie unter anderem am häufigsten als Verpackung von Backwaren (16~\%), Fleisch (13~\%) und Molkereiprodukten (9~\%) vor, gefolgt von Tiefkühlkost und Fertigprodukten (9~\%).
Unter der Annahme, dass das ideale Verwertungspotenzial dem Gehalt an Mehrschichtfolien in der österreichischen Gelben-Sack-Sammlung entspricht, wird das gesamte ideale Verwertungspotenzial von Mehrschichtfolien in den getrennt gesammelten Leichtverpackungsabfällen auf 10.260 Tonnen pro Jahr geschätzt. Durch das Recycling dieser Mehrschichtfolien kann die österreichische Recyclingquote für Kunststoffverpackungsabfälle im Idealfall um 3~m-\% von 25,7~m-\% auf 28,7~m-\% gesteigert werden, vorausgesetzt, es stehen Recyclingtechnologien für Mehrschichtfolien zur Verfügung. Der Einsatz von fortschrittlicher NIR-Sortiertechnologie, kann neben der Ausschleusung von Mehrschichtfolien zusätzlich bisher ungenutztes Ressourcenpotenzial der zweidimensionalen Kunststoffverpackungsfraktion freigelegt werden.
Sie ermöglicht es, die verbleibende zweidimensionale Kunststoffverpackungsfraktion noch weiter in recycelbare, saubere, einschichtige Kunststofffolienströme zu trennen.
Geht man von einer Recyclingeffizienz von 100~\% aus und davon, dass keine Kunststofffolien mehr verbrannt werden müssen, erhöht sich die theoretische Recyclingrate um 14~m-\% von 25,7~m-\% auf ein hypothetisches Maximum von 39,7~m-\%.