Ohne präzise Daten kein geschlossener Kreislauf

Aus Kunststoffabfall wieder Rohstoff machen klingt einfach, ist in der Praxis jedoch hochkomplex. Unter extremen Bedingungen entscheidet die Prozesskontrolle über Erfolg oder Stillstand. Präzise Messtechnik wird so zum Schlüssel stabiler Pyrolyseprozesse.

Autor: Alexander Hermann, Portfolio Manager, Endress+Hauser Deutschland

Kunststoff ist aus unserem Alltag nicht wegzudenken. Er begegnet uns in Verpackungen, Elektronik, Fahrzeugen, Haushaltsgeräten oder als Bestandteil zahlreicher chemischer Produkte. Doch gerade am Ende seines Lebenszyklus zeigt sich, wie groß die Herausforderungen für eine funktionierende Kreislaufwirtschaft noch immer sind. Während mechanisches Recycling bei sortenreinen Materialien gut funktioniert, stoßen gemischte und verunreinigte Kunststoffabfälle schnell an ihre Grenzen. Besonders Polyolefine, die in großen Mengen eingesetzt werden, lassen sich nur schwer in hochwertige Sekundärrohstoffe zurückführen.

Die Konsequenz: Viele dieser Materialien bleiben nicht im Kreislauf, sondern werden energetisch verwertet oder entsorgt. Doch gerade in diesen Stoffströmen steckt erhebliches Potenzial, wenn es gelingt, sie kontrolliert und effizient wieder nutzbar zu machen. Chemisches Recycling gilt deshalb als vielversprechender Ansatz, um auch schwer verwertbare Kunststoffabfälle in den Kreislauf zurückzuführen. In der Praxis zeigt sich indes, dass zwischen technologischem Anspruch und stabilem industriellem Betrieb eine große Lücke klafft.

Genau an diesem Punkt setzt die Zusammenarbeit der enespa ag und dem Messtechnikspezialisten Endress+Hauser an. Gemeinsam realisieren die Partner sichere, effiziente und nachhaltige Pyrolyseprozesse.

Sensorik als Rückgrat der Prozessstabilität

Die enespa ag mit Sitz in Appenzell entwickelt und betreibt Anlagen für das chemische Recycling von Kunststoffabfällen. Dabei wandelt das Unternehmen gezielt polyolefinhaltige Materialien mittels Pyrolyse in hochwertiges Pyrolyseöl um. Dieses dient in der Petrochemie erneut als Rohstoff für die Herstellung neuer Kunststoffe. So vermeidet enespa unnötige Treibhausgasemissionen, erschließt bislang kaum verwertbare Abfallströme und trägt zur Schließung von Stoffkreisläufen bei.

Der Weg dorthin ist jedoch anspruchsvoll. In der Prozessrealität zeigt sich die eigentliche Herausforderung: Das eingesetzte Rohmaterial ist stark heterogen. Unterschiedliche Polymere, Additive und Verunreinigungen führen zu variierenden Schmelz- und Zersetzungspunkten. „Zusätzlich haben wir bei uns im Prozess teilweise extreme Prozessbedingungen“, sagt Julian Herrmann, Technical Director bei enespa ag.

Hohe Temperaturen von bis zu 400 °C, Druckschwankungen in Leitungen und Behältern sowie wechselnde Aggregatzustände treffen auf ein Ausgangsmaterial, dessen Zusammensetzung sich kontinuierlich verändert. Genau diese Kombination macht die Pyrolyse anspruchsvoll und störanfällig. Bereits geringe Abweichungen können dazu führen, dass Reaktionen nicht wie geplant ablaufen oder das erzeugte Pyrolyseöl die geforderten Spezifikationen nicht erfüllt.

Hinzu kommt: Prozessunterbrechungen haben unmittelbare wirtschaftliche Folgen. Stillstände ziehen aufwendige Reinigungs- und Wiederanfahrprozesse nach sich und beeinträchtigen die Effizienz des gesamten Anlagenbetriebs. Für enespa wurde deshalb schnell klar, dass eine stabile Prozessführung nur mit einer durchgängigen und präzisen Überwachung aller relevanten Parameter möglich ist.

Präzise Messwerte als Grundlage

Endress+Hauser hat dafür eine auf den Prozess abgestimmte Messtechnik realisiert, die alle kritischen Parameter zuverlässig erfasst. Der Cerabar PMP71B überwacht die Druckverhältnisse in Leitungen und Reaktoren und sorgt auch bei starken Schwankungen für die notwendige Stabilität im Prozess. Für die Temperaturführung, die im Pyrolyseprozess eine zentrale Rolle spielt, liefert das iTHERM TM131 selbst unter dauerhaft hoher thermischer Belastung präzise und verlässliche Messwerte. In Tanks und Reaktoren übernimmt der Levelflex FMP51 die kontinuierliche Überwachung der Füllstände, der Liquiphant FTL51B stellt sicher, dass Füllstandsgrenzwerte zuverlässig eingehalten werden. Parallel dazu erfasst der Proline Prowirl F 200 die Materialströme im Prozess und schafft so die Grundlage für eine gezielte Regelung und Optimierung.

Erst im Zusammenspiel dieser Messstellen entsteht ein vollständiges Bild des Prozesses, das es dem Spezialisten für chemisches Kunststoffrecycling ermöglicht, auch unter anspruchsvollen Bedingungen stabil und reproduzierbar zu arbeiten.

Vom Messwert zur automatisierten Prozesssteuerung

Der eigentliche Mehrwert entsteht jedoch erst, wenn man die gewonnenen Daten intelligent nutzt. Bei enespa werden die Messwerte nicht nur erfasst, sondern in Echtzeit verarbeitet und in konkrete Steuerungsimpulse übersetzt. Auf diese Weise entsteht ein kontinuierliches, digitales Abbild des Prozesses, das jederzeit Transparenz über den aktuellen Anlagenzustand schafft.

Abweichungen lassen sich so frühzeitig erkennen und gezielt korrigieren, noch bevor sie sich auf Produktqualität oder Anlagenbetrieb auswirken. Der Prozess reagiert insofern selbst auf Veränderungen und bleibt auch unter anspruchsvollen Bedingungen stabil. „Die Messtechnik von Endress+Hauser hat es uns erlaubt, einen sehr hohen Automatisierungsgrad zu erreichen. Wir sind inzwischen an dem Punkt angekommen, dass die Anlage im Prinzip autark zu bedienen ist“, sagt Julian Herrmann.

Effizienzgewinne als Beitrag zur Nachhaltigkeit

Die präzise Überwachung und Steuerung der Prozesse wirkt sich auch direkt auf Effizienz und Nachhaltigkeit aus. Jeder stabil geführte Prozessschritt reduziert Verluste, vermeidet unnötigen Energieeinsatz und trägt dazu bei, Ressourcen gezielter einzusetzen. So wird aus technischer Präzision ein messbarer Mehrwert für den gesamten Anlagenbetrieb. Das sieht auch Alexander Hermann, Portfolio Manager von Endress+Hauser so: „Am Ende ist es auch immer ein Beitrag zur Nachhaltigkeit, dass alles, was wir konsumieren, effizienter hergestellt wird, um Ressourcen zu schonen. Enespa ist dafür das beste Beispiel, denn mit der Pyrolyse wird der Kreislauf wirklich geschlossen.“

Damit wird deutlich, dass Messtechnik weit über ihre klassische Funktion hinausgeht. Sie schafft die Grundlage für effiziente Abläufe und wird zu einem entscheidenden Hebel, um industrielle Prozesse nachhaltig und zukunftsfähig zu gestalten.