De door CuRe Technology ontwikkelde recyclingtechniek rond partiële depolymerisatie kan ook met gekleurd polyester overweg

In de pilot plant kan 20 kilogram PET-materiaal per uur worden gerecyled tot foodgrade rPET.

Het labteam is in de zomer van 2020 versterkt met analiste Mirte Waterink.

Tussen de zuurkast en de inloopzuurkast is plek ingeruimd voor inbouw-chemicaliënkasten.

Wereldwijd wordt er jaarlijks 70 miljoen ton polyester uit aardolie gemaakt, waarvan 17% voor transparante flessen die mechanisch gerecycled kunnen worden. De overige 83% is gekleurd en/of heeft additieven die mechanische recycling onmogelijk maakt.

De werkzaamheden in het lab zijn gericht op zowel de R als de D in R&D. Dat betreft bijvoorbeeld onderzoek naar afvalstromen met andere polymeerverbindingen vanuit specifieke klantvragen. Daarnaast is nu vanzelfsprekend veel aandacht voor het optimaliseren van de processen in de pilot plant, waarbij op basis van analyses uitspraken kunnen worden gedaan over de efficiency van bepaalde processtappen.

Ook bij het inrichten van de commerciële plant, die is voorzien voor een recyclingcapaciteit van 25 kton/jaar, zal vanuit het lab veel ondersteuning worden gegeven voor het development-stuk. Angelique denkt niet dat als de plant eenmaal draait ook de QC-analyses door het lab zullen worden uitgevoerd. “Je zal dan zeker meer labruimte en personeel nodig hebben. Maar we kunnen hiervoor ook het GETEC-lab inschakelen. Die kunnen dat uitstekend!”

Focus blijft op R&D

Plek voor drie

Eigen laboratorium

Pilot plant

Partiële depolymerisatie

In het laboratorium is meer dan voldoende ruimte voor drie mensen. Dat zijn naast Angelique analiste Mirte Waterink en scientist Layo van het Goor, die weliswaar niet dagelijks, maar wel regelmatig in het lab te vinden is voor het uitvoeren van experimenten. Bij die experimenten kan je denken aan het op kleine schaal uitvoeren van depolymerisaties en zuiveringsstappen. Het analysewerk, dat meer op het bordje van Angelique en Mirte ligt, richt zich bijvoorbeeld op identificatie van de polymeren en mogelijke verontreinigingen in de verschillende stappen.

Voor identificatie van de verschillende soorten polyesters wordt FT-IR en DSC ingezet. Met XRF wordt de aanwezigheid van (sporen van) metalen in de verschillende stadia onderzocht. Kleurstoffen worden met UV-Vis bepaald. En natuurlijk ontbreekt in dit lab ook geen reometer.

Onlangs is bij CuRe Technology een eigen laboratorium gerealiseerd voor het uitvoeren van experimenten op labschaal en analytische bepalingen. Tot die tijd vond dit labwerk plaats in het laboratorium op het GETEC-park Emmen, dat veel analytische expertise heeft op het gebied van monomeren, polymeren en chemicaliën, en bij strategisch partner NHL Stenden, dat ook labruimte op het terrein heeft.

Sinds haar aanstelling als laboratorium coördinator –eind 2020– heeft Angelique Remmerswaal in samenwerking met de projectleider en de R&D-manager veel tijd besteed aan de realisatie van het nieuwe lab. “De kleine 30 vierkante meter beschikbare ruimte hiervoor konden we naar eigen inzicht invullen. We hebben hiervoor eerst geïnventariseerd welke technieken we willen gaan gebruiken; hoeveel tafel- en zuurkastruimte we nodig denken te hebben. Op basis daarvan hebben we een voor ons ideale indeling gemaakt, waarmee we drie leveranciers van laboratoriummeubilair hebben benaderd. Köttermann kwam al heel snel met een aansprekende tekening, die ons in combinatie met de robuuste stalen constructie en de nette afwerking het beste gevoel gaven. We hebben derhalve aan Kötttermann de opdracht gegeven voor het leveren en plaatsen van het meubilair en de zuurkasten: één ‘gewone’ zuurkast en één inloopzuurkast waar plek is voor een grote destillatie-unit. Tussen deze zuurkasten zijn inbouw-chemicaliënkasten gemaakt, wat een mooi strak geheel oplevert.”

Al met al zat er een kleine tien weken tussen bestellen en plaatsing. “Dat had nog enkele weken korter kunnen zijn als de ruimte eerder beschikbaar was geweest. Die hadden we echter nog nodig omdat we tegelijkertijd ook bezig waren met de opbouw van het polymerisatiegedeelte in de pilot plant.”

Om het concept van partiële depolymerisatie in de praktijk te bewijzen is in 2019 een gedeelte van de Cumapol-gebouwen vrijgemaakt voor het bouwen van een pilotinstallatie voor het verwerken van 20 kilogram PET-materiaal per uur. In deze pilot plant, die sinds medio 2020 operationeel is, zijn inmiddels verschillende afvalstromen en proces- en zuiveringsstappen getest. De installatie is zo opgezet dat er ook andere technologieën aan kunnen worden gekoppeld, zodat afhankelijk van het soort polyesterafval voor de beste route kan worden gekozen.

Naast de partiële depolymerisatie en de zuiveringsstappen is de pilotinstallatie inmiddels ook uitgebreid met het gedeelte voor het herpolymeriseren van het deels afgebroken polyester tot 100% gerecycled polyester. Dat doet kwalitatief niet onder voor het virgin polyester uit aardolieproducten. In geval van de recycling van PET-flessen kan de rPET dus zonder probleem opnieuw worden gebruikt voor het maken van nieuwe PET-flessen.

Bij het op het GETEC-park in Emmen gevestigde CuRe Technology zijn ze inmiddels een flink eind op weg om een zelf ontwikkelde recyclingtechniek te implementeren, die ook met het gekleurde polyester overweg kan. Niet per se alleen uit PET-flessen, maar ook uit andere bronnen van polyester, zoals textiel, tapijt en verpakkingsmateriaal. De crux van het nieuwe proces, waarover vanwege verschillende nog lopende patentaanvragen voor proces- en zuiveringsstappen, geen gedetailleerde informatie wordt verstrekt, zit hem in het partiële, dus niet-volledige depolymeriseren van de polyesters. Soortgelijke technieken, die de PET-structuren helemaal afbreken tot monomeren, kosten relatief veel energie, wat het proces kostbaar en minder duurzaam maakt. Met partiële depolymerisatie ligt het energieverbruik maar een fractie boven dat van mechanische recycling en heb je het essentiële voordeel dat uit gekleurd polyester weer transparant polyester gemaakt kan worden.

CuRe staat voor Cumapol Recycling, en verwijst daarin naar het op hetzelfde terrein gevestigde Cumapol dat samen met de Morssinkhof Group aan de basis staat van CuRe Technology. Andere strategische partners van het eerste uur zijn Covestro Niaga, DuFor Polyester Specialties en NHL Stenden.

Het mechanische recyclen van polyester uit PET-flessen heeft een belangrijke beperking: de kleurstoffen uit de gekleurde PET-flessen kunnen niet worden verwijderd, waardoor alleen een relatief schone afvalstroom van transparante of lichtblauwe polyester flessen voor dit proces in aanmerking komt. Een zelfde verhaal kan je ophangen voor andere bronnen van polyester met een grote diversiteit aan samenstellingen en kleuren, bijvoorbeeld textiel, tapijt en allerhande verpakkingsmateriaal. Al met al is zo’n 90% van het aanbod niet bruikbaar voor deze manier van recycling en belandt doorgaans in verbrandingsovens.