Die CreaCycle GmbH wurde 2002 als Start-up gegründet und offeriert spezielle CreaSolv® Formulierungen zum Lösen und Recyceln von Kunststoffen, die im CreaSolv® Prozeß zum Einsatz kommen. Dieses Verfahren beruht auf der „selektiven Extraktion“ und wurde gemeinsam mit dem Fraunhofer Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV) in Freising entwickelt1).

Die selektive Extraktion ist ein allgemein bekanntes chemisches Reinigungsverfahren und die Verwendung zum Kunststoff-Recycling basiert auf dem Wissen, daß verschiedene organische Lösemittel wie Tetrahydrofuran (THF), Xylol, Methylethylketon (MEK) oder Dichlormethan (DCM) bestimmte Polymere auflösen können2). Andere typische Lösemittel sind Cyclohexan, Cyclohexanon, Aceton und Limonen.
Der Vinyloop®-Prozeß ist das wohl bekannteste Beispiel einer industriellen Umsetzung und man betreibt ihn bereits seit 2002 mit eines Jahreskapazität von 10.000 Tonnen, wobei PVC in MEK gelöst und recycelt3) wird. Die Ökobilanz11) belegt, daß durch das Recycling das Treibhauspotential um 40% und der Primärenergiebedarf um 47% im Vergleich zur Neuproduktion gesenkt wird12,13) und eine kritische Prüfung durch DEKRA bestätigt die Konformität mit ISO-Normen. Im Juni 2018 wurde der Betrieb eingestellt und die kontollierte Abwicklung eingeleitet. Gründe dafür sind die aktuelle REACH Einstufung des im PVC verwandten Weichmachers Diethylhexylphthalat (DEHP), der durch dieses Verfahren nicht separiert werden kann14).

Da die für die selektive Extraktion üblicherweise eingesetzten Lösemittel ein sehr hohes Gefährdungspotenzial aufweisen, hat sich CreaCycle auf die Verwendung von Lösemitteln spezialisiert, die ein möglichst geringes Risiko für den Anwender und die Umwelt bedeuten, um so eine sichere Kreislauf-Wirtschaft zu ermöglichen.
Für den Investor bedeutet dies Kosteneinsparungen bei der Anlagenausrüstung. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die kommerzielle Verfügbarkeit der CreaSolv® Inhaltsstoffe, denn der Fokus liegt auf der kommerziellen Umsetzung und nicht auf dem wissenschaftlichen Beweis.

CreaSolv® Formulierungen basieren vorzugsweise auf Lösemittel, die
•    als sicher gelten (idealerweise nicht eingestuft nach GHS Kriterien4))
•    ungefährlich für Wasserorganismen und biologisch abbaubar sind
•    nicht als VOC oder Lösemittel gelten

hansenparameter.jpgZur Formulierung und Berechnung von Löslichkeitsbereichen für ausgewählte Polymere oder Kunststoffe werden die „Hansen-Löslichkeits-Parameter“ eingesetzt5). So kann man CreaSolv® Lösemittelformulierungen für bestimmte Kunststoffe maßschneidern, denn durch die Kombination verschiedener Lösemittel läßt sich deren Lösefähigkeit für bestimmte Polymere beeinflussen
 
Ein weiteres kritisches Element ist die Auswahl der Lösemittel. In letzter Zeit wird man immer häufiger mit „umweltfreundlichen“ oder „grünen“ Lösemitteln konfrontiert, da dies natürlich Aufmerksamkeit kreiert und ein gutes Verkaufsargument ist. Dabei wird allerdings verschwiegen, daß diese Begriffe nicht klar definiert sind und man sich fragen muß, nach welchen Kriterien hier eigentlich bewertet wird.

CreaCyle hat darum ein Vergleichsmodell für Risiko-Potenziale entwickelt, das auf der Kombination von bekannten Konzepten von Arbeits- und Umweltschutzexperten basiert und die in offiziellen „Technischen Regeln“ dokumentiert sind.
Ein „einfacher“ direkter Vergleich von Arbeitsplatzgrenzwerten kann gefährlich sein, denn ein hoher Wert ist nicht gleichbedeutend mit einer geringeren Gefährdung, denn es ist sehr wichtig zu wissen, welcher Gefährdung man ausgesetzt ist. Eine reversible Hautreizung ist  nicht mit einer Explosionsgefahr oder einem krebserregendem Potential gleichzusetzen.

ga citation 2000Am 11. Oktober 2000 wurde Dr. Gerald G. Altnau, Gesellschafter der CreaCycle GmbH, vom Deutschen Ministerium für Arbeit und Sozialwesen, für sein Gefährdungszahl – Konzept ausgezeichnet, mit dem man gefährliche Lösemittelformulierungen durch sichere ersetzen kann. Dieses Konzept, das sich damals schwerpunktmäßig mit der Exposition beschäftigte, wurde inzwischen verbessert und kann heute verschiedene Gefährdungen (Gesundheit/physikalisch-chemische Eigenschaften/Umwelt) mit einbeziehen.

Ein Risiko ist die Wahrscheinlichkeit eines Gesundheitsschadens, wenn man einer Gefahr ausgesetzt ist (Exposition)6).

2016.06 GzDas Expositions-Risiko wird durch die Gefährdungszahl Gz bestimmt, wobei diese angibt, um das Wievielfache ein dampfgesättigtes Luftvolumen verdünnt werden muß, damit der Arbeitsplatz-Grenzwert eingehalten wird. Die Größe von Gz erlaubt somit die Abschätzung der nötigen Schutzmaßnahmen. Quellen:

  • Technische Regel TRGS 420 von September 19997)
  • Information des Hauptverbandes der gewerblichen Berufsgenossenschaften – BGI 536 vom Februar 19978)

Man findet dieses Konzept auch in den Richtlinien anderer Länder, wie zum Beispiel Österreich (Risikozahl), Dänemark (MAL-Code), Holland (RAQ-Waarde) und den USA (Vapor Hazard Ratio), was einen internationalen Ansatz erlaubt.
DNELs (zero effect level) sind allerdings eine bessere Vergleichsbasis als nationale Grenzwerte, da diese von Land zu Land unterschiedlich sein können und die REACH Datenbank ist umfangreicher.

Eine Gefahr ist ein Zustand oder Ereignis, bei dem die Wahrscheinlichkeit besteht, einen Arbeitsunfall zu erleiden6).

Das “Wirkfaktoren-Modell” erlaubt  eine Gefährdungsabschätzung  hinsichtlich der gesundheitsschädlichen Eigenschaften, während das “Spaltenmodell” auch die physikalisch-chemischen und die umweltrelevanten Gefahren mit einbezieht. (Technische Regeln für Gefahrstoffe  “Substitution” TRGS 600 von August 2008, Bundesministerium für Arbeit und Soziales9)).
Das Spaltenmodell des Instituts für Arbeitsschutz  IFA10) der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung arbeitet mit Wirkfaktoren basierend auf H-Sätzen des global harmonisierten Systems zur Einstufung und Kennzeichnung von Chemikalien (GHS).

Die Kombination von Expositions-Risiko und der Gefahr eines Stoffes/Gemisches erlaubt eine Bewertung und auch einen Vergleich des Risiko-Potenzials.
Der Risikowert RW eines Stoffes/Gemisches kann als Summe aus seiner Gefährdungszahl  Gz und seiner Gefahrwerte GW berechnet werden, die sich aus den Wirkfaktoren, bezogen auf die individuellen H-Sätze der GHS Einstufung ergeben:

RWStoff 1 = GzStoff 1 + GW GesundheitStoff 1 + GW Phsy.chem.Stoff 1 + GW UmweltStoff 1

2016.06 CC RiskValues D3

Die Tabelle zeigt, daß CreaSolv® Formulierungen im Vergleich zu den typischen Lösemitteln für eine selektive Extraktion ein sehr niedriges Risikopotenzial aufweisen.

Vinyloop® ist ein eingetragenes Warenzeichen der Solvay S.A.

Literatur

  1. Fraunhofer Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung - LINK.    
  2. Hans Martens, Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg 2011: Recyclingtechnik – Fachbuch für Lehre und Praxis; p.175-176
  3. Vinyloop®-Prozeß - LINK
  4. Global harmonisiertes System zur Einstufung und Kennzeichnung von Chemikalien (Wikipedia) – LINK 
  5. Hansen Solubility Parameter (Wikipedia) – LINK 
  6. Canadian Centre for Occupational Health and Safety (CCOHS) on Hazard and Risk – LINK
  7. TRGS 420 „ Verfahrens- und stoffspezifische Kriterien (VSK) für die Gefährdungsbeurteilung, September 1999 - LINK
  8. BGI 536 Gefahrstoffe Gefährliche Chemische Stoffe Merkblatt M 051 - Hauptverband der gewerblichen Berufsgenossenschaften - Februar 1997 - LINK
  9. TRGS 600 - Substitution von Gefahrstoffen, August 2008 - LINK 
  10. IFA Institut für Arbeitsschutz der deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung - Spalten Model – August 2014 - LINK
  11. The Eco-Footprint of Vinyloop® - 2nd Update, October 2013 - LINK
  12. Vinyloop® Eco-footprint study - Vinyloop® Homepage - LINK
  13. Vinyloop® White Paper - 2 December 2016 - LINK
  14. Kunststoff Web 04.07.2018 - Vinyloop: PVC-Recyclingbetrieb ist eingestellt. - LINK


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