KICKup - KI-gestützte, chemische Cellulose-Kreisläufe

B2B-Textilien, wie sie z. B. als Flachwäsche (Bettwäsche, Tischwäsche, Frottierwäsche) oder Arbeitsbekleidung in industriellen Wäschereien (Textilservice) bearbeitet werden, können nach Ende ihrer Nutzungsphase einen wichtigen Beitrag zur Ressourcenschonung und Umweltentlastung beitragen, wenn diese wiederum in einen Fasereinsatz zurückgebracht werden.

Die vornehmlich aus Baumwoll-Polyestermischungen bestehenden Textilien werden bisher schon in größeren Mengen einem Downcycling-Prozess (z. B. zu Putztüchern, Dämmmaterialien) unterworfen, jedoch befindet sich die Umwandlung in ein zirkuläres textiles Wertschöpfungssystem noch am Anfang.

Gewisse definierte Alttextil-Warenströme können aber bereits heute einem chemischen Faser-zu-Faser-Upcycling-Prozess zugeführt werden. In diesem Prozess werden Baumwoll- und Polyesterfasern getrennt (Fa. Södra, Schweden). Der so aus dem Baumwollanteil gewonnene Cellulose-Pulp (Zellstoff) kann als Beimischung zu neuen Cellulose-Regeneratfasern, den Lyocellfasern Refibra™ der Fa. Lenzing (Generierung aus besagten Alttextilien („post-consumer waste“) und Baumwollzuschnitt-Resten („pre-consumer waste“) bis zu 30 % und Restanteil Holzzellstoff aus nachhaltiger Forstwirtschaft), verarbeitet und in dieser Form als Cellulose-Komponente in neu einsetzbaren B2B-Textilien wiederverwendet werden.

Dies wird in einem laufenden Projekt prinzipiell anhand von Modelltextilien bis zu mehreren Nutzungszyklen als Mietwäsche gezeigt, der Kreislauf wäre hier zu Ende. Inwiefern nach Gebrauch diese Textilien im Sinne des Closed-Loops-Systems wiederholbar recycelfähig sind (evtl. Trennung Polyester und Cellulose und Einbringen von letzterer z. B. wiederum in den Lyocell-Prozess), ist noch vollständig unbekannt und soll in diesem Projekt modellhaft untersucht und bewertet werden.

Dies umfasst die Erarbeitung von Lösungen für eine tatsächliche Kreislaufführung von B2B-Textilien am Nutzungsende auf Basis von chemischen Qualitätsbewertungen und neuer technischer „Design for Circularity“-Ansätze.

Letztere beinhalten:

• Konstruktion und Gestaltung von Garnen
• textilen Flächengebilden
• Veredlungsprozessen und
• Endprodukten für unterschiedliche Generationen der Kreislaufwirtschaft,

so dass einerseits die Produktlebensdauer erhöht und andererseits das Recycling unterstützt werden. Für einen wirtschaftlich sinnvollen Einsatz gehört zu den größten Herausforderungen:

• die Sicherstellung eines definierten und mengenmäßig großen Abfallstromes
• die Separation der Textilien in den Textilservicebetrieben zur Lieferung vorsortierter Stoffströme und
• die anschließende Logistik zum Recyclingunternehmen.

Aktuell findet keine automatische Sortierung der Alttextilien z. B. nach Fasermischungsverhältnis statt, was bisher zu großen Hindernissen in der Realisierung einer vollständigen Kreislaufführung mit ausreichender Rentabilität (Kostenreduktion) führt.

In diesem Projekt wird eine für alle Betriebe einheitliche und einfache Lösung zur vollautomatischen Textilsortierung als Logistikgrundlage für eine praxistaugliche textile Kreislaufwirtschaft angestrebt, um den für eine Kreislaufführung einsetzbaren Post-Consumer-Abfallanteil zu steigern und den Rohstoffeinsatz sowie den CO2-Fußabdruck zu reduzieren.

Dies beinhaltet die Entwicklung eines Warentransport- und Greifer-/Sortierungssystems für mengenmäßig große Alttextil-Warenströme von Industriewäschereien als Prototyp, das auf Einsatz KI-gestützter NIR-Detektionstechniken beruht. Ergänzt wird dies durch die Ausarbeitung eines logistischen Container- und Lagersystem für die sortierten Textilmengen und die Einbindung geeigneter „Transaction Certificates“ (TCs), um die notwendige Transparenz der Warenströme zur Identifikation für das belieferte Recyclingunternehmen und im weiteren Verlauf sicherzustellen.

Eine abschließende Lebenszyklusanalyse für die neuen Teilbereiche des Cellulosekreislaufs soll die ökologischen Vorteile identifizieren.