Please use this identifier to cite or link to this item: https://doi.org/10.15480/882.4374
Title: Untersuchung des Verhaltens von Beuteln aus biologisch abbaubaren Kunststoffen in der Kompostierungsanlage Neumünster
Language: German
Authors: Deegener, Stefan 
Viramontes Espinosa, Michelle 
Echavarria Borges, Paulina 
Körner, Ina  
Other contributor: Allababidi, Tala 
Sikander, Asma 
Soetijono, Ersalina 
Khan, Shadaab Hussain 
Vargas, Luis Marcel 
Other contributor: Verbund Kompostierbare Produkte e.V. 
Entsorgungsbetriebe Lübeck 
Stadtwerke Neumünster 
Keywords: Bioabfall; Kompostierung; Biologisch abbaubare Kunsstoffe; Abfallsammelbeutel; Kompostierungsanlage; Wassergehalt
Issue Date: Jun-2022
Source: Technische Universität Hamburg (2022)
Abstract (german): 
In der Kompostierungsanlage Neumünster wurden Abfallbeutel aus biologisch abbaubaren Kunststoffen (BAK) auf ihre Abbaubarkeit unter großtechnischen Bedingungen getestet. Die belüftete Intensivrotte dauerte zwei, die natürlich ventilierte Nachrotte vier Wochen. Zum Einsatz kamen vier verschiedene Beutelsorten, zwei Stärke- und zwei PLA-Blends. Je Typ wurden 160 Beutel, verteilt auf 8 Netze, eingebracht und nach 2, 3, 4, 5 bzw. 6 Wochen wieder entnommen. Die Netzinhalte wurden auf BAK-Rückstände untersucht, wobei nach Mikro- (<1 mm, 1-2 mm), Meso- (2-8 mm) und Makropartikeln (>8 mm) unterschieden wurde. Der BAK-Abbaugrad wurde näherungsweise bestimmt. Auf Basis der Partikelrestflächen konnte ein maximal möglicher Abbaugrad und auf Basis von Partikelrestmassen der minimal aufgetretene Abbaugrad ermittelt werden. Der tatsächliche Abbaugrad wird dazwischenliegen. Die ermittelten Restmassen waren vor allem durch Partikelverunreinigungen mit Unsicherheiten behaftet, die Restflächen durch eine Vernachlässigung der 3-Dimensionalität bei großen Partikeln.
Die Entwicklung der Temperaturen und Wassergehalte im Rottegut über die Behandlungszeit war in den meisten Netzen typisch für die Kompostierung von Bioabfällen, einschließlich der zu erwartenden Inhomogenitäten. Der stärkste BAK-Abbau erfolgte bei allen Beutelsorten in den ersten drei Wochen, wobei bereits nach zwei Wochen ein deutlicher Abbau zu verzeichnen war. Stärke-Blends zeigten einen schnelleren Abbau als die PLA-Blends. Nach 4 bis 6 Wochen war bei den meisten Stärke-Blend-Chargen ein Abbaugrad über 90% zu verzeichnen. Obwohl bei den meisten PLA-Blend-Chargen der Abbaugrad nach Fläche über 90% war, muss davon ausgegangen werden, dass ihr realer Abbaugrad teilweise unter 90% liegen wird. Bei den Beuteln mit Zugband lag der minimale Abbaugrad nach Masse zwischen 58 und 80%, bei denen ohne Zugband zwischen 71 und 94%. Bei allen Entnahmezeitpunkten wurden in allen Chargen Mikro- und Mesopartikel detektiert, bei den meisten auch Makropartikel. Einige Stärke-Blend-Chargen waren frei bzw. nahezu frei an Makropartikeln, in einem Fall bereits nach drei Wochen.
Neben der Materialsorte, hatte die Materialdicke einen Einfluss auf den BAK-Abbau. Bei der am schlechtesten abgebauten Beutelsorte akkumulierten Überreste der dickeren Zugbänder. Darüber hinaus war die Rottegutfeuchte bedeutend. Es gab einige ausgetrocknete Zonen mit Wassergehalten unter 20%, in denen keine biologische Abbauaktivität stattfand und dementsprechend auch der BAK-Abbau nicht fortschritt.
Abstract (english): 
Waste bags made of biodegradable plastics (BDP) were tested for their degradability under industrial-scale conditions at the Neumünster composting plant. The aerated intensive rotting lasted two weeks, the naturally ventilated curing four weeks. Four different types of bags were used, two starch blends and two PLA blends. For each type, 160 bags, distributed over 8 nets, were introduced and removed after 2, 3, 4, 5 and 6 weeks, respectively. The net contents were analyzed for BDP residues, differentiating between micro (< 1 mm, 1-2 mm), meso (2-8 mm) and macro (>8 mm) particles. The BDP degradation level was determined approximately. Based on the residual particle areas, the possible maximum degree of degradation could be determined, and based on residual particle masses, the minimum degree of degradation that occurred. The actual degree of degradation will be in between. The determined residual masses were subject to uncertainties mainly due to particle impurities, the residual areas due to a neglect of the 3-dimensionality for large particles.
The development of temperatures and water contents in the rotting material over the treatment period was typical for biowaste composting in most of the nets, including the expected inhomogeneities. The strongest BDP degradation occurred in all bag types in the first three weeks, with significant degradation already after two weeks. Starch blends showed a faster degradation than the PLA blends. After 4 to 6 weeks, most starch blend batches showed a degradation rate above 90%. Although most PLA blend batches had a degradation level by area above 90%, it must be assumed that their real degradation level will be partly below 90%. The minimum degradation level by mass for the bags with a drawstring was between 58 and 80%, and between 71 and 94% for those without a drawstring. Micro and meso particles were detected in all batches at all sampling times, and macro particles were detected in most. Some starch blend batches were free or almost free of macro particles, in one case already after three weeks.
Besides the type of material, the thickness of the material had an influence on the BDP degradation. In the worst degraded bag type, residues of the thicker drawstrings accumulated. In addition, the rotting material moisture was significant. There were some dried-out zones with water contents below 20% in which no biodegradation activity took place and, accordingly, BDP degradation did not progress.
URI: http://hdl.handle.net/11420/12855
DOI: 10.15480/882.4374
Institute: Abwasserwirtschaft und Gewässerschutz B-2 
Document Type: Technical Report
Project: Abbau von Müllsammelbeuteln aus biologisch abbaubaren Kunststoffen bei der Kompostierung (C4T531) 
Nachhaltige Böden durch Qualitätskomposte mit definierten Eigenschaften 
Ein dezentrales Abfallmanagementsystem für die innovative Verwertung von städtischem Bioabfall 
Funded by: Verbund für kompostierbare Produkte e.V.
Hamburg Innovation GmbH 
European Commission 
Peer Reviewed: No
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