KI-gestützte Objekterkennung Echtes Tray-to-Tray-Recycling im industriellen Maßstab

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Wilhelm Büchner Hochschule - Träger: Hochschule für Berufstätige Darmstadt GmbH

Gleich und gleich gesellt sich gern – und das sorgt beim Recycling durchaus für Probleme; zumindest im Lebensmittelbereich. Denn nur Verpackungen, die bereits im Lebensmittelkontakt standen, dürfen wieder in den Lebensmittelkreislauf. Steinert und Cirrec zeigen: KI kann hier helfen.

Seit April 2024 betreibt Cirrec, ein Unternehmen der Faerch Group, in den Niederlanden eine Recyclinganlage, die PET-Trays aus der Haushaltssammlung zu lebensmittelechtem Material verarbeitet: 60.000 Tonnen pro Jahr, mehr als drei Milliarden Schalen. 

Leichter gesagt als getan. Denn für Food-Grade-rPET gilt gemäß EU-Verordnung 2022/1616: Nur Verpackungen, die bereits im Lebensmittelkontakt standen, dürfen wieder in den Lebensmittelkreislauf. Eine Fertiggericht-Schale ist zulässig, eine Blisterverpackung für Schrauben jedoch nicht. 

Chemisch sind beide PET und damit für klassische Nahinfrarot (NIR)-Sortiersysteme identisch. „Die Anforderungen an lebensmittelechtes Recycling verlangen außergewöhnliche Präzision bei der Sortierung", sagt Simone Tirelli, Technical Project Manager bei Faerch. 

Sensorfusion und KI-Erkennung

Cirrec setzt drei Steinert UniSort PR EVO 5.0-Systeme ein, die jede Schale einzeln analysieren. Die Maschinen nutzen Sensorfusion: Eine hyperspektrale NIR-Kamera erfasst die chemische Zusammensetzung, während eine Farbkamera die visuellen Merkmale erkennt. 

Blick in die Cirrec-Anlage: Mehrere Sensorsortierer und Magnetseparatoren von Steinert reinigen und sortieren PET-Trays automatisiert.

Die Besonderheit dabei ist, dass beide Sensoren zur selben Zeit auf denselben Punkt des Materials schauen. Das verbessert die Datenqualität für das KI-Training und damit die Sortiergenauigkeit

Durch die Kombination beider Datenströme wird Steinert Intelligent Object.Identifier (IOI) ermöglicht. Das KI-basierte Sortierprogramm wurde in diesem Fall auf die Erkennung von Lebensmittelverpackungen trainiert. IOI erkennt charakteristische Muster wie Formen von Fertiggericht-Schalen, typische Bedruckungen und Oberflächenstrukturen.

IOI ist keine statische Lösung. Die KI kann auf neue Sortieraufgaben trainiert werden. Ändert sich die Zusammensetzung des Inputmaterials oder kommen neue Verpackungsdesigns auf den Markt, lässt sich das System ohne Hardwaretausch anpassen.

Steinert UniSort PR EVO 5.0 sortiert bei Cirrec PET-Schalen mit Sensorfusion und KI zuverlässig nach lebensmittelspezifischen Qualitätskriterien.

Recyclinganteil von 70 Prozent

Die Steinert-Sortierung erreicht die für lebensmittelechtes Recycling erforderliche Reinheit von über 95 Prozent und schafft damit die Voraussetzung für alle nachfolgenden Prozessschritte.

Nach der Anlieferung der Ballen durchläuft das Material zunächst die magnetische Separation: Der Überbandmagnet (UME) entfernt Eisenmetalle und der Wirbelstromscheider (CanMaster) trennt Nichteisenmetalle ab. Anschließend erfolgt die optische Sortierung mit den drei UniSort PR EVO 5.0-Sortiersystemen. Es folgen die weiteren üblichen Prozessschritte wie Mahlen, Waschen und Weiterverarbeitung zu Flakes und Pellets.

Das aufbereitete Material fließt in die Produktion der Faerch Group, wo es zu neuen Verpackungen mit einem durchschnittlichen Recyclinganteil von 70 Prozent verarbeitet wird. Eine Lebenszyklusanalyse zeigt: Tray-rPET verursacht 57 Prozent weniger CO₂-Emissionen als Virgin-PET. Cirrec ist damit der weltweit einzige Betreiber, der Post-Consumer-PET-Trays im industriellen Maßstab zu Food-Grade-Material recycelt.