Characterization of odorous contaminants in post-consumer plastic packaging waste using multidimensional gas chromatographic separation coupled with olfactometric resolution

Abstract

The increasing world population with their growing consumption of goods escalates the issue of sustainability concepts with increasing demands in recycling technologies. Recovery of post-consumer packaging waste is a major topic in this respect. However, contamination with odorous constituents currently curtails the production of recycling products that meet the high expectations of both consumers and industry.To guarantee odor-free recyclates, the main prerequisite is to characterize the molecular composition of the causative odorants in post-consumer plastic packaging waste. However, targeted characterization of odorous trace contaminants among an abundance of volatiles is a major challenge and requires specialized and high-resolution analytical approaches. For this aim, post-consumer packaging waste was characterized by sensory analysis and two-dimensional high resolution gas chromatography coupled with mass spectrometry and olfactometry. The 33 identified odorants represent various structural classes as well as a great diversity of smell impressions with some of the compounds being identified in plastics for the first time. Substances unraveled within this study provide insights into sources of odorous contamination that will require specific attention in the future in terms of screening and prevention in recycling products.

Moleculaire verontreiniging in gerecyclede kunststoffolie uit bron- en nascheiding

“…Dit maakt het waarschijnlijk dat een deel van de geurstoffen afkomstig zijn van productresten en een deel afkomstig is van de microbiologische flora die productrestanten metaboliseert in zeer krachtig geurende stoffen. De reeksen aan alkanen en alkenen die dominant in de gaschromatogrammen worden waargenomen hebben zeer lage verdunningsfactoren en zijn dus nauwelijks geuractief [Strangl et al, 2017].…”

“…Andere onderzoekers hebben dezelfde patronen gevonden in het gaschromatogram voor HDPE en LDPE monsters uit inzameling en recycling. Bovendien hebben ze aangetoond dat deze verbindingen een zeer geringe geur-intensiteit hebben [Strangl. et al 2017[Strangl.…”

“…Daarbij moet worden opgemerkt dat er wel spreiding is in de geur-panel-scores tussen vergelijkbare monsters. Onze voorzichtige interpretatie hiervan is dat microbiologische omzettingsproducten [Strangl et al, 2017[Strangl et al, en 2018. er voor zorgen dat bron-en nagescheiden foliemonsters in de basis anders ruiken, maar dat er variatie in de geur is door het toevallig voorkomen van incidentele verontreiniging.…”

“…De piek-intensiteiten in de gaschromatogrammen dalen iets ten gevolge van het wassen in warm water en het vacuümontgassen in de extruder, echter de basisgeur verandert niet. Spaans en Duits onderzoek met HDPE en LDPE uit bronscheiding rapporteren hetzelfde [Strangl. et al 2017[Strangl.…”

Characterization of odorants in adhesives

“…This method has initially been developed for analysis of food aroma, but diverse studies show that the methodology is also applicable for odor analysis in the non-food sector [90][91][92][93][94][95][96][97][98].…”