Separare in modo efficace le poliolefine miste in base al polimero e al colore

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La società Greenpath Enterprises di Colton, California, ha collaborato con Tomra Recycling Sorting per installare e mettere a punto una linea per la selezione delle scaglie in plastica progettata specificamente per identificare e separare i tappi in poliolefine dalle bottiglie per bevande. Greenpath mira così a creare, per i tappi, lo stesso sistema di riciclo efficace che esiste per le bottiglie. “La creazione di un sistema per separare in modo efficace le poliolefine miste in base al polimero e al colore, con un’elevata purezza, rappresenta una vera svolta’, commenta Joe Castro, presidente di Greenpath Enterprises.

“Siamo alla genesi di una selezione dei tappi simile a quella usata oggi per le bottiglie in PET”, aggiunge Eric Olsson, responsabile della divisione materie plastiche di Tomra Recycling.

Attiva da oltre 25 anni, integrata verticalmente e con sedi in California, Nevada e Texas, Greenpath riceve un’ampia gamma di materiali e il flusso in ingresso può essere piuttosto diversificato. Tuttavia, è proprio qui che Castro vede il vantaggio dell’azienda nell’offrire servizi ad alto valore aggiunto. Greenpath agisce infatti come sportello unico per fornitori e clienti, accettando carichi misti e flussi di materiale variabile e trasformandoli in prodotti uniformi e di qualità.

Joe Castro (a sinistra) ed Eric Olsson davanti alla selezionatrice Innosort Flake

Tra i materiali in ingresso ci sono carta, metalli e plastica. Considerando solo il materiale poliolefinico – polietilene a bassa densità (LDPE), polietilene ad alta densità (HDPE) e polipropilene (PP) – Greenpath accetta bottiglie, pellicole, plastica rigida e, naturalmente, tappi di bottiglia. “Il polipropilene e il polietilene, insieme, costituiscono la tipologia di materiali plastici più abbondante sulla terra, ma il mercato è limitato per quanto riguarda le applicazioni di valore delle poliolefine miste riciclate”, commenta Olsson.

Purtroppo, PE e PP presentano densità molto simili e sono quindi difficili da separare. Per questo motivo, le poliolefine miste vengono principalmente riciclate in applicazioni più “tolleranti”, che consentono una maggiore contaminazione o una gamma più ampia di specifiche del materiale. “In alternativa, altre aziende utilizzano un approccio di “diluizione” per includere le poliolefine miste, utilizzando principalmente materiale vergine e solo una piccola frazione di plastica riciclata”, spiega Castro, tormentato per circa 15 anni dall’enigma dei tappi in poliolefine da riciclare. Egli cercava un processo di selezione che permettesse di separare in modo omogeneo e con alta qualità l’HDPE dal PP, offrendo così ai grandi brand e ai produttori la flessibilità necessaria per includere con fiducia la plastica riciclata nelle loro applicazioni di stampaggio a iniezione. “In definitiva, puntavamo a livelli di purezza del 98% o superiori”, spiega Castro.

La ricerca del riciclo “da tappo a tappo”

Un contenitore per bevande è comunemente composto da quattro parti: bottiglia, tappo o chiusura, anello ed etichetta. Negli Stati in cui sono in vigore leggi sul contenuto riciclato delle bottiglie, le aziende di imballaggio e di riciclo hanno fatto il primo passo, concentrandosi sulla bottiglia in PET, che costituisce la maggior parte del contenitore. Un’infrastruttura di riciclo del PET più matura ha portato i proprietari dei marchi a incorporare nelle loro bottiglie fino al 100% di materiale riciclato post consumo.

Greenpath processa un’ampia gamma di materiali plastici

Con l’inasprimento delle normative per aumentare la percentuale di contenuto di riciclato in peso, il tappo rappresenta il prossimo componente da affrontare. “Seguendo l’approccio di Greenpath, l’industria può arrivare a una confezione con il 100% di PCR in peso utilizzando solo la selezione meccanica”, afferma Olsson.

Per arrivare a un impianto di riciclo come quello di Greenpath, il tappo deve essere consegnato insieme alla bottiglia. “Altrimenti, il tappo viene eliminato nella parte a monte del circuito e, più probabilmente, smaltito in discarica”, dichiara Castro. Le bottiglie, le etichette, i tappi e gli anelli vengono triturati e viene utilizzato un processo di affondamento-galleggiamento per separare le bottiglie in PET dai tappi in PE e PP. Il PET, più pesante, affonda e le poliolefine più leggere galleggiano e vengono “scremate” come sottoprodotto secondario del riciclo.

La logica potrebbe suggerire di utilizzare il PET sia per la bottiglia che per il tappo per risolvere il problema, ma Olsson spiega che non è così semplice: “L’imballaggio monomateriale è un sogno a cui aspirano molti riciclatori, produttori e aziende chimiche, ma non ci siamo ancora arrivati. I diversi polimeri hanno punti di forza e di debolezza differenti. PE e PP, ad esempio, si prestano particolarmente bene alla filettatura del tappo, necessaria per stringere e mantenere sigillato il contenitore”.

Mentre alcuni riciclatori di bottiglie vedono le poliolefine miste come un materiale di scarto, Castro ci vede un’opportunità. La sua azienda ha studiato diverse tecnologie per la selezione delle poliolefine miste, puntando infine a una soluzione meccanica grazie all’installazione delle selezionatrici di scaglie (flake).

“I produttori di tecnologie di selezione meccanica e chimica stanno avviando ora i primi processi per rispettare gli impegni di circolarità per il 2025 e il 2030. La produzione di flussi di polimeri con una purezza del 95%, o superiore, è fondamentale per molti tipi di processi di riciclo a valle e la selezione dei flake ci può portare a questo risultato”, afferma anche Olsson.

Flessibilità nella selezione meccanica

Le discussioni relative agli obiettivi di Greenpath hanno portato alla scelta della selezionatrice Innosort™ Flake di Tomra, presentata recentemente anche alla fiera Ecomondo (Rimini, 7-10 novembre 2023). Una caratteristica interessante per l’azienda è che la macchina non presenta un grande ingombro e si è potuta facilmente integrare nello stabilimento di Colton.

La selezionatrice Innosort Flake può svolgere diversi compiti nello stesso tempo, grazie alla combinazione unica di tecnologie a sensori

Progettata per un’elevata flessibilità, Innosort Flake è caratterizzata da una combinazione unica di tecnologie a sensori, tra cui telecamere a colori in grado di identificare 16,8 milioni di variazioni di colore. “Una telecamera è posizionata su ciascun lato dello scivolo in cui cadono i materiali, in modo da poter distinguere la differenza tra un lato della scaglia e l’altro”, spiega Nick Doyle, key account manager di Tomra Recycling. Questo aiuta a identificare l’etichettatura, che può costituire un fattore di contaminazione.

Il sistema d’illuminazione Flying Beam offre un rilevamento rapido e affidabile dei materiali da parte dei sensori NIR (Near-Infrared). Fornendo una distribuzione omogenea della luce sull’intera larghezza del nastro (2 metri), garantisce la classificazione di PE e PP, nonché di altri polimeri e materiali. Integrata nella scatola dello scanner, per proteggerlo da eventuali danni, questa tecnologia d’illuminazione offre un risparmio energetico fino all’80% rispetto ai sensori a luce convenzionali. 

La flessibilità della configurazione consente di effettuare – con la stessa unità – la selezione in una o più fasi. “Possiamo affidare alla macchina più attività di selezione per ciascuno scivolo e persino dividere uno scivolo in due o più flussi di processo diversi”, spiega Doyle. “Possiamo effettuare più passaggi attraverso una macchina, o collegare più macchine in serie per ottenere i risultati desiderati”.

“La tecnologia di Tomra ci permette di purificare il materiale riciclato a un livello superiore e questo apre l’opportunità di riciclo circolare da tappo a tappo”, dichiara Castro.

Un materiale più uniforme

Granuli di polietilene a elevata purezza

La variabilità del materiale in ingresso, oltre al fatto che quella di Greenpath è la prima struttura in Nord America a tentare questo tipo di selezione delle poliolefine miste, ha richiesto un’attenzione particolare ai dettagli. “Queste macchine sono di per sé ottimali in un flusso a regime”, spiega Olsson, “e devono quindi lavorare come un “sistema di processo olistico”, insieme ad altri tipi di apparecchiature”. 

Le due aziende si sono impegnate fino a ottenere il processo giusto. “Abbiamo cercato soprattutto un’azienda che ci supportasse in questo percorso. Tomra è stata più che altro un partner, in grado di comprendere che sarebbe stato necessario un ulteriore supporto per trovare il processo giusto”. 

Per raggiungere gli obiettivi d’elevata purezza di PE e PP partendo da materie prime poliolefiniche miste, entrambe le parti hanno analizzato l’intero processo di selezione. Anche se c’è ancora un po’ di lavoro da fare nell’impianto di Colton, “la fattibilità meccanica c’è”, conferma Olsson.

“Il sistema è ora in grado, tramite le unità Innosort Flake, di effettuare la selezione dei prodotti per polimero e poi per colore, come il rosso, il bianco, il blu, l’arancione o il verde. Possiamo purificarli e fornire ai clienti un colore selezionato che soddisfi la loro specifica applicazione utilizzando la plastica riciclata post consumo”, afferma infine Castro.

Olsson mostra ottimismo per quanto è stato realizzato con Greenpath, per il suo impatto sul mercato delle poliolefine miste e per il significato che ha per le aziende d’imballaggio che cercano di raggiungere gli obiettivi di contenuto di riciclato. “Stiamo iniziando solo ora a sfruttare questa opportunità”, conclude, “ma non sarà più solo un sogno irrealizzabile!”


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