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IL RICICLO DEL MATERIALE PET SECONDO LA METODOLOGIA KRONES

Riciclo Materiale Krones Metodologia

A CURA Dott. Thomas Friedlaender -Direttore PET-Recycling, Krones AG – Tel. 0049-(0)9401-702751
Articolo specialistico messo a disposizione da Krones per la stampa specializzata

SOMMARIO: La responsabilità delle tecnologie che risparmiano risorse – Costi d’esercizio contenuti grazie ai flake – Processo di lavaggio determinante per la qualità – Rimozione dei componenti migrati tramite il supercleaning – Controllo in-line con la tecnologia dell’ispezione – I risultati pratici soddisfano le aspettative – Fornitore unico – Figure

Rif. Temp. 10/2007

Il PET si è già affermato in molti settori dell’industria delle bevande come la migliore confezione del futuro, e questa tendenza viene accelerata ulteriormente dalla possibilità di eseguire un riciclaggio ecologico bottle-to-bottle. Grazie ai dati di recenti analisi di mercato è possibile sia quantificare in un 15 percento i recipienti in PET che a livello europeo vengono ricondotti al loro scopo originario, sia notare una tendenza in continua crescita. La produzione a basso costo di recipienti in PET per bevande partendo dal materiale PET riciclato consente di risparmiare sui costi delle materie prime, di ridurre la quantità di rifiuti immessi nelle discariche e di fornire un contributo alla copertura del fabbisogno di bottiglie in PET.

Per questo motivo, dunque, ora la Krones offre impianti completi, di proprio sviluppo, per il riciclaggio del PET. Questo processo di riciclaggio bottle-to-bottle prevede che le bottiglie in PET usate vengano riutilizzate per il loro impiego originario; ciò presuppone che il materiale riciclato sia tale da ottenere la certificazione che ne consente l’uso a contatto diretto con i generi alimentari.

La responsabilità delle tecnologie che risparmiano risorse

In qualità di leader nella produzione di tecnologia ed engineering per il settore delle bevande, la Krones si sente responsabile di offrire tecnologie che risparmino le risorse, dando agli operatori la possibilità di utilizzare tecnologie ecologiche ed economiche per realizzare confezioni adatte al futuro. Dopo aver raccolto le prime esperienze in materia di impianti di riciclaggio per il PET in Svizzera ed in Germania, l’azienda si era prefissa l’obiettivo di sviluppare un suo impianto compatto per il riciclaggio bottle-to-bottle, destinato sia ai produttori di bottiglie, sia alle aziende che eseguono l’imbottigliamento. La collaborazione vincente fra la divisione Ricerca e Sviluppo della Krones e vari istituti universitari, nonché l’ampio know-how globale di cui l’azienda dispone sono stati determinanti per aprire la strada all’inserimento di quest’innovazione nella gamma dei prodotti Krones. Uno speciale contributo in tema di tecnologia ed esperienza è arrivato soprattutto dai settori Tecnologia dei materiali sintetici, Tecnologia del lavaggio e Tecnologia dell’ispezione; la maggior parte degli aggregati con funzione determinante per il processo nel suo insieme viene prodotta dalla stessa Krones.

Costi d’esercizio contenuti grazie ai flake

Quest’impianto si basa su un concetto compatto a struttura modulare ed è predisposto per rendimenti di 500 kg/h o di 1.000 kg/h. L’intero processo è suddiviso nel modulo di lavaggio e nel modulo B2B (bottle-to-bottle), che possono essere offerti insieme o anche separatamente. Il modulo di lavaggio, inoltre, è disponibile anche per un rendimento di 2.500 kg/h.

Invece dei processi di riciclaggio che portano alla formazione di pellet, la Krones punta sui flake, che determinano costi d’esercizio particolarmente contenuti grazie ai tempi di processo brevi ed al fabbisogno energetico ridotto.

Le singole fasi di processo includono la preparazione del materiale, l’ammollamento/lavaggio/risciacquo, la suddivisione in PET e poliolefine (PO), la successiva asciugatura meccanica/termica, la separazione dei componenti spessi da quelli sottili e, infine, la rimozione dei componenti migrati tramite il “supercleaning”. L’intero processo può essere controllato in linea con la tecnologia dell’ispezione Krones.

Processo di lavaggio determinante per la qualità

Il grado di purezza raggiunto nel modulo di lavaggio è determinante per la qualità del materiale riciclato che si vuole ottenere. Il lavaggio, quindi, diventa la fase del processo di riciclaggio che ne determina la qualità, perché, solitamente, le carenze del processo di lavaggio non possono essere compensate nel processo B2B. I tre settori del processo di lavaggio sono l’ammollamento, il distacco delle impurità esterne dai flake grazie ai parametri “meccanica”, “chimica”, “temperatura” e “tempo”, e, infine, il risciacquo e la separazione delle impurità dal prodotto lavato.

Nel modulo di prelavaggio viene eseguito il preammollamento delicato ed uniforme dei flake, che vengono poi trasportati al lavaggio principale. Il processo di lavaggio principale avviene sia frizionando i flake tra loro, sia tramite l’ammollamento in acqua bollente contenente lisciva. Per rimuovere i residui di soda caustica, sostanze attive e colle, i flake lavati vengono risciacquati con acqua bollente. L’acqua alimentata al processo viene utilizzata più volte con un’elevata efficienza d’impiego.

Durante l’intero processo è estremamente importante rimuovere le impurità e le colle dai liquidi di lavaggio. Per questo motivo la Krones ha ripreso la tecnologia della filtrazione impiegata da lungo tempo nel lavaggio delle bottiglie a rendere e l’ha integrata con successo nei processi di lavaggio dell’impianto di riciclaggio.

Il grado di purezza dei flake viene determinato dall’interazione ottimale dei parametri “temperatura”, “chimica”, “meccanica” e “tempo”. L’esperienza raccolta dalla Krones in oltre 50 anni nel settore del lavaggio delle bottiglie è stata determinante per la realizzazione di questa tecnologia del lavaggio, che risulta oltremodo valida.

Rimozione dei componenti migrati tramite il supercleaning

Due fattori influenzano in modo determinante il processo superclean: la temperatura ed il tempo di permanenza. Il comportamento di reazione del PET viene accelerato in particolare dalle temperature elevate, purtroppo anche nel campo delle degradazioni e delle ossidazioni indesiderate. Il processo Krones viene eseguito senza lo scioglimento del materiale a temperature relativamente basse. L’assenza dello scioglimento e le temperature di processo contenute determinano sia un evidente risparmio sui costi energetici, sia un’elevata sicurezza d’esercizio. Grazie alla conversione chimica mirata del materiale PET, inoltre, durante questo processo non si verificano perdite di materiale.

Nel processo termico i componenti migrati vengono rimossi dai flake lavati, che possono così essere riutilizzati per il confezionamento di generi alimentari. Entro determinati limiti è possibile modificare il valore IV per adattarlo allo scopo d’impiego successivo.

Il modulo B2B Krones è stato sottoposto ad un cosiddetto challenge test come unità separata in condizioni di “worst case”, cioè senza il processo di lavaggio pre-inserito e senza la separazione dei componenti spessi da quelli sottili. Il test è stato seguito e realizzato dal Fraunhofer Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung (istituto per la tecnologia di processo e di confezionamento) e dall’ente americano Food and Drug Administration (FDA). Il materiale riciclato prodotto con il processo Krones è idoneo al riutilizzo a contatto diretto con i generi alimentari ed è conforme alle disposizioni dell’ente FDA. Il materiale è conforme anche alle direttive dell’istituto tedesco BfR (istituto federale per la valutazione dei rischi) relative all’impiego del materiale in confezioni per generi alimentari.

Controllo in-line con la tecnologia dell’ispezione

Parallelamente la Krones ha sviluppato un concetto guida per il controllo qualitativo dei flake. Tutto il materiale riciclato deve essere controllato con un sensore per rilevare la presenza di resti di prodotto riempito o di eventuali contaminazioni. Per questo, ad esempio, tutto il materiale viene esaminato alla fine del modulo B2B. In altri processi, invece, generalmente si prelevano solo alcuni campioni. Il metodo della Krones consente da un lato di ottenere generi alimentari ineccepibili sotto il profilo qualitativo, e dall’altro di eseguire la tracciabilità continua del prodotto durante tutto il suo cammino.

I risultati pratici soddisfano le aspettative

Nell’ambito del progetto realizzato per un cliente i test necessari sono stati eseguiti in condizioni che si avvicinavano il più possibile alla realtà. Il materiale dell’operatore è stato lavato nell’impianto di riciclaggio Krones presente nel suo stabilimento e i componenti migrati sono stati rimossi. Successivamente i flake sono stati esaminati dall’istituto Fraunhofer e dichiarati idonei ai generi alimentari. Il materiale esaminato nel “gascromatografo Headspace” presentava sostanzialmente solo sostanze tipiche del PET, riscontrabili anche nel materiale PET nuovo.

Con il materiale riciclato sono state prodotte delle preforme secondo un rapporto 50/50 e 40/60 (materiale riciclato/materiale nuovo). Queste preforme sono state impiegate sulla linea di un operatore per il soffiaggio di bottiglie, che sono state successivamente riempite. Le analisi eseguite sono state confermate su questa linea già durante i test effettuati dal cliente. In particolare le bottiglie prodotte da queste preforme hanno soddisfatto le aspettative anche per quanto riguarda le caratteristiche estetiche.

Fornitore unico

Ora la Krones dispone di una propria tecnologia del riciclaggio bottle-to-bottle ed ha istituito appositamente un proprio settore di engineering per supportare i clienti con il suo know-how in tema di tecnologia, sistemi di controllo dell’impianto, progettazione dell’impianto ed installazione di questa tecnologia all’avanguardia. Il laboratorio interno per il riciclaggio consente di eseguire test specifici per il cliente già durante la fase di dimensionamento dell’impianto. Come già era accaduto per la tecnologia del riempimento Krones, anche in questo caso è possibile ottenere la massima qualità con costi d’esercizio contenuti grazie al principio del “fornitore unico”.

Figure:

A livello europeo, circa il 15 percento di tutti i recipienti in PET vengono ricondotti al loro scopo originario, con una tendenza in continua crescita
A livello europeo, circa il 15 percento di tutti i recipienti in PET vengono ricondotti al loro scopo originario, con una tendenza in continua crescita.

Rispetto ai pellet, i flake determinano costi d'esercizio particolarmente contenuti grazie ai tempi di processo brevi ed al fabbisogno energetico ridotto.
Rispetto ai pellet, i flake determinano costi d’esercizio particolarmente contenuti grazie ai tempi di processo brevi ed al fabbisogno energetico ridotto.

Le bottiglie vengono innanzitutto frantumate con un mulinello di taglio a secco
Le bottiglie vengono innanzitutto frantumate con un mulinello di taglio a secco.

Il grado di purezza raggiunto nel modulo di lavaggio determina la qualità del materiale riciclato che si vuole ottenere
Il grado di purezza raggiunto nel modulo di lavaggio determina la qualità del materiale riciclato che si vuole ottenere.

L'impianto, basato su un concetto compatto, è predisposto per rendimenti di 500 kg/h o di 1.000 kg/h
L’impianto, basato su un concetto compatto, è predisposto per rendimenti di 500 kg/h o di 1.000 kg/h.

Facilità d'azionamento dell'impianto tramite la colonna di comando.
Facilità d’azionamento dell’impianto tramite la colonna di comando.

I componenti migrati vengono rimossi nel modulo B2B "supercleaning".
I componenti migrati vengono rimossi nel modulo B2B “supercleaning”.

Le particelle più leggere dei tappi frantumati galleggiano sulla superficie dell'acqua e vengono continuamente rimosse
Le particelle più leggere dei tappi frantumati galleggiano sulla superficie dell’acqua e vengono continuamente rimosse.

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