Proiectul CIRCULAR FoodPack, finanțat de Uniunea Europeană, a reușit să recicleze compozite flexibile multistrat din plastic (MLC) în ambalaje de polietilenă de calitate alimentară folosind tehnologia de sortare bazată pe trasoare, tratamente pe bază de apă și reciclare bazată pe solvenți.

Deși MLC-urile au fost utilizate în mod tradițional pentru ambalarea alimentelor și a produselor de îngrijire personală, respectând cerințe stricte de siguranță și igienă, separarea straturilor a fost considerată anterior imposibilă. Din această cauză, aceste ambalaje sunt dificil de reciclat și, în schimb, erau incinerate sau trimise la gropile de gunoi la sfârșitul ciclului de viață.

În plus, materialele reciclate din ambalaje non-alimentare nu pot fi utilizate pentru fabricarea de noi ambalaje alimentare conform legislației UE. De asemenea, niciun sistem de sortare existent nu a fost capabil să recunoască ambalajele alimentare din cele non-alimentare într-un flux mixt de deșeuri.

Totodată, niciun proces de reciclare nu a fost capabil să elimine impuritățile din MLC-urile din plastic sau să îndepărteze cerneala de imprimare sau mirosurile, consideră cercetătorii.

Ca răspuns, Institutul Fraunhofer pentru Ingineria Proceselor și Ambalajelor (IVV) a coordonat proiectul pe parcursul a trei ani și jumătate de cercetare, la care au participat 15 companii și institute de cercetare. Uniunea Europeană a furnizat aproximativ 5,4 milioane de euro prin programul-cadru Horizon 2020, urmărind dezvoltarea unor soluții noi pentru reciclarea ambalajelor laminate complexe din plastic pentru aplicații de ambalaje alimentare flexibile.

Iata că, după trei ani și jumătate de cercetare intensivă, proiectul european CIRCULAR FoodPack a dezvoltat noi procese pentru a recicla eficient ambalajele alimentare flexibile din polietilenă, deschizând calea către o economie circulară sustenabilă în acest sector. Partenerii proiectului au aplicat și validat o tehnologie de sortare bazată pe trasoare, capabilă să separe deșeurile de ambalaje alimentare de cele non-alimentare. O combinație de tratamente inovatoare pre- și post-reciclare mecanică sau bazată pe solvenți este utilizată pentru a îndepărta cernelurile de imprimare, mirosurile și alte impurități din deșeurile de ambalaje alimentare.

Reciclatele post-consum rezultate îndeplinesc cerințele de calitate necesare pentru a fi utilizate în ambalaje flexibile noi. Acestea pot fi integrate în ambalaje pentru produse de uz casnic și personal, iar în viitor, cu ajutorul unui concept de barieră recent dezvoltat, reciclatele post-consum ar putea fi utilizate și în ambalaje alimentare.

Proiectul a fost coordonat de Institutul Fraunhofer pentru Ingineria Proceselor și Ambalajelor (IVV), cu sediul în Freising. În proiect au fost implicate în total 15 companii și institute de cercetare. Finanțat de Uniunea Europeană, CIRCULAR FoodPack a primit aproximativ 5,4 milioane de euro din cadrul programului Horizon 2020.

Provocări ale industriei ambalajelor

Industria ambalajelor a utilizat până acum compozite multistrat flexibile din plastic (MLC) care conțin un amestec de materiale pentru ambalarea produselor alimentare și de uz casnic și personal. Aceste compozite posedă caracteristici de barieră care îndeplinesc cerințe ridicate în ceea ce privește siguranța și igiena, protejând produsele ambalate împotriva oxidării și umidității, de exemplu.

Până în prezent, însă, a fost imposibil să se separe straturile de plastic, ceea ce le face dificil de reciclat. În Europa, acestea au fost în general incinerate sau depozitate în gropi de gunoi. În plus, legislația UE împiedică utilizarea materialelor reciclate din ambalajele non-alimentare pentru producția de noi ambalaje alimentare.

Până acum, niciun sistem de sortare nu a fost capabil să distingă și să separe ambalajele alimentare de cele non-alimentare din fluxurile mixte de deșeuri de ambalaje. Mai mult, nu au existat procese avansate de reciclare fizică capabile să elimine impuritățile din compozitele din plastic, să dezinfecteze și să dezodorizize materialele astfel încât să garanteze calitatea necesară pentru reutilizarea lor repetată în ambalajele alimentare flexibile.

Aceasta a fost provocarea pe care proiectul UE CIRCULAR FoodPack a reușit acum să o depășească.

Proces de sortare inovator pentru separarea ambalajelor alimentare și non-alimentare

Cu ajutorul tehnologiei inovatoare de sortare bazată pe trasoare (TBS), consorțiul a dezvoltat un proces de sortare pentru materialele din ambalajele alimentare flexibile, folosind trasoare fluorescente imprimate în timpul producției pentru a distinge ambalajele alimentare de cele non-alimentare. Noua tehnologie de sortare utilizează un laser pentru a scana emisia de infraroșu apropiat a trasoarelor fluorescente dintr-un flux mixt de deșeuri și pentru a sorta articolele de ambalaje alimentare trasate în mod corespunzător.

Acest sistem optic poate fi integrat cu ușurință și economic în instalațiile de sortare existente. O serie de teste la scară largă au obținut un nivel de puritate de sortare de 99% pentru articolele de ambalaje alimentare sortate cu tehnologia TBS.

Reciclare de înaltă calitate a ambalajelor alimentare post-consum

Tehnologii de tratament pre- și post-procesare au fost dezvoltate pentru a fi implementate într-un proces de reciclare în cascadă, de înaltă calitate, pentru ambalajele din plastic. Pentru deșeurile de ambalaje alimentare supuse TBS, un tratament inovator de delaminare și dezinfectare pe bază de apă a separat cu succes compozitele multistrat din plastic, inclusiv primerii folosiți ca strat funcțional, și a eliminat 95% din cernelurile de imprimare.

Tehnologia de dezodorizare cu infraroșu îndepărtează substanțele volatile și reduce, de asemenea, mirosul granulelor cu 95%. Folosind un proces de reciclare bazat pe solvenți care separă polietilena de contaminanți multipli, inclusiv aditivi, cerneluri și mirosuri, cercetătorii au obținut polietilenă reciclată de înaltă calitate din deșeuri post-consum flexibile non-TBS.

Acest reciclat post-consum din polietilenă (PE PCR) este suficient de pur pentru a fi reutilizat în producția de ambalaje pentru uz casnic și personal. Dacă este aplicat pe fluxuri TBS, totuși, ar putea fi utilizat în viitor pentru ambalaje alimentare noi, protejat de un concept de barieră funcțională recent dezvoltată, care separă eficient materialele reciclate de straturile de contact alimentar în noile structuri de ambalaje.

Ambalaje monomateriale flexibile noi, cu până la 50% reciclat post-consum

Proiectul CIRCULAR FoodPack a dezvoltat un concept pentru ambalaje alimentare flexibile reciclabile, bazate pe polietilenă. Activitățile s-au concentrat pe integrarea trasoarelor pentru sortare, precum și pe utilizarea PE PCR-urilor în spatele unei bariere funcționale de migrare.

În etapele timpurii ale proiectului, a fost realizată o serie extinsă de teste pentru a dezvolta cel mai bun concept de barieră de migrare. Abordarea aleasă folosește o „barieră dublă”, cu stratul PCR între ele pentru a preveni migrarea materialelor și pentru a crește siguranța.

Ambalaje monomateriale flexibile noi, cu până la 50% reciclat post-consum (continuare)

Noile trasoare sunt incorporate în cernelurile de imprimare ale ambalajelor, care pot fi complet eliminate în timpul etapei de spălare și dezinfectare a procesului de reciclare a deșeurilor de ambalaje.

Aceasta a dus la producția la scară industrială a unei folii de ambalare cu până la 50% PE PCR, care îndeplinește cerințele tehnice pentru ambalajele alimentare flexibile. În plus, testele practice pentru verificarea capacității de prelucrare a foliei în producția diverselor formate de ambalaje, inclusiv pungi de tip flow wrap, pungi cu pliuri de bază, pungi stand-up și plicuri, au avut succes.

Piața aprobă abordarea CIRCULAR FoodPack

Cererea de soluții inovatoare de ambalare crește rapid, fiind determinată de un peisaj reglementar în schimbare, care încurajează părțile interesate să adopte noi standarde. Printre acestea, PE PCR a apărut ca o opțiune promițătoare. Procesatorii din diferite niveluri ale lanțului valoric și-au exprimat interesul pentru abordarea propusă în materie de ambalare, recunoscând potențialul acesteia de a se alinia cu obiectivele de sustenabilitate.

Mai mult, studiile de fezabilitate pentru diversele căi de valorificare au indicat că prețul PE reciclat obținut prin tehnologiile CIRCULAR FoodPack este competitiv cu prețul actual de piață al PE virgin.

Pentru a obține acceptarea largă a consumatorilor, introducerea noilor materiale trebuie să fie însoțită de o comunicare clară și eficientă. Consumatorii, în general, preferă soluțiile de ambalare sustenabile, precum cele oferite de CIRCULAR FoodPack, și arată o preferință puternică pentru materialele reciclate. Acest lucru poziționează soluția proiectului ca fiind atât oportună, cât și foarte atractivă pe piață.

CIRCULAR FoodPack sprijină obiectivele UE pentru o economie circulară mai bună

Regulamentul privind ambalajele și deșeurile de ambalaje (PPWR) adoptat de Parlamentul European pe 27 noiembrie 2024 urmărește să reducă deșeurile de ambalaje și să crească utilizarea materialelor reciclate post-consum în ambalaje. În plus, PPWR impune ca fiecare ambalaj să fie reciclabil până în 2030.

„Procesul nostru inovator și eficient de sortare și reciclare a deșeurilor de ambalaje alimentare post-consum oferă polietilenă reciclată de înaltă calitate și puritate, potrivită pentru utilizarea în ambalaje nou proiectate pentru conținuturi sensibile. Am demonstrat viabilitatea economică și de mediu și am evaluat sustenabilitatea socială a reciclării ambalajelor alimentare flexibile. Cu aceste inovații tehnologice, dorim să impulsionăm economia circulară în Europa, să consolidăm industria de reciclare și să contribuim la realizarea obiectivelor PPWR”, a declarat coordonatorul proiectului, dr. Esra Kücükpinar, de la Fraunhofer IVV.

„Sunt însă necesare investiții și cercetări suplimentare pentru a implementa tehnologiile CIRCULAR FoodPack în lanțul valoric industrial circular și pentru a monitoriza și îmbunătăți integrarea PE PCR în ambalajele alimentare.”

Despre proiectul UE CIRCULAR FoodPack

Finanțat de Comisia Europeană, proiectul CIRCULAR FoodPack a fost lansat în iunie 2021. Până în noiembrie 2024, acesta a primit aproximativ 5,4 milioane de euro în cadrul programului Horizon 2020, fostul program-cadru al UE pentru cercetare și inovare. Obiectivul proiectului a fost de a dezvolta soluții noi pentru reciclarea ambalajelor din plastic laminate complexe pentru produsele alimentare flexibile.