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Sfide del riciclo di PP e PE: caratteristiche dei materiali e problematiche legate al riciclo
Differenze nei processi di riciclo di PP e PE
Data le proprietà di riciclabilità dei materiali, il PP e il PE si comportano in modo diverso. Il PP richiede un controllo specifico della temperatura durante il riciclaggio, poiché fonde tra 160 e 170 °C. Il PE richiede invece il controllo della temperatura durante il riciclaggio solo tra 115 e 135 °C. La struttura del PP ne accelera inoltre la degradazione. Il PP richiede anche l’impiego di una maggiore quantità di additivi stabilizzanti, a differenza del PE. Ulteriori differenze di densità causano problemi di separazione: l’HDPE galleggia in un sistema a base d’acqua, rendendo probabile che il PP affondi e rimanga in sospensione. Le differenze nelle proprietà di riciclabilità tra PP e PE implicano che entrambi necessitano di procedure di gestione estese e specificamente progettate, e non semplicemente di infrastrutture condivise.
Selezione, contaminazione e degradazione specifiche del riciclaggio di PP e PE
L’efficienza e la qualità del prodotto finale sono influenzate da tre principali questioni correlate.
Gli imballaggi alimentari, in particolare quelli che hanno contenuto oli o alimenti, sono noti per causare un degrado superiore al 40% nei polipropilene (PP) e nei polietilene (PE). La contaminazione può far perdere ai granuli la conformità alla normativa FDA.
Anche gli imballaggi multistrato in PP e PE contenenti laminazione rappresentano un problema. Ciò è dovuto al fatto che i sistemi NIR per la laminazione possono generare confusione negli algoritmi utilizzati per rilevare gli imballaggi.
Il PP perde inoltre circa il 15% della sua resistenza a trazione, mentre il PE ne perde solo l’8% durante il riciclo.
Attualmente esistono sistemi basati sull’intelligenza artificiale per supportare la separazione post-consumo. Questi sistemi consentono una separazione più efficace di PP e PE rispetto ai sistemi NIR per imballaggi standard.
Processo di riciclo di PP e PE: dalla raccolta alla ripellettizzazione
Questo processo di riciclo per i termoplastici PP e PE integra tutte le fasi della loro produzione per trasformare i rifiuti in materie prime raffinate da reimmettere nel ciclo produttivo ripetuto, correggendo il reato ambientale costituito dai rifiuti plastici su scala globale.
Riciclo di PP e PE: lavati e triturati
L’identificazione corretta di PP e PE consente un efficace smistamento dei rifiuti, realizzabile mediante sistemi NIR con un’accuratezza del 95 percento. Per rilevare la contaminazione nucleare e altre impurità multistrato, i sistemi moderni impiegano l’intelligenza artificiale, svelandone la natura enigmatica. Essi hanno smentito la falsa narrazione secondo cui la plastica non è riciclabile, progettando sistemi in grado di sostituire la separazione nei sistemi NIR multistrato. Per garantire la conformità al ciclo FDA, adesivi ed inchiostri vengono rimossi mediante sistemi di lavaggio alcalino riscaldato. L’obiettivo è ottenere una granulometria definita, con geometria affilata come un diamante, al fine di produrre plastica idonea come materia prima per la produzione industriale. Prima della distribuzione, i prodotti in PP vengono confezionati in fascette con un limite di umidità inferiore allo 0,5 percento, in conformità al processo discendente, poiché l’acqua provoca la degradazione idrolitica del PP e l’innocua formazione di vuoti nel PE. Al momento della distribuzione, il PE genera vuoti di tipo "candela a vapore".
Gli scarti di PP e PE riciclati coerenti richiedono estrusione, filtrazione e controllo qualità.
Ogni tipo di profilo estruso è specifico per un determinato polimero. Le zone della coclea per l'estrusione del polipropilene operano generalmente a temperature più elevate, intorno ai 200–280 °C. Poiché il polietilene tollera intervalli di temperatura più ampi, le zone della coclea non necessitano di funzionare a temperature più elevate. La filtrazione della massa fusa esclude microcontaminanti, come frammenti residui di etichette e gel di polimero degradato, contribuendo così a ridurre gli spezzoni neri dell’80%. I granulatori a filamento utilizzano lame estremamente affilate che mantengono una soglia di permeabilità di 0,2 mm, garantendo un’alimentazione costante alla linea di iniezione. Per il controllo qualità, i test sull’indice di fluidità della massa fusa (MFI) forniscono dati sulla coerenza dei granuli, mentre i test FTIR aiutano a determinare il grado di identità del polimero. Inoltre, un livello dell’1%
Domanda di mercato e applicazioni per PP e PE riciclati
Mercati finali ad alto valore: settore automobilistico, imballaggio e tessuti non tessuti
In precedenza considerati a basso valore, i gradi riciclati di PP e PE sono entrati in mercati ad alta sensibilità prestazionale e ad alto valore. Nel settore automobilistico, il PP riciclato rappresenta oltre il 40% di tutte le materie plastiche riciclate utilizzate per la produzione di componenti leggeri e rigidi per gli interni (ad es. porte e pannelli) e per parti funzionali, nonché per componenti estetici e funzionali delle vernici superficiali. Grazie alla sua resistenza all’umidità e all’integrità della tenuta, il PE riciclato domina il settore dell’imballaggio (ad es. film cast e soffiati) e dei film flessibili. Inoltre, i produttori di tessuti non tessuti, che utilizzano resine a basso costo e con un’elevata flessibilità progettuale, impiegano entrambe le resine anche nella produzione di geotessili e di camici per uso medico e igienico.
L’integrazione normativa e gli obiettivi di marca spingono l’adozione del PP e del PE riciclati
Le normative dell'UE, del Canada e degli Stati Uniti, nonché gli obiettivi aziendali in materia di sostenibilità, stanno entrambi orientandosi verso imballaggi medi e rigidi, con un contenuto minimo di materiale riciclato pari al 30%. Ciò è dovuto al progressivo inasprimento delle leggi. Il raggiungimento degli obiettivi nazionali più ambiziosi per le aziende del settore consumer potrebbe comportare notevoli difficoltà nelle attività di approvvigionamento. Negli Stati Uniti e in Canada, gli attuali impianti di selezione dei rifiuti (MRF, Material Recovery Facilities) includono sistemi di pianificazione delle risorse produttive (MRP, Manufacturing Resource Planning) per gli imballaggi in PP riciclato; inoltre, sulla base degli obiettivi globali di riduzione delle emissioni di carbonio, sappiamo che ogni anno vengono risparmiati oltre 311.000 tonnellate metriche di CO2e equivalente. Per i fornitori di PP e PE, l’integrazione delle normative e delle politiche vigenti implica che, nei prossimi anni, il riciclo di PP e PE diventerà fondamentale sia per l’uso effettivo dei materiali sia per mantenere la competitività sul mercato.
Riciclare efficacemente PP e PE per migliorare la redditività B2B
Le resine di PP e PE riciclati presentano un vantaggio in termini di costo/beneficio, essendo il 20–30% meno costose rispetto al PP e al PE vergini e generando emissioni dal cradle-to-gate inferiori del 45–60% (Plastics Recyclers Europe 2023). Alcune realtà operative devono essere comprese e tenute in considerazione nelle vostre operazioni con PP e PE per raggiungere i seguenti obiettivi:
- Potreste dover modificare il profilo della vite in PP per gestire più accuratamente la temperatura e controllare tempi di ciclo di estrusione più lenti nei casi di materiali fortemente degradati.
Esistono anche compromessi: la perdita di trasparenza residua nel caso di PP e PE riciclati è superiore al 95% nei film semirigidi e flessibili.
La disponibilità rimane un fattore concreto: il PP riciclato (RP PP) di alta purezza e idoneo al contatto con alimenti è ancora limitato, con conseguenti tempi di consegna più lunghi e costi di approvvigionamento più elevati.
Per ottenere il massimo ROI, le vostre operazioni con PP e PE potrebbero trovare più utili le seguenti indicazioni:
- I film agricoli e i pallet sono completamente (100%) riciclati (ovvero prodotti in PP e PE); è richiesta una quantità minima (ovvero inferiore al 5%) di formulazione aggiuntiva (ovvero poco più di quanto indicato sopra).
- Per i componenti strutturali per imballaggi/case destinati al settore automobilistico, una miscela contenente dal 30% al 50% di PP riciclato, unita a polimero vergine, garantisce un equilibrio (ovvero entro un margine accettabile) tra prestazioni e sostenibilità.
Certificazione B2B in materia di sostenibilità, tracciabilità e partnership nella catena di fornitura
Sempre più spesso, la certificazione in materia di sostenibilità è considerata dagli acquirenti un requisito imprescindibile nella valutazione delle specifiche tecniche. La verifica da parte di terzi riguarderà:
1. GRS (Global Recycled Standard) per la verifica del contenuto riciclato e della tracciabilità lungo la catena di custodia
2. Affidabilità della conformità agli standard FDA relativamente ai test di estrazione e alla migrazione in relazione al contatto con alimenti
3. Conformità alla norma ISO 14021 per formulare dichiarazioni sul contenuto post-consumo verificabili e difendibili
I produttori strategicamente partner stanno collaborando con impianti di selezione e riciclo (MRF) certificati. Forniscono in tempo reale informazioni sulle partite, attestando che i livelli di contaminazione sono inferiori al 2%. Forniscono inoltre report automatizzati per la conformità all’EPR (Responsabilità Estesa del Produttore). Anche le verifiche ISO 9001 e RSL (Resin Specification Limits) confermano la validità del processo, consentendo l’ottenimento di contratti con marchi e costruttori OEM orientati alla sostenibilità e impegnati nell’approvvigionamento di materiali circolari.
Domande frequenti
Quali sono le differenze nel riciclo del PE rispetto al PP?
PP e PE differiscono per struttura e punto di fusione nel processo di riciclo. Il PP presenta una struttura più complessa, che può rappresentare una sfida maggiore rispetto al PE in termini di degradazione, oltre a richiedere additivi stabilizzanti degradativi ad alta temperatura e ad alto consumo energetico.
Quali sono le sfide associate al riciclo di PP e PE?
Le sfide associate al riciclo di PP e PE riguardano il degrado e la contaminazione legati al contatto con alimenti, gli imballaggi multistrato e il degrado termico, che comporta la perdita di integrità strutturale.
Quali sono le pratiche standard per il riciclo di PP e PE?
Le pratiche standard per il riciclo di PP e PE includono una corretta separazione effettuata alla temperatura e al pH appropriati, una frantumazione adeguata mediante il monitoraggio del contenuto di umidità prima dell’estrusione e profili e filtri idonei per garantire un’estrusione ottimale.
Quale mercato comprende PP e PE riciclati e come sta crescendo questo segmento?
Il PP e il PE riciclati di grado ingegneristico trovano applicazione nei settori automobilistico, dell’imballaggio e dei tessuti non tessuti. I fattori trainanti del mercato includono la regolamentazione governativa, gli obiettivi di sostenibilità e i vantaggi in termini di costi e coerenza delle prestazioni.
Quali opportunità hanno le aziende nel riciclo di PP e PE per il miglioramento dei propri processi interni?
Le opportunità di miglioramento includono la valutazione dei costi e dei benefici, le modifiche e le lavorazioni, l'impiego di materiale riciclato e il mantenimento delle certificazioni e della tracciabilità all'interno della catena di approvvigionamento.
