Soluzioni innovative di riciclaggio per imballaggi multistrato (MLP)

Gli imballaggi multistrato (MLP) svolgono un ruolo centrale nel settore dei beni di largo consumo grazie alle loro eccellenti proprietà protettive e alla capacità di prolungare la durata di conservazione del prodotto.Questa tecnologia di imballaggio combina le proprietà di una varietà di materiali per formare una varietà di strati funzionali, dimostrando un'eccellente resistenza alla penetrazione di acqua e gas (come ossigeno e anidride carbonica), nonchéforte resistenza meccanicae un'eccellente resistenza alle basse temperature. Queste caratteristiche conferiscono a MLPS un netto vantaggio nella protezione degli alimenti e nella riduzione degli sprechi alimentari.

L'imballaggio multistrato (MLP) affronta delle sfide nel riciclaggio a causa della sua complessa progettazione strutturale. Soprattutto in alcuni paesi con sistemi di riciclaggio inadeguati, il riciclaggio dei rifiuti MLP è quasi impossibile da ottenere, comeIn India, a causa della mancanza di un efficace sistema di raccolta dei rifiuti, i rifiuti MLP sono difficili da riciclare in modo efficace, rappresentando una minaccia per l'ambiente e la salute pubblica. In passato,Gli MLPS erano generalmente considerati "non riciclabili"a causa della loro struttura multistrato e della differenza nei punti reologici dei diversi strati di polimeri, aumentava la difficoltà di separazione.

Tuttavia, con il progresso della tecnologia, il riciclaggio degli MLPS non è più un problema.La tecnologia moderna è stata in grado di rompere il "myth" secondo cui l'MLP è difficile da riciclare e convertire i rifiuti MLP in particelle di alta qualità,che può essere ampiamente utilizzato nella produzione di mobili, divisori stradali, tappi per bottiglie, pallet e altri prodotti, che coprono molti campi come l'industria e l'arredamento per la casa. Questa trasformazione è dovuta a tecnologie di riciclaggio innovative, tra cui processi multi-step come la rimozione delle impurità, la selezione intelligente, il lavaggio multistadio, la filtrazione per estrusione a due stadi e la pellettizzazione, garantendo la qualità del riciclaggio MLP. Lo sviluppo di queste tecnologie non solo migliora il tasso di recupero di MLP, ma contribuisce anche alla protezione ambientale e al riciclaggio delle risorse.

Analisi della struttura di imballaggi multistrato

L'imballaggio multistrato (MLP) è un materiale composito costituito da più materiali che combina diversi strati di materiali (come polimeri, fogli di alluminio, ecc.) in vari modi per formare una struttura che sia sia flessibile che stabile. Il design di questa struttura consente all'MLP di fornire diverse caratteristiche protettive come barriera, resistenza meccanica e resistenza alle basse temperature, come richiesto per soddisfare le esigenze di imballaggio di vari prodotti. La Figura 1 mostra la tipica forma a tre strati di una struttura a film sottile multistrato. Ogni strato di imballaggio multistrato flessibile svolge una funzione specifica nell'applicazione, come:

Figura 1: Struttura a tre strati della struttura del film di imballaggio flessibile multistrato

Strato esterno: fornisce una superficie stampata, solitamente realizzata in materiale BOPP o PET, che è sia estetica che protettiva.

Strato barriera: questo strato impedisce efficacemente all'ossigeno e all'umidità di penetrare e mantiene la freschezza degli alimenti confezionati. I materiali comuni includono EVOH, nylon, METPET, METBOPP e foglio di alluminio, che hanno eccellenti proprietà barriera negli imballaggi flessibili.

Strato sigillante: un polimero a basso punto di fusione è solitamente utilizzato come strato sigillante, che può rapidamente sciogliersi e legarsi quando riscaldato, formando così una forte connessione tra i diversi strati della confezione. Il polietilene è il materiale più comune per la pellicola sigillante interna negli imballaggi flessibili.

La struttura chimerica a strati del multistrato (MLP) gli conferisce eccellenti prestazioni durante l'uso, ma comporta anche una certa complessità nel riciclaggio. Questa struttura rende il MLPS eccellente nel proteggere i prodotti, prolungare la durata di conservazione, ecc., ma la separazione e il riutilizzo di diversi strati di materiale richiedono una tecnologia più raffinata durante il riciclaggio.

Ostacoli al riciclaggio MLP

1. Sfide nella separazione dei materiali: gli MLPS sono composti da più strati di materiali con diverse proprietà reologiche e composizioni chimiche, il che rende difficile ottenere una separazione efficiente durante il riciclaggio. Ad esempio, la miscelazione di polimeri incompatibili come polietilene (PE) e polietilene tereftalato (PET) può ridurre la qualità complessiva del materiale recuperato.

2. Caratteristiche di lavorazione Differenze: gli strati MLP presentano differenze significative nel tasso di fluidità e nella stabilità termica, il che richiede condizioni di trattamento di recupero specifiche da personalizzare per ciascun materiale, aggiungendo complessità all'operazione e rendendo difficile l'adozione di un metodo di recupero universale.  

3. Tecnologia di selezione inadeguata: la maggior parte degli attuali impianti di riciclaggio si basa su operazioni manuali oppure la tecnologia è relativamente arretrata ed è difficile identificare e rimuovere contaminanti in modo accurato, il che comporta una bassa purezza dei materiali riciclati.

4. Mancanza di strutture di raccolta: in molte aree non è stato istituito alcun sistema di raccolta specifico per i rifiuti MLP, con conseguente frequente smaltimento in discarica o incenerimento dei rifiuti MLPS, con conseguente notevole spreco di risorse.

L'applicazione di tecnologie innovative di riciclaggio

Una tecnologia innovativa sta cambiando la visione convenzionale del riciclaggio degli imballaggi multistrato (MLP), garantendo la qualità del riciclaggio MLP attraverso una serie di passaggi elaborati, come segue:

1. Rimozione delle impurità: una volta che i rifiuti MLP entrano nel sistema di recupero, vengono innanzitutto rimossi mediante setacci rotanti, setacci vibranti e separatori a vortice per rimuovere impurità quali vetro, carta e metallo, gettando le basi per i successivi processi di recupero.

2. Selezione intelligente: utilizza una tecnologia di selezione AI avanzata, che include tecnologie UV-visibili, vicino all'infrarosso, raggi X e altre, per rilevare e rimuovere automaticamente i contaminanti non polimerici, migliorando così l'efficienza della separazione.

3. Lavaggio multifase: attraverso processi di pulizia multifase, come il lavaggio a secco, il lavaggio alcalino caldo a 60°C e il lavaggio a caldo ad alta velocità a 60°C, viene garantita un'elevata purezza dei materiali riciclati.

4. Filtrazione per estrusione a due stadi: un sistema di degasaggio sotto vuoto per estrusione a due stadi con un filtro laser da 200 μm e un filtro a disco da 150 μm rimuove le sostanze volatili e purifica ulteriormente il polimero fuso per garantire particelle recuperate di alta qualità.

5. Pellettatura: infine, tramite stampaggio a matrice per estrusione vengono prodotte particelle PCR-MLP di alta qualità, ampiamente utilizzate nell'industria e nella vita quotidiana.

Figura 2: Processo di riciclaggio completo per MLPS

Prospettive applicative delle particelle rigenerate

La tecnologia che infrange il mito di essere difficili da riciclare consente alle particelle PCR-MLP riciclate di mostrare un'ampia gamma di potenziali applicazioni in numerosi campi: 

Prodotti decorativi: nella fabbricazione di prodotti decorativi come mobili in plastica e vasi da fiori, il rapporto tra materiali PCR e materie prime può raggiungere il 60:40, il che indica che la percentuale di materiali riciclati in questi prodotti è piuttosto elevata.

Componenti funzionali: per componenti funzionali quali divisori stradali e tappi di bottiglia, il rapporto PCR era di 40:60, dimostrando che anche i materiali riciclati possono sostituire in una certa misura i materiali nativi mantenendone la funzionalità.

Applicazioni ad alta resistenza: nei prodotti con elevati requisiti di durabilità, come i tasselli e le piastrelle per pavimenti, il rapporto PCR può raggiungere 25:75, il che dimostra la fattibilità e l'affidabilità dei materiali riciclati nelle applicazioni ad alta resistenza.

Inoltre, queste particelle riciclate sono ampiamente utilizzate anche nella produzione di tubi, piastre e serbatoi agricoli, aprendo nuove possibilità per il riciclaggio delle risorse plastiche. Lo sviluppo di questa tecnologia non solo ha cambiato il vecchio concetto secondo cui l'MLP non è riciclabile, ma ha anche promosso lo sviluppo dell'economia circolare, ha realizzato il riciclaggio efficiente dei rifiuti MLP e ha fornito un nuovo percorso per la protezione ambientale e l'uso sostenibile delle risorse.

Figura 3: Diverse applicazioni delle particelle PCR-MLP