plastik-ambalaj.com

Şişe kapaklarındaki döngünün kapatılması

Greenpath ve TOMRA’dan poliolefinlerin polimer türüne ve rengine göre ayrılmasına yönelik öncü mekanik ayıklama çözümü

Tam hizmet geri dönüşüm şirketi, işleyici ve üreticisi olan Greenpath, poliolefin kapakları gazlı ve gazsız içecek şişelerinden ayrı tanımlamak ve ayırmak için özel olarak tasarlanmış bir plastik çapak ayıklama üretim hattını kurmak ve optimize etmek üzere TOMRA Recycling Sorting ile iş birliği yaptı. Greenpath, şişe geri dönüşümü için var olan aynı türde etkili bir geri dönüşüm sistemini şişe kapakları için yaratmayı amaçlıyor. TOMRA Recycling Sorting Plastik Segmenti Bölge Müdürü Eric Olsson, "Kapaklar için günümüzde şişe uygulamalarında daha yaygın olana benzer bir ayıklama sistemi oluşturma aşamasındayız" diye belirtiyor.  

Kaliforniya, Nevada ve Teksas'taki tesislerinde 25 yılı aşkın bir süredir faaliyet gösteren dikey entegre şirket yapısına sahip olan Greenpath, çok çeşitli malzemeleri kabul ediyor ve girdi malzeme akışları tutarsız olabiliyor. Ancak şirket, katma değerli hizmetler sunma avantajını tam da burada görüyor. Greenpath, karışık malzeme ve değişken tedarik akışlarından ürettiği tutarlı, kaliteli ürünler ile tedarikçiler ve müşteriler için tek elden çözüm sunuyor. 

Alınan malzemeler, kağıt, metal ve plastikleri kapsıyor. Yalnızca düşük yoğunluklu polietilen (LDPE), yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE) ve polipropilen (PP) gibi poliolefin malzemeler göz önünde bulundurulduğunda Greenpath, şişeleri, filmleri, sert plastikleri ve şişe kapaklarını kabul ediyor. Eric Olsson, "Polipropilen (PP) ve polietilen (PE) birlikte dünyada en çok bulunan plastik ailesidir ancak karışık poliolefinlere yönelik değerli uygulamalar açısından pazar sınırlıdır" şeklinde açıklıyor. 

Ancak PE ve PP, çok yakın yoğunluk özelliklerine sahiptir ve farklı polimer türlerine ayrılmaları zordur. Bu nedenle karışık poliolefinler, öncelikli olarak daha fazla kontaminasyona veya daha geniş malzeme spesifikasyonlarına izin veren, daha düşük kalite talebindeki uygulamalar için dönüştürülüyor. Greenpath Enterprises'ın Başkanı Joe Castro; "Alternatif olarak diğer şirketler, karışık poliolefinleri de dahil etmek için 'seyreltme yoluyla çözüm' yaklaşımını benimseyerek öncelikle birincil ham madde ve yalnızca geri dönüştürülmüş plastik fraksiyonlarını kullanıyor" diye belirtiyor. 

Greenpath'in müşterilerine katma değerli hizmetler sunmaya odaklanmasıyla Joe Castro, geri dönüştürülmüş şişe kapaklarını yıkamaya ve işlemeye başladığı son 15 yıl boyunca poliolefin kapak açmazı üzerinde çalıştı. Marka sahipleri ve üreticilerine PCR'yi enjeksiyonlu kalıplama uygulamalarına güvenle dahil etme esnekliğini sağlamak amacıyla HDPE'nin PP'den yüksek kalitede ve tutarlı şekilde ayrılmasını sağlayacak bir ayıklama süreci çözümü üzerine odaklandı. Castro; "Nihayetinde %98 veya daha yüksek saflık seviyelerini hedefliyoruz" diyerek açıkladı. 

Kapaktan kapağa dönüşüm için arayış

Bir içecek ambalajı, genellikle şişe, kapak veya kapama, halka ve etiket olmak üzere dört parçadan oluşuyor. Şişeler için geri dönüştürülmüş içerik yasalarına sahip eyaletlerde ambalaj şirketlerinin ve geri dönüşümcülerin ilk adımı, ambalaj atığı ağırlığının büyük kısmını oluşturan PET şişeye odaklanmak oldu. Daha olgun bir PET geri dönüşüm altyapısı, marka sahiplerinin şişelerine %100'e kadar tüketim sonrası geri dönüştürülmüş (PCR) malzeme eklemesine yol açtı. 

Ağırlığa göre geri dönüştürülmüş içeriğin yüzdesini artırmak için düzenlemeler katılaştıkça, ele alınması gereken bir sonraki ambalaj bileşeni de kapak olarak ön plana çıktı. Olsson, "Greenpath'in yaklaşımını takip ederek endüstri, yalnızca mekanik ayıklama kullanarak ağırlık olarak %100 PCR ambalaja doğru ilerleyebilir" diyor.

Kapağın Greenpath gibi bir geri dönüşüm tesisine ulaşması için şişe, MRF aracılığıyla taşıyıcı görevi görüyor. Joe Castro, "Aksi takdirde kapak, sürecin ön kısmında elenecek ve büyük ihtimalle çöpe atılacak" açıklamasında bulunuyor. Şişeler, etiketler, kapaklar ve halkalar parçalanıyor. PET şişeleri, PE ve PP kapaklardan ayırmak için yüzdürme batırma işlemi kullanılıyor. Daha ağır PET batarken ve daha hafif poliolefinler, yüzüyor ve ikincil bir geri dönüşüm yan ürünü olarak kullanılıyor. 

Mantık, sorunu çözmek için hem şişe hem de kapak için PET kullanılmasını gerektirse de Eric Olsson, bunun o kadar basit olmadığını açıklıyor; “Tek malzemeli ambalaj, pek çok geri dönüşümcü, marka sahibi ve kimya şirketinin gerçekleştirmek için çabaladığı bir hedef, ancak henüz o noktaya gelmedik. Farklı polimerlerin farklı güçlü ve zayıf yönleri bulunuyor. Ambalajı sıkmak ve kapalı tutmak için gereken vida dişinin kapağa yerleştirilmesi, poliolefinlerin, PE ve PP'nin de özellikle uygun olduğu bir durum."

Bazı şişe geri dönüşümcüleri tarafından karışık poliolefinler atık malzeme olarak görülse de Joe Castro, bunları fırsat olarak değerlendiriyor. Tedarikçileri için çeşitli malzeme ve tek elden çözüm felsefesi konusundaki deneyimleri nedeniyle Greenpath, farklı ham maddeleri ayıklamak için çeşitli hatlarla kapsamlı işleme yeteneklerine sahip. Şirket, mekanik, çoklu malzeme ve toplu geri dönüşüm süreçlerindeki uzmanlığıyla ön plana çıkıyor. 

Kapaklardaki döngüyü tamamlamak ve poliolefinler için daha sürdürülebilir bir pazar sunmak amacıyla Greenpath, karışık poliolefinleri ayıklamak üzere çeşitli teknolojileri araştırdı. Castro, "PE ve PP’nin yoğunlukları birbirine çok yakın olduğundan yüzdürme batırma tanklarının kullanılması etkili olmuyor" diye belirtiyor. Alternatif geri dönüşüm teknolojileri de değerlendirildi ancak hem PE hem de PP reçineleri için istenen verim veya geri kazanım sağlanamadı. Maliyet-fayda analizinin, gerekli alan ve sermayeyi karşılanmadığını gösterdiğini belirten Castro; "Getirisi düşük olurken ayırma sürecinden kaynaklanan maliyetleri, alanı ve atıkları dikkate almanız gerekiyor" diyor.

Bu gelişmelerin ardından Greenpath, çapak ayıklama makinelerini kullanarak mekanik bir çözüme odaklanmaya başladı. Şirket yetkilileri, yeni çapak ayıklama teknolojisini tanıtan TOMRA ile görüşmelerde bulundu. Teknolojinin tasarım parametrelerinden biri, çok bileşenli plastik atık akışlarından değer elde etmek oldu. 

Olsson, endüstrinin mekanik poliolefin ayıklama konusunda üst sınıra ulaşmaya başlamadığını belirtiyor; "Malzemeye en az miktarda değişiklik getiren ve en verimli şekilde ayıklama yapan bir yol izlemek ideal çözüm olarak görülür. Mekanik ve kimyasal ayıklama teknolojisi üreticileri, yirmili yıllarda verilen 2025 ve 2030 döngüsellik taahhütlerinden kaynaklanan malzemeleri üretmek üzere ilk süreçleri henüz yeni başlatıyor. Polimer akışlarının %95 veya daha yüksek saflıkta üretilmesi, daha düşük değere sahip birçok aşağı dönüşüm süreçleri için kritik öneme sahip ve çapak ayıklama bizi bu hedefe ulaştırabilir."

Mekanik ayıklamada esneklik

Greenpath'in hedefleriyle ilgili süreçler, TOMRA'nın INNOSORT™ FLAKE ayıklama makinesinin tercih edilmesi ile tamamlandı. Şirket için ayıklama makinesinin, büyük bir ayak izi gerektirmemesi ve Colton, Kaliforniya tesisinde daha kolay entegrasyona olanak tanıması önemli özellikler oldu. Greenpath'in hedeflerini karşılamak için gereken saflık, verimlilik ve üretim miktarı üzerinde çalışıldıktan sonra çapak ayıklama makineleri kuruldu.

Esneklik için tasarlanan ayıklama makinesi, 16,8 milyon renk varyasyonunu tanımlayabilen renkli kameralar da dahil olmak üzere sensör teknolojilerinin bir kombinasyonunu içeriyor. Olsson, iki taraflı kameralarla ilgili olarak; "Bir tanesi, malzemelerin düştüğü kanalın her iki tarafına konumlandırılıyor, böylece çapakların bir tarafı ile diğeri arasındaki fark ayırt edilebiliyor. Kirletici olabilecek kalıp içi etiketlemenin belirlenmesine yardımcı oluyor. Bunun gibi özellikler sayesinde makine, özellikle kalite açığının kapatılmasına büyük ihtiyaç duyan poliolefin geri dönüşüm tedarik zincirine uygun bir çözüm sunuyor" açıklamasında bulunuyor. 

FLYING BEAM aydınlatma sistemi, ayıklama makinesinin yakın kızılötesi (NIR) sensörleri aracılığıyla hızlı ve güvenilir malzeme algılaması sunuyor. 2 metrelik makine genişliğinin tamamında homojen ışık dağılımı sağlayarak PE ve PP malzemelerin yanı sıra diğer polimer ve malzemelerin sınıflandırılması mümkün oluyor. Hasara karşı koruma sağlamak için tarayıcı kutusuna entegre edilen aydınlatma teknolojisi, geleneksel ışık sensörleri ile karşılaştırıldığında %80'e kadar enerji tasarrufu sağlıyor. 

Konfigürasyon esnekliği, aynı üniteyle tek veya çok adımlı ayıklama yapılabilmesini sağlıyor. Olsson şöyle açıklıyor: "Makineyi, kanala göre birden fazla ayıklama görevine ayırabiliyoruz. Hatta bir kanalı, iki veya daha fazla farklı süreç akışına ayırabiliyoruz. İhtiyacımız olan sonuçları elde etmek için bir makineden birden fazla geçiş yapabiliyoruz veya birçok makineyi seri olarak bağlayabiliyoruz."

Joe Castro, Greenpath'in aldığı tutarsız ham maddelerin ayıklama zorlukları yarattığını belirterek üstün kalitede geri dönüştürülmüş ürün sağlamak için uzun yıllara dayanan deneyimleri sayesinde bu farklılıkların üstesinden gelmeyi başardıklarına değiniyor. Yine de şirket, karışık bir poliolefin malzeme sağlıyor. Castro; "TOMRA'nın teknolojisi, malzemeyi başka bir seviyeye taşımamıza, daha yüksek bir seviyede saflaştırmamıza olanak tanıyor ve bu da kapaktan kapağa geçişte tüm döngüsel fırsatın önünü açıyor" diyor.

Tutarlılık için optimizasyon

Greenpath'i tedarikçileri için bir değer haline getiren durum, aynı zamanda poliolefin çapakların ayıklanmasında da engel teşkil ediyor. Tutarsız besleme ve bunun Kuzey Amerika'da bu tür karışık poliolefin ayıklamayı deneyen ilk operasyon olması, ayıklama optimizasyonunda ayrıntılara özel dikkat gösterilmesini gerektiriyor. Olsson; "Bu makinelerin kendileri sabit durum akışında en uygun çözüm ve bu nedenle diğer işleme ekipmanı türleriyle birlikte bütünsel bir süreç sistemi olarak birlikte çalışmak zorundalar" diyor.  

Her iki şirket de süreci doğru şekilde yürütmekteki kararlılıklarını ortaya koydu. Castro, bir makine tedarikçisinin sadece ekipmanı ve özelliklerini aktarıp süreçle ilgilenmeyebileceklerine değinerek; “TOMRA ile çözüm ortaklığı yapmadan önce bu yolculukta bize destek olacak bir şirket arayışındaydık. TOMRA, bu projeye çok destek verdi ve bu daha çok bir ortaklık gibiydi. Süreci doğru bir şekilde gerçekleştirmek için ekstra desteğe ihtiyaç duyulacağının anlaşılması bize büyük katkı sağladı" diye belirtti. 

Greenpath'in tutarsız karışık poliolefin ham maddesinden elde edilen mono-polimer PE ve PP'ye yönelik yüksek saflık hedeflerine ulaşmasını doğru bir şekilde gerçekleştirmek, her iki tarafın da tüm ayıklama sürecini analiz etmesini sağlıyor. Colton tesisinde hâlâ yapılması gereken bazı çalışmalar olsa da Olsson, "mekanik açıdan uygulanabilirliğin sağlandığını" doğruluyor.

Sistem artık INNOSORT FLAKE üniteleri ile malzemenin önce polimere, sonra da renge göre ayıklanabileceği noktaya geldi. Joe Castro, "Bir müşterimiz, kırmızı, beyaz, mavi, turuncu veya yeşil PE veya PP ürünü gibi doğal veya spesifik bir renk isterse PCR kullanarak saflaştırabilir ve onlara özel uygulamalarını karşılayan ayıklanmış bir renk sağlayabiliriz" diyor.

TOMRA'da görev alan Eric Olsson, Greenpath ile neler başarıldığı, karışık poliolefin pazarı üzerindeki etkisi ve bunun geri dönüştürülmüş içerik hedeflerini karşılamaya çalışan ambalaj şirketleri için ne anlama geldiği konusunda memnuniyetini dile getiriyor; "Bu fırsatı değerlendirmeye yeni başlıyoruz. Kapalı döngüye giren poliolefinlerden oluşan karışık atık akışının başlangıcındayız. Artık poliolefinler için süreçler, boş bir hayal olmayacak” diye belirtiyor.