Projekt HolyGrail 2.0


Linkedin


Twitter


Youtube

Digitale Wasserzeichen für intelligentes Verpackungsrecycling

Eine in großem Maßstab bewährte Technologie

Digitale Wasserzeichen für verbesserte Verpackungen
Bilder mit freundlicher Genehmigung von MCC Verstraete
Was sind digitale Wasserzeichen?

Digitale Wasserzeichen (DW) sind nicht wahrnehmbare Codes in der Größe einer Briefmarke, die Informationen über die Verpackung und ihren Inhalt enthalten. Sie werden auf der Oberfläche einer Verpackung angebracht und können von einer optischen Sortiermaschine gelesen werden, die mit einem DW-Erkennungsmodul ausgestattet ist, um die Sortierleistung in Kombination mit der NIR/ VIS-Erkennung auf einem optischen Standardsortierer zu verbessern. Diese Codes tragen Attribute wie Kunststoffart, Zusammensetzung und Verwendung (Lebensmittel oder Nichtlebensmittel), die die Sortierung von Verpackungsabfällen für das Recycling erleichtern.

Angetrieben von der AIM - European Brands Association und unterstützt von der Alliance to End Plastic Waste haben sich mehr als 130 Unternehmen und Organisationen aus der gesamten Wertschöpfungskette der Verpackungen für die Digital Watermarks Initiative HolyGrail 2.0 zusammengeschlossen, mit dem ehrgeizigen Ziel zu bewerten, ob diese digitale Technologie eine bessere Sortierung und höhere Recyclingraten für Verpackungen in der EU ermöglichen kann.

Haben sich digitale Wasserzeichen als effizient erwiesen? 

Die Initiative begann im Jahr 2020 mit dem Ziel, die Machbarkeit digitaler Wasserzeichen-Technologien für eine genaue Sortierung und den Business Case in großem Maßstab zu beweisen. Als führendes Unternehmen für intelligente und vernetzte Sortierlösungen hat Pellenc ST angeboten, diese Initiative durch den Bau des ersten Prototyps zu unterstützen, der in der Lage ist, digital angereicherte Verpackungen sowohl zu erkennen als auch zu sortieren. Pellenc ST unterstützt die drei festgelegten Projektphasen:

  • Phase 1: Validierung des Prototyps
  • Phase 2: Semi-industrielle Tests im Copenhagen Resource Center 
  • Phase 3: Industrielle Tests in gewerblichen Sortier- und Recyclinganlagen in Frankreich und Deutschland

Einheit zur Erkennung digitaler Wasserzeichen

Heiliger Gral 2.0 Amager Resource Center Copenhague
Antoine BOURELY, Pellenc ST wissenschaftlicher Direktor in Kopenhagen

Nach halbindustriellen Tests im ARC - Amager Resource Center in Kopenhagen wurde der Prototyp der Sortiereinheit Pellenc ST , die mit dem Digimarc-Modul ausgestattet ist, mit einer durchschnittlichen Erkennungsrate von 99 %, einer Ausschleusungsrate von 95 % und einer Reinheitsrate von 95 % erfolgreich im großen Maßstab validiert.

In dieser Phase wurden die Leistungsfähigkeit der Technologie und die Vorteile im Hinblick auf die Sortierung nachgewiesen.

Getestet an über 125 000 kodierten Proben (260 SKUs), repräsentierte es über 3 Tonnen Verpackungsabfälle, die komprimiert und verschmutzt wurden, um den realen Bedingungen einer Verpackung in einem MRF nach der Haussammlung zu entsprechen.

Im November 2022 begann Phase 3 des Projekts mit der Installation des Prototyps von Pellenc ST bei Wellman France Indorama. Die Qualitätstests wurden im Februar erfolgreich abgeschlossen (die Ergebnisse werden in Kürze veröffentlicht). 

Im Anschluss daran soll das System in einer deutschen Verwertungsanlage installiert werden.
Nach der technischen Validierung bietet diese letzte Projektphase eine groß angelegte Bewertung der Sortierung und des Recyclings von Industrieabfällen sowie von Post-Consumer-Abfällen aus dem deutschen und dänischen Markt. 

Was sind die Vorteile von digitalen Wasserzeichen für die Recycling-Industrie? 

Was die Sortierung von Verpackungen für das Recycling betrifft, so sollten die digitalen Wasserzeichen als zusätzliche Technologie zur NIR-Spektroskopie betrachtet werden, um die Sortierqualität zu verbessern und Sortieranwendungen zu ermöglichen, die mit den bestehenden Technologien nicht abgedeckt werden können.

Ein Beispiel dafür ist die Möglichkeit, Lebensmittelverpackungen von Nicht-Lebensmittelverpackungen zu trennen. Um die Kreislaufwirtschaft voranzutreiben, ist diese Sortieranwendung unerlässlich, um qualitativ hochwertiges Ausgangsmaterial für PCR zu gewährleisten.

https://www.youtube.com/watch?v=WooJbFOiQkM

Darüber hinaus haben umfangreiche Tests der zweiten Phase gezeigt, dass die Kombination von DW-Detektion und Nahinfrarot-Detektion (NIR) die Sortierqualität erheblich verbessert. Die Kombination dieser beiden Technologien ermöglicht es dem optischen Sortierer,: 

  • Vervollständigen Sie die nicht markierten Teile der Verpackung und identifizieren Sie das vollständige Objekt
  • Erlauben Sie eine gemischte Sortierung von markierten und nicht markierten Artikeln, wie sie in einer Industrieanlage vorkommt. 
  • Ausschluss möglicher Kodierungsfehler aufgrund der Materialerkennung durch NIR.

Optische Sortierung mit Erkennung digitaler Wasserzeichen

Die Beobachtungen aus diesen Testphasen zeigen, dass die kombinierten Signale der NIR- und digitalen Wasserzeichenerkennung die Reinheit der sortierten Ausgabe verbessern.

Um den wirtschaftlichen Wert dieser Technologie besser zu verstehen und zu bestimmen, wurde Roland Berger* beauftragt, eine Business-Case-Studie für DW in Advanced Sorting bis 2030 zu erstellen.
Das Ergebnis zeigt, dass diese Technologie positive Auswirkungen hat auf:

  • Verbesserung der Recyclingraten um +5% 
  • Zusätzliche sortierte Mengen (+40kta basierend auf einer Marktstudie für Frankreich)
  • 260€/t durchschnittliche Ballenpreisprämie 

*Roland Berger 2022 - Fallstudie zu digitalen Wasserzeichen in der fortgeschrittenen Sortierung, Frankreich 2030

 Wie ist der Stand heute?

Auf der Grundlage der umfangreichen Tests, die in der Kopenhagener Phase 2 durchgeführt wurden (über 125 000 Proben von 260 SKUs), hat sich die Technologie bei optischen Sortierprototypen als effektiv erwiesen, mit einer durchschnittlichen Erkennungsrate von 99 % und einer Ausschleusungsrate von 95 % bei Pellenc ST Mistral+ Sortieranlagen. Zusätzlich zur technischen Validierung eröffnet DW neue Sortieranwendungen:

  • Sortierung von Lebensmitteln/Nicht-Lebensmitteln: Gewährleistung der vollständigen Rückverfolgbarkeit des lebensmitteltauglichen Qualitätsgehalts von rPET oder rPP
  • ein qualitativ hochwertiges Ausgangsmaterial für Non-Food-Kunststoffanwendungen zu schaffen und eine bessere Kreislaufwirtschaft für diese Verpackungen zu ermöglichen

DW ersetzen also nicht die NIR-Sortierlösungen, sondern können als zusätzliche Technologieebene betrachtet werden, um die Sortierleistung zu erhöhen und/oder neue Sortieranwendungen zu ermöglichen. Andere Technologien wie künstliche Intelligenz könnten in Zukunft einige dieser Anwendungen abdecken, aber bisher haben sie noch nicht den gleichen Reifegrad erreicht. DW bieten eine einzigartige Rückverfolgbarkeit und Präzision durch die Attribute, die mit jedem Code aufgeführt werden (Art des Polymers, Farbe, Gewicht, ein- oder mehrschichtig, Schmelzindex, Lebensmittelqualität, recycelter Inhalt usw. ....).

Nichtsdestotrotz müssen Markeninhaber und Verarbeiter noch davon überzeugt werden, mehr verbesserte Verpackungen in Europa einzuführen Marchés , um die Phase 3 voranzutreiben.
Aus diesem Grund hat AIM Anfang 2023 die HolyGrail 2.0 Pilotmarkt-Initiative in Frankreich am Hauptsitz von Pellenc ST gestartet. Mehr als 90 Teilnehmer nahmen an der Veranstaltung teil und verfolgten eine Live-Demonstration des Pellenc ST / Digimarc Prototyps der Erkennungseinheit sowie Diskussionen über den Start eines Testmarktes 2024 in Frankreich mit einer landesweiten Einführung von DW-Sortierlösungen auf Recycler- oder PRF-Ebene. Markeninhaber sind eingeladen, ihre verbesserten Verpackungen im französischen Einzelhandel einzuführen, um die Lösung in großem Maßstab zu testen und allen Beteiligten reale Daten über das Wertschöpfungspotenzial digitaler Wasserzeichen für eine optimale Sortierung von Verpackungsabfällen zu liefern. 

AIM Digital Watermarks Französischer Pilotmarkt
Pellenc ST Innovationszentrum für DW-Verpackungstests

Durch die Unterstützung der HolyGrail 2.0-Initiative bietet Pellenc ST seine langjährige Erfahrung im Bereich der Sortieranwendungen an, um den Wandel in der Recyclingindustrie mit effektiveren Lösungen zur Ressourcenrückgewinnung zu beschleunigen. 

Neben anderen Innovationsprojekten bietet Pellenc ST Markeninhabern, Verarbeitern und der Recyclingindustrie die Möglichkeit, die Lösungen für digitale Wasserzeichen im industriellen Maßstab zu testen und zu validieren. Sowohl in unserem Innovationszentrum (siehe Bild oben) als auch auf Industriegeländen.   

HolyGrail 2.0 - intelligente Sortierung
Digimarc - Technologie für digitale Wasserzeichen
Amager Ressourcenzentrum

Für weitere Informationen, kontaktieren Sie uns