Progetto HolyGrail 2.0


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Filigrane digitali per il riciclo intelligente degli imballaggi

Una tecnologia collaudata su scala

Filigrane digitali per un packaging migliore
Immagini per gentile concessione di MCC Verstraete
Cosa sono le filigrane digitali?

Le filigrane digitali (DW) sono codici impercettibili, delle dimensioni di un francobollo, contenenti informazioni sull'imballaggio e sul suo contenuto. Applicati sulla superficie di un imballaggio, possono essere letti da una selezionatrice ottica dotata di un modulo di rilevamento DW per migliorare le prestazioni di smistamento in combinazione con il rilevamento NIR/ VIS su un sorter ottico standard. Questi codici riportano attributi quali il tipo di plastica, la composizione e l'uso (applicazione alimentare o non alimentare) che aiutano la differenziazione dei rifiuti di imballaggio da riciclare.

Sotto la spinta di AIM - European Brands Association e dell'Alliance to End Plastic Waste, oltre 130 aziende e organizzazioni dell'intera catena del valore degli imballaggi hanno unito le forze per la Digital Watermarks Initiative HolyGrail 2.0, con l'ambizioso obiettivo di valutare se questa tecnologia digitale possa consentire una migliore selezione e tassi di riciclaggio più elevati per gli imballaggi nell'UE.

Le filigrane digitali si sono dimostrate efficaci? 

L'iniziativa è iniziata nel 2020 con l'obiettivo di dimostrare la fattibilità delle tecnologie di filigrana digitale per uno smistamento accurato e la convenienza economica su larga scala. In qualità di leader nelle soluzioni di smistamento intelligenti e connesse, Pellenc ST si è offerta di sostenere questa iniziativa costruendo il primo prototipo in grado di rilevare e smistare gli imballaggi arricchiti digitalmente. Pellenc ST supporta le 3 fasi del progetto:

  • Fase 1: Convalida del prototipo
  • Fase 2: test semi-industriali presso il Centro Risorse di Copenhagen 
  • Fase 3: test industriali presso impianti commerciali di selezione e riciclaggio in Francia e Germania

Unità di rilevamento della filigrana digitale

Santo Graal 2.0 Centro risorse Amager di Copenaghen
Antoine BOURELY, Direttore scientifico di Pellenc ST a Copenaghen

Dopo i test semi-industriali presso l'ARC - Amager Resource Center di Copenaghen, il prototipo dell'unità di smistamento Pellenc ST dotato di modulo Digimarc è stato convalidato con successo su scala con tassi medi di rilevamento del 99%, di espulsione del 95% e di purezza del 95%.

Questa fase ha dimostrato le prestazioni della tecnologia e i vantaggi dal punto di vista della selezione.

Testato su oltre 125.000 campioni codificati (260 SKU), rappresentava oltre 3 tonnellate di rifiuti di imballaggio che erano stati compressi e sporcati per aderire alle condizioni reali di un imballaggio in un MRF dopo la raccolta a domicilio.

Dal novembre 2022 è iniziata la Fase 3 del progetto, con Pellenc ST che ha installato il suo prototipo presso Wellman France Indorama. I test di qualità sono stati completati con successo a febbraio (i risultati saranno pubblicati a breve). 

A questo dovrebbe seguire un'installazione in un impianto di recupero dei materiali in Germania.
Dopo la convalida tecnica, quest'ultima fase del progetto offre una valutazione della selezione e del riciclaggio su larga scala in siti industriali e su rifiuti post-consumo provenienti dai mercati tedesco e danese. 

Quali sono i vantaggi delle filigrane digitali per l'industria del riciclaggio? 

Per quanto riguarda la selezione degli imballaggi da riciclare, le filigrane digitali dovrebbero essere viste come una tecnologia aggiuntiva alla spettroscopia NIR per migliorare la qualità della selezione e affrontare le applicazioni di selezione che non possono essere affrontate con le tecnologie esistenti.

Un esempio è la capacità di estrarre gli imballaggi utilizzati per gli alimenti dalle applicazioni di imballaggio non alimentari. Per spingere il riciclaggio a ciclo chiuso, questa applicazione di selezione è essenziale per garantire materie prime di qualità per la PCR.

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

Inoltre, i test approfonditi della fase due hanno dimostrato che la combinazione di rilevamento DW e rilevamento nel vicino infrarosso (NIR) migliora notevolmente la qualità della selezione. La combinazione di queste due tecnologie consente al sorter ottico di: 

  • Completare le parti non contrassegnate della confezione e identificare l'oggetto completo.
  • Consentire la selezione mista di articoli contrassegnati e non, come avviene in un impianto industriale. 
  • Rifiuto di possibili errori di codifica basati sul rilevamento del materiale tramite NIR.

Smistamento ottico con rilevamento di filigrane digitali

In base alle osservazioni di queste fasi di test, i segnali combinati del rilevamento NIR e della filigrana digitale migliorano la purezza dell'output selezionato.

Per comprendere meglio e determinare il valore economico di questa tecnologia, Roland Berger* è stato incaricato di elaborare uno studio di business case per il DW nella selezione avanzata entro il 2030.
Il risultato mostra che questa tecnologia ha un impatto positivo su:

  • Miglioramento delle percentuali di riciclaggio del +5%. 
  • Volumi di smistamento aggiuntivi (+40kta in base allo studio di mercato della Francia)
  • 260€/t premio medio sul prezzo della balla 

*Roland Berger 2022 - Studio del caso aziendale per le filigrane digitali nella selezione avanzata, Francia 2030

 Qual è la situazione oggi?

Sulla base dei test approfonditi condotti nella Fase 2 di Copenhagen (oltre 125.000 campioni di 260 articoli), la tecnologia si è dimostrata efficace sui prototipi di smistamento ottico, con una media del 99% di rilevamento e del 95% di espulsione sulle apparecchiature di smistamento Pellenc ST Mistral+. Oltre alla convalida tecnica, DW apre nuove applicazioni di smistamento:

  • smistamento alimentare/non alimentare: garantisce la piena tracciabilità del contenuto di qualità alimentare di rPET o rPP
  • creare una materia prima qualitativa per le applicazioni plastiche non alimentari e consentire una migliore circolarità di questi imballaggi

In quanto tali, i DW non sostituiscono le soluzioni di differenziazione NIR e possono essere visti come un livello tecnologico aggiuntivo per ottenere maggiori prestazioni di differenziazione e/o per affrontare nuove applicazioni di differenziazione. Altre tecnologie, come l'Intelligenza Artificiale, potrebbero in futuro affrontare alcune di queste applicazioni, ma finora non hanno offerto lo stesso livello di maturità. I DW offrono una tracciabilità e una precisione uniche grazie agli attributi elencati in ogni codice (tipo di polimero, colore, peso, mono o multistrato, indice di fluidità, qualità alimentare, contenuto riciclato, ecc.)

Tuttavia, i proprietari dei marchi e i trasformatori devono ancora essere convinti a implementare imballaggi più avanzati nel sito europeo Marchés per alimentare la Fase 3.
Pertanto, all'inizio del 2023, AIM ha lanciato l'iniziativa del mercato pilota francese HolyGrail 2.0 presso la sede centrale di Pellenc ST in Francia. All'evento hanno partecipato oltre 90 persone che hanno assistito a una dimostrazione dal vivo del prototipo di unità di rilevamento Pellenc ST /Digimarc e hanno discusso dell'avvio di un mercato di prova in Francia nel 2024 con la diffusione a livello nazionale delle soluzioni di selezione DW presso i riciclatori o i PRF. I proprietari dei marchi sono invitati a lanciare i loro imballaggi migliorati nella vendita al dettaglio francese per testare la soluzione su scala, fornendo a tutte le parti interessate dati reali sul potenziale di creazione di valore delle filigrane digitali per la selezione ottimale dei rifiuti di imballaggio. 

AIM Filigrane digitali Mercato pilota francese
Pellenc ST Centro di innovazione per i test sugli imballaggi DW

Sostenendo l'iniziativa HolyGrail 2.0, Pellenc ST offre la sua lunga esperienza nelle applicazioni di smistamento per accelerare la trasformazione dell'industria del riciclaggio con soluzioni più efficaci per il recupero delle risorse. 

Oltre ad altri progetti di innovazione, Pellenc ST offre ai proprietari di marchi, ai trasformatori e all'industria del riciclaggio la possibilità di testare e convalidare le soluzioni di filigrana digitale su scala industriale. Sia nel nostro Centro di Innovazione (vedi foto sopra) che nei siti industriali.   

HolyGrail 2.0 - smistamento intelligente
Digimarc - tecnologia di filigrana digitale
Centro risorse Amager

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