プロジェクトHolyGrail 2.0


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スマートな包装リサイクルのための電子透かし

規模で実証された技術

デジタル透かしでパッケージングを強化
画像提供:MCC Verstraete
デジタル透かしとは?

デジタル透かし(DW)は、包装とその内容物に関する情報を含む、切手サイズの知覚不可能なコードです。包装の表面に配置され、DW検出モジュールを搭載した光学選別機で読み取ることができ、標準的な光学選別機のNIR/VIS検出と組み合わせて選別性能を高めることができる。これらのコードには、プラスチックの種類、組成、用途(食品用途か非食品用途か)といった属性が含まれており、包装廃棄物をリサイクルするための分別に役立ちます。

AIM - European Brands Association(欧州ブランド協会)が推進し、Alliance to End Plastic Waste(プラスチック廃棄物撲滅同盟)が支援する、包装のバリューチェーン全体から130を超える企業や団体が、デジタル・ウォーターマーク・イニシアチブHolyGrail 2.0に参加した。

デジタル透かしは効率的か? 

このイニシアチブは、正確な仕分けのための電子透かし技術の実行可能性と大規模でのビジネスケースを証明することを目的として、2020年に開始された。インテリジェントかつコネクテッドなソーティングソリューションのリーダーとして、Pellenc ST は、デジタル強化されたパッケージの検出とソーティングの両方を可能にする最初のプロトタイプを構築することで、このイニシアチブをサポートすることを申し出た。Pellenc ST は、定義された3つのプロジェクトフェーズをサポートする:

  • フェーズ1:プロトタイプの検証
  • 第2段階:コペンハーゲン・リソース・センターでのセミ・インダストリアル・テスト 
  • 第3段階:フランスとドイツの商業選別・リサイクル施設での工業試験

電子透かし検出ユニット

聖杯2.0 アマガー・リソース・センター コペンハーゲ
アントワーヌ・ブーレリー、Pellenc ST コペンハーゲン科学ディレクター

コペンハーゲンのARC - Amager Resource Centerでの準産業テストの後、Digimarcモジュールを搭載したPellenc ST 選別ユニット・プロトタイプは、平均99%の検出率、95%の排出率、95%の純度というスケールでの検証に成功した。

この段階で、技術の性能と選別の観点からの利点が実証された。

エンコードされた125,000以上のサンプル(260のSKU)でテストされ、家庭での回収後にMRFで包装された実際の状況に密着するように圧縮され、汚れた3トン以上の包装廃棄物に相当した。

2022年11月より、プロジェクトの第3段階が開始され、Pellenc ST 、ウェルマン・フランス・インドラマにプロトタイプが設置された。品質テストは2月に無事終了した(結果はまもなく発表される)。 


技術的な検証の後、このプロジェクトの最終段階として、ドイツとデンマークの市場から出る産業廃棄物と消費者廃棄物の大規模な選別とリサイクルの評価が行われる。 

リサイクル業界における電子透かしのメリットとは? 

リサイクルを目的とした包装の選別に関しては、デジタル・ウォーターマークは、選別の質を向上させ、既存の技術では対応できない選別用途に対応するために、NIR分光法の上に追加される技術とみなされるべきである。

その一例が、食品に使用される包装を非食品包装用途から抽出する能力である。クローズド・ループ・リサイクルを推進するためには、この選別アプリケーションは、PCRのための高品質な原料を確保するために不可欠である。

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

さらに、第2段階の広範なテストにより、DW検出と近赤外(NIR)検出を組み合わせることで、選別品質が大幅に向上することが証明された。これら2つの技術を組み合わせることで、光学ソーターは以下のことを可能にする: 

  • パッケージの無印の部分を完成させ、完全な対象物を特定する。
  • 産業施設で遭遇するような、マーキングされたものとマーキングされていないものが混在した仕分けができるようにする。 
  • NIRによる物質検出に基づいて、エンコーディングエラーの可能性を排除する。

電子透かし検出による光学選別

これらのテスト段階からの観察に基づき、NIRと電子透かし検出の組み合わせ信号は、選別された出力の純度を向上させる。

ローランド・ベルガー*は、この技術の経済的価値をより良く理解し判断するために、2030年までの高度選別におけるDWのビジネスケーススタディを委託された。
その結果、この技術が以下のようなプラスの効果をもたらすことがわかった:

  • リサイクル率を+5%改善 
  • 追加選別量(フランス市場調査に基づく+4万トン)
  • 平均俵価プレミアム260ユーロ/トン 

*ローランド・ベルガー 2022 - 高度選別における電子透かしのビジネス・ケース・スタディ、フランス、2030年

 現在の状況は?

コペンハーゲン・フェーズ2で実施された広範なテスト(260SKUから125,000以上のサンプル)に基づき、この技術は光学選別プロトタイプで有効であることが証明され、Pellenc ST Mistral+選別装置では平均99%の検出率と95%の排出率を示した。技術的検証に加え、DWは新たな選別アプリケーションを開拓する:

  • 食品/非食品の選別:rPETまたはrPPの食品グレードの品質含有量の完全なトレーサビリティを確保する。
  • 非食品プラスチック用途のための質的な原料を創出し、これらの包装品目のより良い循環を可能にする。

そのため、DWはNIR選別ソリューションに取って代わるものではなく、選別性能を向上させ、あるいは新たな選別アプリケーションに対応するための追加技術レイヤーと見なすことができる。人工知能のような他の技術も将来的にはこれらのアプリケーションの一部に対応するかもしれないが、今のところ同じ成熟度レベルは提供されていない。DWは、各コードに記載された属性(ポリマーの種類、色、重量、単層または多層、メルトフローインデックス、食品グレード、リサイクル含有量など)を通じて、独自のトレーサビリティと精度を提供する。

とはいえ、ブランド・オーナーとコンバーターは、フェーズ3を促進するために、欧州Marchés でより強化されたパッケージングを実施するよう説得する必要がある。
そこで、AIM は 2023 年初めにフランスのPellenc ST HQ で HolyGrail 2.0 French pilot market initiative を開始した。このイベントには90人以上の参加者が集まり、Pellenc ST / Digimarcのプロトタイプ検出ユニットのライブ・デモンストレーションや、リサイクル業者またはPRFレベルでのDW選別ソリューションの全国展開による2024年のフランスでのテスト市場開始に向けた話し合いが行われた。ブランド・オーナーは、フランスの小売店に強化された包装を投入し、包装廃棄物の最適な分別のための電子透かしの価値創造の可能性について、すべての関係者に実際のデータを提供し、大規模なソリューションをテストするよう招待される。 

AIMデジタル・ウォーターマーク フランス試験市場
Pellenc ST DWパッケージング・テスト・イノベーション・センター

HolyGrail 2.0イニシアチブを支援することで、Pellenc ST 、選別アプリケーションにおける長年の経験を提供し、より効果的な資源回収ソリューションでリサイクル業界の変革を加速する。 

他のイノベーション・プロジェクトと並行して、Pellenc ST は、ブランド・オーナー、コンバーター、リサイクル業界に、デジタル透かしソリューションを工業規模でテスト・検証する機会を提供しています。 当社のイノベーション・センター(上の写真参照)でも、産業現場でもご利用いただけます。   

HolyGrail 2.0 - インテリジェントなソーティング
Digimarc - 電子透かし技術
アマガー・リソース・センター

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