Project HolyGrail 2.0


Linkedin


Twitter


Youtube

Digitale watermerken voor slimme verpakkingsrecycling

Een bewezen technologie op schaal

Digitale watermerken voor verbeterde verpakking
Afbeeldingen met dank aan MCC Verstraete
Wat zijn digitale watermerken?

Digitale watermerken (DW) zijn onmerkbare codes ter grootte van een postzegel die informatie bevatten over de verpakking en de inhoud. Ze worden op het oppervlak van een verpakking geplaatst en kunnen worden gelezen door een optische sorteermachine die is uitgerust met een DW-detectiemodule om de sorteerprestaties te verbeteren in combinatie met NIR/ VIS-detectie op een standaard optische sorter. Deze codes bevatten kenmerken zoals plastic type, samenstelling en gebruik (al dan niet voor voeding) die helpen bij het sorteren van verpakkingsafval met het oog op recycling.

Onder impuls van AIM - European Brands Association en de Alliance to End Plastic Waste, hebben meer dan 130 bedrijven en organisaties uit de volledige verpakkingswaardeketen hun krachten gebundeld voor het Digital Watermarks Initiative HolyGrail 2.0 met het ambitieuze doel om te beoordelen of deze digitale technologie een betere sortering en hogere recyclingpercentages voor verpakkingen in de EU mogelijk kan maken.

Hebben digitale watermerken bewezen efficiënt te zijn? 

Het initiatief ging van start in 2020 met als doel de haalbaarheid van digitale watermerktechnologieën voor nauwkeurig sorteren en de business case op grote schaal aan te tonen. Als leider op het gebied van intelligente en verbonden sorteeroplossingen heeft Pellenc ST aangeboden om dit initiatief te ondersteunen door het eerste prototype te bouwen dat in staat is om digitaal verbeterde verpakkingen zowel te detecteren als te sorteren. Pellenc ST ondersteunt de 3 gedefinieerde projectfasen:

  • Fase 1: Prototype validatie
  • Fase 2: Semi-industriële tests in het Copenhagen Resource Center 
  • Fase 3: Industriële tests in commerciële sorteer- en recyclinginstallaties in Frankrijk en Duitsland

Digitale watermerkdetectie-eenheid

Heilige Graal 2.0 Amager Hulpmiddelencentrum Kopenhagen
Antoine BOURELY, Pellenc ST wetenschappelijk directeur in Kopenhagen

Na semi-industriële tests bij het ARC - Amager Resource Center in Kopenhagen, is het prototype van de Pellenc ST sorteereenheid uitgerust met Digimarc-module met succes gevalideerd op schaal met een gemiddelde detectie van 99%, een uitwerping van 95% en een zuiverheidsgraad van 95%.

Deze fase heeft de prestaties van de technologie en de voordelen vanuit sorteeroogpunt aangetoond.

Getest op meer dan 125.000 gecodeerde monsters (260 SKU's), vertegenwoordigde het meer dan 3 ton verpakkingsafval dat was samengeperst en vervuild om te voldoen aan de werkelijke omstandigheden van een verpakking in een MRF na thuisinzameling.

Sinds november 2022 is fase 3 van het project van start gegaan met de installatie van het prototype door Pellenc ST bij Wellman France Indorama. Kwaliteitstesten werden in februari met succes afgerond (resultaten worden binnenkort gepubliceerd). 

Na de technische validatie biedt deze laatste projectfase een grootschalige beoordeling van sortering en recycling op industriële sites en op post-consumer afval van de Duitse en Deense markt.
Na de technische validatie biedt deze laatste projectfase een grootschalige beoordeling van sortering en recycling op industriële sites en op post-consumer afval van de Duitse en Deense markt. 

Wat zijn de voordelen van digitale watermerken voor de recyclingindustrie? 

Wat betreft het sorteren van verpakkingen met het oog op recycling, moeten de digitale watermerken worden gezien als een aanvullende technologie bovenop NIR-spectroscopie om de sorteerkwaliteit te verbeteren en sorteringstoepassingen aan te pakken die met bestaande technologieën niet kunnen worden aangepakt.

Een voorbeeld is de mogelijkheid om verpakkingen die gebruikt worden voor voedsel te scheiden van niet-voedselverpakkingen. Om recycling in gesloten kringlopen te stimuleren, is deze sorteerapplicatie essentieel om kwaliteitsgrondstoffen voor PCR te garanderen.

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

Daarnaast hebben uitgebreide tests van fase twee aangetoond dat het combineren van DW-detectie en nabij-infrarooddetectie (NIR) de sorteerkwaliteit aanzienlijk verbetert. Door deze twee technologieën te combineren kan de optische sorter: 

  • Vul de ongemarkeerde delen van de verpakking in en identificeer het volledige object
  • Maak gemengd sorteren mogelijk van zowel gemarkeerde als ongemarkeerde items, zoals in een industriële faciliteit. 
  • Mogelijke codeerfouten verwerpen op basis van materiaaldetectie door NIR.

Optisch sorteren met detectie van digitale watermerken

Gebaseerd op observaties van deze testfasen verbeteren de gecombineerde signalen van NIR & Digitale Watermerkdetectie de zuiverheid van de gesorteerde uitvoer.

Om de economische waarde van deze technologie beter te begrijpen en te bepalen, kreeg Roland Berger* de opdracht om een Business Case-studie uit te voeren voor DW in geavanceerde sortering tegen 2030.
Het resultaat toont aan dat deze technologie een positieve impact heeft op:

  • Recyclingpercentage met +5% verbeterd 
  • Extra gesorteerde volumes (+40kta op basis van marktstudie Frankrijk)
  • 260€/t premie gemiddelde baalprijs 

*Roland Berger 2022 - Business case studie voor digitale watermerken in geavanceerde sortering, Frankrijk 2030

 Wat is de status vandaag?

Op basis van de uitgebreide tests die zijn uitgevoerd in Kopenhagen Fase 2 (meer dan 125.000 monsters van 260 SKU's), heeft de technologie bewezen effectief te zijn op Optical sorting prototypes, met een gemiddelde detectie van 99% en een uitwerping van 95% op Pellenc ST Mistral+ sorteerapparatuur. Naast technische validatie opent DW nieuwe sorteertoepassingen:

  • sortering op voedingsmiddelen/niet-voedingsmiddelen: volledige traceerbaarheid van rPET of rPP met voedingsmiddelenkwaliteit garanderen
  • een kwalitatieve grondstof te creëren voor non-food plastic toepassingen en een betere circulariteit van deze verpakkingen mogelijk te maken

Als zodanig zijn DW geen vervanging voor NIR-sorteeroplossingen en kunnen ze worden gezien als een extra technologielaag om meer sorteerprestaties te verkrijgen en/of nieuwe sorteertoepassingen aan te pakken. Andere technologieën, zoals kunstmatige intelligentie, kunnen in de toekomst ook inspelen op sommige van deze toepassingen, maar tot nu toe hebben ze nog niet hetzelfde volwassenheidsniveau. DW biedt unieke traceerbaarheid en precisie door de attributen die bij elke code worden vermeld (polymeertype, kleur, gewicht, enkel- of meerlagig, smeltindex, voedingskwaliteit, gerecyclede inhoud, etc....).

Desondanks moeten merkeigenaren en converters nog steeds overtuigd worden om meer verbeterde verpakkingen te implementeren in de Europese Marchés om de Fase 3 te voeden.
Daarom lanceerde AIM begin 2023 het HolyGrail 2.0 initiatief voor de Franse pilotmarkt op het Pellenc ST hoofdkantoor in Frankrijk. Meer dan 90 deelnemers woonden het evenement bij met een live demonstratie van het Pellenc ST / Digimarc prototype detectie-unit en discussies om in 2024 een testmarkt te starten in Frankrijk met een landelijke inzet van DW sorteeroplossingen op Recyclers of PRF niveau. Merkeigenaren worden uitgenodigd om hun verbeterde verpakkingen te lanceren in de Franse detailhandel om de oplossing op schaal te testen, zodat alle belanghebbenden beschikken over real-life gegevens over het waardecreatiepotentieel van digitale watermerken voor een optimale sortering van verpakkingsafval. 

AIM Digitale Watermerken Franse pilotmarkt
Pellenc ST Innovatiecentrum voor het testen van DW-verpakkingen

Door het HolyGrail 2.0 initiatief te steunen, biedt Pellenc ST zijn jarenlange ervaring in sorteerapplicaties aan om de transformatie van de recyclingindustrie te versnellen met effectievere oplossingen voor het terugwinnen van grondstoffen. 

Naast andere innovatieprojecten biedt Pellenc ST merkeigenaren, converters en de recyclingindustrie de mogelijkheid om de Digital Watermarks-oplossingen op industriële schaal te testen en te valideren. Zowel in ons Innovation Center (zie foto hierboven) als op industriële locaties.   

HolyGrail 2.0 - intelligent sorteren
Digimarc - digitale watermerktechnologie
Amager informatiecentrum

Neem voor meer informatie contact op met