Nuovo processo ENGEL per il riciclo della plastica

Nel riciclo tradizionale, così come nel nuovo processo di riciclo della plastica sviluppato da ENGEL, si impiegano materiali provenienti da raccolte post-consumo e post-industriali. I materiali vengono sottoposti a una serie di operazioni: selezione, lavaggio, triturazione, compounding e infine stampaggio a iniezione.

Il compounding incide in modo significativo sul consumo energetico e sulla complessità logistica del processo. Secondo le stime di ENGEL, eliminando questa fase è possibile ridurre il fabbisogno energetico complessivo fino al 30%.

Nel two-stage process di ENGEL, il compounding non è più necessario: la plastica post-consumo viene stampata a iniezione direttamente sotto forma di scaglie.

Plastificazione e iniezione avvengono in due fasi distinte, e in due unità separate, ma perfettamente coordinate.

Prima fase: il materiale di riciclo viene fuso nell’unità di plastificazione.

Seconda fase: la massa fusa così ottenuta viene convogliata nell’unità di iniezione e quindi iniettata nello stampo. Durante il trasferimento dalla vite di plastificazione a quella di iniezione è possibile rimuovere eventuali impurezze: tra le due unità sono infatti interposti un filtro e un’unità di degassaggio che garantiscono una qualità costantemente elevata del prodotto finale.

Questa tecnologia innovativa offre numerosi vantaggi:

• Riduce la durata del processo di riciclo.

• Abbatte i costi operativi.

• Aumenta la sostenibilità.

• È un passo concreto verso l’economia circolare delle materie plastiche.

L’elemento innovativo è l’unità di degassaggio sviluppata da ENGEL. Interposta tra la vite di plastificazione e quella di iniezione, permette di eliminare in modo efficace le sostanze organiche volatili contenute nel materiale riciclato. Il sistema può lavorare in condizioni atmosferiche o sottovuoto, qualora l’applicazione o la quantità di impurezze presenti nel materiale lo richiedano.

Il degassaggio rappresenta una fase cruciale per garantire una qualità costante ed elevata del prodotto finale. Alcune impurezze, infatti, non possono essere trattenute dal filtro per il fuso. Tra queste rientrano:

• L’umidità residua e

• i composti a basso peso molecolare derivanti dalla degradazione del materiale o da inchiostri di stampa.

Questi elementi possono generare difetti superficiali e bolle all’interno del pezzo, compromettendone la resistenza meccanica. È quindi fondamentale considerarli in qualsiasi processo di riciclo della plastica orientato alla qualità.

Il nuovo processo di riciclo della plastica sviluppato da ENGEL può essere adattato per gestire pesi molto elevati, fino a 160 kg. In questi casi, la vite di plastificazione non è accoppiata a una vite di iniezione, ma a un’unità a pistone.

Anche in questo caso, il two-stage process si rivela vantaggioso rispetto ai processi di plastificazione e iniezione convenzionale perché:

• La configurazione dell’impianto è più compatta.

• I costi unitari sono inferiori.

Uno dei limiti delle unità a pistone è la difficoltà nel cambio materiale. Per superare questa criticità, ENGEL ha sviluppato un pistone con un nuovo design e geometria del puntale ottimizzata che migliora il flusso del fuso, permettendo un cambio rapido sia di materiale sia di colore.

La tecnologia è utilizzabile a partire da pesi della stampata di 20 kg. Già da questa soglia, la separazione tra plastificazione e iniezione consente un notevole incremento dell’efficienza del processo. Tra le applicazioni tipiche rientrano contenitori, pallet e raccordi di grandi dimensioni.

Per dimostrare le potenzialità del two-stage process, la nuova unità di degassaggio è stata sottoposta a una sperimentazione dedicata.

La sperimentazione è stata condotta presso il centro tecnico ENGEL di St. Valentin, in Austria, mentre i risultati sono stati analizzati dal CHASE Competence Centre di Linz, in Austria. Nel corso delle prove sono stati testati tre diversi materiali:

• PP vergine contaminato intenzionalmente

• Agglomerato di PP da film post-consumo

• HDPE macinato da tappi per bevande

La qualità è rimasta costantemente elevata per tutti e tre i materiali. Le proprietà del prodotto finale, pertanto, non sono in alcun modo inferiori rispetto a quelle ottenute con le tecnologie di riciclo convenzionali. Anzi, il two-stage process ha dimostrato un’efficienza di degassaggio superiore.

La sperimentazione ha inoltre evidenziato aspetti tecnicamente rilevanti:

• I provini stampati senza degassaggio presentavano porosità molto accentuate in tutti e tre i materiali analizzati. Il degassaggio della massa fusa ha migliorato sensibilmente la qualità del pezzo stampato.

• La filtrazione sottovuoto permette una maggiore riduzione dei composti organici volatili rispetto al degassaggio atmosferico.

• La velocità della vite di iniezione influisce in modo trascurabile sull’efficacia del degassaggio. Anche le materie prime contenenti elevate quantità di impurezze possono essere lavorate ad alte velocità. Significa quindi che è possibile operare con tempi di dosaggio brevi senza compromettere la qualità.

• Macinati e agglomerati provenienti da raccolte post-consumo selezionate possono essere trasformati in modo stabile e ripetibile. La forma delle scaglie non ha un impatto significativo sulla qualità del prodotto finale; ciò che conta realmente è la loro fluidità.