INNOVHUB - STAZIONI SPERIMENTALI PER L’INDUSTRIA
Divisione Carta
Graziano Elegir – Responsabile Area Ambiente
Il ruolo del riciclo nella sostenibilità
dell’imballaggio cellulosico
Seminario “Gli imballaggi verdi” Laboratorio Chimico Camera di Commercio Torino - 18 Luglio 2013
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Outline della presentazione
Aspetti generali riguardo il processo di riciclo
nell’industria cartaria
Riciclabilità dei prodotti cartari
Metodi per la misura della riciclabilità
Progetto Ecopaperloop
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Sostenibilità e fine vita dell‘imballaggio
Tenere conto in fase di progettazione
del fine vita del prodotto
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Vantaggi ambientali del riciclo della carta
Minore utilizzo di risorse primarie (foreste)
Riduzione del consumo energetico del 62.5%
Riduzione del consumo di risorse idriche del 86%
Riduzione nella emissione di sostanze chimiche del 92%
utilizzo di materia prima secondaria ampiamente
disponibile
Dato il decadimento di alcune proprietà delle fibre si calcola che a livello
globale occorre immettere nel ciclo circa il 30% di fibre vergini.
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Packaging and Packaging Waste
Directive 94/62/EC
1. Prevenzione
2. riutilizzo del prodotto
3. riciclo del materiale
4. riciclo organico (compostaggio o biogas)
5. recupero energetico
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Tasso di Riciclo e Utilizzo di carta per il
riciclo in Europa (CEPI 2011)
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Utilizzo della carta di riciclo nei
prodotti cartari
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Qualità della carta di riciclo
Il tasso di riciclo in molti paesi avanzati sta ormai
raggiungendo il livello massimo teorico che alcuni studi
collocano intorno all’ 80%
La qualità della carta raccolta per il riciclo
rappresenta il nuovo obiettivo per migliorare la
sostenibilità della filiera:
• Miglioramento dei sistemi di raccolta
• Miglioramento dell’ecodesign del prodotto orientato al
riciclo.
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Ecodesign imballaggio: funzionalità e riciclo
Le fibre cellulosiche hanno una elevata resistenza meccanica
Scarsa resistenza all’acqua
Basse proprietà barriera ai gas
Trattamenti superficiali o in massa
Accoppiamento con altri materiali
CARTA
PLASTICA
60% - 95%
.
ALLUMINIO
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Riciclabilità dei prodotti cartari
Come migliorare la riciclabilità?
Quali sono gli aspetti più critici?
Quanto è riciclabile un imballaggio?
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UNI EN 13430-2005
UNI EN 13430-2005: Requisiti per imballaggi recuperabili per riciclo di materiali
Il fornitore dell’imballaggio è tenuto a dichiarare:
% in peso dell’unità funzionale di imballaggio disponibile per il riciclo
Flusso di riciclo dei materiali previsto
CRITERI DI IDONEITA’ al riciclo per tutte la fasi del CICLO DI VITA dell’imballaggio
PROGETTO, COSTRUZIONE, LAVORAZIONE
separabilità delle componenti; sostanze problematiche al riciclo;
lavorazione/conversione del materiale (adesivi, inchiostri, etichette..)
COMPATIBILITÀ CON TECNOLOGIE DI RICICLO
Processo, raccolta e cernita
EMISSIONI CAUSATE DAL RICICLO
Residui del processo di riciclo.
ISO 18604-2013. Packaging and the environment – Material recycling
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CEN REPORT 13688
Esempi di sostanze e materiali che possono causare problemi nel riciclo
Non esaustivo, indica gli aspetti principali che devono essere considerati
COMPONENTI NON CARTARIE (ADESIVI, CHIUSURE, GRAFFETTE..)
separabili nella fase iniziale del processo
tali da non frammentarsi in particelle piccole e non più separabili.
COMPATIBILITÀ DI MATERIALI TRATTATI/ACCOPPIATI
possibile effetto negativo di impregnazione con cere, bitume
accoppiamento con particolari plastiche
trattamenti per la resistenza a umido.
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Norme tecniche e metodi di prova
Necessità di una migliore definizione tecnica di quanto previsto nelle norme
UNI EN 13430-2005 (Requisiti per imballaggi recuperabili per riciclo di materiali)
e CR 13688-2000, per la riciclabilità degli imballaggi cellulosici nella filiera
cartaria.
Non esistono metodi standard EN o ISO per la valutazione della
riciclabilità dell’imballaggio cellulosico che consentono di misurare
parametri oggettivi
Metodo PTS RH/97 (Germania)
Metodo Aticelca MC 501-11 (Italia)
Metodo Ecopaperloop in fase di Sviluppo
(Germania, Italia, Polonia, Ungheria e Slovenia)
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Imballaggio cellulosico: fattori che influenzano la
riciclabilità del materiale
Trattamenti in massa (resine per la resistenza a umido)
Trattamenti superficiali per proprietà barriera (es. patinatura…
Stampa con diversi inchiostri
Accoppiamento con altri materiali
adesivi
Per migliorare l’ eco-design degli imballaggi dal punto
di vista della loro riciclabilità occorre misurare dei
parametri oggettivi associati al processo di riciclo
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Principali parametri da valutare
Spappolabilità del materiale in acqua. Influisce sullo scarto e su alcune
proprietà del materiale riciclato (formazione del foglio)
scarto di processo - Legato alla presenza di componenti non cartari ma
anche ad additivi e/o tecnologie utilizzate nei processi di trasformazione.
sostanze adesive (stickies) - derivanti da alcuni tipi di adesivi e resine,
causano problemi in produzione e danneggiamento del prodotto. Utilizzo di
adesivi facilmente rimovibili durante il riciclo.
sostanze solubili - contaminazione organica delle acque di processo e
possibile formazione di stickies secondari.
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Metodo Aticelca MC 501:11. Analisi del livello di riciclabilità
di imballaggi cellulosici. Materiali, additivi e prodotti finiti.
Metodo realizzato dal Comitato Metodi di Prova di Aticelca
(Associazione Tecnica dell’Industria Cartaria)
Pubblicato a Marzo 2011.
Gruppo di lavoro con i diversi attori della filiera cartaria:
Associazioni (Assocarta, Assografici, Comieco)
Industrie cartarie
Laboratori di ricerca
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Schema del metodo Aticelca MC 501:11
PRINCIPIO: analisi a scala di laboratorio, simulando in modo semplificato le fasi
principali del processo industriale di riciclo standard della carta.
Imballaggio/materiale
Spappolamento a bassa consistenza
SCARTO
Screen (piastra a fessure 0.15 mm)
Parametri di processo
• Scarto di processo
• Spappolamento
• Area macrostickies
ACCETTATO FIBRE
Parametri di prodotto:
- Formazione del foglio
- Disomogeneità ottiche
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Metodo Aticelca MC 501:11 Spappolamento
Separazione delle fibre e delle componenti del materiale.
Spappolatore
Frazionatore meccanico
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Metodo Aticelca MC 501:11 Screening
Scarto di processo:
recuperato, filtrato e
pesato.
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Metodo Aticelca MC 501:11 Formazione del foglio
Formafogli Rapid-kothen
TEST DI ADESIONE:
copertura
supporto
foglio
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Misura della sostanze adesive - Macrostickies
Stickies (mm2/kg pulp)
ANALISI IMMAGINE
35000
30000
25000
20000
15000
10000
5000
0
150-200
200-400
400-600
600-1000
1000-2000
> 2000
Diam etro, um
2000 µm valore soglia al di sotto del quale non è possibile una completa eliminazione dei
contaminanti in screen standard industriali
Metodo Aticelca MC 501:11 valutazione risultati
Campione valutato come RICICLABILE o NON RICICLABILE secondo i seguenti
parametri e limiti. In caso positivo, sono previsti 3 LIVELLI di riciclabilità (A-B-C).
Riciclabile
Livello A
Riciclabile
Livello B
Riciclabile
Livello C
Spappolamento del materiale e
frammentazione dei componenti non cartari
buona
accettabile
accettabile
Adesione
assente
assente
assente
Disomogeneità ottica
debole
Medio/elevata
Medio/elevata
Scarto di processo ( % )
≤ 10
≤ 20
≤ 50
Area dei macrostickies φ < 2000 µm.
(mm2/kg)
≤ 10.000
≤ 20.000
> 20.000
Criteri di valutazione
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Metodo Aticelca MC 501:11 Risultati
VALUTAZIONE DEI RISULTATI
Livello A: riciclabile facilmente in tutti gli impianti attrezzati con
pulper a bassa consistenza ed epuratori standard.
Livello B: riciclabile previo adattamento del processo standard
(es. condizioni più drastiche di spappolamento, aggiunta di
reattivi chimici, fasi di epurazione più complesse) e livello di
scarto superiore alla media.
Livello C: riciclabile in impianti specializzati che prevedono
attrezzature specifiche (es. triturazione a caldo o altri
macchinari specifici per lo spappolamento del campione).
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Eco Design for the Enhancement of Central
Europe Paper Based Products Recycling Loop
Programme: Central Europe 2013
Priority 3.4: Using our environmental Responsibility Supporting environmentally friendly technologies and
activities
Project coordinator: Graziano Elegir (Innovhub-SSi)
Budget: € 2,271.176
European Regional Development Fund: € 1,781.258
Project time frame: September 2012 - Dicember 2014
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EcoPaperLoop
Partnership
Innovhub-Stazioni Sperimentali
per l'Industria
Country
Italy
Paper Technology Consulting
GmbH
Germany
Technical University of Darmstadt
Germany
Technical University of Dresden
Germany
Pulp and Paper Institute Ljubljana
Slovenia
University of Ljubljana
Slovenia
University of West Hungary,
Paper Research Institute
Hungary
Polish Packaging Research and
Development Centre
Poland
COMIECO, National Consortium
for the Recovery and Recycling of
Cellulose-based Packaging
Italy
Lombardy Region
Italy
Principali outputs del progetto
Metodi condivisi per definire la riciclabilità dei prodotti cartari.
Database europeo sulla riciclabilità dei prodotti cartari
Linee guida per la raccolta differenziata .
Studio LCA focalizzato sugli aspetti del riciclo del materiale
Sviluppo di un software per il calcolo della sostenibilità basato sui
risultati di progetto.
Roadmap e strategie per lo sviluppo di politiche in favore del riciclo
Database omogeneo in Europa Centrale
Metodo è sviluppato sulla base delle esperienze presenti in
Germania e Italia
OBIETTIVO DEL PROGETTO:
Preparazione di una SCORE CARD per la riciclabilità degli
imballaggi da proporre a European Recovered Paper Council
(ERPC)
Carta stampata: score card per la
valutazione della disinchiostrabilità
Il metodo ERPC “Valutazione della
riciclabilità dei prodotti stampati –
Deinkability Score” (2009)
BASATO SU METODO INGEDE 11
Metodo indicato per la valutazione
della disinchiostrabilità dei prodotti
stampati per marchio Ecolabel
Decisione 2012/481/UE
del 16 agosto 2012 che stabilisce i
criteri ecologici per l‘assegnazione
del marchio Ecolabel alla carta
stampata
www.paperrecovery.org
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Metodo Aticelca vs. Metodo Ecopaperloop
• spappolabilità
– 50 g di campione - cons.
(2.5%).
– Metodo qualitativo
• scarto di processo
• macrostickies
– Valore soglia 2000 µm
– Test di adesione
• disomogeneità ottica
• spappolabilità
– 500 g di campione - cons.
(4%)
– Metodo quantitativo flakes
(fibre non spappolate)
• scarto di processo
– Resa in fibra (sostanze
solubili)
• macrostickies
– Valore soglia 3000 µm
• microstickies
– impatto acque di processo
SCORE CARD ( valutazione a punti)
per la riciclabilità degli imballaggi
Punteggio per ciascun parametro quantitativo (es. scarto, flakes, macro
stickies, microstickies), all’interno di una scala min - max
Score
Assessment
71 to 100 Points
Good
51 to 70 Points
Fair
0 to 50 Points
Poor
negative
(failed to meet at least one threshold)
Not suitable
Benchmark di prodotto & individuazione degli aspetti critici
Innovazione ed eco-design di prodotto per migliorare la riciclabilità
dell’imballaggio cellulosico
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Summary
Il riciclo dei prodotti è un elemento essenziale per la
sostenibilità dell’imballaggio a base cellulosica
In Italia esiste un metodo di laboratorio per la
valutazione oggettiva del livello di riciclabilità degli
imballaggi cellulosici.
Il progetto Ecopaperloop permetterà di arrivare presto
ad un metodo condiviso con altri paesi europei
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Grazie per l’attenzione
Innovhub-Divisione Carta. www.innovhub.it
[email protected]
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