Riciclo del PVC nelle bottiglie in PET

Il termine "PVC" o cloruro di polivinile (codice identificativo della plastica #3) suscita timore nell'ambito del riciclo del PET. Ciò è dovuto al fatto che anche quantità minuscole di contaminazione da PVC possono causare interruzioni significative durante la lavorazione o la rigenerazione della resina PET post-consumo in nuovi prodotti. Per dare un'idea, gli effetti negativi della contaminazione da PVC possono manifestarsi a concentrazioni pari a soli 50 parti per milione (ppm). Solo 50 ppm equivalgono a soli 0,05 kg di PVC per 1.000 kg di scaglie di PET, che, in termini percentuali, rappresentano solo 0,005%. Nonostante questa quantità apparentemente insignificante, il PVC può produrre acidi che degradano la resina PET sia fisicamente che chimicamente, rendendo il PET fragile e assumendo una tonalità giallastra: due caratteristiche critiche che ne riducono la qualità, in particolare in termini di trasparenza e resistenza agli urti. Inoltre, possono essere emessi vapori di cloro, rappresentando un ulteriore rischio durante il riciclo del PVC.

Fonti di contaminazione da PVC nel riciclaggio del PET

Nella maggior parte degli impianti di riciclaggio per il lavaggio del PET, il controllo della concentrazione di PVC nei fiocchi di PET lavorati è fondamentale. Il livello di concentrazione accettabile di PVC è determinato in ultima analisi dall'applicazione prevista del prodotto finale. Mentre alcune applicazioni possono tollerare concentrazioni di PVC più elevate, le applicazioni premium, come la produzione di fibre di poliestere di alta qualità, richiedono livelli di PVC ben al di sotto di 50 ppm. Per soddisfare questi rigorosi requisiti e ottenere prezzi di mercato più elevati, i riciclatori di PET devono compiere sforzi supplementari per rimuovere il PVC dai fiocchi di PET che producono. Questo processo inizia con l'identificazione delle modalità di infiltrazione del PVC nel flusso di riciclo del PET.

Esistono generalmente quattro fonti principali di contaminazione del PVC nel riciclaggio del PET:

1. Bottiglie in PVC che imitano quelle in PET, lasciando una "piega" bianca quando vengono appiattite. Queste possono essere identificate e rimosse da selezionatori qualificati.
2. Sigilli di sicurezza in PVC sulle bottiglie in PET, come quelli presenti sui contenitori del collutorio, che devono essere rimossi prima della granulazione.
3. Rivestimenti in PVC all'interno di tappi e chiusure per bottiglie. Sebbene questa pratica non sia più comune negli Stati Uniti, occasionalmente si trovano ancora bottiglie rivestite in PVC.
4. Etichette in PVC avvolte attorno alle bottiglie in PET.

Rimozione del PVC nel riciclaggio del PET

Sebbene i macchinari svolgano un ruolo chiave nella filtrazione del PVC dai flussi di PET, la selezione manuale rimane uno dei metodi più efficaci per la rimozione del PVC. Come già accennato, gli operatori esperti sono in grado di identificare visivamente le bottiglie in PVC. Tuttavia, i progressi tecnologici hanno migliorato l'efficienza della selezione manuale.

Ad esempio, l'aggiunta di illuminazione UV a un flusso di bottiglie in PET è stata testata per migliorare significativamente la precisione di selezione, con professionisti qualificati che hanno raggiunto efficienze fino a 99%. Quando le bottiglie in PET attraversano la luce UV, assorbono i raggi ed emettono a loro volta una fluorescenza blu. Al contrario, sebbene il PVC di per sé non sia fluorescente, gli additivi presenti al suo interno spesso causano l'emissione di una fluorescenza verde o gialla. Questa distinzione consente agli operatori di smistamento di identificare facilmente le bottiglie in PVC e rimuoverle. Per mitigare gli effetti nocivi dell'esposizione prolungata ai raggi UV, gli operatori dovrebbero lavorare in turni di non più di due ore.

Oltre alla selezione manuale, i sistemi automatizzati stanno diventando sempre più popolari a causa dell'aumento dei costi del lavoro manuale. I sistemi di selezione completamente automatizzati possono essere classificati in tre tipologie: sistemi di selezione ottica, sistemi con tecnologia di trasmissione e sistemi di scansione superficiale. Ogni sistema utilizza segnali di rilevamento per differenziare le bottiglie di plastica in base alle loro proprietà chimiche o fisiche, con sensori che analizzano i dati. Getti d'aria vengono quindi impiegati per separare le bottiglie indesiderate dal flusso di PET. Tra queste tecnologie, la rilevazione a raggi X si è dimostrata la più affidabile per identificare la presenza di cloro nelle bottiglie in PVC, poiché il cloro è assente nelle bottiglie in PET.

Poiché né i sistemi di selezione manuali né quelli automatizzati sono impeccabili, spesso si ricorre a una routine di 2-3 passaggi per garantire una contaminazione minima del PVC.

Un altro metodo ampiamente utilizzato per rimuovere il PVC dai fiocchi di PET è la separazione termica. A circa 200 °C, il PVC si ammorbidisce e diventa appiccicoso, mentre il PET rimane inalterato a 260 °C. Questa differenza di temperatura consente la separazione termica: una miscela di fiocchi di PET/PVC viene fatta passare su un nastro trasportatore rotante e riscaldato, impostato a circa 180-200 °C. Mentre la miscela di plastica si muove lungo il nastro, il PVC vi si attacca, mentre il PET rimane inalterato, rotolando in un contenitore di raccolta. Una lama fissa sotto il nastro trasportatore raschia via il PVC. Sebbene le apparecchiature di selezione automatica richiedano investimenti sostanziali, la separazione termica rappresenta un'alternativa relativamente economica.

Un altro metodo conveniente è la separazione elettrostatica. In questo processo, una miscela di PVC e PET viene esposta a una camera di carica, che induce una carica statica sulle superfici plastiche. A causa delle diverse proprietà fisiche e chimiche delle plastiche, il PVC si carica negativamente, mentre il PET si carica positivamente. La miscela viene quindi esposta a poli carichi, che attraggono le plastiche di carica opposta, separandole. Il successo della separazione elettrostatica dipende dall'applicazione della giusta quantità di energia per caricare le plastiche senza che si attraggano tra loro.

Conclusione

Questo articolo si propone di approfondire la comprensione del ruolo del PVC nel riciclo del PET. Poiché gli acquirenti di scaglie di PET sono sempre preoccupati per la contaminazione da PVC, è essenziale adottare ogni precauzione per ridurre al minimo la presenza di PVC nel prodotto finale. È necessario effettuare test di routine per il contenuto di PVC per garantire che le scaglie di PET offerte soddisfino i più elevati standard qualitativi. Anche piccole quantità di PVC possono rendere inutilizzabile un intero lotto di scaglie di PET.

Come regola generale, si consiglia di mantenere livelli di PVC inferiori a 50 ppm e, idealmente, inferiori a 30 ppm. Sono stati descritti diversi metodi per la rimozione del PVC, ma spetta in ultima analisi al gestore dell'impianto di lavaggio del PET definire il sistema più adatto al tipo di balle di bottiglie in PET che gestisce.

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