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21 aprile 2017

Estrusione di R-PET: qualità e produzione

Una recente open house presso Union Officine Meccaniche ha permesso di osservare da vicino lo stato dell’arte nel campo dell’estrusione di foglia in PET rigenerato. L’impianto era equipaggiato con il sistema di filtrazione continuo di Ettlinger. Le possibilità di applicazione di questo materiale polimerico sono in continua crescita.



Il mercato del packaging in PET è in continuo sviluppo. Le qualità estetiche e prestazionali di questo materiale lo rendono estremamente funzionale alla realizzazione di imballaggi per uso alimentare sicuri ed efficienti.
Attualmente le possibilità di impiego del PET rigenerato, proveniente in particolare da scaglia di bottiglia, sono aumentate; tuttavia questo materiale deve essere trattato con impianti capaci di renderlo perfettamente compatibile con gli utilizzi richiesti. Per questo le tecnologie di produzione sono continuamente aggiornate e l’innovazione portata avanti dai costruttori di impianti non conosce sosta. 
Questo e altri argomenti sono stati al centro dell’open house organizzata lo scorso febbraio presso lo stabilimento Union di San Vittore Olona (MI) che ha visto la partecipazione del costruttore di sistemi di filtrazione tedesco Ettlinger. Durante i due giorni dell’incontro sono stati presentati i più recenti sviluppi dell’estrusione della foglia con una tecnologia per la lavorazione di PET senza essiccazione, in grado di soddisfare le più esigenti richieste del mercato dell’imballaggio.
Elemento fondamentale è la sicurezza alimentare e la rispondenza alle normative vigenti. Jürgen Towara, Senior Food Contact Expert di Intertek Deutschland, società attiva nella qualità e sicurezza di prodotti, processi e sistemi, intervenuto all’open house, ha sottolineato l’importanza dei sistemi di degasaggio per evitare la migrazione di materia plastica dall’imballaggio al prodotto alimentare. Un processo di degasaggio efficiente permette infatti di ottenere, anche nel caso di PET con elevato grado di contaminazione, un materiale con alto peso molecolare, un fattore capace di impedire il processo di migrazione. L’imballaggio prodotto è così in grado di rispondere alle normative più severe in sede europea (EFSA) o statunitense (FDA). 

L’impianto di estrusione
Durante l’open house è stato possibile prendere visione dell’impianto di estrusione Union in funzione. La linea è composta da un estrusore bivite ZP 112 / 52 D a quattro degasaggi e da un estrusore monovite TR 90 / 44 D a due degasaggi in coestrusione, alimentati con R-PET al 100% senza additivi, proveniente da materiale post-consumo e scarti industriali. I quattro degasaggi collocati sull’estrusore principale, posti alla giusta distanza l’uno dall’altro, rimuovono tutte le impurità volatili presenti nel materiale. Ogni degasaggio è equipaggiato con una pompa per vuoto da 11 kW. Il prodotto realizzato è una foglia a 3 strati destinata alla termoformatura con una larghezza utile di 1650 mm e uno spessore variabile, a seconda dell’applicazione, da 0,15 a 1,4 mm. La linea raggiunge una portata oraria di 1700 kg. La configurazione a L della calandra permette di avere un maggiore raffreddamento e la possibilità di inserire il film di laminazione. La foglia estrusa ha caratteristiche di elevata trasparenza e di uniformità di spessore; la costanza della produzione è perfetta. 
Union è in possesso di una vasta esperienza e di approfondite conoscenze tecnologiche nel campo delle linee delle macchine per l’estrusione di foglie di PET per l’imballaggio. Già il primo impianto, costruito nel 1989, dotato di sistema di essicazione e cristallizzazione appositamente progettato, era già equipaggiato con tutti i dispositivi ancora oggi utilizzati per l’estrusione di foglie di qualità. Nello stesso anno nasce il primo estrusore monovite a due degasaggi. 
Negli anni seguenti, il forte sviluppo delle scaglie rigenerate e lavate ha permesso in pochi anni al PET di diventare protagonista nella termoformatura e nella produzione di blister, sostituendo la maggior parte degli altri polimeri.
A partire dal 2009 Union sviluppa gli estrusori bivite corotanti a più degasaggi e nel 2014 introduce sul mercato l’estrusore con 3 degasaggi ad alto vuoto, capace di garantire alla foglia la massima trasparenza richiesta alla termoformatura di bicchieri e vaschette ad alta capienza e di imballi di componenti elettronici.
Tra le possibili applicazioni future, Union guarda anche allo sviluppo atteso nel settore delle costruzioni con lastre PET caricate con fibra di vetro, che aumentano le proprietà meccaniche della foglia. Additivare il PET con nano particelle per applicazioni speciali, consente invece di produrre delle lastre anche di grosso spessore con superfici antigraffio e con elevata resistenza agli ultra violetti. Union ha sempre creduto nella possibilità di sviluppo del PET in altri settori esterni all’imballaggio alimentare e oggi più che mai rivolge la propria attenzione a questo mercato per il prossimo futuro.

Il sistema di filtrazione
La decrescente qualità delle scaglie di PET porta alla necessità di un sistema di filtrazione più efficiente. Per questo il secondo protagonista dell’open house è il filtro ECO di Ettlinger che permette la continuità di estrusione senza l’interruzione del flusso del materiale alla testa di estrusione. 
Il filtro ECO 250, utilizzato in questa applicazione con un cesto da 80 µm, è un sistema completamente automatico che può raggiungere portate fino a 3.000 kg a seconda dell’applicazione. I filtri ECO riescono a gestire perfettamente anche un elevato livello di inquinante, ma rimuovono anche le impurità dai materiali vergini, quali ad esempio le particelle di infusi come i gel. Nello specifico, il filtro ECO permette l’utilizzo di 100% di scaglia di bottiglia e consente di filtrare l’elevata percentuale di inquinante presente nel PET derivanti dal riciclaggio delle bottiglie. 
ECO è in grado di lavorare ininterrottamente senza sostituzione del filtro per settimane o addirittura mesi con una pressione assolutamente costante, migliorando sensibilmente l’efficienza del processo. Grazie alla migliore qualità del prodotto finito, alla riduzione degli scarti di produzione e delle interruzioni del processo e, molto importante, alle bassissime perdite di materiale rispetto ai filtri backflush, ECO permette di ridurre in modo sostanziale i costi del processo. 
Diversamente dai filtri tradizionali e backflush, nell’ECO l’inquinante viene asportato dalla superficie di filtrazione e scaricato dal filtro in modo continuo. In tal modo ECO dispone sempre di una superficie di filtrazione completamente sgombra e permette quindi di filtrare in modo efficiente anche le particelle elastiche tipo la gomma e il silicone, ma anche i geli e gli agglomerati, prima che questi possano essere spinti attraverso i fori dalla pressione. 
Il flusso del melt è costante e senza zone morte e il melt non ha contatto con l’atmosfera. Questo fa sì che il materiale non degradi e, in particolare nel caso del PET, che non si formino i cosidetti black specks, ossia le puntinature. Grazie alla loro struttura compatta e all’ingombro ridotto, i filtri ECO possono essere installati senza problemi in linee preesistenti.
L’elemento centrale del filtro ECO di Ettlinger è il cesto rotante microforato, disponibile con i fori di svariate grandezza, che viene attraversato dal melt. Il materiale filtrato penetra all’interno del tamburo che sostiene il cesto di filtrazione e viene condotto alla macchina a valle del filtro. Le impurità presenti nel materiale vengono invece trattenute sulla superficie del filtro e asportate ad ogni rotazione da un raschiatore che le convoglia in continuo all’albero di scarico.