Europa wyznaczyła sobie ambitne cele: ma się przekształcać w kierunku gospodarki o obiegu zamkniętym, która wspiera innowacje, dekarbonizację i bezpieczeństwo. Przejście na ten typ gospodarki pomoże także powstrzymać utratę bioróżnorodności i marnotrawstwo zasobów naturalnych. Nic dziwnego, że branża recyklingu zyskuje na znaczeniu.

Problem z plastikiem

Według danych Eurostatu za 2022 r., w Europie 40,7% opakowań plastikowych poddawano recyklingowi. To był najczęstszy sposób zagospodarowania tych odpadów. Odzysk energii: 35% (drugi pod względem skali). Pozostała część odpadów trafia głównie na składowiska. Ostatnie badania statystyczne w Unii Europejskiej pokazują, że Polska poddaje recyclingowi 46,3% opakowań plastikowych.

Jednakże biorąc pod uwagę wszystkie tworzywa sztuczne i inną metodologię pomiarów, wskaźniki te są dużo niższe. Z raportu stowarzyszenia Plastics Europe wynika, że w 2022 r. w Europie po raz pierwszy więcej odpadów tworzyw sztucznych zostało poddanych recyklingowi – w sumie 26,9% – niż trafiło na składowiska. Polska ze wskaźnikiem 21,2% uplasowała się poniżej średniej europejskiej. W nowych produktach z tworzyw sztucznych 10,2% surowców pochodziło ze źródeł cyrkularnych (średnia dla kontynentu: 13,5%).

Głównym problemem w ponownym wykorzystaniu tworzyw sztucznych jest jakość i cena produktu pochodzącego z recyklingu (recyklat) w porównaniu z surowcem niepochodzącym z odzysku. Przetwórcy tworzyw sztucznych potrzebują dużych ilości granulatu produkowanego według ściśle kontrolowanej specyfikacji i po konkurencyjnej cenie. Różnorodność oraz zanieczyszczenie trafiającego do sortowni plastiku komplikuje proces recyklingu, zwiększając jego koszt i obniżając jakość recyklatu.

Recykling

To w uproszczeniu odzyskiwanie i ponowne użycie odpadów przy jak najmniejszym wkładzie energetycznym. Ważna jest tu właściwa selekcja odpadów, a następnie ich przetworzenie na oczyszczony surowiec (recyklat), który może posłużyć do wytworzenia nowych produktów. Surowiec odzyskuje się nawet wielokrotnie, aż straci on swój potencjał. Celem jest oszczędność energii oraz ochrona dóbr naturalnych, a w efekcie zrównoważony rozwój naszej planety.

Ekolinia Grind 2.0

Z takimi problemami mierzą się na co dzień producenci maszyn do recyklingu. Pan Mariusz Mieszkowicz, założyciel firmy Ekolinia, przy współpracy z Akademią Górniczo-Hutniczą w Krakowie przeprowadził prace badawczo-rozwojowe nowych rozwiązań. Celem było zaprojektowanie innowacyjnej w skali Europy, wysokowydajnej linii do recyklingu tworzyw sztucznych – Ekolinia Grind 2.0. W roku 2016 uznał, że do zrealizowania tego projektu niezbędna jest unijna dotacja. – Uzyskane dofinansowanie z programu regionalnego na lata 2014-2020 (RPO WP) umożliwiło nam zakup maszyn oraz specjalistycznego sprzętu pomiarowego. Rozbudowaliśmy też zakład o magazyn, gdzie składujemy elementy metalowe potrzebne do produkcji nowych urządzeń – opowiadał Mariusz Mieszkowicz.

Dzięki tym inwestycjom w latach 2017-2018 firma wprowadziła do produkcji Ekolinię Grind 2.0, która służy do odzysku tworzyw sztucznych, zarówno miękkich (folie), jak i tych znacznie twardszych (butelki, opakowania, inne elementy plastikowe). – Zastosowaliśmy w niej m.in. system ostrzy noży rotująco-rozdrabniających. Produkowane przez nas linie technologiczne cechują się znacznie mniejszą energochłonnością. Udało się nam ograniczyć wykorzystanie energii elektrycznej nawet o 20% – objaśnia Mariusz Mieszkowicz.

Nowe rozwiązania pozwoliły o 15% ograniczyć zużycie wody do płukania odpadów. Kolejną zaletą było zmniejszenie hałasu pracujących urządzeń. Przygotowany surowiec jest myty, suszony i rozdrabniany. Proces recyklingu stał się bezinwazyjny dla środowiska. Ekolinia Grind 2.0 jest też łatwa w obsłudze i nie stwarza barier dla osób z niepełnosprawnościami. Wymaga jedynie zaprogramowania i przygotowania materiału przeznaczonego do recyklingu.

Nowa jakość recyklingu

Wymagania rynku rosną, a współprowadzący firmę synowie pana Mariusza uznali, że jest przestrzeń na wprowadzenie kolejnych innowacji. Ekolinia Mieszkowicz Sp. K uzyskała dotację z programu Fundusze Europejskie dla Podkarpacia na projekt pn. „Ekoinnowacyjna modułowa linia do recyklingu tworzyw sztucznych w postaci folii LLDPE, LDPE, HDPE i PE”. Jest on na zaawansowanym etapie realizacji.

Celem projektu jest stworzenie na podstawie wyników prac B+R modułowej automatycznej linii do recyklingu tworzyw sztucznych, w szczególności różnej grubości folii. Czym będzie się ona różnić od dotychczas produkowanych systemów? – Nową instalację będzie cechować kompaktowość, modułowość, pełen automatyzm oraz zastosowanie rozwiązań gospodarki w obiegu zamkniętym. Linia będzie zajmować ok. 30% mniej przestrzeni niż standardowe systemy. Możliwe będą różne jej konfiguracje oraz zestawienia z innymi urządzeniami. Poprzez utworzenie obiegu zamkniętego znacznie zredukujemy zużycie wody i środków myjących. Po oczyszczeniu woda ponownie będzie wykorzystywana do mycia surowca. Energię cieplną powstającą w wyniku tarcia wykorzystamy do podgrzewania wody, dzięki czemu obniżymy zużycie prądu. Nowoczesne oprogramowanie pozwoli na monitorowanie pracy podzespołów i automatyczne sterowanie procesami – wylicza Marcin Mieszkowicz.

Wczesne usuwanie zanieczyszczeń, szczególnie w postaci piasku, ograniczy zużywanie się elementów ruchomych maszyn i pozytywnie wpływa na jakość recyklatu. Dlatego konieczne jest usunięcie jak największej ilości zanieczyszczeń na wczesnych etapach procesu w możliwie najbardziej ekonomiczny sposób.

Prace B+R

Zakres planowanych działań będzie obejmować dwa etapy badań przemysłowych i jeden etap prac rozwojowych. – Jesteśmy już po pierwszych dwóch etapach prac. Przeprowadziliśmy badania w zakresie procesu technologicznego recyklingu, doboru materiałów i parametrów urządzeń. Stworzyliśmy projekt szczegółowy linii. Zakończyliśmy także etap badania parametrów materiałowych, zastosowania powłok i technologii umacniania elementów linii. Przeprowadziliśmy próby stoiskowe wybranych modułów – wyjaśnia Marcin Mieszkowicz.

Prace te firma realizowała są przy współpracy z Politechniką Rzeszowską, Politechniką Lubelską i Siecią Badawczą Łukasiewicz – Instytutem MateriałówPolimerowych (oddział Gliwice). Niektóre badania spółka Ekolinia Mieszkowicz zlecała też przedsiębiorstwom takim jak Oerlikon Balzers (korporacja międzynarodowa) czy Seger Cutting Tools w Wiśniowej, które wspierają projekt w zakresie obróbki materiałowej i powłok ochronnych. Celem badań było m.in. opracowanie nowych, bardziej trwałych materiałów do produkcji części eksploatacyjnych (np. łopaty, wirniki), co przełoży się na dłuższą żywotność całej instalacji.

Co jeszcze czeka firmę? – W ostatnim etapieprzeprowadzimy badania prototypowej linii do recyklingu w warunkach zbliżonych do rzeczywistych. Uruchomimy ją na hali testowej i będziemy przetwarzać próbne partie surowców (m.in. folie o różnej grubości). Testy pozwolą zweryfikować efektywność procesu, stabilność pracy systemu i poprawność działania automatyki oraz odzysku ciepła – mówi pan Marcin. Dodaje, że jest to właściwy moment na wprowadzenie korekt i optymalizację układu sterowania.

Efektem prac badawczo-rozwojowych będzie osiągnięcie IX poziomu dojrzałości technologii (TRL). – Oznacza to, że sprawdzimy i potwierdzimy działanie linii w warunkach rzeczywistych. Dalej będzie możliwe komercyjne zastosowanie technologii i wprowadzenie linii do seryjnej produkcji – uzupełnia Marcin Mieszkowicz.

Rynek czeka na nowości

Przedsiębiorstwa przetwarzające plastik potrzebują maksymalnie oczyszczonego recyklatu. To właśnie ma zagwarantować nowa linia. Pozwoli ona na przetwarzanie folii w takich ilościach, które zapewnią opłacalność procesu przetwórczego. Nowa linia ma szansę zainteresować zarówno krajowych odbiorców, jak i klientów z rynków eksportowych.

Wśród przyszłych nabywców linii są głównie przedsiębiorstwa zajmujące się profesjonalnym recyklingiem folii i plastiku. Wśród nich jest niewiele spółek samorządowych, które oprócz linii do segregacji mają instalacje do przygotowania recyklatu. – Choć część komunalnych sortowni (jak MPO Kraków czy MPO Łódź) zaczyna wdrażać własne rozwiązania recyklingowe, rynek wciąż w ponad 90% należy do sektora prywatnego. W Polsce działa obecnie kilkadziesiąt kompletnych instalacji do recyklingu tworzyw. Większość z nich obsługują komercyjni recyklerzy, często z kapitałem zagranicznym. To są nasi główni klienci – dodaje Marcin Mieszkowicz.

Wdrożenie linii do seryjnej produkcji firma z Młodochowa planuje w roku 2026. Przygotowanie kompletnej instalacji to złożony i czasochłonny proces. Sama produkcja wszystkich podzespołów do pojedynczej linii recyklingowej zajmuje ok. 4 miesięcy. Po złożeniu przechodzi ona testy. Na czas transportu system zostaje rozmontowany. Montaż w docelowej lokalizacji, do momentu rozruchu, trwa około miesiąca. Pod linię musi być przygotowana odpowiednia infrastruktura wraz z przyłączami do energii elektrycznej, wody i odbioru ścieków. Rocznie firma wytwarza 3-4 tego typu kompletne linie.

Zalety projektowanej linii:

• Zmniejszenie zużycia energii poprzez wykorzystanie odzysku ciepła
• Zmniejszenie zużycia wody w obiegu zamkniętym
• Ograniczenie zużycia energii
• Zmniejszenie zużycia powierzchni roboczych zespołów
• Redukcja stopnia zawilgocenia produktu finalnego
• Zwiększenie wydajności linii
• Zwiększenie czystości całkowitej recyklatu po przerobie.

W kierunku cyrkularności

Eurostat, czyli unijny urząd statystyczny, podaje, że w 2023 r. zużycie surowców pierwotnych w UE wyniosło 14,1 ton per capita. W porównaniu z rokiem 2018 wskaźnik ten spadł o 5%. Najwięcej pierwotnych surowców, jakie „przetrawiła” europejska gospodarka w 2023 r., stanowiły minerały niemetaliczne (52,3%), biomasa (21,8%), paliwa kopalne (18,1%) i rudy metali (7,8%). Wskaźnik cyrkularności, który dotyczy udziału surowców wtórnych w gospodarce, w 2022 r. wyniósł 11,5%. Praktycznie nie zmienia się on od 2016 r. Aby stać się naprawdę cyrkularną gospodarką, Europa musi nie tylko poprawić wskaźniki recyklingu, ale też ograniczyć zużycie pierwotnych zasobów. Od roku 2010 gospodarka UE rośnie, natomiast zużycie materiałów lekko spada. Oznacza to to umiarkowane oddzielenie wzrostu PKB od zużycia zasobów i wytwarzania odpadów – to sukces, ale jeszcze niewystarczający.

Źródło: European Environment Agency (EEA)

Rodziny polietylenu ( PE) w pigułce
Nie każdy polietylen jest taki sam!

🟢 LDPE
🛍️ Reklamówka, folia spożywcza

• miękki i bardzo elastyczny
• łatwo się zgina i rozciąga
• stosowany w cienkich foliach i opakowaniach jednorazowych

🔵 LLDPE
📦 Folia stretch, worki na śmieci

• bardziej wytrzymały na rozerwanie i przebicie niż LDPE
• elastyczny, ale mocniejszy
• popularny w foliach przemysłowych i rolniczych

🟠 HDPE
🥛 Butelka na mleko, kanister, rura

• sztywny i twardszy
• mniej przezroczysty
• stosowany w opakowaniach sztywnych, grubych foliach, rurach, skrzynkach

♻️ Wszystkie te tworzywa to odmiany polietylenu ( PE). Różnią się gęstością i strukturą cząsteczek i wymagają odpowiedniej technologii recyklingu.