Préformés PET durables

Nouvelle solution pour la production de Flakes de bouteilles PET

La durabilité, la qualité et la protection des consommateurs sont très demandées par les fabricants d’emballages de boissons et de denrées alimentaires. Hansa-Heemann AG, un des géants allemands de l’industrie de l’eau minérale et des boissons non alcoolisées, est l’un des pionniers de l’écologie en matière de technologie des procédés et de processus de fabrication. Les bouteilles en préformés PET contenant au moins 25% de matériaux recyclés sont fabriquées sur la base du label de qualité RAL et de la norme IFS. Déjà en 2011, l’entreprise était techniquement capable de fabriquer des bouteilles en PET avec un pourcentage de matières broyées pouvant aller jusque 50%. Aujourd’hui, Hansa-Heeman est en mesure de recycler 80%, voire 100% de matériaux recyclés sur certains produits.

Recyclage en cas de rareté des ressources
Les préformés sont fabriqués dans deux sites, Bruchsal et Kloster Lehnin, pour les autres usines du groupe. Le débit de matières est énorme : pour les machines de moulage par injection de préformés, il varie entre 830 et 1 300kg/h en fonction de la machine. Les enjeux techniques concernent avant tout le traitement des matériaux recyclés pour le moulage par injection, appelés Flakes de bouteilles. D’une part, ceux-ci doivent être conformes pour les denrées alimentaires et, d'autre part, rentables pour l'achat et la transformation. Hansa-Heemann mise depuis plusieurs années sur un approvisionnement venant de l’économie circulaire avec des partenaires issus du commerce d’alimentation afin de pouvoir utiliser au maximum les recyclats purs. En raison de la forte demande, cette stratégie atteint de plus en plus ses limites. Les matériaux recyclés de haute qualité sont aujourd’hui une ressource convoitée rare, qui a son coût.

De nouveaux enjeux
Dernièrement, Hansa-Heemann a été confronté au phénomène des bouteilles en PET de plus en plus fines. Rendre les bouteilles en PET de plus en plus fines est plus économique en phase d’utilisation mais cela complique le cycle de recyclage en raison des propriétés modifiées dans la mécanique des matières en vrac des Flakes de ces bouteilles. Cela signifie concrètement que la préparation de la matière avant le processus de moulage par injection devient beaucoup plus exigeante. Hansa-Heeman a décidé de lancer avec motan-colortronic, un projet de développement pour une installation pilote. Le concept de l’installation a été mis en œuvre et testé sur site à l'usine Kloster Lehnin pour une machine de traitement. L’installation a prouvé depuis lors sa capacité à effectuer le procédé comme souhaité, ce qui a convaincu les parties prenantes.

Une collaboration de longue date entre les deux sociétés dans le secteur de la transformation des matières a précédé ce projet de développement. Les premiers contacts datent déjà du K 2007.
Il était donc logique pour les deux sociétés de lancer le projet des Flakes de bouteilles ensemble. « Nous avons eu jusqu’ici de très bonnes expériences avec les installations de motan-colortronic. Pour les Flakes de bouteilles actuels, nous avons immédiatement compris que nous devions innover ensemble, avec motan-colortronic », déclare Ralph Möller, responsable de la production des préformés chez Hansa-Heemann.

 

Voir les faits de façon évidente
Depuis 2017, Ralph Möller a compris que les Flakes de bouteilles actuels provoquaient de plus en plus de préformés défectueux. L’analyse de l’installation n’a révélé aucune erreur, il a donc fallu se concentrer sur les matières. Ralph Möller et son équipe ont trouvé très rapidement que les Flakes de bouteilles de « bouteilles légères » étaient véritablement plus légers que les années précédentes. En vrac, ils étaient proportionnellement plus compactes, de sorte que les propriétés d’écoulement pendant le stockage et le convoyage, ainsi que l’écoulement à travers la trémie de séchage étaient inadaptés pour la technologie du système existant. Il était donc indispensable de trouver de nouveaux concepts en termes de préparation de la matière, en particuliers pour le séchage et le convoyage.

Évaluation de la stratégie de base
Hansa-Heeman a connu un grand succès dans le passé avec les Flakes de bouteilles, qui permettaient un taux de matières recyclées de plus en plus élevé dans les préformés, tout en maintenant les propriétés nécessaires au processus de soufflage et de remplissage ainsi que les propriétés barrières sur le produit fini. D’une part, cela correspond à la stratégie de l’entreprise et d’autre part, cela garantit également le succès économique.

« Cette stratégie de base n’était pas le problème mais doit continuer à faire partie de la solution », constate Ralph Möller. Le projet de développement avec motan-colortronic avait donc un objectif simple et clair : quelle stratégie permet de transformer les Flakes de bouteilles plus légères et plus petites de manière fiable en préformés PET avec un pourcentage d’au moins 25% de Flakes ?

Innover
Les études préliminaires réalisées chez motan-colortronic ont montré que les Flakes de bouteilles utilisés présentaient un degré de cristallisation suffisamment élevé pour pouvoir se passer du processus de cristallisation. Le facteur clé était donc la modification de la mécanique des matières en vrac mais également des propriétés de stockage et d’écoulement.

Le département des applications de motan-colortronic a donc conçu une nouvelle construction pour le montage interne de la trémie de séchage, dans laquelle l’alimentation en air a été optimisée par une géométrie modifiée de la matière. Des tests ont été réalisés à cette fin à Isny et ont rencontré un succès immédiat. Le résultat est un flux d’air amélioré à travers les Flakes légers, ce qui augmente de manière significative les performances de séchage avec un effet favorable sur la matière. Les Flakes de bouteilles sèchent désormais de façon beaucoup plus homogène. La géométrie particulière de la trémie de séchage empêche en plus un éventuel pontage de la matière.

Révision globale du système
Après avoir trouvé une solution pour le processus de séchage, les experts de motan-colortronic ont révisé tout le concept de l’installation et l’ont adapté au nouveau matériau recyclable. La logistique des entrepôts disponible à l’usine Kloster Lehnin est complétée par des stations de chargement pour les Flakes de bouteilles livrés dans de grands sacs. Le chargement de la matière pour le convoyage pneumatique se fait sur des réservoirs et des boites d’extraction adaptés à la matière. Comme un système d’aspiration central permanent de motan-colortronic avec une puissance suffisante est installé dans l’usine, la répartition de la matière peut être acheminée via une station d’accouplement, de sorte que d’autres installations puissent être intégrées ultérieurement au chargement de la matière.

Le système de tuyaux et le convoyeur sur la trémie de séchage sont également conçus pour correspondre aux propriétés spécifiques des Flakes de bouteille. Le nouveau METRO G était ici utilisé pour les grands débits de matière et les Flakes, pour lesquels étaient prévus un clapet d’éjection extra large. La géométrie de la trémie de séchage assure une sortie uniforme de la matière et agit contre la formation de ponts, ce qui évite d’utiliser un support mécanique lors de l’élimination de la matière. Le conteneur est installé dans un plan situé au-dessus de la machine de transformation et raccordé via un tuyau de descente. Juste au dessus du système d’alimentation de la machine de transformation se trouve un appareil de dosage et mélangeur volumétrique dans lequel les flux de matières vierges et de recyclats sont rassemblés - comme c’était le cas dans les systèmes précédents.

Tests réussis
Les premiers tests sur place avec l’installation pilote ont été positifs. À l’avenir, il est prévu de convertir, petit à petit, toutes les installations à ce nouveau concept. « Cela pourrait nous donner de nouvelles impulsions et références sur la rentabilité, la durabilité et l’intensification de l’économie circulaire, afin d’assurer notre compétitivité », espère Ralph Möller.

 

Informations de base : Label de qualité RAL pour le recyclage du PET dans les emballages de boissons

Les produits et méthodes de production durables font partie de la philosophie Hansa-Heeman depuis de nombreuses années. En 2014, l’entreprise a donc reçu le label de qualité RAL, en tant qu’une des quatre entreprises pionnières pour les emballages de boissons PET durables. Le label de qualité RAL est décerné par la Gütegemeinschaft Wertstoffkette PET-Getränkeverpackungen e.V., basée à Hambourg (https://www.wertstoff-pet.de/).

 

À propos d’Hansa-Heeman AG

Hansa Heeman AG est l'un des principaux fournisseurs d'eau minérale et de boissons non alcoolisées en Allemagne depuis plus de quarante ans. Les marques Hella, Fürst Bismarck Quelle et St. Michaelis appartiennent à l’entreprise. Outre son siège à Rellingen, près de Hambourg, Hansa-Heemann possède des sites d’usine à Aumühle, Trappenkamp, Kloster Lehnin, Löhne et Bruchsal. Sur les sites de production, environ 2 milliards de litres ont été produits et vendus en 2018. Le chiffre d’affaires annuel des eaux minérales, panachés, sodas, boissons de sport et énergétiques ainsi que des jus de fruits s’élève à environ 300 millions d’euros. La société emploie environ 850 personnes et constitue actuellement la deuxième plus grande source d’eau minérale en Allemagne.

www.hansa-heemann.de