Le materie plastiche nella produzione dei beni di consumo: sette suggerimenti per l'automazione di imballaggi più ecocompatibili

C'è molto da dire sugli imballaggi in plastica

Quando si tratta di proteggere i prodotti confezionati in ambito F&B e in altri settori, è ancora difficile considerare alternative alla versatilità dei polimeri. Questi sono flessibili e facili da modellare. Offrono peso ridotto, vantaggi igienici, praticità di trasporto e un'accattivante presenza sugli scaffali. I clienti, d'altro canto, sono alla ricerca di convenienza, integrità e valore del prodotto, ma stanno anche facendo sempre più attenzione alla sostenibilità - il principale difetto degli imballaggi di plastica. Allo stesso tempo, questi imballaggi sono spesso preferibili rispetto ad alternative come metalli o vetro, perché richiedono meno energia per la produzione, il trasporto e il riciclo. È vero che i cibi non confezionati sono il trend del momento. Tuttavia, in molti luoghi non esiste una valida alternativa alle confezioni in plastica per motivi di costi, igiene o sicurezza.

Focus su "riduzione, riciclo, riutilizzo e riprogettazione"

Ridurre l'utilizzo della plastica e ripensare gli imballaggi: questo è il motto. Le aziende del settore Food & Beverage e dei beni di consumo si stanno concentrando sempre più sulle quattro "R": riduzione, riciclo, riutilizzo e riprogettazione. Nel settore alimentare e dei beni di consumo, l'obiettivo è quello di minimizzare il peso per ridurre la quantità di plastica utilizzata. Le nuove composizioni in plastica facilitano il riciclo. Inoltre, sono disponibili design innovativi come sacchetti, coperchi o sacchetti richiudibili riciclabili (riprogettazione e riutilizzo), con meno plastica e meno scarti nelle fasi finali della produzione. Infine, sono in fase di sviluppo nuovi concetti di imballaggi e contenitori. Le quattro "R", riduzione, riciclo, riutilizzo e riprogettazione, contribuiscono a una maggiore sostenibilità e a soddisfare meglio i requisiti normativi e le richieste dei clienti.

Iniziative internazionali volte a ridurre la plastica

I requisiti da rispettare sono sempre più severi e includono gli Obiettivi per lo sviluppo sostenibile (SDG, Sustainable Development Goals) delle Nazioni Unite, con le loro disposizioni in materia di maggiore protezione del clima, consumo responsabile e produzione più ecocompatibile. Inoltre, esistono numerose normative volte a ridurre il consumo di plastica. Alcuni esempi sono i divieti relativi alla plastica monouso o le strategie di riduzione dei sacchetti in plastica nell'UE, che sono collegati alla direttiva 2019/904 e entreranno ufficialmente in vigore entro luglio 2021. Inoltre, i produttori si sono assunti i propri impegni. Alcuni stanno lavorando per aumentare la quantità di PET riciclato nei prodotti. Altri stanno cercando di rendere le confezioni più riciclabili o di modificare la progettazione di imballaggi e contenitori per utilizzare meno plastica.

Sette esempi e suggerimenti pratici per imballaggi più sostenibili

1. Saldatura: monitoraggio in tempo reale

Quando la composizione dei materiali cambia, è fondamentale che le aziende analizzino se le macchine per formatura, riempimento e sigillatura verticale (VFFS, Form Fill Seal) possono ancora mantenere la resa e il controllo della tensione senza compromettere le prestazioni o la qualità del prodotto finale. Solo quando si monitora e si controlla attentamente il film, si dispone di un prodotto che soddisfa le specifiche, eliminando le pieghe e gli allungamenti, e quindi non influendo negativamente sui processi a valle.

2. Raccolta dei dati a livello di macchina e in tempo reale

I produttori devono assicurarsi in ogni momento che l'imballaggio soddisfi le proprie esigenze. Le macchine per formatura, riempimento e sigillatura verticale (VFFS, Form Fill Seal), ad esempio, richiedono il controllo e la verifica precisi e in tempo reale di molte variabili come velocità, pressione, sincronizzazione, temperatura e altro ancora. Per monitorare più variabili come lo spessore del materiale, il tempo di contatto o le temperature, il produttore ha bisogno di una soluzione di automazione in grado di raccogliere tutti i dati applicabili "in modalità Edge" (a livello di macchina) tramite metodi di comunicazione comuni. Inoltre, è necessaria una struttura per la condivisione e la visualizzazione. In futuro, l'intelligenza artificiale sarà sempre più integrata in un controller, quindi lo sviluppo si sposterà sempre più verso macchine con ottimizzazione automatica.

3. Formatura: i sistemi di visione innovativi sono la chiave

I produttori di vassoi, bottiglie o imballaggi devono sempre interrogarsi sull'impatto che le variazioni nei materiali potrebbero avere sull'integrità, il colore o la forma dell'articolo. Le soluzioni di automazione consentono loro di verificare le proprietà. Durante la fabbricazione di un contenitore, sono necessari rigorosi controlli della temperatura insieme a effetti fisici quali la pressione. Per evitare articoli difettosi, si consiglia di utilizzare potenti sistemi di visione dotati degli strumenti necessari per rilevare problemi quali micro-fori nella plastica.

4. Avvolgimento: controllo della temperatura e del movimento

Le modifiche ai materiali possono influire anche sulle prestazioni. L'integrità e la stabilità sono ancora garantite, ad esempio, durante l'avvolgimento? È necessaria un'applicazione che garantisca un rigido controllo della temperatura e del movimento, mantenga la tensione e garantisca che un pacchetto secondario o terziario sia avvolto correttamente.

5. Movimentazione: assicurare una comunicazione ottimale tra i sistemi

Man mano che gli imballaggi diventano più piccoli, i produttori devono sapere se le operazioni di movimentazione supportate dalle soluzioni di smistamento o pick-and-place sono accurate e facili da ripetere. Un esempio è il posizionamento dei vassoi in contenitori terziari pronti per la vendita al dettaglio. Un aspetto fondamentale della movimentazione è la possibilità di "vedere" l'area dei prodotti che entrano nell'area di imballaggio, nonché la rapida comunicazione tra il sistema di elaborazione delle immagini, il nastro trasportatore e il robot, il tutto rispettando la portata di trasporto richiesta. Inoltre, potrebbe essere necessario modificare la configurazione del robot a causa del nuovo materiale del film.

6. Chiusura: i servomotori ad alta risoluzione sono essenziali

Le riduzioni di peso possono modificare sia le dimensioni che la forma dei contenitori, il che può influire anche sul processo di saldatura e su altri flussi di lavoro correlati. Inoltre, le forze e le coppie di serraggio possono comportare maggiori sprechi o tempi di fermo della produzione, che possono causare a loro volta ulteriori problemi. Molte tecniche di saldatura, come ad esempio la tappatura, si basano sul controllo dei servomotori. I servomotori ad alta risoluzione collegati tramite una rete di macchine come EtherCAT sono quindi importanti.

7. Fare affidamento su un partner esperto

Invece di affrontare la battaglia per una maggiore sostenibilità da soli, è consigliabile affidarsi a partner solidi. Grazie alla propria piattaforma tecnologica integrata i-automation e ai servizi disponibili a livello globale, OMRON supporta le aziende del settore Food & Beverage in tutte le sfide menzionate. La presenza internazionale, una vasta rete di partner di integrazione e collaborazione e l'attenzione rivolta agli obiettivi di sostenibilità dell'OMS, rendono OMRON un compagno esperto e competente in questo importante viaggio.