Settore del packaging ecologico: come ottenere una produzione sostenibile
Pubblicato il 09 febbraio 2022 a Sustainable Manufacturing
Settore del packaging ecologico: come ottenere una produzione sostenibile
La sostenibilità nel settore del packaging è uno degli aspetti chiave della lotta ai rifiuti plastici e, in generale, al cambiamento climatico. Le sfide che questo comporta richiedono una tecnologia di automazione flessibile e potente.
I cinque pilastri del packaging sostenibile
Ci sono dei punti chiave da considerare per un packaging più sostenibile: la prima cosa è la riduzione del materiale del packaging - non solo in termini di contenuto di plastica vergine dell'imballaggio primario, ma anche di quello secondario e terziario. Un altro punto su cui lavorare è eliminare la necessità di confezioni monouso. Alcune strategie per affrontare questo problema prevedono l'aumento dell'impiego e della scalabilità di sistemi riutilizzabili e ricaricabili, la riprogettazione delle confezioni con materiali di imballaggio alternativi che facilitino il riciclaggio, siano biodegradabili, compostabili o abbiano un impatto ambientale minore se finiscono in discarica. Confezioni realizzate in un unico materiale rappresentano un'altra strategia che sta suscitando un crescente interesse nel settore del packaging. Hanno una migliore riciclabilità, ma la migrazione a queste soluzioni potrebbe essere molto impegnativa e richiedere numerosi e rigorosi controlli, per non parlare del fatto che le apparecchiature di imballaggio dovrebbero essere adattate o personalizzate per ottenere processi di formatura, riempimento e sigillatura avanzati che garantiscano la stessa qualità e le stesse prestazioni della confezione.Nuovi requisiti per gli impianti di produzione
Una delle strategie per una maggiore sostenibilità nel settore dell'imballaggio consiste nel ridurre la quantità di plastica, soprattutto se vergine. Una tattica chiave per farlo è il passaggio da imballaggi rigidi a flessibili. Pareti più sottili, dimensioni più piccole, giunzioni più strette e pesi inferiori permettono di ridurre la quantità di plastica vergine utilizzata nel contenitore primario. A questo si aggiunge l'uso dei monomateriali già menzionati, polimeri biologici e materiali basati su carta, nonché l'aumento della percentuale di materiale riciclato nell'imballaggio principale, di protezione e di trasporto (imballaggio primario, secondario e terziario). Ciò ha implicazioni per i processi e le tecnologie in fabbrica che devono essere rivisti: ad esempio, le aziende devono verificare la compatibilità delle proprie attrezzature e, se necessario, regolare le impostazioni. Le linee devono essere flessibili per consentire il passaggio ai nuovi materiali. È necessario collegare e gestire le nuove informazioni machine-to-machine, nonché controllare le prestazioni delle macchine nelle nuove condizioni ed evitare il più possibile gli sprechi.Passaggio a nuovi materiali e garanzia di qualità e sicurezza
Oltre a utilizzare materiali più sostenibili nelle confezioni, è altrettanto importante garantire la qualità del prodotto finale. Nella linea di produzione, passare a materiali più sostenibili significa evitare problemi tipici nella confezione primaria, come inceppamenti o lacerazioni, tenuta di scarsa qualità o etichettatura errata.1. Inceppamento dei film
I film più sottili e riciclati sono più sostenibili, ma possono anche aggrovigliarsi più rapidamente. Anche lievi cambiamenti nello spessore del film determinano avvolgimento e svolgimento irregolari e aumentano la tensione sul film. Una tensione non uniforme, a sua volta, provoca difetti durante la formatura o la sigillatura dei sacchetti, come arricciature, strappi, piegature, spostamenti laterali o disallineamenti. Una corretta gestione con la massima resa e il minimo consumo di film è fondamentale per l'OEE (Original Equipment Effectiveness) complessivo. Pertanto, se si formano piegature nella sigillatura, gli operatori devono verificare la presenza di errori della macchina che contribuiscono a non alimentare correttamente il film. Alcuni esempi includono rulli disallineati, dispositivi di alimentazione diversi o rulli bloccati che non ruotano liberamente. Il sistema di controllo della tensione dei film di OMRON fornisce un controllo sincronizzato della tensione, dell'alimentazione e del taglio. Tutto questo è integrato dal rilevamento di tacche (colorate) per la compensazione del film attraverso il motion control per garantire uno srotolamento ottimale del rotolo. La OMROM Packaging Library offre un'ampia gamma di blocchi funzione per la lavorazione dei film nelle macchine VFFS.2. Sigillatura dei film
Film più sottili offrono costi inferiori e un'estetica migliore. Tuttavia, questi materiali sono più sensibili al calore e soggetti a bruciature quando si utilizzano adesivi e tecnologie di sigillatura tradizionali. La temperatura di sigillatura effettiva deve quindi essere controllata in modo costante e preciso e regolata automaticamente per evitare perdite di produzione o difetti di sigillatura in grado di generare scarti e sprechi. OMRON affronta questa sfida con un algoritmo di controllo della temperatura basato su intelligenza artificiale sincronizzato con il movimento delle macchine e la tecnologia dei sensori, che possono essere posizionati più vicino alla barra sigillatrice. Il rumore è compensato da una funzione di regolazione automatica del filtro.3. Controllo qualità di packaging ed etichetta
Le confezioni o i sacchetti richiudibili con ugelli stanno sostituendo in maniera crescente i contenitori in plastica rigida. L'imballaggio flessibile con nuovi elementi, come il design richiudibile, richiede diversi test di integrità e qualità dell'imballaggio. I film più sottili, i materiali a base biologica o quelli con un contenuto riciclato più elevato hanno un profilo termico, di allungamento e di resistenza alla perforazione diverso. Queste differenze possono causare irregolarità nella forma e nei bordi durante la formatura e il taglio. Anche i materiali più sostenibili, come quelli non laminati o monomateriali, cambiano forma e possono ridurre la precisione o le prestazioni di stampa delle etichette. La lettura, il controllo o la verifica delle informazioni sull'etichetta della confezione è difficile quando la forma è irregolare o la qualità di stampa cambia. OMRON risolve questo problema grazie all'ispezione ad alta velocità, un sistema semplice e scalabile, adatto per più linee e per l'integrazione trasparente con i sistemi robotici. Offre una piattaforma a più fotocamere con un unico controllore per l'acquisizione di diverse immagini ad alta velocità in grado di individuare in modo affidabile potenziali difetti. Gli algoritmi avanzati consentono di rilevare caratteri difficili da leggere, anche in condizioni di luce variabili e ad alta velocità.
4. Nuovi adesivi e tecniche di incollaggio
L'eliminazione dei nastri e la riduzione al minimo degli adesivi aumentano la riciclabilità dei cartoni. Eliminando la necessità di una striscia di silicone, i cartoni sono riciclabili e biodegradabili al 100%. Per produrre e sigillare i cartoni, le aziende si affidano sempre più a un'applicazione degli adesivi ridotta e strategica. Ciò richiede un elevato livello di precisione e un costante controllo qualità. Con il suo sistema di ispezione visiva automatizzato, OMRON supporta il rilevamento accurato dei modelli di colla. Le impostazioni di alta risoluzione e luminosità consentono di rilevare difetti a basso contrasto, anche in condizioni di scarsa luminosità o in presenza di materiali difficili da rilevare.5. Movimentazione di oggetti multimateriale
Le scatole di cartone realizzate con fibre riciclate hanno una maggiore porosità e sono più flessibili. Con l'utilizzo di macchine tradizionali o il disimballaggio e reimballaggio manuali, movimentare scatole realizzate in cartone riciclato senza danneggiarle può essere complicato. Le soluzioni di pallettizzazione tradizionali sono difficili da adattare e programmare, occupano molto spazio e non possono essere riposizionate in altre parti dell'impianto quando necessario. L'ideale sarebbe pertanto disporre di una soluzione integrata di robot collaborativi (cobot) con pinze dedicate in grado di movimentare in tutta sicurezza oggetti con forme irregolari, livelli di porosità e gradi di fragilità diversi.