Avanzamento

RISULTATI FINALI

Il progetto PLASTIC KILLER (LIFE12 ENV/IT/000374) è terminato.

Le azioni preparatorie, tra cui “la consultazione degli stakeholders”, “la progettazione preliminare e il lay-out dell’impianto pilota”, “la progettazione dei componenti base e del lay-out del Plastic Killer” e “il dimensionamento e il design del sistema di rilevamento ottico”, si sono concluse con successo nel 2014

Le azioni di implementazione, tra cui “l’installazione delle unità e la costruzione del prototipo dell’impianto pilota”, “la dimostrazione, l’analisi dei dati e l’ottimizzazione” e “la dimostrazione industriale” si sono concluse con successo prima della fine del 2016.

Il monitoraggio dell’impatto delle azioni del progetto, tra cui “la valutazione dell’impatto ambientale”, “l’analisi socio-economica” e “l’analisi di mercato e finanziaria” si sono concluse con successo prima della fine del 2016.

Le azioni di comunicazione e disseminazione, tra cui “azioni di disseminazione”, “notice boards”, “sito web” e “layman’s report” si sono concluse con successo in maggio e giugno 2017, così come le azioni di project management e di monitoraggio sull’andamento del progetto, tra cui “project management di PAL”, “project management di UNIPD”, “project management di CEPRA”, “monitoraggio sull’andamento del progetto”, “networking con altri progetti” e “after LIFE+ communication plan”.

Sono stati utilizzati tutti i canali al fine di diffondere il progetto ed i suoi risultati (mostre, workshops, brochure, newsletter, pubblicazioni tecniche, e un sito web dedicato).

ID azione e titolo: B3 – Dimostrazione industriale

Il legno purificato, output dell’impianto pilota, è stato usato come input per produrre pannelli MDF.
Prima di tutto sono state valutate le sue qualità estetiche, successivamente ne sono state testate in laboratorio le proprietà meccaniche, e le impurità di plastiche rimosse sono state raccolte per un ulteriore riciclaggio, con il supporto di alcuni centri di riciclaggio locali.

Dopo alcune azioni preliminari fatte da febbraio ad aprile 2016 per ottimizzare l’impianto pilota al fine di ottenere materiale con la purezza necessaria, a maggio PAL ha prodotto i primi pannelli MDF con il legno “purificato”, e li ha inviati in laboratorio per verificare le loro proprietà meccaniche.

In giugno PAL ha iniziato una collaborazione con Bipan S.p.A., un suo fornitore per il legno necessario alla produzione di pannelli MDF. Sono stati eseguiti diversi test specifici su questo materiale al fine di realizzare una buona qualità di pannelli MDF.

Nel mese di settembre questa attività è migliorata di molto, e PAL, in collaborazione con Bipan, ha lavorato diverse tonnellate di legno riciclato, eliminando laminato e plastica. Con questo materiale, combinato con il 60% di legno vergine, sono state prodotte alcune tonnellate di pannelli MDF con una buona qualità superficiale. I tecnici di PAL hanno tagliato i pannelli al fine di fare qualche test meccanico per verificare le loro proprietà, che sono risultate conformi agli standard della normativa EN 622-5.

In ottobre e novembre, dopo i buoni risultati ottenuti negli ultimi mesi, PAL e Bipan hanno combinato altre tonnellate di legno riciclato con il 60% di legno vergine, ed hanno prodotto nuovi pannelli MDF; la qualità superficiale è risultata buona e le loro proprietà conformi agli standard della normativa EN 622-5.

Nei primi mesi del 2017, alcune parti dell’impianto pilota sono state trasferite presso la sede di Bipan a Bicinicco (UD). Il Plastic Killer è stato spostato presso il cliente al fine di ripetere i test industriali in linea; la macchina è stata installata alla fine di gennaio 2017 ed è operativa da febbraio 2017, con una percentuale di utilizzo di legno riciclato nella produzione di pannelli MDF fino al 50%. Rispetto all’inizio, c’è stato un progressivo miglioramento della superficie dei pannelli MDF.

Iniziando a produrre massivamente in linea, abbiamo riscontrato che la corrispondenza efficienza/superficie non era così ben definita: questo dipendeva anche dal tipo di processo e dal controllo e dalla sicurezza degli apparecchi di selezione in linea. In Bipan, l’iniziale efficienza di rimozione vicina al 95% faceva sì che alcune plastiche inquinanti venissero in superficie: all’inizio avevamo alcuni pannelli (8 m2 di superficie) all’interno di un lotto di produzione (circa il 20% di un lotto) con quasi 20 impurità in superficie.

Settando meglio la macchina (portando al 97% l’efficienza nella rimozione di plastiche e gomme nere e bianche) e l’intero processo, siamo arrivati alla fine senza impurità in superficie, o quantomeno ad una frazione ridotta (circa 2-3%) con massimo 2-3 difetti tollerabili, piccole impurità bianche di melamina che avevano solamente un impatto estetico, e non difetti fisici quali “crateri”, critici per le successive fasi di verniciatura, laccatura e nobilitazione.

Il lotto di pannelli con una buona superficie è stato alla fine sottoposto a trattamenti di laccatura e nobilitazione dal cliente finale (produttore di mobili e piccole porte) senza alcuna lamentela riguardo alla qualità della superficie.

ID azione e titolo: B2 – Dimostrazione, analisi dei dati e ottimizzazione

PAL ha effettuato alcune prove preliminari sul sistema di controllo della telecamera, concentrandosi sui processi di rilevazione, identificazione e di selezione a varie velocità del nastro trasportatore, per differenti volumi di materiale.

L’impianto pilota è stato testato con un volume di produzione di 40/m3/m con una telecamera (un metro di larghezza della cinghia):

– Test con legno vergine con l’aggiunta di diversi contenuti di materie plastiche.

– Test con legno riciclato con il contenuto di laminato.

Successivamente la macchina è stata testata con entrambe le telecamere (superiore e inferiore) per verificare il loro sincronismo e le prestazioni del PC industriale nel calcolo. PAL ha provato diversi server per controllare il tempo di lavorazione e il sincronismo tra le telecamere, e ne ha comprato uno in grado di gestire in tempo reale la grande quantità di dati delle due telecamere.

Sono poi sati eseguiti altri tipi di test: test con piccole lampade per ridurre le dimensioni e l’assorbimento di potenza, e test con una regione di interesse dello spettro (ROI) ridotta per aumentare la frequenza dei fotogrammi della telecamera.

Da luglio a novembre 2016 sono stati eseguiti ulteriori test per valutare l’efficienza di rilevazione delle telecamere e l’efficienza di espulsione secondo il grado di illuminazione. I risultati sono migliorati di mese in mese, grazie alle attente misure adottate dal PAL, UNIPD e Phoenix.

Il rilevamento del laminato è migliorata, identificando l’intervallo spettrale ottimale per il rilevamento del laminato rispetto al legno. Sono stati eseguiti molti altri test su campioni con diverso grado di contaminanti (ad esempio plastica e laminato).

Nel mese di novembre, dopo l’ultima modifica apportata al software da Phoenix, i risultati sono diventati molto soddisfacenti. L’efficienza di rilevazione delle telecamere e l’efficienza di espulsione secondo il grado di illuminazione sono ora in linea con gli obiettivi.

ID azione e titolo: B1 – Installazione delle unità e costruzione dell’impianto pilota

Tutti i componenti indicati nell’impianto pilota sono stati costruiti: Belt Conveyor, Plastic Killer, Metal Killer, Vibrating Feeder, Belt Board Conveyor, Filtering Valve, Air Recycling Cleaner, Dynascreen, Induction Grading Machine.

L’Università di Padova ha collaborato nell’installazione e nel set-up del prototipo, lavorando prevalentemente sul sistema di illuminazione e sul sistema ottico e spettroscopico. L’impianto pilota è stato sottoposto ad una serie di test preliminari di set-up per verificarne il funzionamento secondo le specifiche del design esecutivo; tutte le singole unità sono state testate prima e dopo le interconnessioni.

Tutte le procedure di funzionamento e di sicurezza sono descritte nel manuale dell’impianto, preparato da PAL.

ID azione e titolo: A4 – Dimensionamento e progettazione sistema ottico di rilevazione

UNIPD ha iniziato l’analisi per trovare il miglior sistema ottico e di rilevazione, ed ha individuato un prestatore d’opera in grado di lavorare sul primo.

Per determinare le caratteristiche e le specifiche esigenze di rilevazione, di analisi dei dati e del sistema di selezione, UNIPD ha eseguito una serie di acquisizioni spettrali e di analisi di differenti tipi di materiali, usando uno spettrofotometro disponibile all’Università di Padova, ed ha eseguito diverse analisi dei dati al fine di trovare la miglior rappresentazione in grado di differenziare i campioni dei diversi materiali. Sono state sviluppate due tecniche per l’identificazione del materiale; la prima utilizzava la tipica forma del primo derivato del legno, mentre la seconda era basata sul comportamento di specifiche aree sensibili.

1) Il sistema di laboratorio è stato costruito per effettuare test su piccola scala con un sistema simile all’impianto pilota finale. E’ stato sviluppato un software sulla piattaforma MATLAB per eseguire l’analisi dei dati con il sistema di laboratorio.

2) E’ stato sviluppato un software che gestisce la selezione per il sistema di laboratorio.
UNIPD ha contribuito al dimensionamento del sistema ottico e di design basato su test di laboratorio, valutazione tecnica e analisi dei dati.

I test sono stati eseguiti inizialmente con strumentazioni di laboratorio al fine di ricavare le procedure di caratterizzazione per l’identificazione dei campioni.

I test sono stati necessari per individuare la regione spettrale di interesse. Una volta definito il campo spettrale, diversi dispositivi (telecamera NIR + NIR spettrografo) sono stati presi in considerazione per le loro caratteristiche.

Con i dati ottenuti dai test di laboratorio, sono state identificate le possibili procedure per l’identificazione del legno e la sua selezione (in particolare del sistema di rilevamento, del sistema ottico, del sistema spettroscopico, e del sistema di illuminazione).

ID azione e titolo: A3 – PLASTIC KILLER modellazione componenti principali e lay-out

PAL ha messo a punto il lay-out principale dell’impianto pilota. E’ stato generato lo schema degli specifici componenti.

Il canale vibrante è stato definito e testato ad alta velocità (8m/s).

Il sistema di selezione è stato definito (valvole pneumatiche, ugelli d’aria).

– Valve Matrix POX821XX;

– Ugelli d’aria;

Il macchinario ausiliario è stato definito con disegni esecutivi:

– IGM;

– Dynascreen;

– ARC (completa di valvola rotativa filtrante, valvola rotativa, ventilatore e tubature);

– Metal Killer.

ID azione e titolo: A2 – Modellazione preliminare del PLASTIC KILLER e lay-out dell’impianto

PAL ha messo a punto il lay-out principale dell’impianto pilota del Plastic Killer.

Di seguito è riportata una breve descrizione del lay-out e del flowsheet dell’impianto pilota:

1. IGM 100/250 (600.02)

Questa macchina può separare i metalli ferrosi con un rullo magnetico e i metalli non ferrosi tramite corrente indotta.

2. Dynascreen 3200-1000 (600.03)

E’ una “Roll Screen Machine” con la funzione di rimuovere il materiale sottile e quello troppo voluminoso.

3. ARC10 (600.04) + FDN 850×800 (600.05)

E’ un separatore aerodinamico che permette di separare il legno dai materiali inerti.

4. Metal Killer MK.2-120 (600.08)

E’ un separatore tra metalli ferrosi e non ferrosi.

5. Plastic Killer type PK.1/2.1000 (600.10)

Questa macchina permette di eliminare tutti i rimanenti inquinanti, specialmente le plastiche.

ID azione e titolo: A1 – Consultazione degli stakeholders

I partner del Plastic Killer hanno collaborato alla preparazione di una lista dei potenziali stakeholders.

E’ stato preparato ed inviato a tutti un questionario con alcune indicazioni dei partner.

Inoltre sono stati organizzati alcuni incontri con i principali clienti della PAL, in modo da poter ricevere i feedback necessari per mettere a punto l’impianto pilota.

PAL e CEPRA hanno contattato e coinvolto diversi stakeholders durante le varie fiere (dove sono stati distribuiti i questionari e le brochure), attraverso riunioni individuali.

Grazie a ciò è stato possibile ricevere feedback concreti e tangibili, utili per mettere a punto l’impianto pilota.

Per quanto riguarda la “consultazione degli stakeholders”, il Consorzio ha raccolto informazioni soddisfacenti per mettere a punto l’impianto pilota, che è stato migliorato rispetto al progetto originale.