중간 처리가 순환성을 촉진합니다:폴리머 센터가 플라스틱 회수를 재구상하는 방법

재료 회수 시설(MRF)은 플라스틱을 수집, 분류하고 재활용업체에 공급하여 폐기물 처리와 재제조를 연결합니다. 이 모델은 매립량을 줄이면서도 다양한 플라스틱 유형에 내재된 가치를 되찾지 못하는 경우가 많습니다.

미국 전역에서 79개의 MRF를 운영하는 환경 서비스 선두업체인 Republic Services는 재활용 제품이 기대에 미치지 못하는 이유를 정확히 파악하기 위해 고객을 대상으로 설문조사를 실시했습니다. 분석 결과, 성능 격차를 해소할 수 있는 보조 분류 허브라는 분명한 기회가 드러났습니다. 그 결과가 바로 폴리머 센터입니다. 이 시설은 지자체 MRF가 달성할 수 있는 것 이상으로 플라스틱 흐름을 통합하고 정제하는 시설입니다.

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MRF 수준의 과제:큰 파이의 얇은 조각

경질 플라스틱은 MRF에서 회수된 모든 물질의 약 7%만을 구성합니다. 사용 가능한 품질에 도달하려면 이러한 재료를 레진, 형식, 색상별로 구분해야 합니다. 각 분할은 점점 더 작은 부분을 생성하여 추가 정제의 경제적 실행 가능성을 감소시킵니다. 전체 폐기물의 1% 미만을 차지하는 고순도 흐름에 투자하는 것은 비용 효율적인 경우가 거의 없습니다.

어려움을 더하는 것은 끊임없이 변화하는 입력 스트림입니다. 휴일이 급증한 후에는 MRF에 종이와 판지가 넘쳐 이러한 스트림의 우선 순위를 정하도록 강요하고 실수로 플라스틱과 같은 부산물의 품질을 낮출 수 있습니다.

결과적으로 MRF에서의 소비 후 재활용 성공은 전통적으로 투명 PET, 천연 HDPE, 혼합 색상 HDPE 및 혼합 폴리프로필렌의 4가지 출력으로 제한되었습니다.

폴리머 센터 입장

폴리머 센터(Polymer Center) 모델은 여러 지자체 MRF를 플라스틱 재료를 정제하는 지역 허브로 통합합니다. 플라스틱 흐름을 격리함으로써 이 시설은 더 정밀한 분류를 수행하고 새로운 고품질 제품을 생산할 수 있습니다. Republic Services는 2023년 네바다주 라스베이거스에 첫 번째 폴리머 센터를 개설했습니다.

중앙에서는 PET 베일이 깨끗하고 세척된 플레이크로 변환되는 반면, 폴리올레핀은 천연 및 유색 PP 및 HDPE 베일로 분류됩니다. 생성된 폴리올레핀 제품은 Ravago와의 합작 투자사인 Blue Polymers로 전달되어 재활용, 펠릿화 및 혼합됩니다.

순환 솔루션 이사인 Joe Riconosciuto는 "재활용 가치 사슬에서 우리는 항상 제품과 서비스의 균형을 유지해 왔습니다."라고 말합니다. "이제 우리는 인건비와 완제품 비용을 모두 청구하는 연중무휴 제조 작업을 운영하고 있습니다."

라스베거스 파일럿은 인디애나주 인디애나폴리스에 있는 두 번째 사이트에 빠르게 영감을 주었습니다. Riconosciuto와 재활용 및 지속 가능성 부사장인 Pete Keller는 기존 설치 공간, 기업 친화적인 기후, 견고한 인프라, 숙련된 인력, 공급업체와의 전략적 근접성을 이유로 인디애나폴리스를 선택하여 운송 거리와 배출량을 줄였습니다.

인디애나폴리스는 2025년에 운영을 시작했으며 펜실베이니아주 앨런타운에 세 번째 폴리머 센터가 건설 중입니다.

자동화된 반복 정렬 프로세스

라스베거스 공장과 달리 인디애나폴리스 공장은 처음부터 끝까지 건설되었기 때문에 최신 장비와 지속적인 흐름에 최적화된 레이아웃이 가능했습니다. 이 설계에는 전체 시스템을 중단하지 않고 개별 생산 단계를 오프라인으로 실행할 수 있는 버퍼가 도입되었습니다.

들어오는 베일은 전용 PET 또는 폴리올레핀 라인으로 전달됩니다. 업스트림 MRF는 이제 두 가지 주요 스트림인 PET 병 베일과 혼합 폴리올레핀 베일에 집중하여 운영을 간소화할 수 있습니다. Riconosciuto는 "쓰레기 속에 플라스틱이 없고 플라스틱 안에 쓰레기도 없습니다."라고 설명합니다.

광학 분류 시스템은 라벨이 붙거나 착색된 부품을 조기에 초과 분류하여 각 품목에 대한 이진 결정을 제공합니다. 이 프로세스에는 필름 분리 스크린, 라벨을 잘라 밑에 있는 플라스틱을 노출시키는 라벨 제거기, 센서의 시선을 청소하는 일련의 컨베이어가 포함됩니다.

공장은 고도로 자동화되어 있습니다. 모든 시스템은 원격으로 모니터링되며 작업자가 다운스트림 장비를 손상시킬 수 있는 부피가 큰 품목을 제거하는 단 한 번의 수동 개입만 남습니다.

컨베이어 네트워크 전체에서 Greyparrot AI 지원 광학 분석기가 각 단계를 스캔하여 제품을 특정 포장 유형까지 식별하고 분류 성능에 대한 자세한 데이터베이스를 구축합니다.

후속 Tomra Autosort 장치(총 21개)는 NIR 분광학 및 RGB 카메라를 사용하여 수지 유형과 색상을 구별합니다. 압축 공기 제트는 선택된 재료를 다음 컨베이어로 보내고 나머지는 아래로 떨어집니다. 색상별로 분류된 HDPE와 PP는 베일로 포장되어 펠릿 생산을 위해 Blue Polymers로 배송됩니다.

부정적인 분수가 수집되어 경로가 변경됩니다. 예를 들어 폴리올레핀 스트림에서 발견된 PET 또는 PET 측면에서 발견된 HDPE를 분리하여 마치 스키틀즈와 M&M을 별도로 분류하는 것처럼 제품 무결성을 유지합니다.

PET 측면에서는 3개의 Herbold 그라인더가 재료를 조각으로 만든 다음 건조 및 보관합니다. 자석 분리기가 금속을 제거하고 플레이크는 2단계 세척 시스템을 통과합니다. 첫 번째 헹굼으로 라벨과 접착제를 제거한 다음 뜨거운 가성 세척으로 잔류 접착제를 제거합니다. 플로트 싱크 작업을 통해 Blue Polymers에서 재활용되는 캡과 링을 캡처합니다. 공정수는 역방향으로 흐르므로 최종 세척을 위해 깨끗한 물이 보존됩니다. 건조 후 두 개의 Buhler 선별기가 색상 및 비PET 오염물질을 추가로 분리합니다. 과도하게 분류된 나머지 자료는 추가 가치를 복구하기 위해 오프라인으로 처리됩니다.

최종 분류 단계 옆에는 Eagle Vizion 광학 분류기로 소규모 배치를 검사하여 오염 데이터를 백만분의 1 수준까지 전달하는 실험실이 있습니다. 수동 샘플링을 통해 더 심층적인 검사를 제공하고 선별 스크린을 통해 입자 크기 분포를 평가합니다. 모든 기록과 실제 샘플은 추적성을 위해 보관됩니다.

폐플라스틱의 더욱 완전한 회수를 향한 발걸음

Republic의 폴리머 센터는 소비 후 스트림에서 빨간색/주황색/노란색 및 파란색/녹색 HDPE를 추출하여 주황색 및 청록색 HDPE 펠릿으로 변환합니다. 그렇지 않으면 혼합 색상 재활용 재료로 다운그레이드될 제품입니다. 이 펠렛은 고가의 PCR과 저등급 재활용 함량 사이의 품질 수준을 추구하는 소비재(CPG) 브랜드에 적합합니다.

Blue Polymers의 포트폴리오에는 흰색 HDPE, 천연 HDPE, 혼합 색상 HDPE, 흰색 PP 및 혼합 색상 PP도 포함됩니다. 마이너스 부분에 포함된 부수물(뚜껑, 고리, 미세분, 심지어 알루미늄까지)은 확립된 재활용 종점으로 보내집니다.

"소비자 제품 및 음료 회사는 순환성과 그 이상을 위해 소비 후 재활용 콘텐츠를 요구합니다. 우리는 베일에서 모든 귀중한 구성 요소를 추출함으로써 저탄소 제품을 제공합니다."라고 Republic Services의 지속 가능성 담당 이사인 Tony Fritz는 말합니다. "허브 앤 스포크 모델을 통해 규모를 확장하고 추적성을 달성할 수 있습니다."

탄소 배출량 감소로 인한 순환성

Sphera Consulting의 외부 평가에서는 라스베이거스 PET 플레이크 작업의 요람에서 게이트까지의 탄소 배출량을 측정했습니다. 그 결과, 순수 PET에 비해 82% 감소, 다른 재활용 PET 대안에 비해 54% 감소한 것으로 나타났습니다.

에너지 소싱이 중요한 역할을 합니다. 네바다주의 전기 혼합(천연가스, 지열, 태양열)은 발자국을 줄이는 데 기여합니다. 허브 앤 스포크 전략은 배송 거리를 더욱 단축하여 중서부 지역과 그 외 지역에 걸쳐 영향력과 추적성을 모두 향상시킵니다.

분류 효율성은 장치당 에너지 소비에 직접적인 영향을 미칩니다. Sphera의 지속 가능성 컨설팅 이사인 Sean Daley는 “사용 가능한 재료 비율이 높을수록 제품 단위당 에너지 집약도는 낮아집니다.”라고 설명합니다. "중간 처리는 MRF 작업을 단순화하고 전체 회수율을 높이며 순도를 높이고 여러 다운스트림 경로를 열어줍니다."