A műanyag csomagolások körforgásos gazdasága felé

A digitális vízjelek forradalmasíthatják a válogatást és az újrafeldolgozást?

A csomagolásokhoz használt műanyagok értékes tulajdonságokkal rendelkeznek az áruk védelme vagy az élelmiszer-pazarlás csökkentése szempontjából. A megfelelően válogatott műanyagot a feldolgozók képesek újrahasználathoz átalakítani, és visszajuttatni a felhasználókhoz. A pontos azonosítás és precíz válogatás hiánya akadályozhatja a műanyagok újrahasznosítási arányának növelését. A csomagolási értéklánc több mint százhúsz vállalata és szervezete fogott össze, hogy bebizonyítsák, hogy a digitális vízjel-technológia életképes a pontosabb válogatás és a jobb minőségű újrahasznosítás elérésében.

Az újrahasznosítás kihívásai

A körforgásos gazdaság koncepciója teret nyert az élet és a világ minden táján. Hatására el kell távolodnunk attól a lineáris műanyag-gazdálkodási felfogástól, amiben az alapanyagot megvesszük, belőle a csomagolószert legyártjuk, és a termék használatba vétele után a műanyag csomagolószert hulladékként kezeljük – egy olyan körforgásos rendszer felé, ahol a hasznos műanyagok a gazdaságon belül maradnak –, állapítja meg a csomagolási értéklánc meghatározó szereplői által létrehozott HolyGrail (Szent Grál) kezdeményezés keretszervezete, az Európai Márka Szövetség (AIM). A műanyagok tudatos kezelése több területen is elindult. A felhasználásuk kiküszöbölése és az egyszer használattól az újrahasználati modellre való áttérés mellett, elengedhetetlen az újrahasznosításuk. Jelenleg csak kisebb hányadukat hasznosítják újra.

Ennek egyik oka a csomagolások sokfélesége és összetett mivolta. Amig a csomagolások számtalan tulajdonsággal rendelkeznek – rengeteg formában és sokféle alapanyagból készülnek –, addig a válogatási technológiák csak néhány kiemelt jellemző felismerésére képesek. Ilyenek például a 3 vagy 2 dimenziós formák vagy a különböző infravörös abszorpciók segítségével a különböző polimerek vagy a látható reflexiós spektroszkópiás (VIS) színfelismerés. Számos példa van arra is, hogy a csomagolás kialakítása gátolja az újrafeldolgozást; például, ha „láthatatlanná” teszi a detektorok számára egy nem érzékelhető fekete PET-tálca esetében, vagy ha hamis igen/nem eredményt ad a PET keresésre, ha az övező sleeve fólia teljesen elfedi a PET-palackot, és a fólia más anyagból készült, mint a palack. A gépek nem képesek megkülönböztetni az élelmiszer- és a nem élelmiszer-minőségű műanyagokat sem egymástól, ezzel is csökkentve a minőségi újrafelhasználhatóság esélyét. Minél jobb és pontosabb a csomagolás beazonosítása és szétválogatása, annál hatékonyabb lehet a mechanikai újrafeldolgozás folyamata, és annál jobb az újrahasznosított anyagok minősége, így annál értékesebbek is.

Egy megoldás felé

Az Ellen MacArthur Alapítvány, New Plastics Economy Pioneering Projects keretében 2016–2019 között futó HolyGrail 1.0 projekt különböző újításokat (pl. kémia markereket, digitális vízjeleket stb.) vizsgált a fogyasztói felhasználást követő újrafeldolgozás jobbá tételére. A fejlesztőközösség kutatásai során beigazolódott egy egyedi azonosítási „kódot” tartalmazó jelölés alkalmazhatósága, ami javíthatja a használt csomagolószerek automatikus felismerését és válogathatóságát.

A termékeken lévő GTIN azonosítók eddig is képesek voltak kommunikálni a csomagolásokra vonatkozó információkat, viszont az őket hordozó EAN vonalkódoknak ehhez minden esetben a válogatóvonal kamerái felé kellene fordulniuk, hogy leolvashatók és így értelmezhetőek legyenek, ami szinte lehetetlen. A megoldás a digitális vízjel lehet.

A digitális vízjel

A digitális vízjel egy postai bélyeg nagyságú optikai kód, amit közvetlenül a terméken vagy a termék csomagolásán helyeznek el többször ismétlődő mintázat formájában. A kódot úgy hozzák létre, hogy modulálják a grafikai designt alkotó pixeleket, így az adathordozó elemek láthatatlanok maradnak. A műanyagok esetében „mikro-topológiai variációkat” vésnek a formázó szerszámba, melyek textúrája finom dombornyomásos hatást eredményez, és ugyanazt az adathordozó hatást váltja ki, mint a jól ismert vonalkódok. Előállításukhoz nincs szükség hozzáadott anyagra, ami azt jelenti, hogy nem módosítják a műanyag anyagminőségét. A kódok ismétlődő elhelyezkedése miatt a kamerák még akkor is láthatják őket, ha a termék összetörik, megrongálódik, vagy a kamerák csak egy adott irányból nézik őket.

Miután a válogató rendszer beolvasta a kódot, a kódhivatkozása rákapcsolódik egy adatbázisra, melyben megtalálhatók a csomagolószerre vonatkozó adatok is. Az információk alapján a vezérlő arra utasítja a válógatót, hogy a műanyag típusának megfelelő anyagáramba továbbítása az adott példányt. A digitális vízjelek rengeteg tulajdonságot képesek kommunikálni a gyártótól, a készletezési egységen (SKU) és a felhasznált műanyag típusán át, a többrétegű csomagolóeszközök összetételét, vagy azt is, hogy élelmiszer vagy nem élelmiszer-felhasználású-e az alapanyag, és így tovább. Azon túlmenően, hogy a digitális vízjeleket érzékelhetik a megfelelően felszerelt válógatógépek kameraprocesszorai, képesek leolvasni és értelmezni a vonalkód-szkennerek és okostelefonok is. Az így jelölt tárgyak Internet-of-Things objektummá alakulhatnak a gyakorlatban. Ez azt jelenti, hogy több szintű felhasználást tesznek lehetővé. Egy alkalmazáson keresztül megmutathatják a fogyasztók számára, hogy a csomagolás bekerülhet szelektív gyűjtőbe újrahasznosítás céljából, vagy a benne tárolt anyag szennyezése miatt mégsem. Segítségükkel a márkatulajdonosok olyan információkat oszthatnak meg a vásárlókkal, hogy hol és hogyan készült a termék, hozzáférhetővé tehetnek használati és felhasználási útmutatókat. A láthatatlan kódok gyorsabbá tehetik a fizetést a kiskereskedelemben, mivel az adatok a teljes csomagot lefedik, így nem kell keresgélni őket a pénztári szkennelés során. És ahogy a kísérletek igazolják, forradalmasíthatják a műanyag válogatását is.

HolyGrail 2.0

A HolyGrail 1.0 projekt végén megalkotott digitális vízjel koncepció működőképességét egy prototípus sorozat teszt válogatóvonalon történt kipróbálásával bizonyították. A megoldás működtetése és fenntarthatósága érdekében 2020-ban létrehoztak egy együttműködési platformot, a HolyGrail 2.0-át. Ennek célja, hogy a teszteléshez képest nagyobb léptékben, kvázi „ipari jelleggel” valósítsa meg a Digimarc digitális vízjel alkalmazását. A kritikus tömeg eléréséhez a márkatulajdonosok és kiskereskedők minél nagyobb hányadának részvételét kell biztosítani, mind a tesztelési előnyök, mind a válogatási hatékonyság, mind a fogyasztói elkötelezettség, mind a terjesztés nyomon követése érdekében. A HolyGrail 2.0 első szakaszában a technológiát ipari oldalon és ipari méretben próbálják ki. A résztvevő márkatulajdonosoknak és kiskereskedőknek módosítaniuk kell a csomagolások kialakítását, a grafikát és a dombornyomást formázó szerszámokat a digitális vízjelek beépítéséhez, melyeket a technológiai partnerek biztosítanak. Csomagolószert válogató technológiai partnerekre is szükség van a nagyobb válogató létesítmény ki- vagy átalakításához, és együttműködésre a szükséges folyamatok validálásához, kalibrálásához a megfelelő, ipari méretű tesztválogatók kiszolgálásához. Az ezt követő lépésben egy vagy több nemzeti tesztpiacon kerülnek bevezetésre a különböző márkatulajdonosok és kiskereskedők digitális vízjelekkel kódolt csomagolásai.

A felfedezésekre és a remélt sikerekre alapozva a projekt alapítója és egyben egyik vezetője, a Procter& Gamble piacra dobta az első olyan kereskedelmi termékeket, ami integrálja a Digimarc digitális vízjel technológiáját és a csomagolás gyártástechnológiáját, elsősorban a hulladékkezelő létesítményekben történő jobb észlelés és a fenntarthatósági célok elérése érdekében. A csomagolást és a programot számos elismerés mellett bemutatta a BBC, elnyerte a Packaging Europe Sustainability díját, a WordStar díjat és a PAC Global Leadership – Best of Show Packaging Innovation díját.

Útközben

A HolyGrail 2.0 Road Map-je alapján 2021-ben véget ér az ipari teszt első szakasza. Várhatóan az összefogás záróeredménye is tanulsággal szolgál majd. Addig is álljon itt néhány gondolat a projekt résztvevőitől:

„…Három kulcselem az innováció, a fenntarthatóság és a digitalizáció egyesül a Green Deal célkitűzéseinek egy tiszta, körforgásos, éghajlat-semleges gazdaság eléréseérdekében….”

„…Óriási látni, hogy milyen lelkesedés tapasztalható az iparágakban, és hogyan képes egyesíteni szakértelmüket a teljes csomagolási értékláncban, a márkatulajdonosoktól és a kiskereskedőktől kezdve az átalakítókig, mint az EPR-rendszerek, a hulladékkezelő rendszerek, az újrahasznosítók és még sokan mások. Az együttműködés az útja a továbbjutáshoz az EU körforgásos gazdálkodási céljainak eléréséhez….”

„…Bármelyik helyzetbe is kerül, a csomagolás helyesen beazonosítható. A jobb, pontosabb válogatással magasabb minőségű újrahasznosítást érhetünk el, ami a teljes csomagolási értéklánc javátszolgálja….”

„…Az európai GS1 része a konzorciumnak, és fontos szerepet játszik a szabványok betartásában….”

„…Szakmai partnereinkkel körkörös kommunikációt kell folytatnunk…, valamint oktatnunk kell a fogyasztókat a műanyagok társadalomban betöltött kritikus szerepéről. Olyan valóságot kell megalkotnunk, amelyben a fogyasztók a műanyag csomagolást értékes erőforrásnak tekintik – csakúgy, mint a papírt és az üveget –, amit annak oktatásával érhetünk el, hogy mi történik a műanyagokkal az életük végén, és mennyire fontos a további felhasználásuk egy következő életükben. Ha mindannyian együtt dolgozunk, elérhető a körforgásos jövő….”