Traitement et recyclage des déchets plastiques
Comment les technologies de mélange et de séchage soutiennent le recyclage des plastiques
Les mélangeurs et sécheurs à haute efficacité énergétique sont largement reconnus pour soutenir les objectifs de durabilité des fabricants en réduisant les émissions liées à la production. Cependant, leur rôle dans l’économie circulaire est moins connu, notamment lorsqu’ils sont intégrés dans des procédés qui transforment les déchets plastiques en matières premières valorisables.
Cet article examine de plus près comment les technologies de mélange et de séchage soutiennent différentes voies de recyclage des polymères, afin de permettre la valorisation et la réutilisation des volumes croissants de déchets plastiques.
Les mélangeurs et sécheurs modernes sont conçus dans une optique d’efficacité énergétique. Un transfert thermique efficace, une faible consommation d’énergie spécifique et la possibilité de récupérer la chaleur de procédé contribuent non seulement à réduire les coûts d’exploitation, mais également à rendre les opérations industrielles plus durables. Leur contribution à la durabilité est également liée à leur rôle dans des procédés qui recyclent ou valorisent les flux de déchets.
Les avantages du recyclage
« Le recyclage est aujourd’hui un aspect essentiel des efforts de durabilité de nombreuses entreprises, en complément des économies d’énergie », explique Marc Jacobs, Team Manager CMM (Chemicals, Minerals & Metals) chez Hosokawa Micron B.V. « Cela a également un intérêt économique. Si vous pouvez réutiliser des matériaux issus de votre propre procédé, vous réduisez immédiatement votre consommation de matières premières ainsi que les coûts de gestion des déchets. »
En tant que concepteur et constructeur de systèmes de mélange, de séchage et d’agglomération pour poudres, particules et solides en vrac, Hosokawa Micron accompagne depuis de nombreuses années des applications de recyclage dans divers secteurs industriels.
Il y a environ dix ans, l’entreprise a par exemple adapté l’un de ses mélangeurs Nauta®. Grâce à une modification relativement simple de la vis de mélange, les fractions de pâte non homogénéisées pouvaient être récupérées au bas de la cuve et réintroduites en partie supérieure. Cette « boucle de recyclage interne » a permis de maintenir davantage de matière dans le procédé, réduisant ainsi significativement les pertes.
La production de plastiques a doublé
L’industrie des polymères est particulièrement concernée par les enjeux de réduction des déchets et de recyclage. Selon le rapport « Global Plastics Outlook » de l’OCDE, la production mondiale de plastiques a plus que doublé au cours des deux dernières décennies, passant de 234 millions de tonnes en 2000 à 460 millions de tonnes en 2019.
Cette croissance génère des volumes de déchets plastiques supérieurs aux capacités des systèmes de gestion traditionnels, entraînant des impacts environnementaux et climatiques importants. Pour limiter ces effets, de nombreux gouvernements introduisent des réglementations plus strictes afin d’encourager le recyclage et la valorisation des polymères. Par exemple, la nouvelle réglementation européenne sur les emballages impose que tous les emballages soient recyclables d’ici 2030 et fixe des objectifs de contenu recyclé compris entre 10 % et 35 %.
Outre le recyclage mécanique — qui comprend le tri, le nettoyage, le broyage, la refusion et la reformulation — d’autres techniques sont disponibles, notamment la dissolution et la pyrolyse/gazéification.
Dissolution des déchets plastiques riches en polymères
La possibilité de recycler ou de valoriser un flux de déchets plastiques dépend de sa composition. Les flux riches en polymères, contenant plus de 80 % de matière polymère, peuvent être traités par dissolution. Dans ce procédé, un solvant est utilisé pour dissoudre le polymère, ce qui permet de séparer mécaniquement les contaminants non dissous. Le polymère est ensuite récupéré par évaporation du solvant sous vide.
Les sécheurs sous vide de Hosokawa Micron, basés notamment sur la technologie Nauta ou le sécheur à pales conique (CPD), peuvent être utilisés dans ce contexte. Le fonctionnement à pression réduite et à basse température permet d’éviter la dégradation thermique tout en assurant une élimination efficace du solvant résiduel.
Le matériau polymère obtenu est ensuite extrudé afin de préparer la granulation.
Mélange homogène des additifs de performance
La fabrication d’additifs destinés à améliorer les propriétés des polymères recyclés nécessite également des technologies de mélange adaptées. Un mélangeur Nauta de Hosokawa Micron est par exemple utilisé dans une ligne de production d’un fabricant européen d’additifs polymères. Cette installation produit notamment des masterbatches de peroxydes utilisés pour réduire la viscosité des polymères dans le recyclage.
« Pour garantir une qualité produit constante, les additifs doivent être parfaitement homogénéisés », explique Raymond Fels, Application Engineer CMM chez Hosokawa Micron. « Ce mélange doit également être réalisé sans apport thermique excessif, car les composants sont sensibles à la température. »
Le mélangeur Nauta® permet d’atteindre cet équilibre en combinant une homogénéisation efficace avec un apport thermique limité, tout en offrant une grande fiabilité et une maintenance réduite en production industrielle.
Pyrolyse pour les déchets plastiques mixtes
Pour les flux de déchets plastiques mélangés ou contaminés, la pyrolyse — ou gazéification — constitue une alternative. Ce procédé consiste à chauffer les déchets en absence d’oxygène afin de les convertir en fractions huileuses et gazeuses, tout en laissant un résidu solide. Ce résidu contient des composants minéraux, tels que le carbonate de calcium ou le dioxyde de titane, ce qui complique sa valorisation. Toutefois, il peut être traité et réutilisé via des étapes supplémentaires.
Un procédé comparable est utilisé pour produire du noir de carbone récuperé (rCB) à partir de pneus usagés. Après la pyrolyse, le matériau est broyé puis introduit dans un système de pelletisation comprenant un mélangeur pour l’ajout de liant et un sécheur pour stabiliser les granulés. En collaboration avec les autres sociétés du groupe Hosokawa, notamment Hosokawa Alpine et Hosokawa Solids, des systèmes complets peuvent être fournis pour ces procédés.
Améliorer la durabilité et la rentabilité
Le traitement et le recyclage des déchets polymères constituent un domaine complexe pour lequel il n’existe pas de solution universelle. Hosokawa Micron accompagne ses clients en analysant leurs besoins spécifiques et en identifiant les technologies les plus adaptées. Des essais peuvent être réalisés dans le Centre d’Essais Hosokawa Micron aux Pays-Bas afin de valider les paramètres de procédé avant mise à l’échelle industrielle.
Le recyclage des polymères est un domaine en forte évolution. Les technologies de mélange et de séchage sont déjà intégrées dans de nombreux procédés industriels et continueront à jouer un rôle clé dans l’amélioration de la durabilité et de la rentabilité.
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Technologies de traitement durable
Hosokawa Micron conçoit des systèmes de traitement des poudres et des solides en vrac en privilégiant l’efficacité énergétique, l’optimisation des procédés et la performance à long terme des installations. Nous contribuons ainsi à rendre le traitement des poudres plus durable et plus économe en énergie.
