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EP3027329A1 - Procede et installation automatique pour la caracterisation et/ou le tri d'emballages - Google Patents

Procede et installation automatique pour la caracterisation et/ou le tri d'emballages

Info

Publication number
EP3027329A1
EP3027329A1 EP14750587.9A EP14750587A EP3027329A1 EP 3027329 A1 EP3027329 A1 EP 3027329A1 EP 14750587 A EP14750587 A EP 14750587A EP 3027329 A1 EP3027329 A1 EP 3027329A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
packages
multilayer
liquid
water
sorting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP14750587.9A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP3027329B1 (fr
Inventor
Antoine Bourely
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pellenc Selective Technologies SA
Original Assignee
Pellenc Selective Technologies SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pellenc Selective Technologies SA filed Critical Pellenc Selective Technologies SA
Publication of EP3027329A1 publication Critical patent/EP3027329A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP3027329B1 publication Critical patent/EP3027329B1/fr
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/34—Sorting according to other particular properties
    • B07C5/342—Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/34—Sorting according to other particular properties
    • B07C5/3404—Sorting according to other particular properties according to properties of containers or receptacles, e.g. rigidity, leaks, fill-level
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/041—Cleaning travelling work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/044—Cleaning involving contact with liquid using agitated containers in which the liquid and articles or material are placed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/10—Cleaning involving contact with liquid with additional treatment of the liquid or of the object being cleaned, e.g. by heat, by electricity or by vibration

Definitions

  • the present invention relates to a method and system for the characterization and / or sorting of containers and / or monolayer and multilayer packaging.
  • the products consisting of different resins have different spectra, which allow to recognize reliably regardless of their physical appearance.
  • Products with a thicker upper layer result in longer optical paths for the backscattered rays, so that these differences in thickness can be partially detected.
  • the barrier can be aimed at impermeability to oxygen, carbon dioxide, or to other gases.
  • a barrier is then made in a nylon-type polymer (for example polyamide MxD6), but this polymer is not a good constituent to form the entire package alone (especially because it is not transparent in strong form). thicknesses).
  • One solution is then to use a three-layer packaging, with the outer and inner layers made of PET (polyethylene terephthalate), as for the other beverage bottles, and the central layer MxD6.
  • the central layer is thin (approximately 10 ⁇ ), and the two PET layers are thicker (100 to 200 ⁇ each).
  • the yellowing can also come from the dirty water introduced during the washing phase (after evaporation, there remains the yellowed dirt between the layers).
  • these monolayer and multilayer packaging can be covered with a sleeve acting as a label, on a part or all their height, as well as single-layer bottles found in the same flows.
  • the first step of the regeneration is therefore to pass them in a machine to remove the sleeves, or "label grater” (also known as “bottle stripper” - bottle stripper).
  • label grater also known as “bottle stripper” - bottle stripper.
  • the principle of operation of these machines is to lacerate for several minutes the outer face of the bottles to tear and drop the sleeves. During this operation, the surface of the bottles is damaged (cuts, slots, punctures) with piercing of the wall, partially or totally. Corks and neck collars are often destroyed.
  • the object of the invention is to provide a more reliable and more repetitive solution for automatically recognizing specifically the multilayer containers or packages, in a scrolling flow containing mixed monolayer or multilayer containers or packages, of similar materials. or different.
  • the proposed solution should be able to integrate without any significant change in the method and system of characterization and sorting known, in particular by the document EP 1 243 350 supra, and keeping if possible the same measurement technology and detection .
  • the invention should require no additional material means for its implementation on existing sorting / characterization systems, in particular those using conventional near-infrared spectroscopy for the detection of the chemical signatures of the materials constituting containers or packaging scrolling.
  • the subject of the invention is an automatic process for characterizing and / or sorting packages, in particular containers of the bottle or like type, moving in a substantially planar flow and substantially without overlapping or overlapping (the) said stream comprising monolayer and multilayer packages,
  • a liquid fluid in particular water or a liquid based on water
  • a non-contact detection system exploits the resulting information to perform characterization and / or sorting between the two types of packaging.
  • the invention also relates to an automatic installation for characterizing and / or sorting packagings for implementing the method described above comprising at least one label rasp, a washing station, a non-contact detection system. , as well as a means ensuring a flat scroll (that is to say substantially on a single layer) of said packages at the level of the detection zone,
  • installation characterized in that it also comprises a means using the informative signals provided by the detection system to discriminate monolayer packaging against multilayer packaging, based on the information relating to the presence or absence of interstitial fluid.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating the main stations of an installation for implementing the method according to one embodiment of the invention (each block of the block diagram corresponding to both a station and an operating stage );
  • FIGS. 2A and 2B are partial sectional views of the walls of multilayer bottles and monolayer in the dry state and with their labels, and
  • Figures 3A and 3B are partial sectional views similar to those of Figures 2A and 2B of the same bottle walls during their inspection by the detection system, after being subjected to the rasp and washed.
  • the invention relates firstly to an automatic method for characterizing and / or sorting packages, in particular bottle-type containers or the like, moving in a substantially planar flow and substantially without overlap or mutual overlap (1c), said flow comprising monolayer and multilayer packaging.
  • the method consists in introducing a liquid fluid 2, in particular water or a liquid based on water, between the layers ⁇ , 1 "not integral multilayer packaging, to detect the presence of the interstitial liquid fluid 2 in the multilayer packaging by a system 13 of non-contact detection and exploit the resulting information to perform the characterization and / or sorting between both types of packaging 1.
  • a liquid fluid in particular water or a liquid based on water
  • the introduction of a liquid fluid 2 based on water between the layers ⁇ , 1 "multilayer packaging 1 is carried out during a preliminary washing operation of all the packages to be characterized and / or sort.
  • the washing phase (or the water-like introduction phase between the disjunct layers of the multilayer walls) is followed by a dewatering phase, preferably controlled, before the detection phase, and possibly an active drying phase on the surface.
  • the invention provides for an appropriate preparatory treatment.
  • liquid fluid 2 all of the packages or containers 1 is subjected to a laceration or piercing operation of the walls 3 of said packages 1, so as to create slots or similar through cuts 4 in the walls.
  • the operation of laceration or piercing of the walls of the packages is carried out by a label rasp 9.
  • the invention takes advantage of two existing steps of the treatment of the containers 1 and adds no additional step for the preparation of the containers 1 for discrimination between monolayer and multilayer.
  • the non-contact detection system can use, for example:
  • the present invention makes use of a significant physical property of multilayer bottles 1, and more generally many multilayer packaging: as the layers ⁇ , 1 "do not adhere to each other, they are fill with water during the washing (generally stay several minutes in almost boiling water), and all the more easily as the prior passage of the bottles in the label grater 9 has created slots 4 multiple at least to the surface (outer layers) of the walls of these bottles.
  • the near-infrared signature of the water is particularly strong (as for X-rays or microwave waves of suitable wavelength): under these conditions, therefore, a combination of PET and water is detected if, and only if, the bottle is multilayered. The result is of course applicable to other polymers than PET.
  • the drying has time to act only on the upper layer ⁇ , and not between the layers.
  • the invention even allows to sort dry bottles surface but wet internally only if they are multilayer.
  • the invention also relates to an automatic installation 6 for characterizing and / or sorting packagings for implementing the method described above comprising at least one label rasp 9, a washing station 8, 10, a control system non-contact detection 13, and a means 1 1 ensuring a monolayer scroll of said packages 1 at the detection zone.
  • This installation 6 is characterized in that it also comprises a means exploiting the informative signals provided by the detection system 13 for discriminating the monolayer packagings 1 with respect to the multilayer packagings, on the basis of the information relating to the presence or no interstitial fluid 2.
  • FIG. 1 represents in the form of a block diagram the main steps or stations of a unit or installation of regeneration and sorting 6 organized according to the principle of the invention, optimized for bottles 1 containing a large proportion of plastic sleeves 5.
  • the products 1 arrive in bales from packaging sorting centers, and are unpacked and arrive at the loading station 7 on the line: they are loaded for example via a worm.
  • station 8 with cold water. This step is intended to rid them of paper labels and surface contaminations: soil, sticky or fatty food residues. They then pass into the label grater 9 which removes 90 to 95% of the sleeves 5.
  • This rasp is generally made of a hollow drum of
  • the next step is hot washing (station 10), at 95 ° C and with detergent, generally strongly basic.
  • the purpose is this time to thoroughly wash the inside of the bottles, and to remove the remains of glue on the surface.
  • This is still a drum filled with hot water in which the bottles turn and stay for several minutes.
  • Multilayer bottles fill with water between the different layers ⁇ , 1 ".
  • the bottles are then taken up by a conveyor system 1 1 whose role is to empty them of their water content and drain them on the surface. Usually over 97%, they are completely emptied. On the other hand, the water contained between the layers adheres well by capillarity and does not evacuate or very little.
  • a drying step (station 12) can be added after the dripping and on the sorting belt 11.
  • This uses industrial radiants that provide a brief thermal flash on the surface of the bottles, and which can be associated with fans. This makes it possible to have bottles that are almost dry on the surface, at least for the upper or the outer face.
  • the products to be inspected are accelerated on the conveyor of an automatic detection and sorting system, at speeds of the order of 3 m / s, before reaching the optical sorting line proper.
  • it contains one or more machines or cascade sorting systems, each of which eliminates defects or contaminants by blowing them out of the main line, for example downwards at the end of sorting conveyor.
  • the reject outlet (station 14) then contains the material contaminants (all the bottles that are not made of the desired polymer), and in particular the multilayers, which are made of several different materials.
  • non-ejected products contains bottles of pure and often colorless material. They will then undergo grinding to be reduced into flakes, then possibly other chemical steps before finishing in the form of granules capable of constituting new products, including new bottles. This last process is named in English BTB ("Bottle to Bottle” - “Bottle to Bottle” bottle “), and constitutes the recycling process of the highest level of quality.
  • a first sort upstream of the packaging flow could be carried out to supply the installation 6 in packaging 1 that can be discriminated by it.
  • FIGS. 2A and 2B respectively show a portion of multilayer wall and a portion of dry single-wall wall.
  • the monolayer one can have a layer of PET 200 to 350 ⁇ thick.
  • the multilayer it is possible to have an outer layer of 150 to 200 ⁇ (for example PET), a nylon intermediate layer of 10 ⁇ , and an inner layer of 100 to 150 ⁇ (for example PET).
  • Figures 3A and 3B show the same wet products. Droplets of water are randomly scattered on the surface of the bottles, on the outside or inside. However, the polymers being generally hydrophobic, the water does not wet them, and concentrates in the form of drops isolated on the surface. Through a drop, as soon as the thickness of the drop reaches 1 mm or more, almost the entire signal is absorbed. The drop zone thus contributes very little to the signal read by the optical detection system. Conversely, on both sides of these drops, the infra-red signal is almost identical to that of a dry product.
  • the net signals received by the sensor of the detection system are respectively close to a dry product for the monolayer, and very influenced by the water for the multilayer, thus allowing a reliable discrimination on this criterion.

Landscapes

  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)

Abstract

La présente invention à pour objet un procédé automatique de caractérisation et/ou de tri d'emballages, notamment de contenants du type bouteilles ou analogues, en défilement selon un flux sensiblement planaire et sensiblement sans chevauchement ou superposition mutuel(le), ledit flux comprenant des emballages (1) monocouches et multicouches. Procédé caractérisé en ce qu'il consiste à introduire un fluide liquide, notamment de l'eau ou un liquide à base d'eau, entre les couches non solidaires des emballages multicouches, à détecter la présence de ce fluide liquide interstitiel dans les emballages multicouches par un système de détection sans contact et à exploiter l'information résultante pour effectuer la caractérisation et/ou le tri entre les deux types d'emballages (1).

Description

Procédé et installation automatique pour la
caractérisation et/ou le tri d'emballages
La présente invention concerne un procédé et un système pour la caractérisation et/ou le tri de contenants et/ou d'emballages monocouches et multicouches.
De nombreux procédés ont été développés pour les applications de tri automatique de contenants ou d'emballages.
C'est notamment le cas dans le brevet EP 1 243 350, au nom de la demanderesse, qui décrit un système d'analyse en surface utilisant la spectroscopie infrarouge. Ce système permet la différenciation d'objets de différentes catégories tels que différents plastiques (PET, PETG, PE, PP, PS, ABS, etc). C'est l'analyse spectroscopique de l'objet qui permet de réaliser cette différenciation. Le montage décrit dans ce brevet européen est de type rétrodiffusion, c'est-à-dire que la lumière est émise du haut vers le bas sur un tapis convoyeur et que la lecture s'effectue dans une tête optique située au-dessus du flux de produits.
Par ces méthodes spectroscopiques, les produits constitués de résines différentes présentent des spectres différents, qui permettent de les reconnaître de façon fiable quelle que soit leur apparence physique. Des produits dont la couche supérieure est plus épaisse donnent lieu à des trajets optiques plus longs pour les rayons rétrodiffusés, et il est donc possible de détecter partiellement ces différences d'épaisseur.
Dans le cas des emballages contenant des boissons sensibles aux perturbations extérieures, on souhaite souvent créer une barrière aux gaz pouvant circuler entre le contenu et l'atmosphère environnante : la barrière peut viser l'imperméabilité à l'oxygène, au dioxyde de carbone, ou à d'autres gaz. Une telle barrière est alors réalisée dans un polymère de type nylon (par exemple le polyamide MxD6), mais ce polymère n'est pas un bon constituant pour former seul l'emballage entier (notamment parce qu'il n'est pas transparent en fortes épaisseurs).
Une solution est alors d'utiliser un emballage tri-couche, avec les couches extérieures et intérieures réalisées en PET (polyéthylène téréphtalate), comme pour les autres bouteilles de boisson, et la couche centrale en MxD6. La couche centrale est fine (environ 10 μηι), et les deux couches PET sont plus épaisses (100 à 200 μηι chacune). Lors du recyclage du PET par exemple, on souhaite éviter la présence de cette couche de nylon qui peut affecter la qualité ou la couleur du recyclât. Il convient donc de trier à part les bouteilles multicouches pour qu'elles ne polluent pas le flux principal (des bouteilles exclusivement en PET), et ultérieurement pour leur faire subir un traitement de recyclage adapté à leur cas.
Il existe donc un besoin, voire une nécessité de trier les multicouches des monocouches, sachant que leur couche extérieure est constituée du même matériau, généralement de PET, dans les deux cas.
Si on tient compte en plus des épaisseurs relatives indiquées plus haut, même une analyse dans toute l'épaisseur de la bouteille ne donnerait qu'un faible pourcentage du signal correspondant à la couche de nylon (environ 3 %). C'est pour cela que les machines de tri optique comme celle évoquée dans le brevet européen précité ne détectent pas de différences significatives entre ces matériaux.
Cependant, des différences de couleur ont été relevées, avec une opacité supérieure dans le cas des multicouches. Cela se comprend par la présence de dioptres en plus grand nombre : avec deux dioptres par couche (un sur chaque face), on peut s'attendre à ce que 5 % du signal optique soit réfléchi par chaque dioptre. Donc, un emballage tri-couche devrait réfléchir trois fois plus qu'une monocouche, ou au moins deux fois plus, si la couche intermédiaire est trop fine. De fait, cet effet est observé, mais une distinction fiable est difficile à obtenir.
Il a également été tenté de faire un tri à base de laser, en exploitant les réflexions multiples créées par ces multiples dioptres. Toutefois, cette solution bute forcément sur une objection simple: elle est inopérante quand les dioptres disparaissent (produits mouillés du fait d'une phase de lavage préalable).
Une autre différence visuelle entre les deux types de produits est le jaunissement de la couche de nylon, qui reste néanmoins faible vu l'épaisseur de la couche en question.
Le jaunissement peut aussi provenir de l'eau sale introduite pendant la phase de lavage (après évaporation, il reste les saletés jaunies entre les couches).
La demanderesse a essayé de baser le tri sur les différences de luminance évoquées ci-dessus, associées aux différences de jaunissement. Toutefois, elle a constaté que ce type de tri présente une efficacité insuffisante, à savoir de l'ordre de la moitié seulement des bouteilles quand le jaunissement est faible (lavage à l'eau propre).
Pour compléter la description du contexte de l'invention, il y a lieu de noter que ces emballages monocouches et multicouches, notamment lorsqu'il s'agit de bouteilles, peuvent être couverts d'un manchon faisant fonction d'étiquette, sur une partie ou toute leur hauteur, ainsi que les bouteilles monocouches trouvées dans les mêmes flux. La première étape de la régénération consiste donc à les faire passer dans une machine à retirer les manchons, ou "râpe à étiquettes" (également connue sous la désignation "bottle stripper" - dénudeuse de bouteilles). Le principe de fonctionnement de ces machines est de lacérer pendant plusieurs minutes la face extérieure des bouteilles pour déchirer et faire tomber les manchons. Lors de cette opération, la surface des bouteilles est endommagée (coupures, fentes, crevées) avec percement de la paroi, partiellement ou totalement. Les bouchons et les collerettes des goulots sont souvent détruits.
Dans ce contexte, le but de l'invention est de fournir une solution plus fiable et plus répétitive pour reconnaître de manière automatique spécifiquement les contenants ou emballages multicouches, dans un flux défilant renfermant des contenants ou emballages monocouches et multicouches mélangés, en des matériaux similaires ou différents.
De plus, la solution proposée devrait pouvoir s'intégrer sans modification notable dans les procédé et système de caractérisation et de tri connus, en particulier par le document EP 1 243 350 précité, et en conservant si possible la même technologie de mesure et de détection. Idéalement, l'invention ne devrait nécessiter aucun moyen matériel additionnel pour sa mise en œuvre sur les systèmes existants de tri/caractérisation, en particulier ceux utilisant la spectroscopie proche infrarouge classique pour la détection des signatures chimiques des matériaux constitutifs des contenants ou emballages défilants.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé automatique de caractérisation et/ou de tri d'emballages, notamment de contenants du type bouteilles ou analogues, en défilement selon un flux sensiblement planaire et sensiblement sans chevauchement ou superposition mutuel(le), ledit flux comprenant des emballages monocouches et multicouches,
procédé caractérisé en ce qu'il consiste à introduire un fluide liquide, notamment de l'eau ou un liquide à base d'eau, entre les couches non solidaires des emballages multicouches, à détecter la présence de ce fluide liquide interstitiel dans les emballages multicouches par un système de détection sans contact et à exploiter l'information résultante pour effectuer la caractérisation et/ou le tri entre les deux types d'emballages.
L'invention a également pour objet une installation automatique de caractérisation et/ou de tri d'emballages pour la mise en œuvre du procédé décrit ci-dessus comprenant au moins une râpe à étiquettes, un poste de lavage, un système de détection sans contact, ainsi qu'un moyen assurant un défilement à plat (c'est-à-dire sensiblement sur une seule couche) desdits emballages au niveau de la zone de détection,
installation caractérisée en ce qu'elle comprend également un moyen exploitant les signaux informatifs fournis par le système de détection pour discriminer les emballages monocouches par rapport aux emballages multicouches, en se basant sur l'information relative à la présence ou non de liquide interstitiel.
L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci- après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
La figure 1 est un schéma de principe illustrant les principaux poste d'une installation pour la mise en œuvre du procédé selon un mode de réalisation de l'invention (chaque bloc du schéma synoptique correspondant à la fois à un poste et à une étape opératoire) ;
Les figures 2A et 2B sont des vues partielles en coupe des parois de bouteilles multicouches et monocouche à l'état sec et avec leurs étiquettes, et,
Les figures 3A et 3B sont des vues partielles en coupe similaires à celles des figures 2A et 2B des mêmes parois de bouteilles lors de leur inspection par le système de détection, après avoir été soumises à la râpe et lavées.
L'invention concerne premièrement un procédé automatique de caractérisation et/ou de tri d'emballages, notamment de contenants du type bouteilles ou analogues, en défilement selon un flux sensiblement planaire et sensiblement sans chevauchement ou superposition mutuel(le), ledit flux comprenant des emballages 1 monocouches et multicouches.
Conformément à l'invention, le procédé consiste à introduire un fluide liquide 2, notamment de l'eau ou un liquide à base d'eau, entre les couches Γ, 1" non solidaires des emballages multicouches, à détecter la présence de ce fluide liquide 2 interstitiel dans les emballages multicouches par un système 13 de détection sans contact et à exploiter l'information résultante pour effectuer la caractérisation et/ou le tri entre les deux types d'emballages 1.
Préférentiellement, l'introduction d'un fluide liquide 2 à base d'eau entre les couches Γ, 1" des emballages 1 multicouches est réalisée lors d'une opération de lavage préalable de l'ensemble des emballages à caractériser et/ou trier.
Afin de faciliter davantage encore la différentiation des deux types de contenants/emballages 2 précités, il est avantageusement prévu que la phase de lavage (ou la phase d'introduction analogue d'eau entre les couches disjointes des parois multicouches) soit suivie d'une phase d'égouttage, préférentiellement contrôlée, avant la phase de détection, et éventuellement d'une phase de séchage active en surface.
Pour assurer une introduction rapide et fiable de liquide, notamment de liquide de lavage, dans les contenants 2 et pour les contenants multicouches entre les couches , 1", l'invention prévoit un traitement préparatoire adéquat. Ainsi, avant la phase d'introduction de fluide liquide 2, l'ensemble des emballages ou contenants 1 est soumis à une opération de lacération ou de percement des parois 3 desdits emballages 1, de manière à créer des fentes ou des découpes similaires traversantes 4 dans les parois.
Préférentiellement, l'opération de lacération ou de percement des parois des emballages est réalisée par une râpe à étiquettes 9.
Ainsi, l'invention tire profit de deux étapes existantes du traitement des contenants 1 et n'ajoute aucune étape additionnelle pour la préparation des contenants 1 aux fins de discrimination entre monocouche et multicouches.
En ce qui concerne la technologie de détection de liquide interstitiel, plusieurs variantes peuvent être prévues, reposant toutes sur des techniques connues de l'homme du métier. Ainsi, le système de détection sans contact peut utiliser par exemple :
- la spectroscopie proche infrarouge ;
- des ondes hyperfréquences absorbées par le liquide 2 ;
- des rayons X absorbés par le liquide 2. Comme cela ressort de l'exposé ci-dessus, la présente invention met à profit une propriété physique importante des bouteilles 1 multicouches, et plus généralement de nombreux emballages multicouches : comme les couches Γ, 1" n'adhèrent pas entre elles, elles se remplissent d'eau lors du lavage (généralement séjour de plusieurs minutes dans de l'eau presque bouillante), et ce d'autant plus facilement que le passage préalable des bouteilles dans la râpe à étiquettes 9 a créé des fentes 4 multiples au moins à la surface (couches externes) des parois de ces bouteilles.
En sortie de poste de lavage 10, la surface extérieure de toutes les bouteilles s'égoutte, y compris pour les monocouches, et leur contenu d'eau interne s'échappe. Par contre, l'eau 2 introduite entre les couches Γ, 1" reste piégée par capillarité, et y reste très longtemps. Des tests effectués par la demanderesse ont montré que le contenu d'eau interstitielle reste élevé au-delà de 4 heures après le lavage, même en posant les bouteilles à température ambiante sur un support sec.
Or, la signature proche infrarouge de l'eau est particulièrement forte (de même que pour des rayons X ou des ondes hyperfréquences de longueur d'onde adaptée) : on détecte donc dans ces conditions une combinaison PET et eau si, et seulement si, la bouteille est multicouche. Le résultat est bien entendu applicable à d'autres polymères que le PET.
Plus précisément, on a une couche sensiblement continue d'eau interstitielle 2 entre les couches Γ, 1" des parois 3, alors que sur les faces externe et interne desdites parois, il ne reste que des gouttes résiduelles (voir figures 2 et 3).
Pour optimiser cet effet, on a intérêt à allonger la phase d'égouttage, voire à ajouter un séchage bref (par exemple par un radiant industriel) en surface des bouteilles : le séchage n'a le temps d'agir que sur la couche supérieure Γ, et pas entre les couches. A l'extrême et en cas de réglage optimal, l'invention permet même de trier des bouteilles sèches en surface, mais humides en interne uniquement si elles sont multicouches.
Une observation intéressante peut être faite en relation avec certaines conditions de mise en œuvre de l'invention. En effet, si la râpe 9 a mal fonctionné sur certaines bouteilles, l'étiquette 5 peut rester, en totalité ou en partie. Une couche d'eau interstitielle peut alors s'immiscer entre l'étiquette 5 et la paroi 3 de la bouteille. L'eau reste piégée plus longtemps que sur une bouteille nue (environ 15 à 20 mn), mais moins longtemps qu'à l'intérieur d'un multicouche. Une détection effectuée dans un temps bref après le lavage risque donc de confondre une bouteille multicouche et une bouteille avec étiquette.
Il se trouve que cette conséquence est plutôt favorable : une étiquette 5 résiduelle est un défaut (et donc la bouteille qui la porte est un contaminant), puisqu'on a cherché à la retirer préalablement avec la râpe. Si le système de détection 13 confond les deux catégories, il déclenchera l'éjection des deux types de contaminants.
L'invention concerne également une installation automatique 6 de caractérisation et/ou de tri d'emballages pour la mise en œuvre du procédé décrit ci-dessus comprenant au moins une râpe à étiquettes 9, un poste de lavage 8, 10, un système de détection sans contact 13, ainsi qu'un moyen 1 1 assurant un défilement monocouche desdits emballages 1 au niveau de la zone de détection.
Cette installation 6 est caractérisée en ce qu'elle comprend également un moyen exploitant les signaux informatifs fournis par le système de détection 13 pour discriminer les emballages 1 monocouches par rapport aux emballages 1 multicouches, en se basant sur l'information relative à la présence ou non de liquide interstitiel 2.
A titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation de l'installation est décrit ci-après, en relation avec la figure 1 qui représente sous forme d'un schéma-bloc les principales étapes ou postes d'une unité ou installation de régénération et de tri 6 organisée selon le principe de l'invention, optimisée pour des bouteilles 1 contenant en forte proportion des manchons plastiques 5.
Dans une telle unité, dans la pratique, les produits 1 arrivent en balles en provenance de centres de tri d'emballages, et sont déballés puis arrivent au poste de chargement 7 sur la ligne : ils sont chargés par exemple via une vis sans fin.
Ils subissent d'abord une première étape de lavage à froid
(poste 8), avec de l'eau froide. Cette étape est destinée à les débarrasser des étiquettes papiers et des contaminations en surface : terre, résidus alimentaires collants ou gras. Ils passent ensuite dans la râpe à étiquettes 9 qui retire 90 à 95 % des manchons 5.
Cette râpe est généralement constituée d'un tambour creux de
80 cm à 1 m de diamètre intérieur, et dont la face intérieure est couverte d'ergots coupants. Les bouteilles tournent dans la râpe plusieurs minutes. Les lambeaux d'étiquettes ainsi arrachés sont évacués hors de la ligne de lavage. Les diverses coupures ou fentes 4 créées en surface des bouteilles vont faciliter la pénétration ultérieure d'eau.
L'étape qui suit est le lavage à chaud (poste 10), à 95° C et avec détergent, en général fortement basique. Le but est cette fois de laver intégralement l'intérieur des bouteilles, et de retirer les restes de colle en surface. Il s'agit là-encore d'un tambour rempli d'eau chaude dans lequel les bouteilles tournent et séjournent plusieurs minutes. Les bouteilles multicouches se remplissent d'eau entre les différents couches Γ, 1".
Les bouteilles sont ensuite reprises par un système de convoyage 1 1 qui a entre autres pour rôle de les vider de leur contenu d'eau et de les égoutter en surface. Généralement à plus de 97 %, elles sont complètement vidées. Par contre, l'eau contenue entre les couches adhère bien par capillarité et ne s'évacue pas ou très peu.
Optionnellement, pour optimiser l'efficacité du procédé de la présente invention, on peut ajouter après l'égouttage et sur le tapis de tri 1 1 une étape de séchage (poste 12). Celle-ci utilise des radiants industriels qui apportent un bref flash thermique en surface des bouteilles, et qui peuvent être associés à des ventilateurs. Ceci permet d'avoir des bouteilles quasiment sèches en surface, au moins pour la face supérieure ou extérieure.
Enfin, les produits à inspecter sont accélérés sur le convoyeur d'un système de détection et de tri automatique, à des vitesses de l'ordre de 3 m/s, avant d'arriver à la ligne de tri optique proprement dite 13. Celle-ci contient un(e) ou plusieurs machine(s) ou système(s) de tri en cascade, dont chacun(e) élimine les défauts ou contaminants en les soufflant hors de la ligne principale, par exemple vers le bas en bout de convoyeur de tri.
La sortie rejets (poste 14) contient alors les contaminants matière (toutes les bouteilles qui ne sont pas faites du polymère souhaité), et notamment les multicouches, qui sont faits de plusieurs matières différentes.
La sortie des produits non éjectés (poste 15) contient les bouteilles de matière pure et souvent incolore. Elles subiront ensuite un broyage pour être réduites en paillettes, puis éventuellement d'autres étapes chimiques avant de finir sous forme de granulés capables de constituer de nouveaux produits, et notamment de nouvelles bouteilles. Ce dernier processus est dénommé en anglais BTB ("Bottle to Bottle" - "de bouteille à bouteille"), et constitue le processus de recyclage du plus haut niveau de qualité.
Eventuellement, un premier tri en amont du flux d'emballages a pu être effectué pour alimenter l'installation 6 en emballages 1 pouvant être discriminés par elle.
Les figures 2A et 2B montrent respectivement une portion de paroi multicouche et une portion de paroi monocouche secs. Pour le monocouche, on peut avoir une couche de PET de 200 à 350 μηι d'épaisseur. Pour le multicouche, on peut avoir une couche externe de 150 à 200 μηι (par exemple de PET), une couche intermédiaire de nylon de 10 μηι, et une couche interne de 100 à 150 μηι (par exemple de PET).
Les figures 3A et 3B montrent les mêmes produits mouillés. On y voit des gouttelettes d'eau dispersées aléatoirement à la surface des bouteilles, sur la face extérieure ou la face intérieure. Cependant, les polymères étant généralement hydrophobes, l'eau ne les mouille pas, et se concentre sous forme de gouttes isolées en surface. A travers une goutte, dès que l'épaisseur de celle-ci atteint 1 mm ou plus, la quasi-totalité du signal est absorbée. La zone de la goutte contribue donc très peu au signal lu par le système de détection optique. A contrario, de part et d'autre de ces gouttes, le signal infra-rouge est quasiment identique à celui d'un produit sec.
Dans le cas des multicouches, c'est au contraire un film continu d'eau 2 qui se forme entre les deux couches principales Γ, et la lumière infra-rouge la traverse obligatoirement. On estime à environ 20 μηι l'épaisseur de ce film d'eau (en général), et sa signature infra-rouge est très significative car l'absorbance de l'eau est très forte. Cet effet est encore plus fort pour les rayons qui ont atteint la face inférieure de la bouteille (couche Γ interne), car ils traversent deux couches d'eau avant de revenir vers le capteur optique.
Les signaux nets reçus par le capteur du système de détection sont donc respectivement proches d'un produit sec pour le monocouche, et très influencés par l'eau pour le multicouche, autorisant ainsi une discrimination fiable sur ce critère.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé automatique de caractérisation et/ou de tri d'emballages, notamment de contenants du type bouteilles ou analogues, en défilement selon un flux sensiblement planaire et sensiblement sans chevauchement ou superposition mutuel(le), ledit flux comprenant des emballages (1) monocouches et multicouches,
procédé caractérisé en ce qu'il consiste à introduire un fluide liquide (2), notamment de l'eau ou un liquide à base d'eau, entre les couches (Γ, 1") non solidaires des emballages multicouches, à détecter la présence de ce fluide liquide (2) interstitiel dans les emballages multicouches par un système (13) de détection sans contact et à exploiter l'information résultante pour effectuer la caractérisation et/ou le tri entre les deux types d'emballages (1).
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'introduction d'un fluide liquide (2) à base d'eau entre les couches (Γ, 1") des emballages (1) multicouches est réalisée lors d'une opération de lavage préalable de l'ensemble des emballages à caractériser et/ou trier.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la phase de lavage est suivie d'une phase d'égouttage, préférentiellement contrôlée, avant la phase de détection, et éventuellement d'une phase de séchage active en surface.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'avant la phase d'introduction de fluide liquide (2), l'ensemble des emballages ou contenants (1) est soumis à une opération de lacération ou de percement des parois (3) desdits emballages (1), de manière à créer des fentes ou des découpes similaires traversantes (4) dans les parois.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'opération de lacération ou de percement des parois des emballages est réalisée par une râpe à étiquettes (9).
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le système (13) de détection sans contact utilise la spectroscopie proche infrarouge.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le système (13) de détection sans contact utilise des ondes hyperfréquences absorbées par le liquide (2).
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le système (13) de détection sans contact utilise des rayons X absorbés par le liquide (2).
9. Installation automatique (6) de caractérisation et/ou de tri d'emballages pour la mise en œuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 comprenant au moins une râpe à étiquettes (9), un poste de lavage (8, 10), un système de détection sans contact (13), ainsi qu'un moyen (1 1) assurant un défilement monocouche desdits emballages
(1) au niveau de la zone de détection,
installation caractérisée en ce qu'elle comprend également un moyen exploitant les signaux informatifs fournis par le système de détection (13) pour discriminer les emballages (1) monocouches par rapport aux emballages (1) multicouches, en se basant sur l'information relative à la présence ou non de liquide interstitiel (2).
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