Depuis la présentation de ses dernières innovations en matière de recyclage mécanique et chimique de divers déchets plastiques lors de l’Expo Compounding World 2024 à Bruxelles, Japan Steel Works Europe GmbH – JSW – constate une demande soutenue. À Bruxelles, JSW a non seulement présenté son nouveau compacteur, un appareil capable de résoudre les problèmes d’alimentation en flocons à faible densité (film déchiqueté) dans les extrudeuses, mais a également suscité un grand intérêt pour ses technologies de déchloration.

Ces technologies sont cruciales car les PVC/PVDC contaminés issus de déchets plastiques mixtes peuvent avoir des effets néfastes lors des processus de recyclage sur les équipements et l’environnement. Les clients ont également été réceptifs à un système de filtration de fusion continue capable de traiter des matériaux hautement contaminés. Un tel filtre de fusion a récemment été installé dans le centre de vente et de technologie d’extrusion de JSW Europe à Benrath, près de Düsseldorf. « Cela permet de réaliser des essais d’extrusion pour diverses applications de recyclage, tant mécanique que chimique. Nous recevons actuellement de nombreuses demandes d’essai, ce qui témoigne de l’intérêt croissant de nombreux clients », déclare Shota Kikukawa, directeur des ventes de JSW Europe.

Un des sujets les plus importants pour JSW Europe est actuellement le recyclage chimique des déchets plastiques mixtes. Cela concerne la préparation des déchets pour la pyrolyse. JSW reçoit un grand nombre de demandes de clients potentiels souhaitant bénéficier d’un soutien technique sur place. Ces demandes proviennent d’Europe, mais également d’autres régions du monde, soulignant l’importance croissante du recyclage chimique dans l’économie circulaire. Pour JSW, il s’agit non seulement de vendre des machines, mais principalement de fournir des services additionnels, tels que l’amélioration technique et la révision des machines existantes.

La majorité des déchets plastiques post-consommation provient des emballages alimentaires, films d’emballage flexibles et contenants en plastique rigides, incluant principalement du PE, PP et PVC souple. La protection de l’environnement est essentielle pour éviter que ces déchets ne contaminent le sol, les cours d’eau et les océans. Bien qu’une partie des déchets provienne de produits médicaux et autres, les déchets d’emballages alimentaires constituent la principale source de pollution.

Au niveau mondial, ces déchets sont principalement traités par des procédés de recyclage mécanique simples et peu coûteux par des entreprises locales de gestion des déchets ou de recyclage. Néanmoins, l’Europe a établi des objectifs de recyclage futurs qui dépassent largement ce qui est actuellement réalisable.

Récemment, de nombreux experts se penchent également sur le recyclage chimique, pour lequel plusieurs méthodes sont disponibles. L’une d’elles est la conversion des plastiques par pyrolyse en « huile de pyrolyse », utilisée comme matière première synthétique pour la production de plastiques ayant les mêmes caractéristiques que ceux d’origine. Cela dépasse les capacités du recyclage matériel, même avec des fractions de déchets plastiques pures disponibles.

Habituellement, les déchets plastiques mixtes sont souvent pollués et peuvent contenir des particules étrangères telles que du papier, des métaux, ou même du bois et du verre. Cela rend leur tri pour le recyclage matériel difficile, sauf s’ils sont dégradés en produits présentant des exigences techniques moindres.

Cependant, selon l’expérience de JSW, les recyclages mécanique et chimique peuvent se compléter, le premier servant à préparer le matériau pour un recyclage chimique efficace. En général, les déchets plastiques doivent être de bonne qualité et disponibles en grandes quantités pour être traités efficacement par le recyclage chimique. Cela inclut le broyage, le lavage et, si nécessaire, le séchage du matériau avant qu’il ne soit fondu dans une extrudeuse. Les extrudeuses à double vis TEX de JSW sont excellentes pour cette tâche.

« Grâce à notre gamme d’extrudeuses, nous pouvons proposer des modèles et des tailles allant jusqu’à 400 mm de diamètre pour traiter de manière économique des quantités de déchets plastiques post-consommation mixtes dépassant les cinq tonnes par heure. Nous travaillons également à améliorer nos machines pour répondre aux objectifs de nos clients avec des performances accrues », précise Shota Kikukawa.

Étant donné que les déchets traités apparaissent sous forme de granulés ou de flocons peu denses, les clients expriment des préoccupations quant à leur introduction directe dans les extrudeuses. Pour améliorer la capacité d’alimentation, JSW propose l’utilisation de son unité de compactage spéciale, dotée de deux vis. Une vis mélange activement les déchets mélangés, déchiquetés, lavés et séchés, tandis que l’autre les introduit sous forme compacte dans l’extrudeuse.

Étant donné que les déchets peuvent encore contenir de l’humidité, JSW fournit également une zone de déshydratation à ses clients. Comme l’explique JSW, l’élimination de l’humidité est fondamentale pour permettre au matériau d’être fondu uniformément dans l’extrudeuse, qui fonctionne à des températures de cylindre allant de 200 à 300 °C. De plus, ce type d’extrudeuse offre, selon sa taille, la possibilité d’évacuer les gaz à travers des orifices d’aération.

Le matériau quitte l’extrudeuse sous forme de filament, qui est ensuite pelletisé à l’aide d’une broyeuse appropriée. Le matériau granulaire (pelletisé) peut être utilisé pour des produits finaux non critiques, mais pas pour des produits alimentaires, médicaux, pharmaceutiques, cosmétiques, de jouets, et similaires.

Pour boucler la boucle, les pellets sont envoyés dans un réacteur de pyrolyse. La pyrolyse se déroule sous haute pression et à des températures élevées variant de 350 à 600 °C, généralement autour de 400 °C, où le matériau se décompose sans oxygène. Au lieu de cela, les chaînes polymères se décomposent en monomères (dépolymérisation), produisant une « huile de pyrolyse » sombre chargée de monomères et divers hydrocarbures.

Après purification, l’huile peut être mélangée avec du naphta brut et craquée pour produire, par exemple, de l’éthylène, du propylène ou du styrène. Ces substances peuvent ensuite être polymérisées en polyoléfines ou polystyrène – avec les mêmes caractéristiques que les polymères non traités d’origine.

Ce processus constitue un cycle parfait dans le cadre de l’économie circulaire, et le recyclage chimique, tant des fractions pures que des plastiques mixtes, connaît actuellement un essor en Europe.

Le principal avantage de la pyrolyse est qu’elle permet de traiter sans difficulté les déchets plastiques mixtes, car la méthode peut utiliser une source unique de plastique pour produire de l’huile, mais cela n’est pas une nécessité. L’objectif de JSW reste cependant de sélectionner l’extrudeuse la plus compacte possible pour un débit donné, ce qui optimise l’utilisation des coûts d’investissement de la machine.

Les déchets plastiques post-consommation contiennent parfois de petites quantités de PVC et/ou de PVDC, provenant par exemple de films rétractables, de feuilles ou de pièces moulées, qui, lors de leur chauffage dans une extrudeuse, libèrent du chlorure d’hydrogène (HCl), représentant un risque potentiel pour la santé des opérateurs et exposant les machines et bâtiments à la corrosion. JSW dispose de technologies permettant d’éliminer ou de minimiser au maximum les émissions de HCl.

JSW a récemment progressé dans une simulation de déchloration. « C’est un des grands jalons », déclare Shota Kikukawa. Lors de l’utilisation des extrudeuses TEX, la simulation permet d’optimiser la déchloration des déchets plastiques en prédisant la quantité de déchloration lorsque l’on recycle des plastiques halogénés tels que le PVC et/ou le PVDC, qu’ils soient en fractions pures ou mixtes. Cette méthode s’appuie sur une version améliorée du Réseau d’Analyse de Flux, que JSW a perfectionné au fil des ans en simulant des processus de traitement et de dégasage. « Nous sommes convaincus que cette méthode contribuera de manière significative à l’avancement du recyclage des déchets plastiques contenant du PVC et du PVDC, notamment grâce aux extrudeuses à double vis comme la série JSW TEX, qui devrait susciter une forte demande et donc soutenir les entreprises de recyclage dans les années à venir », conclut Shota Kikukawa.

L’extrudeuse à double vis TEX de JSW, dans sa version standard, traite tous les plastiques courants, formulations de plastiques techniques jusqu’aux plastiques super techniques tels que PEEK, PPA, PPS, LCP, PEI et PI, ainsi que les déchets plastiques, y compris les mélanges de caoutchouc/élastomère comme TVP. L’extrudeuse TEX est conçue pour traiter les plastiques sous toutes leurs formes physiques – liquide, poudre, granulés, flocons, copeaux, déchets broyés, etc. – ce qui en fait une unité de transformation idéale. Elle convient particulièrement à la recherche et au développement avec des changements fréquents de matériaux et de processus. Des zones de chauffage de cylindre électriquement alimentées et un dispositif de tension de cylindre spécialement conçu simplifient le changement sécurisé des blocs de cylindres. Les vis et cylindres en alliages durables et résistants à haute température, fabriqués dans l’usine JSW, garantissent une performance optimale et une longue durée de vie des cylindres et vis.