Analisi delle prestazioni di un impianto innovativo di selezione del rifiuto cellulosico

The challenges of the circular economy for paper recycling, such as changes in municipal waste composition driven by e-commerce and the presence of complex materials like multilayer composites and emerging contaminants (such as PFAS), require advanced sorting plants. This thesis, developed in collaboration with Stadler and IREN, analyses and quantifies the performance of a next-generation facility strongly based on optical sensors, the Collegno (TO) paper sorting plant, to assess its efficiency and advantages compared to a conventional plant. The thesis presents a case study, including a mass balance through material flow analysis and an experimental testing campaign, aimed at determining two main key performance indicators: the Purity Index and the Recovery Index. To contextualize the results, the plant’s performance was compared with production data from the previous mechanical manual facility. The results clearly demonstrate the superiority of the advanced plant, capable of generating six distinct and highly specific product streams, as opposed to the few mixed macro-categories produced by the conventional system. Moreover, the new plant shows a strategic capability in handling complex materials, effectively intercepting and separating multilayer composites. The analysis also highlights that, although reduced, a final manual sorting remains essential for quality control and for maximizing the recovery. In conclusion, the quantitative analysis confirms that investment in advanced sorting technologies, integrating NIR sensors and artificial intelligence, leads to a significant increase in waste valorisation potential. The plant not only produces high-purity secondary raw materials but also represents a flexible and essential technological response to the complex and evolving challenges of paper recycling in the circular economy era.

Le sfide dell’economia circolare per il riciclo della carta, quali il cambiamento del rifiuto urbano dovuto all'e-commerce e la presenza di materiali complessi come i poliaccoppiati e contaminanti emergenti (PFAS), richiedono impianti di selezione all’avanguardia. La presente tesi svolta in collaborazione con Stadler e IREN analizza le performance di un impianto di nuova generazione fortemente basato su sensori ottici, il centro di selezione di Collegno (TO), confrontandolo poi con uno convenzionale. Verrà condotta un’analisi del caso studio, includendo la definizione di un bilancio di massa basato su una campagna di prove sperimentali per la determinazione di due fondamentali indicatori di performance: l’Indice di Purezza e l’Indice di Recupero. Per contestualizzare i risultati, le prestazioni sono state messe a confronto con i dati di produzione del precedente impianto meccanico-manuale di La Loggia (TO). I risultati dimostrano la superiorità dell’impianto avanzato, capace di generare sei flussi di prodotto distinti, contro le poche macrocategorie miste del sistema convenzionale. Inoltre, il nuovo impianto dimostra una capacità strategica nel gestire materiali complessi, intercettando e separando efficacemente i poliaccoppiati. Viene infine evidenziato come la cernita manuale finale in cabina rimanga cruciale per la massimizzazione del recupero e della purezza dei materiali. In conclusione, l’analisi conferma che l’investimento in tecnologie di selezione avanzate si traduce in un significativo aumento della capacità di valorizzazione del rifiuto. L’impianto non solo produce materie prime seconde con elevata purezza, ma si configura come una risposta tecnologica flessibile per affrontare le complesse e mutevoli sfide del riciclo della carta.