Recycler les plastiques biopharmaceutiques en produits de bois

Les déchets de production biopharmaceutique sont constitués de différents polymères, de films multicouches et de certaines matières dangereuses. Un programme de recyclage démontre que ce flux difficile à gérer n'a pas à être destiné à l'élimination.

Le fournisseur mondial de produits biopharmaceutiques MilliporeSigma s'est associé à la société de gestion des déchets spécialisés Triumvirate Environmental pour recycler les déchets plastiques à usage unique mélangés en produits de bois commercialisables.

L'objectif est de faire une brèche dans les quelque 30 000 tonnes de produits biopharmaceutiques à usage unique mis en décharge ou brûlés dans le monde chaque année. Depuis le lancement du programme dans l'est des États-Unis en 2015, il a recyclé 3 357 tonnes.

Jacqueline Ignacio, responsable mondiale des solutions de durabilité client pour MilliporeSigma, s'est récemment entretenue avec Plastics Recycling Update pour expliquer comment les entreprises ont surmonté les défis en détournant le flux unique de l'élimination vers des marchés finaux viables.

Propriété de la société allemande Merck KGaA, MilliporeSigma fournit des articles en plastique à usage unique utilisés pour fabriquer des produits biopharmaceutiques, qui sont des médicaments à grosses molécules créés à partir de sources vivantes et injectés à l'homme. Leur production implique la croissance de cellules, l'extraction de composants de ces cellules et la purification du produit en plusieurs étapes.

Les plastiques à usage unique comprennent les sacs de bioréacteur, les tubes, les systèmes de filtration, les conteneurs de produits chimiques, les gants, les couvre-chaussures et plus encore. Au cours de la période 2011-2012, lorsque MilliporeSigma a commencé à travailler avec ses clients pour recycler les plastiques à usage unique dans le cadre d'un projet pilote, le matériau devait être séparé avant de pouvoir être expédié à un récupérateur. Dans certains cas, cela signifiait que le personnel de l'entreprise biopharmaceutique devait découper manuellement des articles pour séparer les différents plastiques.

L'approche n'était ni sûre ni rentable, et elle ne pouvait pas fournir les volumes dont le fournisseur de recyclage avait besoin.

"De toute évidence, si nous devions déployer un programme comme celui-là, le coût aurait dépassé les avantages et nous n'aurions pas été en mesure de le maintenir", a déclaré Ignacio.

L'entreprise a trouvé une solution en s'associant à Triumvirate Environmental, une entreprise basée à Somerville, dans le Massachusetts, qui assure la collecte et l'élimination des produits chimiques dangereux et des déchets biologiques dangereux. Triumvirate gérait déjà des déchets dangereux pour MilliporeSigma lorsqu'Ignacio a lancé une demande de propositions sur le détournement des plastiques à usage unique.

Les entreprises ont collaboré pour développer le programme de recyclage biopharmaceutique, qui a été lancé en 2015. Dans le cadre de ce programme, des plastiques mélangés - presque tous des polyoléfines - sont recyclés en différentes qualités de bois plastique.

Grâce à ce partenariat, les clients de MilliporeSigma - les fabricants de médicaments - passent un contrat avec Triumvirate pour la collecte de leurs déchets. MilliporeSigma verse une redevance annuelle à Triumvirate pour l'aider à compenser ses coûts de traitement, ce qui lui permet de réduire les coûts pour les clients de MilliporeSigma, a déclaré Ignacio.

"Nous pensons que nous devons avoir de la peau dans le jeu", a-t-elle déclaré.

Triumvirate recycle les plastiques dans son usine de 87 000 pieds carrés à Jeannette, en Pennsylvanie, à environ 25 miles au sud-est du centre-ville de Pittsburgh. En raison de son empreinte et de sa zone de service, la société ne collecte que les plastiques des fabricants biopharmaceutiques à l'est du fleuve Mississippi, bien qu'elle s'efforce de fournir des services à la côte ouest à l'avenir, a déclaré Ignacio.

MilliporeSigma estime que 30 sites de médicaments biopharmaceutiques de la côte Est génèrent environ 4 500 tonnes par an de plastiques à usage unique.

Les plastiques à usage unique sont constitués de PE, HDPE, LDPE et PP, bien que les sacs du bioréacteur aient des films multi-matériaux avec une couche de nylon 6. Une partie du flux est considérée comme dangereuse et d'autres non, a expliqué Ignacio.

Le matériau qui n'est pas considéré comme dangereux se dirige vers l'usine n° 2 de l'installation de Jeannette, où il est d'abord déchiqueté, a expliqué Ignacio. Ensuite, les métaux ferreux et non ferreux sont éliminés à l'aide d'un aimant et d'un séparateur à courants de Foucault. Après cela, un réservoir flottant est parfois utilisé, en fonction de la composition de la matière première et de la qualité de bois plastique souhaitée. Le réservoir permet d'augmenter le pourcentage de PE et PP dans le mélange ; il permet également d'éliminer la terre de diatomée résiduelle, une roche sédimentaire siliceuse émiettée en poudre, qui peut obstruer le circuit de recyclage.

Les flocons se déplacent ensuite vers un séchoir, qu'ils soient entrés ou non dans le réservoir à flotteur. Cela parce qu'ils peuvent contenir de l'humidité résiduelle provenant du processus de filtrage biopharmaceutique. Ensuite, le plastique est déchiqueté, envoyé dans une extrudeuse et de nouveau déchiqueté. Enfin, le matériau est moulé par extrusion dans du bois, des arrêts de stationnement, des ralentisseurs et d'autres produits. L'entreprise utilise des extrudeuses monovis. Triumvirate incorpore des colorants mais a refusé de fournir des détails sur les autres additifs qu'il utilise.

La matière première biologiquement dangereuse est acheminée vers l'usine n ° 1, où une machine fournie par la société du New Jersey Positive Impact Waste Solutions (PIWS) la stérilise avec un mélange chimique sec exclusif et la broie. Les flocons stérilisés sont ensuite mélangés au matériau de l'usine n° 2.

Fabriqué sans aucun plastique vierge, le produit de bois de qualité industrielle de Triumvirate est vendu sous la marque BestPLUS. Disponible en plusieurs tailles et couleurs, le bois est utilisé dans l'aménagement paysager, le coffrage et l'étaiement du béton, les palettes, les tables de pique-nique et d'autres applications. Triumvirate utilise également le plastique pour fabriquer une palette d'expédition, que les fabricants biopharmaceutiques utilisent pour réduire le risque de contamination introduit dans leurs installations par des palettes en bois, a déclaré Ignacio.

MilliporeSigma, qui dessert 66 pays, souhaite étendre le programme à d'autres sites. Des défis subsistent cependant. La technologie de Triumvirate est difficile à mettre à l'échelle et à reproduire dans tous les endroits, a noté Ignacio, et les acheteurs de bois seront nécessaires partout où des systèmes de transformation seront installés.

"La mise à l'échelle dans un avenir immédiat n'est pas quelque chose que nous allons pouvoir faire tout de suite, alors j'ai cherché des technologies alternatives", a-t-elle déclaré.

Parmi ceux-ci se trouve la dépolymérisation, qui décompose le plastique en ses monomères. Le problème est que la matière première doit encore être triée et préparée, a déclaré Ignacio.

Son entreprise recherche également des débouchés pour certains articles, notamment les sacs de réacteur et les films multicouches, qui sont considérés comme les plus difficiles à recycler, mais qui constituent toujours un bon pourcentage du flux de matériaux.

En attendant, Triumvirate travaille à établir une empreinte sur la côte ouest. Une évaluation du cycle de vie a montré que les coûts de transport étaient élevés - et les avantages en matière de gaz à effet de serre diminuaient - lors de l'expédition de déchets plastiques à usage unique des fabricants biopharmaceutiques de la côte ouest vers la Pennsylvanie pour traitement.

"J'espère que l'année prochaine, nous aurons un moyen de collecter et de condenser au moins les expéditions de la côte ouest vers l'est afin que cela ait plus de sens à partir d'une empreinte de gaz à effet de serre - empreinte carbone - ainsi que des coûts de transport", a déclaré Ignacio.

Photos publiées avec l'aimable autorisation de MilliporeSigma.

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