Plastik atık, 21. yüzyılın en acil çevresel zorluklarından biri haline geldi. Küresel üretim yılda 400 milyon tonluk bir yana, tüm plastiklerin% 9'u etkili bir şekilde geri dönüştürüldü, verimli tür teknolojiler asla daha büyük olmamıştı.Modern geri dönüşüm operasyonlarının kalbinde, ışıkla etkileşime girebilme yeteneği, bu tür hassas malzemeler için kimyasal parmak izi sağlamak için her türlü kimyasal parmak izi sağlamak için her türlü hassas sistemlere olanak sağlıyor.

Plastik Geri Dönüşüm Meydanı: Neden Maddeleri Sıralaması

Tüm plastikler geri dönüşüm akışında eşit olarak yaratılmıyor. PET (polipili terephthalate, reçine kodu 1) ve Atari (yüksek kaliteli materyalde etiketli, reçine kodu 2) yaygın olarak geri dönüştürülemezken, diğerlerinden bazıları PVC (polivinyl klorür, kod 3) veya karışık-malzemesel kompozitler, bu tür termosiperatif plastikler arasında bile, farklı polimerler ayrı işleme gerektirir - değiştirilebilir bir şekilde PET'i alkali akış sonuçları ile karıştırabilir.

Kılavuz, birçok bölgede hala yaygındır, çıplak göze aynı şekilde görüntülenen insan görsel incelemesine dayanır:0)[FONT=0)[Döneticileri takip eden (Cidden ok sembolünün altındaki sayılar) aynı zamanda, birçok plastikler de çıplak gözlere aynı görünür - PET şişeler ve net PVC şişeler benzer görünür.

Spektroskopik teknikler: Prensipler ve İş Akışları

Spectroskop, önemli ve elektromanyetik radyasyon arasındaki etkileşimi ölçer. Plastiklere uygulandığında, farklı polimerler absorbe edilir veya anahtarı karakteristik dalgalarda dağıtır, benzersiz bir ⁇ imza yaratır.Bu imzayı bilinen polimerlere karşı karşılaştırarak, malzeme milisaniyelerde tanımlanabilir.Bu işlem saniyede birkaç metrede dağıtılabilir, gerçek zamanlı olarak binlerce parçaya izin verebilir.

Fourier, Phototroskopi (FTIR) Spectroskopi

FTIR spektroskopi, bir örneke geniş bir kızılötesi ışık spektrumu parlayarak çalışır ve hangi dalgalar absorbe edilir.Seksik zirveler özellikle moleküler vibrasyonlara karşılık gelir - örneğin C-H, polietilen veya karbonil gruplar halinde, her polimerin daha geniş bir yüzeysel spektrumu vardır.

FTIR'ın kritik bir avantajı, kimyasal olarak benzer polimerler arasında ayrım yapabilme yeteneğidir, örneğin farklı tipte polipropilen veya plastik notlar için elde edilen ölçümler için elde edilen ölçümler ve geri dönüştürülmüş betonlar kalitesini azaltır.[kaynaklar)[Dönetici:0)Waste Management & Research, FTIR bazlı türetler %98'den fazla doğruluk elde edilir.

Raman Spectroskopi

FTIR'dan farklı olarak, ışıktan yararlanan Raman spektroskopi, lazer ışıktan koparılmış bir örnekle ışık tespit eder ve ayrıca, moleküler vibrasyonlara karşılık gelen enerjiyi kaybeder, tamamlayıcı bir spektrumu sağlar ve çok küçük partikülleri analiz eder (kaç mikrometreye kadar), plastik flake veya mikroplastikler için ideal kılar. Ayrıca, küçük plastikler ve opak malzemeler de dahil olmak üzere, NIR sistemleri de dahil olmak üzere çok daha iyi çalışır.

Son gelişmeler, geri dönüşüm merkezlerinde veya hatta atık denetçileri tarafından kullanılabilecek taşınabilir Raman cihazlarına yol açtı ve örnek yakmadan kaçınmaya yardımcı olabilir.[Döneticileri, ekleme ve kaplamaları tanımlama yeteneğine sahip].

YakınInfrared (NIR) Spectroskop

NIR spectroskopi, 780-2500 nm dalga aralığında çalışır, aşırı metal titreşimlerin aşırı uçları ve kombinasyonları görünür.En yaygın teknik, hız, güvenilirlik ve nispeten düşük maliyet nedeniyle. NIR sensörleri, her parçadan gelen spektral verileri yüzeye kadar tutabilir.

NIR sistemleri, çoğu zaman hafife alan PET, Atari, LDPE, PP ve PS (polistyrene) çok etkilidir. NIR teknolojisi, çok renkli plastiklerle (özellikle de karbon-kara pigmentli nesneler) aynı anda onlarca dalga boyun eğlendirici bir şekilde toplanabilir.Buraya hitap etmek için, tesisler genellikle NIR'yi diğer sensörlerle veya pre-reattme sistemleri ile birleştirir.[MİL teknolojisi, çok renkli ve hiperspectral NIR sensörleri ile birlikte, çok fazla sayıda dalga boyun eğlendirici cihazı toplamak için aynı anda birkaç dalga boyun eğlendiriciler toplamak için.

Lazer-Indük Breakdown Spectroskop (LIBS)

LIBS, klor (in PVC) gibi yüksek enerjili bir lazer pulu kullanıyor. plazma, numunenin elemental kompozisyonu karakteristik dalga dalga boyun eğik bir şekilde ortaya çıkıyor. plastik polimerler öncelikle karbon ve hidrojen, LIBS, klor gibi izlerini tespit edebilir (in PVC), bromine (sıratıcı plastik metaller) veya ağır metaller, örneğin hidrojenin elementleri tanımlamak için özellikle kullanışlıdır.

LIBS, bir saniyenin altında örnekleri analiz edebilir ve son portatif LIBS cihazları kazı bahçelerinde ve e- geri dönüşüm merkezlerinde dağıtılır. Ancak, yüzey duyarlılığı, kaplamaların veya kirlenmenin skew sonuçları olabileceğini anlamına gelir. Ek olarak, LIBS, bitmiş ürünlerin kaliteli kontrolü için kabul edilebilir bir mikro ölçekli bir tekniktir.

Hiperspectral Görüntüleme

Hiperspectral görüntüleme, uzaysal bilgilerle spektroskopi birleştirir. Bir kamera sadece plastik türü değil aynı zamanda uzaysal dağıtımdan (örneğin, bir görüntüdeki her pikselden oluşan çok katmanlı bir film) oluşur ve üç boyutlu veriler küpü oluşturur.

Hiperspectral sistemleri giderek gelişmiş geri dönüşüm tesislerinde kullanılır çünkü yüksek doğrulukla karışık atık akışları idare edebilir. Bunlar, çoklu polimerlerin laminatlandığı yerlerdeki paketleme için özellikle etkilidir.The Computing requests are higher than the point spectroskop, but updates in machine learning have made real-time processing possible. A White Paper from the Technical University of Denmark, hiperspectral sorting can improve returns correct% 15-20% compare to traditional NIRMIZFLT:0.(source)).

Otomatik Sorting Systems'de Uygulama

Tipik bir büyük ölçekli geri dönüşüm bitkisinde, plastik atıklar belirli bir polimer olarak tanımlanır (örneğin, PET), metallerden ve diğer kirleticilerden gelen hassas havayı doğru kıvrımlara kadar taşır.Bu işlem, yüksek hızda 10 tonluk bir malzemeden 10 tonluk bir miktara kadar hızlanır.

Örnek yüklemeler, TOMRA AUTOSORTTM serisini ve MSSTM (CP Group) optik türcüleri içerir ve bu çok hassas olmayan malzemeler için son derece azaltılabilir. Birçok bitki birden çok sposkopik yöntemler birleştirir: NIR zor parçalar için, Raman ve LIBS tehlikeli plastikleri kaldırmak için.

Kılavuzlama üzerinde Avantajları

  • [FONT:0)Speed:[Dönetici: [Döneticiler, ikinci, çok insan yeteneklerinin yüzlerce öğeyi tanımlar.
  • [FONT:0) Adaylık: [Dönetici: Makine vizyonu, hedefli polimerler için% 98 safını elde eder.
  • [FONT:0)Konsistency:[Dönetici:[Dönetici: 0,4] Otomatik sistemler yorulmadan 7/24 çalışır, yüksek aktarım sağlar.
  • [FONT:0)Güvenlilik: [Dönetici: [Dönetici: · 1] İşçilerin keskin, kirlenmiş veya tehlikeli atıklarla temasını kaldır.
  • [FONT:0]Cost-toksilik:[Dönetici:[Dönetici:0))[Dönetici:[Dönetici:0))))))) İlk yatırım yüksek olmasına rağmen, işgücü maliyetleri ve daha yüksek kaliteli resiliteler zaman içinde güçlü ROI sağlar.
  • [FONT:0)Data collection:[Dönetici:[Dönetici:0) Spectrooskopik veriler kaliteli kontrol, malzeme akış analizi ve uyumluluk raporlama için giriş yapılabilir.

Sınırlamalar ve Zorluklar

Onların gücüne rağmen, spektroskopik teknikler gümüş bir mermi değildir. Anahtar zorluklar şunları içerir:

Siyah Plastikler ve Karanlık Pigmentler

Karbon siyah, en yaygın pigment, kızılötesi ve yakın ışık absorbsiyon, siyah plastikleri NIR ve FTIR sensörlerine neredeyse görünmez hale getirebilir. Raman ve LIBS kısmen bu şekilde üstesinden gelebilir, ancak daha düşük aktarım noktaları yüksek hızlı bir şekilde kullanımlarını sınırlandırır. Bazı tesisler flore veya dokuya dayanan siyah eşyaları tanımlamak için görünür ışık kameralarını kullanır.

Karma-Malzeme ve Çok katmanlı Plastikler

Birçok ambalaj malzemesi birden çok polimeri birleştirir - örneğin, PP cap veya PE-koated kağıtboard ile bir PET şişe. Spektroskopik yöntemler genellikle sadece yüzey tabakasını okur. Hyperspectral görüntüleme ve gelişmiş sinyal işleme farklı katmanlardan farklı katkılar ayırt edebilir, ancak geleneksel nokta sensörleri için bir meydan okuma kalır.

Ekipman ve Bakım Maliyetleri

Yüksek uç spektroskopik türcüler, bu sistemleri işletmek ve korumak için eğitilmiş teknisyenlerin ihtiyaç duyduğu ve gelişmekte olan bölgelerde bir bariyer olabilir.

Örnek Hazırlık ve Sunum

Sualtı, topraklanmış veya ezilmiş plastikler, güvenilmez bir spektrum sunabilir. Consistent kemer hızı, aydınlatma ve malzeme akışı doğru tanımlama için kritiktir. Bazı durumlarda, önceden yıkan bir adım organik kirleticileri türlemeden önce kaldırmak gerekir.

Spectral Database Updates

Yeni plastik formülasyonlar, biyodegrad edilebilir polimerler ve katkı maddeleri düzenli olarak ortaya çıkıyor.Mevcut bir kütüphanenin doğru sınıflandırma için gereklidir. Cloud tabanlı veritabanı ve bitki verilerinden otomatik öğrenme çözümleri ortaya çıkıyor.

Future Yol Tarifi

Bir sonraki spektroskopik türleme üç temel trend tarafından yönlendirilecektir: 03.Dönetici istihbarat, miniaturizasyon ve veri entegrasyonu[Döneticisel sinir ağları (CNNs), geleneksel sinometrik yöntemlerden daha yüksek doğruluk ve sağlamlığı sınıflandırmak için spektral verileri sınıflandırmak. Bu modeller ayrıca geleneksel chemometrik yöntemler ile girişleri renk, şekil ve doku verileri ile birleştirir.

Portre ve el spektrometreleri daha uygun ve doğru hale geliyor. Bu cihazlar, çöp aletlerine güvenen küçük gericilere ve resmi atık işçilere karşı koruma sağlar. Örneğin, SpectroSort el NIR cihazı, iki saniye içinde 30 plastik türü tespit edebilir ve şu anda manuel yöntemlere güvenen küçük gericileri ve resmi atık işçileri doğrultabilir.

Nesnelerin İnterneti (IoT) ve bulut bilişimi, geri dönüşüm zincirindeki gerçek zamanlı paylaşımlarını sağlayacaktır. Bir şehirde bir tür bitki sınıflandırma modellerine benzer atık akışlarında toplanan verilere dayanarak güncelleştirmeleri alabilir. Bu işbirliği yaklaşımı, küresel olarak kapsamlı ⁇ kütüphanelerinin oluşturulmasını ve sıralama performansını hızlandıracaktır.

Son olarak, tek bir ünitede araştırma:0)hybrid sensör sistemleri), aksi takdirde alev gecikmeleri veya ağır metalleri birleştirebilecek olan tüm yüzeylerde tam bir kimyasal ve elemental profil sağlayacaktır.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Spektroskopik teknikler, hassas bir mühendislik operasyonuyla ilgili olarak plastik geri dönüşümleri çoktan dönüştürdü. FTIR, Raman, NIR, LIBS ve hiperspectral görüntüleme her biri dünya çapındaki her geri dönüşüme erişilebilir hale getirmek için eşsiz güçlü bir şekilde geri dönüşüm sağlar.Bu analitik araçlara yatırım yaparken, geri dönüşüm endüstrisi dramatik bir şekilde azaltılabilir ve pahalıya yardımcı olur - yüksek kaliteli atık ve taşınabilir cihazlar, makine öğrenimi ve taşınabilir cihazlar.