Prodecologia 開發(fā)了一種基于 Specim 技術的分選機，可實現 98% 的聚合物純度。Specim 的高光譜成像用于創(chuàng)建 Prodecologia 的近紅外 (NIR) 分離器，這是一種識別、分類和分離不同類型聚合物的工具，從而實現更高效、更有效的聚合物回收過程。將聚合物廢料加工成可重復使用的材料以供二級市場使用近年來，聚合物廢物對環(huán)境的影響已成為一個緊迫的社會學問題?！熬酆衔飶U物是一個世界性的生態(tài)問題，應該通過聚合物回收來解決，”Prodecologia 首席技術專家 Andrii Honchar 說?！拔覀儾粦撘蕾嚴盥駡鎏幚?，而應該專注于將聚合物廢物轉化為可重復使用的材料。”使用二次聚合物的動機主要是由于環(huán)境問題的加劇和公眾對增加生態(tài)責任的要求。然而，回收在經濟上也是可行且節(jié)能的。將聚合物廢料加工成供二級市場使用的新材料所需的總能源消耗僅為初級聚合物生產的一半。經過深入分析后，Prodecologia 開發(fā)了一種聚合物回收技術，可以提高效率并限制環(huán)境浪費。Prodecologia 成立于東歐，是一家專注于設計、制造和供應磁力分離器、金屬探測器和靜電分離器的公司。盡管 Prodecologia 之前曾回收過電纜廢料、印刷電路板和各種其他材料，但聚合物壓制被廣泛認為是一種復雜的新工藝。在應對各種挑戰(zhàn)后，Prodecologia 現在專注于創(chuàng)造有效處理和回收聚合物廢品的可持續(xù)技術。圖 1：Prodecologia 的 NIR 分離器。分離PET、PVC、PE、PP等塑料。
PP + PE 混合物的產能為 600-700 kg/h，PET 薄片的產能為 500-600 kg/h。工作區(qū)域寬度 1200 毫米。
Prodecologia 決定開發(fā)和實施新的復雜聚合物加工解決方案，以滿足客戶的多樣化需求。但開發(fā)這些技術面臨著一些挑戰(zhàn)，包括可回收聚合物有各種形狀、尺寸和純度分數。Honchar 說：“有效處理最大數量的不同投入和原材料的能力是評估聚合物技術的主要標準?！?br style="box-sizing: border-box;"/> Prodecologia 旨在實施復雜的技術解決方案，使聚合物純度分數高于 98%。該過程的第一步是基于眾所周知的摩擦起電效應現象對聚合物進行靜電分離，其中涉及創(chuàng)建靜電場并使具有相反極性的聚合物充電。盡管靜電技術在處理相對簡單的產品時非常有效，但很難獲得純度超過 95% 的最終聚合物濃縮物。使用該技術對聚合物混合物進行分類不允許靈活地改變輸入產品或聚合物材料的類型。這些技術限制使得純度分數接近 95%，但客戶通常需要純度等級高于 98% 的聚合物混合物。Prodecologia 還面臨著歐洲和中國聚合物回收市場上其他公司的激烈競爭。Prodecologia 致力于生產可持續(xù)的聚合物回收技術，以便在國際回收市場上獲取競爭優(yōu)勢。為了滿足客戶的要求，目標是實現聚合物濃度高于 98% 的純度。該公司確定高光譜成像技術是有效分類、處理和回收聚合物廢料的可行解決方案。通過將成像和光譜相結合，高光譜成像比基于 X 射線、RGB 或多光譜傳感器的傳統(tǒng)系統(tǒng)具有許多優(yōu)勢。線掃描高光譜相機是一種有效的檢測工具，可以對普通相機或人眼看不見的各種物質的濃度進行定位、分類和量化。之前發(fā)現的許多問題可以使用近紅外 (NIR) 區(qū)域的高光譜成像來解決。NIR 光譜可以對家庭和工業(yè)廢物中發(fā)現的不同類型的聚合物（PP、PE、PS、ABS、PET、PVC 和 PC）進行準確可靠的分類。在近紅外光譜范圍內操作時，高光譜成像可以通過單次掃描快速有效地在線識別和分類各種類型的聚合物材料，從而提高回收材料的純度（超過 98%）并限制廢物副產品。圖 2：兩臺 Specim FX17 高光譜相機可實時檢查物料流并識別不同類型的聚合物。
圖3：實時高光譜掃描可識別不同類型的聚合物。粉色代表PE，藍色代表PP。
在最初開發(fā)第一臺實驗室近紅外分離器時，Prodecologia 咨詢了多家光譜相機制造商，但確定大多數公司無法完全滿足實施該工業(yè)項目所需的嚴格技術條件。該公司認為 Specim 是一家能夠滿足該項目復雜性的相機和軟件制造商。“Specim 是一家可行的高光譜視覺技術供應商，擁有豐富的行業(yè)經驗，”Honchar 說?！皯{借廣泛的產品，公司可以選擇和利用最適合其組織的需求和目標的技術。”近紅外分離器的工作原理是首先識別混合物每個顆粒內的各種類型的聚合物。然后使用高速氣動系統(tǒng)提取和分離顆粒。高光譜成像 (HSI) 通過快速有效地分析塑料樹脂的化學成分來加快這一過程。為了最大限度地提高聚合物加工效率和回收材料的純度，Prodecologia 選擇了 Specim FX17 NIR HSI 相機，因為它具有高分辨率和高幀率功能。1.Specim FX17 NIR 高光譜相機可形成每個粒子的 HSI圖像2.微處理器單元可識別并創(chuàng)建每種混合物的 RGB 模型圖4：空氣噴射器射出被剔除的材料。
Prodecologia 利用 Specim 的光譜成像平臺 SpecimONE 為其 NIR 分離器開發(fā)聚合物分選應用程序。SpecimONE 包括：· Specim FX 相機：經過工業(yè)驗證的 HSI 相機· SpecimINSIGHT：HSI 數據分析軟件工具SpecimINSIGHT 軟件使 Prodecologia 的數據分析師能夠高效地離線分析從 Specim HSI 相機收集的高光譜數據，并創(chuàng)建和驗證分類模型以識別不同類型的聚合物。然后，使用 SpecimINSIGHT 創(chuàng)建的分類模型在 SpecimCUBE 上運行，后者將數據傳輸到內聯(lián)系統(tǒng)，以實時對不同的塑料類型進行分類。Prodecologia 通過 SpecimONE 平臺顯著加快了 NIR 分離器的開發(fā)。Honchar 表示：“使用 Specim 的硬件和軟件解決方案實施 NIR 分離器只花了六個月的時間，與其他陷入開發(fā)數年且從未完全完成的系統(tǒng)相比，這是一個巨大進步?！?/span>圖5：分離結果。左邊是剔除的 PP，右邊是濃縮純度高達 98% 的 PE。
NIR 分選技術采用環(huán)境可持續(xù)且經濟可行的方法，幫助 Prodecologia 解決了聚合物回收市場之前面臨的挑戰(zhàn)。近紅外區(qū)域的高光譜成像是獲得高質量聚合物濃縮物的有效工具。利用這項技術，Prodecologia 現在可以按類型對多組分聚合物混合物進行分類。Specim 的 NIR 高光譜相機與 Prodecologia 的 NIR 分離器完美集成，為高效的工業(yè)聚合物回收創(chuàng)造了協(xié)同解決方案。Prodecologia 的下一個目標涉及黑色聚合物的回收。黑色塑料占家庭和工業(yè)廢物的很大部分。其中大部分最終進入垃圾填埋場，因為光學分揀系統(tǒng)很難識別它們。這被廣泛認為是一項具有挑戰(zhàn)性的任務，但 Prodecologia 相信 Specim FX50MWIR（中波紅外）高光譜相機能夠有效處理黑色聚合物的回收，因為其分選黑色塑料所需的 2.7–5.3 μm 光譜范圍。Prodecologia 認為，能夠從廢物流中回收黑色塑料的系統(tǒng)將對未來的聚合物廢物加工行業(yè)產生巨大的財務和環(huán)境影響。圖 6：Specim FX17 相機采用線掃描模式工作，可用于收集近紅外 NIR 區(qū)域（900 至 1700 nm）的高光譜數據。
圖 7：SpecimINSIGHT 軟件允許用戶探索高光譜數據并創(chuàng)建和分類模型。
圖 8：SpecimCUBE 處理平臺實時運行 SpecimINSIGHT 創(chuàng)建的分類模型。
(來源:Specim高光譜成像)
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