Prodecologia 開發(fā)了一種基于 Specim 技術(shù)的分選機(jī)，可實(shí)現(xiàn) 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(shí)現(xiàn)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(fù)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(xué)問題。“聚合物廢物是一個世界性的生態(tài)問題，應(yīng)該通過聚合物回收來解決，”Prodecologia 首席技術(shù)專家 Andrii Honchar 說?！拔覀儾粦?yīng)該依賴?yán)盥駡鎏幚?，而?yīng)該專注于將聚合物廢物轉(zhuǎn)化為可重復(fù)使用的材料?！?/span>使用二次聚合物的動機(jī)主要是由于環(huán)境問題的加劇和公眾對增加生態(tài)責(zé)任的要求。然而，回收在經(jīng)濟(jì)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(chǎn)的一半。經(jīng)過深入分析后，Prodecologia 開發(fā)了一種聚合物回收技術(shù)，可以提高效率并限制環(huán)境浪費(fèi)。Prodecologia 成立于東歐，是一家專注于設(shè)計(jì)、制造和供應(yīng)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(rèn)為是一種復(fù)雜的新工藝。在應(yīng)對各種挑戰(zhàn)后，Prodecologia 現(xiàn)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(shù)。圖 1：Prodecologia 的 NIR 分離器。分離PET、PVC、PE、PP等塑料。
PP + PE 混合物的產(chǎn)能為 600-700 kg/h，PET 薄片的產(chǎn)能為 500-600 kg/h。工作區(qū)域?qū)挾?1200 毫米。
Prodecologia 決定開發(fā)和實(shí)施新的復(fù)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(shù)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?jǐn)?shù)。Honchar 說：“有效處理最大數(shù)量的不同投入和原材料的能力是評估聚合物技術(shù)的主要標(biāo)準(zhǔn)?！?br style="box-sizing: border-box;"/> Prodecologia 旨在實(shí)施復(fù)雜的技術(shù)解決方案，使聚合物純度分?jǐn)?shù)高于 98%。該過程的第一步是基于眾所周知的摩擦起電效應(yīng)現(xiàn)象對聚合物進(jìn)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(shù)在處理相對簡單的產(chǎn)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(shù)對聚合物混合物進(jìn)行分類不允許靈活地改變輸入產(chǎn)品或聚合物材料的類型。這些技術(shù)限制使得純度分?jǐn)?shù)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(chǎn)可持續(xù)的聚合物回收技術(shù)，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(biāo)是實(shí)現(xiàn)聚合物濃度高于 98% 的純度。該公司確定高光譜成像技術(shù)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(jié)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(jī)是一種有效的檢測工具，可以對普通相機(jī)或人眼看不見的各種物質(zhì)的濃度進(jìn)行定位、分類和量化。之前發(fā)現(xiàn)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(xiàn)的不同類型的聚合物（PP、PE、PS、ABS、PET、PVC 和 PC）進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的分類。在近紅外光譜范圍內(nèi)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(chǎn)品。圖 2：兩臺 Specim FX17 高光譜相機(jī)可實(shí)時檢查物料流并識別不同類型的聚合物。
圖3：實(shí)時高光譜掃描可識別不同類型的聚合物。粉色代表PE，藍(lán)色代表PP。
在最初開發(fā)第一臺實(shí)驗(yàn)室近紅外分離器時，Prodecologia 咨詢了多家光譜相機(jī)制造商，但確定大多數(shù)公司無法完全滿足實(shí)施該工業(yè)項(xiàng)目所需的嚴(yán)格技術(shù)條件。該公司認(rèn)為 Specim 是一家能夠滿足該項(xiàng)目復(fù)雜性的相機(jī)和軟件制造商。“Specim 是一家可行的高光譜視覺技術(shù)供應(yīng)商，擁有豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，”Honchar 說?！皯{借廣泛的產(chǎn)品，公司可以選擇和利用最適合其組織的需求和目標(biāo)的技術(shù)?！?/span>近紅外分離器的工作原理是首先識別混合物每個顆粒內(nèi)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(xué)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(jī)，因?yàn)樗哂懈叻直媛屎透邘使δ堋?/span>1.Specim FX17 NIR 高光譜相機(jī)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(yīng)用程序。SpecimONE 包括：· Specim FX 相機(jī)：經(jīng)過工業(yè)驗(yàn)證的 HSI 相機(jī)· SpecimINSIGHT：HSI 數(shù)據(jù)分析軟件工具· SpecimCUBE：數(shù)據(jù)處理平臺SpecimINSIGHT 軟件使 Prodecologia 的數(shù)據(jù)分析師能夠高效地離線分析從 Specim HSI 相機(jī)收集的高光譜數(shù)據(jù)，并創(chuàng)建和驗(yàn)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(yùn)行，后者將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絻?nèi)聯(lián)系統(tǒng)，以實(shí)時對不同的塑料類型進(jìn)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(shí)施 NIR 分離器只花了六個月的時間，與其他陷入開發(fā)數(shù)年且從未完全完成的系統(tǒng)相比，這是一個巨大進(jìn)步。”圖5：分離結(jié)果。左邊是剔除的 PP，右邊是濃縮純度高達(dá) 98% 的 PE。
NIR 分選技術(shù)采用環(huán)境可持續(xù)且經(jīng)濟(jì)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(zhì)量聚合物濃縮物的有效工具。利用這項(xiàng)技術(shù)，Prodecologia 現(xiàn)在可以按類型對多組分聚合物混合物進(jìn)行分類。Specim 的 NIR 高光譜相機(jī)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(biāo)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(jìn)入垃圾填埋場，因?yàn)楣鈱W(xué)分揀系統(tǒng)很難識別它們。這被廣泛認(rèn)為是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，但 Prodecologia 相信 Specim FX50MWIR（中波紅外）高光譜相機(jī)能夠有效處理黑色聚合物的回收，因?yàn)槠浞诌x黑色塑料所需的 2.7–5.3 μm 光譜范圍。Prodecologia 認(rèn)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(chǎn)生巨大的財(cái)務(wù)和環(huán)境影響。圖 6：Specim FX17 相機(jī)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(shù)據(jù)。
圖 7：SpecimINSIGHT 軟件允許用戶探索高光譜數(shù)據(jù)并創(chuàng)建和分類模型。
圖 8：SpecimCUBE 處理平臺實(shí)時運(yùn)行 SpecimINSIGHT 創(chuàng)建的分類模型。
(來源:Specim高光譜成像)
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