اختصاصی بسپار/ نگرانی درمورد جداسازی پسماندهای پلاستیکی: چگونه دقت سواچینی را بهبود ببخشیم؟

بسپار/ایران پلیمر هدف شرکت‌‌های فناوری سواچینی حل وظایف چالش برانگیز از طریق پیشرفت در سامانه‌‌های نوری، رباتیک و هوش مصنوعی است.
فناوری‌های سواچینی که اخیرا معرفی شده‌اند به دنبال افزایش بازیافت و خلوص در مواد پسماند پلاستیکی کثیف‌تری هستند که آلودگی بالاتری دارند. پیشرفت‌ها در سواچینی نوری، حسگر و رباتیک در کنار پیشرفت نرم‌افزار و کارکردهای نظارتی می‌تواند بازیابی بطری‌ها، ظروف، فیلم‌ها، فلزبرگ‌ها را از منابع ترکیبی و هم‌‌چنین مواد آسیابی، پرک‌‌ها و دانه‌‌ها افزایش دهد.
روش‌های سواچینی که هوش مصنوعی (AI)، فناوری دید رایانه‌‌ای و خودکارسازی را در سامانه‌‌هایی با قابلیت بهبود دقت و سرعت جداسازی مواد از پسماند ترکیب می‌کنند، استفاده‌ی روزافزونی در تاسیسات بازیابی مواد (MRFs)، کارخانه‌های بازیافت پلاستیک و کارخانه‌های سازنده‌ی بسته‌بندی پیدا می‌کنند.
فناوری سواچینی از اتصال دوربین‌ها و حسگرهای اختصاصی با کارکرد بالاتر به محاسبات عددی نرم‌افزاری رایانه‌ای سود می‌برد که می‌تواند اطلاعات حاصل از تصاویر اشیا روی تسمه نقاله را برای شناسایی سریع مواد بازیافت‌پذیر بر اساس ویژگی‌هایی مانند شکل، بافت و ویژگی‌‌های رنگ یا غیربصری مانند اندازه، وزن و تراکم تفسیر کند.
هوش نرم‌افزاری که از طریق ارزیابی داده‌های جمع‌آوری‌شده به‌دست می‌آید، برای تفکیک مواد بازیافت‌پذیر از پسماند به بخش‌های مورد نظر با درجه‌ی بالایی از دقت استفاده می‌شود. تجزیه‌‌وتحلیل مجموعه داده‌ها باعث یادگیری عمیق می‌شود که در آن محاسبات عددی هوش مصنوعی و یادگیری ماشین به شبکه‌های عصبی آموزش می‌دهند تا تجهیزات سواچینی را برای تمایز بهتر مواد مختلف بازیافتی هدایت کنند که منجر به سواچینی دقیق‌تر و صحیح‌‌تر برای افزایش نرخ بازیافت با آلودگی کم‌‌تر می‌شود.
به گفته‌ی شرکت Tomra واحد Innosort Flake که سال گذشته راه‌اندازی شد، جداسازی همزمان پرک‌‌ها بر اساس نوع بسپار، رنگ یا ترانمایی را از پسماندهای مخلوط بسیار آلوده ارائه می‌دهد و به مواد ‌‌بازیافت‌پذیری دسترسی پیدا می‌کند که در غیر این صورت ممکن است از بین بروند یا برای کاربردهای درجه پایین‌تر از چرخه خارج شوند (شکل 2).
واحد Innosort Flake ترکیبی از حسگرهای قدرتمند نامیده‌‌شده توسط شرکت است که امکان سواچینی طیف وسیعی از بسپارها را فراهم می‌کند، در حالی که طراحی واحد، سطحی از انعطاف‌پذیری دستگاه را ارائه می‌دهد که اجرای چندین مرحله سواچینی و بازیابی را در یک واحد ممکن می‌سازد. به گفته‌ی مدیر بخش بین‌المللی شرکت، این واحد منجر به صرفه‌‌جویی قابل‌‌توجه در زمان همراه با جابه‌جایی کم‌‌تر مواد می‌‌شود.
به گفته‌ی شرکت Innosort Flake می‌تواند قطعات پلاستیکی مخلوط‌‌شده را که خردشده و به قطعات تمیز پلی‌‌اتیلن‌‌ترفتالات (PET)، پلی‌‌پروپیلن (PP)، پلی‌‌اتیلن (PE)، پلی‌‌وینیل‌‌کلراید (PVC)، آکریلونیتریل‌‌بوتادین استایرن (ABS)، پلی‌‌استایرن (PS)، پلی‌‌آمید (PA)، پلی‌‌کربنات (PC)، پلی‌‌لاکتیک‌‌اسید (PLA)، پلی‌‌متیل‌‌متاکریلات (PMMA)، پلی‌‌استال (POM) و موارد دیگر شسته شده‌اند، سوا کند. این مدل از فناوری طیف‌سنج پیشرفته NIR برای تشخیص دقیق بسپارهای مختلف از خوراک بسیار آلوده استفاده می‌کند. دوربین‌های دو طرفه با وضوح بالا برای تشخیص میلیون‌ها رنگ برای ایجاد بخش‌های تک رنگ استفاده می‌شوند. تصویربرداری با تضاد بالا هم‌‌چنین قادر است بین پرک‌‌های سفید، مات، طبیعی، ترانما و نیمه‌‌ترانما تمایز قایل شود و از دست دادن مواد را بکاهد و بازده را به حداکثر برساند. نورشناسی بالاتر دستگاه هم‌‌چنین شامل شدت روشنایی بیش‌‌تر با پس‌زمینه‌ی رنگی قابل تغییر، برای سواچینی انعطاف‌پذیر و سازگار است.

تجزیه‌‌وتحلیل داده‌‌ها
واحد Innosort در سه عرض کاری 1000 میلی‌‌متر، 1500 میلی‌‌متر و 2000 میلی‌‌متر ارائه می‌‌شود. می‌‌توان آن را با دو تا چهار ناوه (chute) سفارش داد و می‌‌تواند تا 8 تن در ساعت پرک را پردازش کند. به گفته‌ی شرکت Tomra، Innosort Flake دارای یک سامانه‌ی خنک‌‌کننده‌ی غیرفعال یکپارچه برای اطمینان از کارکرد پایدار و قابل‌‌اعتماد حتی در محیط‌‌های چالش برانگیز است.
سکوی ابری نظارت بر داده‌های Insight Tomra می‌تواند به عنوان یک سرویس افزودنی برای بهبود کارکرد سواچینی با بهینه‌سازی فرایندها از طریق تجزیه‌‌و‌‌تحلیل داده‌ها نصب شود. Tomra Insight می‌‌تواند معیارهای دیجیتالی مانند توان عملیاتی، توزیع مواد در سراسر تسمه نقاله، نرخ پذیرش و رد را ارائه دهد. این شرکت گفت که می‌تواند ناکارآمدی‌ها را شناسایی کند و تعمیر و نگهداری پیش‌بینی‌کننده را برای پشتیبانی بیش‌‌تر از کاهش افت بهره‌وری و از کار افتادن ماشین‌ها انجام دهد.

واحد Innosort Flake به دستگاه سواچینی Autosort Flake Tomra می‌پیوندد که برای کاربردهای پیشرفته مانند بازیافت بطری به بطری طراحی شده است که در آن آلودگی مواد خوراکی کم است اما الزامات کیفیت بالا است. این دستگاه دارای یک طیف‌‌سنج NIR در ترکیب با یک دوربین تمام رنگی و حسگر الکترومغناطیسی با حساسیت بالا برای تشخیص فلزات آهنی و غیرآهنی، ارائه‌ی هم‌زمان مواد، تشخیص رنگ و فلز برای دستیابی به خلوص بالا و توان عملیاتی پایدار است.

شرکت Tomra می گوید واحد جدید Innosort Flake از فناوری طیف‌‌سنج پیشرفته NIR برای تشخیص دقیق بسپارهای مختلف از خوراک بسیار آلوده استفاده می‌‌کند.

اشیا دشوار
سازنده‌ی آلمانی سامانه‌‌های جداسازی و سواچینی Sesotec، Varisort+ Film، یک سامانه‌ی چند حسگری جدید برای سواچینی فیلم‌های پلاستیکی را توسعه داد (شکل3). سواچین فیلم یک سامانه‌ی پودمانی است که بر اساس ویژگی‌های ثابت‌‌شده‌ی خانواده‌ی Varisort+device این شرکت است، اما پیشرفت‌های فنی جدیدی را در خود جای داده است که امکان انتقال بهینه‌ی بسته‌بندی و فیلم‌های انعطاف‌پذیر را فراهم می‌کند.
Varisort+Film دارای یک طراحی جدید جریان هوای آرام تولید شده است که فیلم را برای شناسایی و سواچینی مطمئن تثبیت می‌کند. یکی دیگر از نوآوری‌های گنجانده شده در واحد جدید، محفظه‌ی جداکننده با طراحی آیرودینامیکی است که از تلاطم هوا جلوگیری می‌کند که معمولا کارایی سواچینی بسته‌بندی انعطاف‌پذیر را مختل می‌کند.
شرکت Sesotec آخرین پیشرفت‌های خود را در روش‌های ارزیابی مواد با هوش مصنوعی را معرفی کرد که امکان تشخیص قابل اعتماد و تشخیص تمایز بسیاری از مواد را فراتر از محدودیت‌های فناوری‌های حسگر با فناوری بالا فراهم می‌کند.
این شرکت Object-Ai را توسعه داد که از فناوری حسگر رنگ و شکل با هوش مصنوعی برای طبقه‌‌بندی اشیایی استفاده می‌‌کند که قبلا تشخیص و شناسایی آن‌ها در جریان‌‌های مواد ناهمگن دشوار بود. به گفته‌ی شرکت Sesotec، ناخالصی‌‌ها یا تمایز مواد خوب یا بد بر اساس شکل، رنگ و بافت را می‌‌توان با استفاده از یک روش چند متغیره شناسایی کرد که به طور موثر توسط افشانک‌‌های دمشی طبقه‌‌بندی می‌‌شود.

واحد جدید فیلم Varisort+ Sesotec دارای ویژگی‌‌هایی برای تثبیت پسماند فیلم در هنگام سواچینی است
هم‌‌چنین NIR-Ai جدید است که می‌‌تواند بین محصولات پلاستیکی مشابه نوری، به عنوان مثال مانند PET تک‌‌لایه و PET چندلایه، تفاوت قائل شود. به گفته‌ی شرکت Sesotec توانایی NIR-Ai برای تمایز بین بسپارهای نزدیک یا بسیار متفاوت با استفاده از تجزیه‌‌و‌‌تحلیل طیفی منجر به افزایش دقت و سازگاری فرایند سواچینی و بهبود عملکرد سواچینی، به‌ویژه برای پلاستیک‌های مخلوط و پلاستیک با مواد افزودنی می‌شود. راه‌حل NIR-Ai برای تمام مدل‌های Varisort+family موجود است و می‌توان آن را روی واحدهای موجود نصب کرد. Object-Ai در حال حاضر برای مدل‌های Varisort+ Film، Flex و Unity موجود است، زیرا این سامانه‌‌ها با سخت‌افزار با قابلیت هوش مصنوعی به‌صورت استاندارد عرضه می‌شوند.
پیش سواچینی

برگردان: مهندس رویا پورشوشتر
Roya.p7@gmail.com

(ادامه دارد …)

متن کامل این مقاله را در شماره 274 ماهنامه بسپار که در نیمه مردادماه 1404 منتشر شده است، می خوانید.

در صورت تمایل به دریافت نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک با شماره های ۰۲۱۷۷۵۲۳۵۵۳ و ۰۲۱۷۷۵۳۳۱۵۸ داخلی ۳ سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید. نسخه الکترونیک این شماره از طریق طاقچه  و  فیدیبو  قابل دسترسی است.