Решение проблемы переработки черного пластика с помощью технологии гиперспектральной визуализации в диапазоне средних инфракрасных волн (MWIR)
Пластик стал неотъемлемой частью нашей жизни, а его мировое производство превышает 380 миллионов тонн в год. Значительная доля этого пластика производится в черном цвете, который выбирают из-за его эстетичного вида, долговечности и функциональности в ключевых отраслях, таких как автомобилестроение, электроника и упаковка пищевых продуктов. Тем не менее, черный пластик представляет собой серьезную проблему для переработки, поскольку его светопоглощающие свойства делают его "невидимым" для традиционных технологий сортировки. Это привело к низким показателям переработки черного пластика, что вызывает все большую озабоченность по поводу его воздействия на окружающую среду.
Почему существует черный пластик и какую проблему он представляет?
Черный пластик часто изготавливают из переработанного материала, чтобы скрыть дефекты или неоднородный цвет. Такое производство позволяет сократить количество пластиковых отходов, отправляемых на свалки, поскольку дает возможность повторно использовать уже окрашенный пластик. Однако пигменты, которые и придают черному пластику его цвет, поглощают свет, что делает его невидимым для систем сортировки, использующих технологию ближнего инфракрасного диапазона (NIR).
В результате черный пластик часто сортируют неправильно и отправляют на свалку, а не на переработку. Это создает серьезную проблему, поскольку правительства во всем мире ужесточают экологические нормы в отношении переработки. Во многих регионах производители обязаны использовать все больше переработанного пластика в своей продукции, но без эффективных способов переработки черного пластика достичь этих целей сложно.
Прорывная технология: гиперспектральная съемка в диапазоне средних инфракрасных волн
Представляем гиперспектральную визуализацию (HSI) в средневолновом инфракрасном (MWIR) диапазоне – революционную технологию, способную решить проблему сортировки черного пластика. В то время как традиционные системы ближнего инфракрасного (NIR) диапазона (0,9–1,7 мкм) испытывают трудности с обнаружением черного пластика из-за поглощающих свет пигментов, таких как технический углерод, HSI работает в спектральном диапазоне 3–5 мкм, открывая новые возможности для идентификации материалов.
В MWIR диапазоне пластики демонстрируют уникальные спектральные характеристики, обусловленные их молекулярным составом. Эти "спектральные отпечатки" позволяют MWIR HSI различать различные типы пластика независимо от их цвета. Даже черный пластик, обычно невидимый для систем NIR, может быть надежно идентифицирован, поскольку его молекулярная структура по-разному отражает свет в спектре MWIR.
За счет регистрации этих спектральных особенностей, гиперспектральная визуализация в средневолновом инфракрасном диапазоне (MWIR HSI) обеспечивает точную, бесконтактную оптическую сортировку черного пластика в реальном времени, что значительно повышает эффективность процесса переработки. Этот оптический метод представляет собой экологически чистую альтернативу традиционным методам гравитационной сепарации, которые требуют большого количества воды, соли и других ресурсов и могут загрязнять окружающую среду.
Specim FX50: гиперспектральная съемка в диапазоне средних инфракрасных волн в действии
Гиперспектральная камера Specim FX50 представляет собой эффективное решение для сортировки черного пластика. Она является единственной гиперспектральной камерой на рынке, которая охватывает весь средневолновой инфракрасный (MWIR) спектральный диапазон от 2,7 до 5,3 мкм, что необходимо для точной сортировки черного пластика.
Specim FX50 позволяет быстро и надежно сортировать:
- Черный пластик;
- Каучуки;
- Пластики и резины, не окрашенные в черный цвет.
Рисунок 1 - Гиперспектральная камераSpecim FX50.
Рисунок 2 - Образцы PS, ABS, PE, PA и PC, отсортированные с помощью Specim FX50.
Разработанная для промышленного использования, камера Specim FX50 использует технологию построчной развертки (pushbroom) для точной идентификации пластика и резины на высоких скоростях, обеспечивая высокопроизводительную сортировку на конвейерных лентах. В реальных условиях она способна обрабатывать до 300 кг пластиковых хлопьев в минуту с точностью, достигающей 99%, что значительно повышает скорость и эффективность процесса сортировки.
Рисунок 3 - Схема процесса распознавания пластика и резины с помощью камеры Specim FX50.
Реальные приложения и преимущества для отрасли
Отрасли, активно использующие черный пластик, такие как автомобилестроение, электроника и упаковочная индустрия, могут получить значительные преимущества от этой передовой технологии. Например, черный пластик широко применяется в приборных панелях, бамперах и элементах отделки салона автомобилей. Обеспечивая эффективную сортировку этих материалов, MWIR HSI помогает автопроизводителям достичь поставленных целей по переработке и снизить негативное воздействие автомобильного производства на окружающую среду.
В электронной промышленности черные пластиковые корпуса повсеместно используются в различных устройствах, от смартфонов до бытовой техники. Благодаря гиперспектральной визуализации в средневолновом инфракрасном диапазоне, переработчики могут эффективно сортировать черный пластик из отслужившей электроники, помогая производителям соответствовать все более строгим требованиям к утилизации электронных отходов.
Пищевая промышленность также может извлечь выгоду из этой технологии. Черные пластиковые контейнеры широко используются для упаковки готовых блюд и других продуктов питания. Повышая эффективность сортировки этих контейнеров, MWIR HSI помогает уменьшить количество пищевых отходов, попадающих на свалки.
Экологические и экономические преимущества переработки черного пластика
Сортировка и переработка черного пластика предоставляет значительные экологические и экономические преимущества. Переработка предотвращает попадание черного пластика на свалки или мусоросжигательные заводы, сокращая загрязнение окружающей среды и сохраняя ценные ресурсы. Это также помогает замкнуть цикл обращения с пластиковыми отходами, способствуя переходу к экономике замкнутого цикла, где материалы повторно используются, а не выбрасываются.
С экономической точки зрения, переработка черного пластика позволяет производителям экономить средства. Возможность повторного использования черного пластика в новых продуктах снижает потребность в первичном сырье, что сокращает производственные издержки. Кроме того, предприятия могут избежать штрафов за несоблюдение правил переработки, что делает MWIR HSI экономически целесообразным решением для компаний, стремящихся оставаться конкурентоспособными на все более экологичном рынке.
Соответствие глобальным целям устойчивого развития
Внедрение технологии гиперспектральной визуализации в диапазоне MWIR в процессы переработки отходов не только приносит пользу отдельным отраслям, но и способствует достижению глобальных целей устойчивого развития. Цели устойчивого развития ООН (ЦУР), в частности, Цель 12 (Ответственное потребление и производство), подчеркивают необходимость сокращения отходов и повышения эффективности использования ресурсов. Гиперспектральная визуализация в диапазоне MWIR помогает предприятиям соответствовать этим целям и нормам, а также вносит вклад в более устойчивое будущее, обеспечивая эффективную переработку черного пластика.
Кроме того, по мере того, как все больше стран внедряют системы расширенной ответственности производителя (РОП), которые возлагают на производителей ответственность за управление жизненным циклом своей продукции, включая утилизацию и переработку, технология MWIR HSI становится незаменимым инструментом для соблюдения нормативных требований. В таких регионах, как Европа, где такие правила уже действуют, внедрение этой технологии может предоставить компаниям значительное конкурентное преимущество.
Заключение: новая эра переработки черного пластика
Внедрение технологии гиперспектральной визуализации в средневолновом инфракрасном диапазоне (MWIR), представленной камерой Specim FX50, знаменует собой важный этап в переработке черного пластика. Решая проблемы, связанные с традиционными системами ближнего инфракрасного диапазона и альтернативными неоптическими методами сортировки, эта инновационная технология обеспечивает эффективную сортировку черного пластика, способствуя сокращению отходов на свалках, поддержке экономики замкнутого цикла и достижению глобальных целей устойчивого развития.
Поскольку автомобильная, электронная и упаковочная промышленность продолжают сталкиваться с трудностями в переработке черного пластика, MWIR HSI предлагает современное, экологически безопасное и экономически выгодное решение. Внедряя эту технологию, лидеры отрасли, политики и сторонники устойчивого развития могут добиться значительного прогресса в решении проблемы пластиковых отходов и проложить путь к более экологичному будущему.
