كل العيون تنتظر
بواسطة : جيري باول
تم نشر هذه المقالة فى مايو 2017 حول قضية إعادة تدوير البلاستيك. إشترك اليوم للوصول إلى كل محتويات الطباعة.
ومع ارتفاع حجم المواد البلاستيكية المستعادة ومع زيادة سهولة استعادة المواد الكبيرة القادمة (MRFs)، أصبح استخدام الأنظمة البصرية لفرز البلاستيك بالمواد الصمغية والألوان أكثر شيوعًا.
وقد ساعد هذا الطلب والاستثمار من المعالجات على دفع الابتكار البصري إلى الأمام. ولمساعدة القراء على فهم نظام تقنية التصنيف، تقدم هذه المقالة تحديث للحالة العامة. ويركز التقييم فقط على الطرق البصرية ولا يشمل أجهزة تحديد الراتنج المحمولة باليد أو أي تكنولوجيا أخرى، مثل الكهروستاتيكية أو الآلات التي تعتمد على فصل الكثافة.
من الزراعة إلى الابتكار بالأشعة تحت الحمراء
على الرغم من أنها غالبا ما توضع كطريقة حديثة لتكنولوجيا إعادة التدوير، فإن الفرز البصري نفسه هو قطاع امتد لـ 90 عامًا. وقد تم تطوير التكنولوجيا الأصلية لفرز الطماطم، والأرز، وحبوب البن وغيرها من المنتجات الزراعية.
ومن حيث فرز المواد البلاستيكية، تم استخدام أول مصنفات للألون في أواخرعام 1980 لفصل الألوان الشفافة من الـ PET الخضراء، وتم إحضار وحدات التعرف على الصمغ الأساسي إلى السوق لفرز حاويات PETوHDPE.
هذه الوحدات الجديدة حلت محل طريقة الاشتعال الجاف وطريقة اكتشاف الصمغ بالشم.
يمكن للفصل البصري التعامل مع أشكال مختلفة من البلاستيك، بما في ذلك الزجاجات وغيرها من المنتجات الأخرى أو المواد الممزقة مثل الرقائق. أيضًا، هناك وحدات لفرز الكرات البلاستيكية. وتستخدم آلات الفرز في مختلف تطبيقات إعادة التدوير، بما في ذلك MRFs ومصانع استصلاح البلاستيك.
يتضمن النظام النموذجي ناقل للتغذية؛ ومحدد الصمغ، ويستخدام جهاز استشعار، وجهاز كمبيوتر، وفصل هوائي. وغالبًا ما تستخدم مثل هذه الأنظمة جهاز للقياس مثل وحدة تغذية اهتزازية أو شاشة القرص، من أجل الإنتاج مع القليل أو بدون تثاقل.
ومن حيث تكنولوجيا فرز الصمغ العام، يتم استخدام طريقتين: الأشعة السينية والتحليل الطيفى. في النظم التي تعتمد على الأشعة السينية، تُحلل وحدة البلاستيك على مستوى عنصري. وهذا يشمل تقنية XRF (الأشعة السينية الضوئية).
أما من حيث التحليل الطيفي، فتقوم العديد من التقنيات بقراءة أطوال الموجات الخفيفة، بما في ذلك تحويل فورييه بالأشعة تحت الحمراء (FTIR)، الأشعة تحت الحمراء القريبة (NIR)، الأشعة تحت الحمراء متوسطة المدى (MIR) و ليزر رامان. هذه التقنيات الطيفية تشيع الضوء أو الليزر على البلاستيك ومن ثم تقيس امتصاص أو انكسار الضوء، نظراً لأن الجزيئات العضوية المختلفة تمتص الضوء في أطوال موجية مختلفة. ويقومون بالبحث عن المركبات، مثل الكربون- الهيدروجين، الكربون- أوكسجين، أو الكربون- الكربون. تلك المعلومات العنصرية تسمح للجهاز بتحديد نوع البلاستيك ومن ثم تقوم بالفرز.
ولكل نهج بصري مزاياه وعيوبه. على سبيل المثال، يمكن للـ XRF الكشف عن البروم والكلور، وبالتالي التمييز بين البلاستيكات الهالوجينية وغير الهالوجينية. أنظمة الأشعة السينية هي أيضا جيدة في فرز البلاستيك الملوث جداً. ومع ذلك، ككل، فإن وحدات الأشعة السينية هي أقل انتشاراً في فرز البلاستيك وتميل إلى أن تكون أكثر ملاءمة في تحديد المعادن.
أما الجانب السلبي لطرق التحليل الطيفي، فيتمثل في أنها لا تستطيع التعرف على الإضافات البرومينية، مثل تلك المستخدمة كعائق للحريق. أيضا، في حين أن طرق FTIR و ليزر رامان تقدم تفاصيل أكثر من الـ NIR، وأفضل في تحديد البلاستيك الأسود ذات جودة اللون العالية، فإن NIR يعتبر أسرع وأرخص، ويسيطر على السوق.
ويمكن أيضا فرز البلاستيك حسب اللون باستخدام تقنية الرؤية، التي توظف الكاميرات (غالبا كاميرات CCD الخطية)، والابتكار مثل قياس مدى الرؤية الطيفي.
الهدف نحو رفع الكفاءة
العديد من العوامل تحدد مدى فعالية وكفاءة وحدة الفرز في MRF أو فى الاستعادة.
تساعد تفاصيل المواد على تحديد الإنتاجية. فعلى سبيل المثال، عندما يهدف العاملون إلى استخدام جهاز لفئات فرز متعددة، فمن الممكن أن تنخفض الكفاءة العامة وقدرة المعالجة.
ويلاحظ المعالجون أيضا أن تغير الحجم يؤثر على الكفاءة، مع ظهور مشاكل إذا كانت المواد المستهدفة صغيرة جدا أو رقيقة. لذلك، فإن وحدة واحدة قد تفرز 7 إلى 8 طن في الساعة كما أنها تتعامل مع المواد المتماثلة وتحركها إلى عدة فئات. ولكن عندما يتم استخدام نفس الجهاز للتعامل مع الأصماغ المختلفة والبلاستيك
خفيف الوزن، فقد تنخفض الإنتاجية من 2 إلى 3 أطنان في الساعة.
كيف يتم تحسين الفعالية البصرية؟ في المقابلات التي أجريت مع ما يقرب من اثني عشر خبيراً، أدرجت النتائج والاتجاهات التالية:
* الآن، أصبحت الوحدات أكثر قابلية للتطوير. على سبيل المثال، عرض الحزام أصبح أوسع لزيادة الكفاءة.
* تم تخفيض عدد الأجزاء المتحركة. فعلى سبيل المثال، تم استبدال أجهزة استشعار الحالة الصلبة محل الأجهزة المناوبة أو الفاحصة.
* لفرز الرقائق، فإن الرقائق المتساوية في الحجم ترفع من الكفاءة.
* تعتبر مصنفات الرقائق أكثر تكلفة لكل رطل من الحمولة عن وحدة المصنفات الأخرى. لفرز الرقائق، فأنت تحتاج إلى أن تملك دقة عالية مقابل الحاويات المعالجة وصمامات هواء أقوى.
* يمكن تحسين المصنفات بتحسين البرمجيات الجديدة، وهكذا فيمكن للوحدات الموجودة التعامل مع الأصماغ أو المنتجات الجديدة.
* وتسعى الفواصل البصرية إلى استيعاب وحدات المعالجة الأخرى في MRFs.
* تتغير صناعة معدات الفرز باستمرار. حيث حدثت قاعدة بيانات تحتفظ بها " إعادة تدويرالبلاستيك بطرق حديثة" قائمة بـ 16 من منتجي المعدات لخدمة أمريكا الشمالية. تدخل الشركات الجديدة باستمرار إلى السوق في حين أن البعض الآخر في بعض الأحيان يخروج. لقد رأينا أيضا بعض عمليات الاتحاد والاستحواذ في هذا المجال.
* ويرتبط العديد من منتجي معدات الفرز رسمياً مع ممولي النظام بالكامل كوسيلة لتزويد حلول متكاملة.
* دخول صناع المعدات الصينية إلى سوق فرزالرقائق.
* وحسب أحد الاستنتاجات، ازداد عدد أنواع وحدات الفرز المختلفة من المنتجين أربعة أضعاف في العقد الماضي.
مستقبل الفرز
ويشير صانعو معدات الفرز البصرية والمستخدمون إلى حفنة من العوامل القوية التي يمكن أن تغير الصناعة بمرور الوقت.
ويركز موردو المعدات على تحديات الفرز الجديدة التي أعاقت جهود العديد من أصحاب المصالح في سلسلة قيمة إعادة تدوير البلاستيك.
فعىل سبيل المثال، مع تزايد برامج استعادة المواد، وأصبحت المجموعة القابلة لإعادة التدوير أكثر شيوعا، وجد المصنعون نوعية رديئة في المواد الواردة. وفى الوقت نفسه، تعني التغييرات في تصميم التعبئة والتغليف وجود المزيد من المواد الخطيرة في التيار. وتشمل هذه المنتجات ملصقات الزجاجات، وتغليف مرن ومتعدد الطبقات، وحزم صغيرة (جراب القهوة، وزجاجات دواء، وما إلى ذلك)، ثيرموفورمز PETوالمزيد من البلاستيك الأسود.
المرحلة المقبلة من الفرز من المرجح أن تشمل الآلات التي يمكن أن تعمل بشكل أسرع وتتميز بمكانة أعلى وحل طيفي. هناك حاجة إلى دقة أعلى للتعامل مع أشكال التعبئة والتغليف الجديدة المذكورة أعلاه. ويتمثل التحدي في استيعاب هذه المواد من تيار إعادة التدوير الداخلي ومن ثم زيادة المكونات المنفصلة.
إن الطبيعة المتغيرة لإنتاج البلاستيك سيظل قضية رئيسية بالنسبة للمعالجات. والحلول البصرية التي ستنجح في السوق هي تلك التي يمكن أن تتطور جنبا إلى جنب مع مزيج المواد.
جيري باول هو المؤسس والمحرر التنفيذي لإعادة تدوير البلاستيك بالطرق الحديثة، ويمكن التواصل معه على [email protected].
في تطوير هذا المقال، قام الخبراء التقنيين في العديد من الشركات بتقديم تعليقات، بما في ذلك تلك من B + B، إيغلفيزيون، الآلة الخضراء، MSS، NRT، بيلينس، سيسوتيك، وتومرا.
الرابط مصدر المقال
