Sutco RecyclingTechnik GmbH
Forschung und Entwicklung
Paffrather Str. 102
51465 Bergisch Gladbach
Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines online-fähigen, übertragbaren Verfahrens zur kontinuierlichen Qualitätsbestimmung der Produkt-Materialien im Output von Abfallsortieranlagen für LVP. Ausgangspunkt sind die ohnehin vorhandenen Sensordaten der NIR-Trenner. Aufbauend auf den Ergebnissen des Projekts EnSort soll dabei eine herstellerübergreifend einheitliche Ausgabe der sogenannten „unified statistic“ definiert und genutzt werden, welche die tatsächlich gemessenen Flächenanteile der Partikel ausweist. Das Verfahren soll auf dieser standardisierten Flächendatenbasis eine belastbare, massebezogene Bestimmung der Materialzusammensetzung ermöglichen und damit eine standardisierte Produktqualifizierung nach der DIN SPEC 91466-1 unterstützen.
Die Qualität wird definiert als
• Anteil des Zielmaterials im positiv sortierten Materialstrom (Reinheit),
• materialspezifische Grenzwerte für Störstoffe (Überschreitungen unzulässig).
In diesem Projekt soll daher ein Verfahren entwickelt werden, welches aus den vorhandenen Anlageninformationen (Sensormessungen der laufenden Trennaggregate) die Inhalte der Sortierprodukte (Ballen) spezifikationsgerecht und sicher bestimmt. Entsprechend erster Voruntersuchungen ist auf den vorhandenen Maschinen zusätzliche Analyse-Software nachzurüsten und ergänzende Analysegeräte (z. B. Kamerasysteme mit erweiterten Perspektiven) zu installieren. Ziel ist die Entwicklung einer allgemein übertragbaren Berechnungsmethodik, die in bestehende Anlagen integriert werden kann. Derzeitige Sensoren sowohl der bewährten NIR-Trenner als auch neuerer Bilderkennungs-Einrichtungen wie z. B. PolyPerception oder Greyparrot generieren Flächeninformationen (2D-Informationen) zu Partikeln (den Verpackungen). Eine Grundvoraussetzung hierfür ist eine gute Partikelseparation, da übereinanderliegende Partikel oder Partikel-Konglomerate sich nicht sinnvoll auswerten lassen. Gleichzeitig ist jedoch eine hohe Bandbelegung (Partikel/m² Bandfläche) oft die Voraussetzung für eine wirtschaftlichen Anlagenbetrieb mit hohem Massendurchsatz. Für die Entwicklung des vorgeschlagenen Ansatzes wird hier jedoch davon ausgegangen, dass eine hinreichend gute Partikelseparation durchgeführt wird. Als Forschungsfrage ergibt sich hieraus, welcher Anteil des Partikelstromes trotz einer guten Separierung als nicht detektierbares Partikel-Konglomerat (z. B. ineinandergesteckte Becher oder befüllte Beutel) vorliegt.
Das konkrete Ergebnis des vorgeschlagenen Vorhabens die Entwicklung der standardisierten Analyse-Methodik. Die Methode wird zur Bestimmung und Ausweisung der Materialzusammensetzung aller Produktballen aus der LVP-Sortierung (DIN SPEC 91466-konform) durch Bild- und KI-gestützte Charakterisierung der Ballen-Vormaterialien und Erstellung eines marktgerechten „Ballen-Produktpasses“ entwickelt. Hierzu werden die aus der im Sortierprozess vorhandene Sensorik generierten Werte an die Anforderung einer Analyse angepasst. Derzeit verfügen moderne Anlagen über zahlreiche NIR (Nahinfrarot)-Sensoren zur Sortierung. Diese NIR-Systeme erfassen den Flächenstrom [Fläche/Zeit] als zweidimensionale Projektion des Materials auf dem Band und trennen in einen positiven (Zielmaterial) und negativen Strom (Nicht-Zielmaterial). Eine systematische Echtzeit-Qualitätsbewertung fehlt bislang. Hierzu sind umfangreiche Anpassungen dieser online laufenden Analysen erforderlich. Weiterhin sind ergänzende Sensoren wie z.B. Kameras zur Messung von nicht im Sortierprozess benötigten Parametern zu installieren um die für die Qualitätskontrolle vollständige Analyse zu liefern.
Die als Vorhabensergebnis angestrebte plug-in-Lösung für bestehende LVP-Sortieranlagen erlaubt wie schon erwähnt ein schrittweises Ausrollen der Digitalisierung (produktbasierte Stoffstromanalyse nach DIN SPEC), auch für bestehende Anlagen. Es muss lediglich sichergestellt werden, dass die ortsaufgelöste analytische Zuordnung von zu sortierenden Chargen auf dem Weg durch die Anlage nicht verloren geht. Diese Effekte werden durch eine entwicklungsbegleitende Ökobilanzierung quantifiziert.