Comunicados de imprensa Sensor Instruments

There are already a number of systems for separating and sorting plastic waste according to color and plastic type. In addition, image processing systems, paired with artificial intelligence (AI), provide good services in the recognition of shapes or in the search for applied barcodes or QR codes and so-called digital watermarks when separating plastic packaging. But what happens in the further course of the recycling process after washing and shredding the pre-sorted material? Especially if they are fragments or flakes of the same color and the same type of plastic?
A printed code or digital watermark can then no longer be used, which means that it is no longer possible to differentiate between food and non-food, for example. After regranulation, the recyclate can no longer be used to determine the area in which the source material was used.
In order to be able to check the section in the recycling process immediately before and after the recyclate is extruded, a permanent, processing-resistant and temperature-resistant marking or coding must be applied to the plastic matrix. This makes it possible to close the gap in material monitoring, particularly with regard to identity, origin and quality. The marking typically consists of phosphorescent, inorganic microparticles. Due to their inert properties and size,
they can be incorporated into almost all plastic products. Marker-based masterbatches from Gabriel-Chemie are now available under the brand name TAGTEC (Taggant Technology). (...)

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The use of more and more recyclates in the plastic processing industry, driven not least by the EU Packaging and Packaging Waste Regulation (PPWR) with regard to the proportion of recyclates in plastics, also increases the need to carry out a check according to the type of plastic of the respective recyclate in addition to the color check already carried out in the laboratory. There is no lack of adequate sensor technology during the sorting and separating process, as various machine builders offer sorting systems equipped with so-called hyperspectral cameras suitable for the NIR range. These are suitable for sorting whole objects as well as for separating plastic fragments and flakes. However, for economic reasons these NIR cameras are less suitable for more selective product monitoring. Discrete sensors and sensor systems, which are both very compact in design and inexpensive to purchase, are more appropriate for this purpose.
In addition to stationary laboratory devices SPECTRO-T-3-0°/45°-LAB-LF and SPECTRO-T-3-DIF/0°-LAB-LF, mobile laboratory systems SPECTRO-T-3-0°/45°-MOBILE-P and SPECTRO-T-3-DIF/0°-MOBILE-P are also available. To avoid sending the measuring systems in for regular recalibration, on-site calibration has been integrated into the devices. (...)

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Soot-blackened plastic, like a black hole that devours all light? Not quite! Although a large proportion of the light hitting the black plastic material is absorbed in the visible and near infrared range (NIR), the absorption behavior of Carbon Black products in the mid infrared range (MIR) is rather low compared to light-colored materials. In the MIR range, therefore, a window opens that provides an insight into the type of plastic used. Different Carbon Black plastics have a characteristic spectral absorption behavior in the MIR range, which makes it possible to differentiate between different types of plastic in this wavelength range.
Up to now, black plastic has tended to be downcycled, at least in open cycles, i.e. the recycled material is no longer intended for its original use but is instead used for lesser purposes.
In view of the fact that around 1/6 of the plastic material produced each year currently consists of carbon black, there is an increasing need for action to return the recycled material to its original area of application. In the automotive industry in particular, but also in the electronics and construction industries, soot-blackened plastic is predominantly used.
At present, however, the range of sorting and separation systems for separating Carbon Black by type of plastic is still limited. This is probably preliminary due to the fact that hyperspectral cameras suitable for the MIR range are still quite expensive and require intensive servicing. Together with partner companies, Sensor Instruments is taking an alternative approach here; the three-range method known from the visible wavelength range has been transferred to the MIR range. L*a*b* became M*i*r* and instead of measuring in the visible range (400nm to 700nm), measurements are taken in the mid-infrared range between 2.5µm and 5.0µm. (...)

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Why should the color of recyclates also be measured?
A lot of effort is already put into separating the color of the objects to be recycled. The color separation of whole plastic objects is followed by a further color separation of the flakes or plastic fragments after shredding and the subsequent washing and drying process.
However, due to the changes in the EU Packaging and Packaging Waste Regulation (PPWR) regarding the proportion of recycled material in plastics (for example, from 2025, at least 25% of disposable PET beverage bottles must contain recycled plastic (recyclate) and from 2030 at least 30%), the quality requirements for the recyclate to be produced is increasing.
The plastics processing industry places the same quality demands on the recyclate as it does on virgin material, and the color of the recyclate is one of these quality demands. Although random recyclate color measurements are carried out in the laboratory at recycling companies, in most cases, the color of the recyclate is not monitored at the production facilities.
This is certainly also due to the fact that fewer recyclates have been used in new plastic products to date and also to the lack of suppliers of such inline recyclate color measurement systems, but measuring systems are now also available for this field of application. Sensor Instruments took care not only to develop an inline color measurement system, but also include the items required for on-site calibration in its product range. (...)

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Como é possível determinar a espessura de uma camada de revestimento entre dois filmes PET?
Quatro pares de filmes PET com diferentes espessuras de revestimento entre os dois filmes PET (10 µm, 20 µm, 50 µm e 80 µm) foram analisados usando o método de luz transmitida MIR.
No lado do receptor, estavam disponíveis duas faixas de comprimento de onda com comprimentos de onda centrais de 2,95 µm e 3,90 µm (SPECTRO-M-2-2.95/3.90). A distância entre o filme PET e o transmissor MIR era de aproximadamente 20 mm.
A presença de uma camada de silicone em um filme plástico transparente também foi investigada usando esse método de medição, com o resultado de que essa camada também pode ser detectada muito bem.

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Medição de quantidades de pulverização muito baixas em zonas potencialmente explosivas
Para aplicações com baixa aplicação de spray, uma solução baseada no princípio da luz refletida é a primeira opção. Como a maioria dessas aplicações ocorre em zonas potencialmente explosivas, um sistema de fibra ótica é a escolha preferida. Com essas aplicações, o jato de pulverização geralmente não pode mais ser visto a olho nu. 
Com a parte dianteira em fibra ótica ABL-V-ARRA-KL-M18-XL-A3.0 em conjunto com o sistema eletrônico de controle SPECTRO-T-1-FIO-R/R, tanto a presença quanto a densidade do jato de pulverização podem ser determinadas de maneira confiável a uma distância de 60 mm entre a parte dianteira e o jato de pulverização.

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O software Windows® SPECTRO3 MSM DOCAL Scope permite uma calibração em linha dos sensores de cor de várias maneiras, que são explicadas em mais detalhes abaixo.

Calibração usando cartões plásticos coloridos RAL

A empresa RAL gGmbH, de Bonn, oferece aproximadamente 300 cartões plásticos coloridos diferentes, que são medidos usando o método d/8°. Os valores L*a*b* correspondentes são anotados em cada revestimento incluído no cartão plástico colorido.

Além disso, o respectivo valor L*a*b* resultante da medição de 45°/0° é registrado no cartão plástico colorido RAL, como também no revestimento do cartão plástico colorido RAL, que pode ser obtido na Sensor Instruments GmbH, e também recebe um número de 5 dígitos. A Sensor Instruments insere continuamente um número de 5 dígitos junto com o valor de cor L*a*b* medido no cartão plástico colorido RAL em um arquivo de calibração para novos cartões plástico coloridos RAL a serem medidos. Durante o processo de calibração, apenas os cartões plásticos coloridos RAL a serem calibrados precisam ser apresentados ao sistema de sensores e o número de 5 dígitos correspondente deve ser inserido no software. Nesse modo de calibração, somente os cartões plásticos coloridos RAL são usados como referência, o que permite uma comparação independente do local dos resultados de medição, por exemplo, em empresas com vários locais, pois nesse caso não há necessidade de consultar os colorímetros portáteis.

Calibração usando placas de moldagem por injeção de cores e reciclados

Em muitos casos, no entanto, o que se deseja é exatamente essa referência a dispositivos de medição de cores manuais ou laboratoriais existentes, pois isso facilita a comparação dos valores de medição entre a produção e o laboratório. Essa referência a dispositivos de medição de cores já em operação usando o software SPECTRO3 MSM DOCAL Scope é explicada em mais detalhes abaixo. Além dos sistemas de medição de cores em linha, a Sensor Instruments também oferece dispositivos de laboratório que funcionam exatamente de acordo com o mesmo procedimento e cujo sistema de sensores é idêntico. Estão disponíveis tanto sistemas que medem por meio de um visor quanto dispositivos que direcionam diretamente para o reciclado a ser medido.

Medição de cor em linha usando o
SPECTRO-3-0°/45°-MSM-INLINE-ANA
e o instrumento de laboratório
correspondente SPECTRO-3-0°/45°-MSM-CMU

Em ambos os casos, a calibração pode ser realizada diretamente no reciclado, enquanto os valores de referência L*a*b* são determinados usando placas de moldagem por injeção feitas do mesmo lote de reciclado que está disponível para os dispositivos a serem calibrados. Os valores de referência L*a*b* são determinados com base nas placas de moldagem por injeção usando os dispositivos de medição de cores manuais ou de laboratório disponíveis na respectiva empresa.

Medição de cor em linha usando um
SPECTRO-3-FIO-MSM-ANA-DL
em conjunto com um Frontend
KL-D-0°/45°-85-1200-D-S-A3.0-VIS
e o instrumento de laboratório
SPECTRO-3-0°/45°-MST correspondente

Aqui também, as placas de moldagem por injeção fornecem os valores de cor de referência L*a*b*. O Frontend ótico é direcionado diretamente para o reciclado a uma distância de 85 mm. O reciclado disponível durante a calibração também é usado para produzir as placas de moldagem por injeção. Portanto, as placas de moldagem por injeção e o reciclado vêm do mesmo lote.

Ao calibrar usando o instrumento de laboratório SPECTRO-3-0°/45°-MST, recomenda-se mover a bandeja de coleta de reciclados na direção x, y durante o processo de calibração, mantendo a mesma distância da extremidade frontal do sensor, de modo que a posição aleatória dos pellets possa ser compensada. Isso é feito em linha, transportando os pellets em um transportador vibratório. O fluxo de reciclado assume uma velocidade típica de 50 mm/s até 100 mm/s. Durante um processo de calibração com duração de 30 seg., por exemplo, o fluxo de reciclado se move de 1,5 m a 3 m, ou seja, a média dessa distância de medição é calculada durante o processo de calibração. O resultado da medição é correspondentemente preciso e independente da posição aleatória do granulado. Até mesmo as vibrações, que ocasionalmente fazem com que os pellets ressoem e depois “saltem”, podem ser amplamente compensadas durante o processo de medição com duração de alguns segundos. Um dos fatores decisivos aqui é o grande tamanho do ponto de luz de aprox. 20 mm de diâmetro, que permite a média ótica de um grande número de pellets, mesmo quando parados.

 

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The increasing use of recyclates in the plastics industry means that efficient product control is assuming ever-greater importance. Whilst laboratory-based random quality control was sufficient in the past, the industry is increasingly considering the deployment of 100% control, especially in terms of the color gradient. Sensor Instruments has launched a number of inline systems to perform this function. Providing production staff with information about recyclate production at a very early stage, this covers not only the trend in the color of the recyclates, but the color of the recyclates in combination with their temperature, whilst monitoring the product flow level. The product flow level is important for exact determination of the recyclate color, whilst also providing timely information about a possible blockage of the sieve immediately after the vibrating feeder. The data is also made available for quality assurance via a digital-serial interface (Ethernet).

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While downcycling of plastic products still predominated in the past, the form of recycling in which the reused plastic is put to the same or a comparable use is now becoming increasingly important. This in turn means considerable additional technical effort in separating and sorting the items delivered to the recycling plant throughout the recycling process. After separation of as many non-plastics as possible, for example by means of metal separators and wind separation, sorting is currently primarily by color (color sorting systems) and type of plastic (NIR cameras). Despite pre-sorting, where mainly whole articles are checked, as well as post-sorting (after shredding the plastic articles and subsequent washing) of the plastic particles known as flakes, it is not possible to achieve 100% grade purity. Certain variations in color must also be expected. In order to allow unrestricted use of the recyclates produced in this way, they must be checked for purity before the next processing step, at the very latest immediately before extrusion. Typically, this could be done by a metering system equipped with appropriate sensors.

 
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Às vezes, faz sentido segui-las. Por exemplo, consciência ou conselhos sinceros de amigos. Seguir o Instagram ou o LinkedIn? Podemos ficar divididos quanto a isso. A corrente principal? "Tudo está bem! Mas nem sempre, nem em todos os lugares, nem para todos" (Livremente baseado em Novalis). Nós, na Sensor Instruments, tendemos a preferir o caminho individual e é exatamente por isso que faz sentido segui-lo de vez em quando: as cores, por exemplo.
Especialmente com relação às cores de materiais reciclados, nossos estimados companheiros de mercado têm estado bastante ocupados ultimamente. Enquanto isso, não há quase nenhuma empresa no setor da reciclagem de plásticos que não tenha um dos dispositivos portáteis de medição de cor disponíveis em seu laboratório para medir a cor de materiais reciclados. Eles fazem seu trabalho, sem dúvida nenhuma. Com a facilidade de uso prevista, a um preço acessível e preciso. Preciso?

 
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Qual é a melhor maneira de monitorar meu produto durante todo o seu ciclo de vida?
O passaporte digital de produtos da R-Cycle, abreviado como DPP, oferece uma excelente base para isso. Com a ajuda do DPP, os dados relevantes sobre o produto e a reciclagem podem ser consultados de maneira simples. O DPP pode ser aberto por meio de diferentes códigos: com um código QR ou com a ajuda de marcas de água digitais, que podem ser aplicadas ao produto como mangas ou etiquetas ou gravadas a laser no molde de injeção em código 3D.
As marcas de água digitais são consideradas à prova de cópia, enquanto um código QR pode ser facilmente imitado. Por outro lado, em combinação com os batches mestres TAGTEC da Gabriel-Chemie, um código QR também pode ser classificado como "seguro". Os batches mestres TAGTEC da Gabriel-Chemie contêm uma rica seleção de diferentes marcadores excitáveis por luz que podem ser detectados usando a tecnologia especial de sensores ópticos da Sensor Instruments. Os produtos com a marca TAGTEC provaram ser à prova de adulteração e, especialmente em combinação com as possibilidades oferecidas por um DPP, sendo possível realizar um monitoramento muito robusto e confiável da cadeia de suprimentos..

 
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Improved Sorting of Plastic Waste with Luminescent Pigments
The HolyGrail 2.0 Initiative aims to improve the sorting of plastic waste. For this purpose, digital watermarks containing information on packaging type, material, and usage will be applied on products. However, the method also has certain drawbacks. Here, luminescent pigments provide an alternative that is permanent and can withstand several processing cycles.

 

Considerando que, enquanto fabricante de sensores, era ainda suficiente fornecer dispositivos com saídas digitais, assim como uma saída de tensão analógica de 0V a +10V e também uma saída de corrente analógica de 4mA a 20mA, num futuro previsível a comunicação entre os sistemas de sensores e os comandos programáveis (CLP) seria principalmente de modo digital serial com uma taxa de dados correspondentemente alta. Ou seja, o futuro pertence à chamada Ethernet Industrial..