Sensorik und Laborgeräte für das Kunststoffrecycling und die Kunststoffverarbeitung sowie für das Textilrecycling

Nahtlose Farbmessung inline, mobil und im Labor – basierend auf demselben Messprinzip und derselben Technologie, unter Verwendung des 0°/45°-Farbmesssystems SPECTRO-3-FIO-MSM-ANA-DL in Kombination mit dem Sensor-Frontend KL-D-0°/45°-85-…-D-S-A3.0.

Zunehmender Einsatz von Recyclingmaterialien
Der weltweit zunehmende Einsatz von Rezyklaten ist aus mehreren Gründen von großer Bedeutung:
• Umweltschutz
• Abfallvermeidung
• Kreislaufwirtschaft
• Energieeinsparung
• Gesetzliche Anforderungen

Perfekte Farbkonsistenz erreichen – eines der wichtigsten Ziele im modernen Kunststoffrecycling
Das Ziel von Kunststoffrecyclern ist es, ein Qualitätsniveau zu erreichen, das dem von Neuware so nahe wie möglich kommt. Eines der wichtigsten Kriterien in diesem Zusammenhang ist die Farbe. Die möglichst präzise Erkennung von Farbabweichungen – idealerweise inline während des Produktionsprozesses – ist daher unerlässlich. Eine genaue Inline-Farbmessung von Rezyklaten beginnt mit der Auswahl der richtigen Messstelle innerhalb des Produktionsprozesses. Anspruchsvolle Bedingungen wie hohe Materialtemperaturen, sich bewegende Granulate und erhöhte Luftfeuchtigkeit erfordern robuste und leistungsstarke Sensortechnologie.

Echtzeit-Farbsteuerung von Rezyklaten – sowohl inline während der Produktion als auch im Labor
Um eine schnelle Beurteilung der Rezyklatqualität hinsichtlich der Farbe zu ermöglichen, sollte die Messung unmittelbar nach der Granulierung erfolgen. Die Messung kann entweder direkt auf dem Rüttelförderer oder durch ein Schauglas am Silo durchgeführt werden. Darüber hinaus kann natürlich auch eine Probe aus dem laufenden Produktionsprozess entnommen und anschließend im Labor analysiert werden.

Farbmessung von Rezyklaten während der Produktion
Die Farbe des Rezyklats ist ein wichtiges Qualitätskriterium, da sie als Indikator für mögliche Verunreinigungen dienen kann. Dunklere oder ungleichmäßige Farben können darauf hindeuten, dass das Rezyklat nicht vollständig gereinigt wurde oder aus verschiedenen Kunststoffarten besteht. Eine einheitliche und ansprechende Farbe ist für viele Endprodukte von entscheidender Bedeutung. Rezyklate mit einer einheitlichen Farbe verbessern das Erscheinungsbild des Endprodukts.

Inline-Farbmessung von Rezyklaten in einer Recyclinganlage
Die Farbe von Rezyklaten kann zunächst unmittelbar nach dem Extrusionsprozess gemessen werden. Das Farbsensorsystem ist auf den Rezyklatstrom ausgerichtet, der auf einer Vibrationsrutsche befördert wird. Dank der robusten Bauweise des Sensorsystems sind zuverlässige Messungen auch bei hohen Rezyklattemperaturen, turbulent bewegten Granulaten und erhöhter Luftfeuchtigkeit möglich.

Inline-Farbmessung an der Vibrationstrocknungsanlage
Der Vibrationstrockner ist direkt dem Granulierungsprozess für Rezyklat nachgeschaltet. Am hinteren Ende des Vibrationsförderers sind die Granulate bereits trocken genug, um eine Inline-Farbmessung durchzuführen. Es muss jedoch berücksichtigt werden, dass das Material entlang des Vibrationsförderers relativ turbulent transportiert wird und dass mit schwankenden Materialflusshöhen zu rechnen ist.
→ KL-D-0°/45°-85-2000-A3.0                   
    + SPECTRO-3-FIO-MSM-ANA-DL
    + SI-PPC-500-15“ 
       (Monitor- und Parametriereinheit)

Inline-Farbmesssystem mit zusätzlichen Sensoren zur Abstandsregelung, Temperaturüberwachung, Verunreinigungserkennung und Polymertyp-Identifizierung
Ein erweitertes Messsystem, das auch am Vibrationstrockner installiert werden kann, ist eine Kombination aus einem Farbmesssystem und einem System zur Polymertyp-Identifizierung, das im NIR-Bereich arbeitet.
→ NIRCOL-SYS-85

Das kompakte Inline-Farbmesssystem COL-SYS-85-CL für den Vibrationsbereich
Das System COL-SYS-85-CL ist eine vereinfachte Inline-Version, die ausschließlich für die Farbmessung konzipiert wurde. Auch hier wird die für eine genaue Messung erforderliche Höhe des Granulatstroms mithilfe einer flachen Platte festgelegt, die als Granulatabschirmung dient. Die Kalibrierung erfolgt direkt am höhenregulierten Granulatstrom.
→ COL-SYS-85-CL

Inline-Farbmessung von Granulat durch ein am Granulat-Trockner angebrachtes Schauglas
Die Farbe von Kunststoffgranulat kann inline durch ein direkt am Granulat-Trockner angebrachtes Schauglas gemessen werden. Dieses berührungslose Messverfahren ermöglicht eine kontinuierliche Überwachung der Granulatfarbe während des Produktionsprozesses, ohne den Materialfluss zu beeinträchtigen.
→ SPECTRO-3-0°/45°-MSM-INLINE-ANA
     + SI-PPC-500-15“

Stabilisierung der Pelletfarbe durch Steuerung der Dosierung von Additiven an den Dosieraggregaten unmittelbar vor dem Extruder
Volumendosiergeräte lassen sich relativ einfach über externe Signale (0 V bis 10 V oder 4 mA bis 20 mA) steuern. Ein Elektromotor treibt die Förderschnecke des Dosiergeräts an, wobei 0 V einem Stillstand der Schnecke entspricht und 10 V die maximale Dosierrate darstellt.

Das Regelungssystem zur Farbstabilisierung von Recyclingmaterial
Eine typische Rezeptur für die Herstellung von Recyclingmaterial enthält Angaben dazu, welche Masterbatches oder Additive in den jeweiligen Dosiereinheiten verwendet werden und in welchen Mengen sie zugegeben werden sollen.

Messgenauigkeit und Vergleichbarkeit von Farbwerten
In vielen Recyclinganlagen wird der L*a*b*-Farbwert eines Recyclats bereits im Labor gemessen. Der inline gemessene Farbwert sollte so nahe wie möglich an dem im Labor ermittelten Farbwert liegen. In vielen Fällen wird eine Spritzgießmaschine verwendet, um aus dem aus der Produktion entnommenen Recyclingmaterial eine Spritzgussplatte herzustellen, deren Farbwert anschließend bestimmt wird.

Anzeige und Aufzeichnung der inline ermittelten Farbwerte
Die DOCAL Windows®-Software dient zur numerischen und grafischen Darstellung der L*a*b*-Farbwerte sowie ihrer Abweichung dL*da*db* vom Sollwert. Gleichzeitig werden die Daten in einer Datei auf dem Panel-PC gespeichert und können zudem über Feldbus (ProfiNet) oder Ethernet übertragen werden.

Bestimmung der Farbwerte von Rezyklaten mit einem mobilen Farbmesssystem
Mit dem mobilen Farbmesssystem lassen sich Farbmessdaten schneller als im Labor erfassen, auch ohne installiertes Farbsensorsystem. Eine Rezyklatprobe kann vor Ort aus der Produktion entnommen und in das mobile Gerät eingefüllt werden (Trichtervolumen: 11 Liter). Das mobile Farbmesssystem wird auf die gleiche Weise kalibriert wie das Inline-Gerät.
→ SPECTRO-3-0°/45°-MSM-MOBILE-ANA-P

Bestimmung der Farbwerte von Rezyklaten im Labor
Die L*a*b*-Farbwerte einer Recyclatprobe lassen sich mit dem Farblaborgerät ebenfalls mit hoher Genauigkeit (dE < 0,3) bestimmen, ohne dass zuvor aufwendig eine Spritzgussplatte aus Recyclat hergestellt werden muss.
Die hohe Farbgenauigkeit wird durch die Messung des Recyclatstroms und die kontinuierliche Mittelwertbildung der Messwerte erreicht. Dadurch wird der Einfluss der zufälligen Position der einzelnen Granulate im Lichtfleck des Messgeräts eliminiert.
→ SPECTRO-3-0°/45°-MSM-LAB-ANA-LF

Kalibrierung mit der DOCAL-Software SPECTRO3-MSM-DOCAL-Scope VX.X
Mithilfe des Kalibrierungsassistenten ist die Kalibrierung des Systems äußerst einfach gestaltet. Zunächst wird der Benutzer aufgefordert, eine geeignete RAL-Farbkarte für den Weißabgleich auszuwählen (zum Beispiel RAL 9010).

Kompaktes Laborsystem zur Farbmessung von Recyclingmaterialien
Mithilfe einer Messplatte und einer optomechanischen Schiene wurde ein sehr kompaktes und kostengünstiges Farbmesssystem entwickelt. Die Recyclingproben werden in die mitgelieferten Schalen gefüllt und in einer Acht-Bewegung seitlich unter dem Lichtfleck hindurchgeführt. Dadurch wird eine Genauigkeit erreicht, die mit der einer Inline-Messung vergleichbar ist.
→ SPECTRO-3-0°/45°-MST

Farbmessung von Rezyklaten in der Kunststoff verarbeitenden Industrie
Aufgrund des zunehmenden Einsatzes von Rezyklaten in der verarbeitenden Industrie ist es ratsam, eine Eingangskontrolle durchzuführen, um Qualitätsschwankungen des Rezyklats zu vermeiden.
Das SPECTRO-T-4-10-DIF-VISNIR ermöglicht die Farbprüfung des Rezyklats in verschiedenen Phasen des Produktionsprozesses:
• am Silo
• am Materialzufuhrbehälter
• an der Dosiereinheit
→ SPECTRO-T-4-10-DIF-VISNIR

Farbmessung am Granulatsilo
An einer geeigneten Stelle am Granulatsilo wird ein Schauglas angebracht und anschließend ein geeigneter Farbsensor (0°/45°- oder d/0°-Verfahren) installiert. Die Farbwerte werden ebenfalls mit der DOCAL Windows®-Software ausgewertet.
→ SPECTRO-T-4-INLINE-VISNIR

Farbprüfung des Recyclats während der Materialzuführung und -dosierung
Eine Farbprüfung des Recyclats kann auch am Materialzuführbehälter durchgeführt werden. Der Anlagenbediener wird frühzeitig über die Farbqualität des verwendeten Recyclats informiert. Darüber hinaus können die Farbmessdaten in Echtzeit an die Qualitätssicherungsabteilung übermittelt werden

Ein Sensor. Drei Welten.
Mobil. Labor. Inline.
Der SPECTRO-T-4 bringt die bewährte Technologie aus der Wareneingangskontrolle ins Labor und direkt in die Produktion. Prüfen Sie Pellets sofort nach der Anlieferung – sogar direkt im Big Bag. Keine Probenahme, keine Verzögerungen, keine Kompromisse.

Eine Sensorplattform –
Labor, Inline und mobil
Messen Sie überall mit derselben Sensortechnologie und vergleichen Sie die Ergebnisse zuverlässig. Ob im Labor, direkt an der Produktionslinie oder mit einem mobilen Gerät – Sie arbeiten stets nach demselben Messprinzip.

Die gesamte Messintelligenz ist
direkt in den Sensor integriert
Die integrierte Elektronik und Firmware übernehmen den gesamten Messvorgang, während der Panel-PC als komfortable Schnittstelle für Visualisierung, Überwachung und Datenerfassung dient.
Neben der Bereitstellung präziser L*a*b*-Farbwerte und deren Abweichungen (dL*, da*, db*) von einer ausgewählten Referenz liefert das SPECTRO-T-4 gleichzeitig Messdaten im Nahinfrarotbereich N*i*r*, einschließlich der entsprechenden Abweichungen (dN*, di*, dr*).
(...)
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Hochgenaue Erkennung von Farbe und Polymertyp für optimierte Qualitätssicherung
Inspiriert von der Natur haben wir unsere Farbsensorsysteme mit NIR-Technologie ausgestattet – jetzt erkennen sie nicht nur die Farbe, sondern auch die Kunststoffart.

Es geht nicht nur darum, das Messfeld vom sichtbaren Bereich auf den NIR-Bereich zu erweitern – es geht auch darum, ein und denselben Sensor für mobile Anwendungen, im Labor und sogar für Inline-Anwendungen einzusetzen. Mit dem SPECTRO-T-4-MOBILE können Pellets sofort nach der Lieferung getestet werden – sogar in Big Bags. Einfach den Sensor im Granulat platzieren, Starten der Messung mittels Panel-PC und Bewegung des Sensorkopfes in Achterform. Die Messgenauigkeit liegt dabei bei dE < 0.3 und dNir < 0.3. Dank des zusätzlichen Akkus im tragbaren Gerät kann der Sensor stundenlang betrieben werden.
→ SPECTRO-T-4-MOBILE-VISNIR

Ein und derselbe Sensor für Labor, Inline-Messung und mobilen Einsatz – mit vergleichbaren Ergebnissen. Die Pellets werden im laufenden Betrieb gemessen, und immer durch ein Sichtfenster, das die Optik vor dem Produktstrom schützt. Ein wesentlicher Vorteil der Messung von Pellets in Bewegung besteht darin, dass die zufällige Ausrichtung jedes Pellets im Lichtfleck effektiv ausgeglichen wird. Innerhalb weniger Sekunden während das Granulat aus dem Trichter fließt, ergibt sich so ein stabiler Mittelwert – mit einem dE-Wert und einem dNir-Wert von 0,3. Die Messung startet per Knopfdruck.
→ SPECTRO-T-4-LAB-VISNIR

Inline kann das SPECTRO-T-4 Sensor-system über ein Schauglas direkt an eine Dosiereinheit montiert werden. Die Messdaten zeigen, ob das Rezyklat 1:1 verwendet werden kann oder ob Neuware hinzugefügt werden muss, um innerhalb der Toleranzgrenzen zu bleiben. Die Sensordaten können auch direkt an die Dosierstation übermittelt werden, um den Regelkreis zu schließen.
Pellets soeben angeliefert? Egal ob im Silo, Tagessilo oder an der Sackentleerungsstation – die Qualität des Rezyklats lässt sich direkt vor Ort prüfen. Die Sensordaten werden dabei über Ethernet oder Profinet direkt an die Qualitätssicherung übermittelt.
→ SPECTRO-T-4-INLINE-VISNIR

Der Sensor erledigt alles – Hardware und Firmware über-nehmen die Messung, der Panel-PC dient lediglich als Fenster zur Anzeige und Protokollierung.
Neben den Farbwerten L*a*b* und deren Abweichungen dL*, da* und db* zur gewählten Referenz liefert der SPECTRO-T-4 auch Messdaten im nahen Infrarotbereich N*i*r*, einschließlich der Differenzen dN*, di* und dr* zum vorgegebenen Referenzwert. Doch das Sensorsystem speichert nicht nur L*a*b* und N*i*r* Werte mit ihren Referenzabweichungen – es protokolliert zusätzlich die Rohwerte X,Y,Z im sichtbaren Bereich sowie NIR1, NIR2 und NIR3 im Infrarotbereich.

In der Fertigung zählt der Trend, in der Qualitätssicherung die Grenzwerte – und beide Seiten erhalten die Daten sofort, von der Produktion bis ins Backoffice. Weicht ein Messwert ab, macht der Trend dies frühzeitig sichtbar – ein echter Gewinn für den Bediener.
Gleichzeitig kann der Sensor seine Daten über serielle Schnittstellen an eine übergeordnete Kontrolleinheit übertragen, die die Dosier-einheit anweist, wie auf Toleranzüberschreitungen zu reagieren ist. Wird eine Toleranzgrenze erreicht, wird dies sofort angezeigt: Durch einen farbigen Rahmen in der Trendanzeige und einem eingefärbten Hintergrund in der Messwert- und Delta-Anzeige.
→ SPECTRO-T-4-10-DIF-VISNIR