راهنمای دقت جداسازی | AISORT

معیارهای اصلی جداسازی

خلوص (درجه)

تعریف: درصد کسری پذیرفته شده که به‌درستی ماده هدف طبقه‌بندی شده است.

فرمول: خلوص = (ماده هدف پذیرفته شده به‌درستی) / (کل ماده پذیرفته شده) × ۱۰۰٪

مثال: اگر سطل پذیرش شامل ۹۸۰ کیلوگرم PET هدف و ۲۰ کیلوگرم آلاینده‌های غیر PET باشد، خلوص = ۹۸۰/(۹۸۰+۲۰) = ۹۸٪.

زمانی که بیشترین اهمیت را دارد: کاربردهای درجه غذایی که محدودیت‌های آلاینده قانونی هستند (EFSA/FDA)؛ مواد با ارزش بالا که آلودگی کل بسته را تنزل می‌دهد؛ مشخصاتی که برای هر درصد پایین‌تر از خلوص هدف، جریمه‌های قراردادی اعمال می‌شود.

بازیابی (بازده)

تعریف: درصد ماده هدف موجود در خوراک که به‌درستی به کسر پذیرفته شده هدایت می‌شود.

فرمول: بازیابی = (ماده هدف پذیرفته شده به‌درستی) / (کل ماده هدف در خوراک) × ۱۰۰٪

مثال: اگر خوراک شامل ۱,۰۰۰ کیلوگرم PET هدف باشد و ۹۸۰ کیلوگرم به پذیرش برسد، بازیابی = ۹۸۰/۱,۰۰۰ = ۹۸٪. ۲۰ کیلوگرم از دست رفته به اشتباه به کسر رد شده پرتاب شده است (منفی کاذب).

زمانی که بیشترین اهمیت را دارد: ماده هدف با ارزش بالا که هر درصد از بازیابی از دست رفته به طور مستقیم درآمد را کاهش می‌دهد؛ کاربردهای جداسازی مثبت که هدف استخراج حداکثر ارزش از یک جریان مخلوط است.

مبادله خلوص و بازیابی

خلوص و بازیابی در مقابل یکدیگر قرار دارند. افزایش آستانه پرتاب برای حذف آلاینده‌های بیشتر، ماده هدف بیشتری را نیز پرتاب می‌کند (کاهش بازیابی). کاهش آستانه برای جذب ماده هدف بیشتر، آلاینده‌های بیشتری را نیز عبور می‌دهد (کاهش خلوص). نقطه عملیاتی بهینه به ارزش اقتصادی خلوص در مقابل بازیابی برای کاربرد خاص بستگی دارد.

حالت عملیاتی	خلوص	بازیابی	بهترین برای
اولویت خلوص	حداکثر قابل دستیابی	۸۰-۹۰٪	rPET درجه غذایی، مواد درجه دارویی، نیازهای خلوص مشخص شده در قرارداد
متوازن	۹۵-۹۸٪	۹۰-۹۵٪	بیشتر کاربردهای بازیافت تجاری؛ rPET درجه بطری؛ بازیابی پلاستیک‌های مهندسی
اولویت بازیابی	۸۵-۹۲٪	۹۵-۹۹٪	هدف کم‌ارزش که حجم مهم‌تر از خلوص است؛ پیش تغلیظ قبل از جداسازی ثانویه؛ پیش تغلیظ معدنی

عوامل مؤثر بر دقت جداسازی

ارائه خوراک

تنها عامل قابل کنترل‌ترین در دقت جداسازی نحوه ارائه ماده به حسگرها است. یک جداساز فقط می‌تواند آنچه را که می‌بیند طبقه‌بندی کند:

• تک لایه در مقابل چند لایه: ماده باید در یک لایه منفرد در سراسر ناودان پخش شود. ذرات هم‌پوشان یکدیگر را از حسگرها پنهان می‌کنند. ارائه تک لایه معمولاً ظرفیت را به ۰.۵-۱.۵ تن در ساعت به ازای هر متر عرض ناودان محدود می‌کند (وابسته به ماده).
• فاصله ذرات: ذرات باید به اندازه کافی از هم جدا باشند تا سیستم پرتاب بتواند اقلام جداگانه را هدف قرار دهد. اگر دو ذره خیلی نزدیک به هم از منطقه تشخیص عبور کنند، یک شلیک شیر ممکن است هر دو را پرتاب کند - یک ذره خوب و یک آلاینده با هم.
• سرعت و زاویه ناودان: سرعت بیشتر ناودان ظرفیت را افزایش می‌دهد اما زمان در منطقه تشخیص را کاهش می‌دهد و به طور بالقوه دقت طبقه‌بندی را کاهش می‌دهد. زاویه تندتر جداسازی را بهبود می‌بخشد اما سرعت ذرات را در نقطه تشخیص افزایش می‌دهد.
• گرد و غبار و ریزدانه‌ها: ریزدانه‌ها پنجره‌های حسگر را می‌پوشانند، نور را پراکنده می‌کنند و سیگنال‌های کاذب ایجاد می‌کنند. پیش‌غربال کردن ماده برای حذف کسر <2mm هم دقت تشخیص و هم فواصل نگهداری حسگر را بهبود می‌بخشد.

وضوح حسگر

وضوح حسگر حداقل اندازه ویژگی قابل تشخیص را تعیین می‌کند:

• وضوح مکانی: اندازه پیکسل در سطح ماده. معمولاً ۰.۱-۱.۰ میلی‌متر/پیکسل برای جداسازهای نوری. پیکسل‌های کوچکتر آلاینده‌های کوچکتر را تشخیص می‌دهند اما حجم داده و نیازهای پردازش را افزایش می‌دهند.
• وضوح طیفی: تعداد باندهای طول موج (برای سیستم‌های فراطیفی). باندهای بیشتر = تمایز ماده بهتر اما هزینه بالاتر و پردازش کندتر.
• وضوح زمانی: نرخ اسکن (هرتز). باید به اندازه کافی سریع باشد که ذرات بین اسکن‌ها بیش از یک پیکسل حرکت نکنند. در سرعت تسمه ۳ متر/ثانیه با پیکسل‌های ۰.۲ میلی‌متر، حداقل نرخ اسکن ۱۵,۰۰۰ هرتز است.

عملکرد سیستم پرتاب

سیستم پرتاب - معمولاً مجموعه‌ای از شیرهای پنوماتیک پرسرعت - باید از نظر فیزیکی آلاینده‌های شناسایی شده توسط حسگرها را حذف کند:

• فاصله شیرها: فاصله بین شیرهای مجاور. فاصله کمتر = هدف‌گیری پرتاب دقیق‌تر. معمول: فاصله ۶-۲۵ میلی‌متر، با فاصله ریزتر برای کاربردهای ذرات کوچک مانند جداسازی پولک.
• زمان پاسخ شیر: زمان از سیگنال تشخیص تا باز شدن کامل شیر. معمول: ۰.۵-۲.۰ میلی‌ثانیه. در سرعت ذرات ۳ متر/ثانیه، تأخیر ۱ میلی‌ثانیه به این معنی است که جت هوا ۳ میلی‌متر پشت نقطه مورد نظر برخورد می‌کند.
• زمان چرخه شیر: حداقل زمان بین شلیک‌های متوالی. Det