Neue Kameratechnologie könnte Pla revolutionieren

Ein dänisches Partnertrio entwickelt superhochauflösende Hyperspektralkameras, die die chemische Zusammensetzung von Kunststoffabfällen und den verschiedenen Zusatzstoffen bestimmen können. Die Technologie wird einen großen Einfluss auf das zukünftige Kunststoffrecycling haben.

Universität Aarhus

Heutzutage ist Kunststoff schwierig zu recyceln, da Kunststoffabfälle eine Mischung aus vielen verschiedenen Arten von Polymeren mit unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung sowie unterschiedlichen Zusatzstoffen wie Farbstoffen und Flammschutzmitteln sind, die einem Kunststoffprodukt seine spezifischen Eigenschaften verleihen.

Mit einem Zuschuss von 7,9 Millionen DKK aus dem Grand Solutions-Programm des Innovation Fund Denmark (Gesamtbudget 11,3 Millionen DKK) haben die Universität Aarhus (AU), die Universität Süddänemark (SDU) und das Unternehmen Newtec Engineering A/S ein Projekt zur Entwicklung eines entwickelt einzigartige Kameratechnologie, die das Recycling von Kunststoffmaterialien erheblich erleichtern wird.

Ziel ist die Entwicklung einer hochauflösenden Hyperspektralkamera mit einem Spektralbereich von etwa 400 nm bis 1.900 nm und einer angestrebten Auflösung von nur 2 nm.

„Das ist ein äußerst ehrgeiziges Ziel dieser Technologie und stellt hohe Anforderungen an die optischen Komponenten der Kameratechnik. Neben einer einzigartig hohen Auflösung wollen wir die Kameraoptik auch für Lichtspektren optimieren, die für die Analyse von Kunststoffen entscheidend sind.“ „Wir werden diesen Teil in Zusammenarbeit mit führenden Optikexperten von SDU und Newtec erledigen, die über einzigartiges Fachwissen in der Kameraentwicklung verfügen“, sagt außerordentlicher Professor Mogens Hinge vom Fachbereich Bio- und Chemieingenieurwesen der Universität Aarhus.

Mogens Hinge und die Forschungsgruppe Plastics and Polymer Engineering leiten das Projekt und haben bereits zuvor gezeigt, dass die Hyperspektralkameratechnologie das Kunststoffrecycling revolutionieren kann. Je höher die Auflösung und je größer der Spektralbereich der Hyperspektralkamera, desto besser.

Das Ziel des neuen Projekts mit dem Namen „New Hyperspectral Camera Technology for Material Identification“ (NewHC) ist eine spektrale Auflösung und Reichweite, die hoch genug ist, damit die Kamera unerwünschte Flammschutzmittel und Pigmente im Kunststoff erkennen kann, die möglicherweise verboten oder schädlich sind Sie können vor dem Recycling entfernt werden.

„Es ist wichtig, dass wir Kunststoffe in möglichst reine Fraktionen trennen, um die Recyclingquote zu erhöhen. Derzeit ist eine Reinheit der Kunststofffraktionen von mindestens 95 % erforderlich, vorzugsweise höher. Aus diesem Grund streben wir eine schnelle Automatisierung an.“ und effiziente Kunststofferkennung mit dieser Technologie. Wir hoffen, dass wir damit die Grenzen für das zukünftige Recycling von Kunststoffabfällen verschieben und dadurch die Notwendigkeit der Herstellung neuer Kunststoffe verringern können“, sagt Bjarke Jørgensen, Leiter Forschung und Entwicklung bei Newtec Engineering A/ S.

Die neue Kameratechnologie wird von der Forschungsgruppe Plastics and Polymer Engineering (AU), NanoSyd (SDU), die international für Forschung im Bereich Optik bekannt ist, und Newtec Engineering A/S, dem marktführenden Maschinenhersteller mit Spezialisierung auf, entwickelt fortschrittliche Kameratechnologie.

Sobald die Technologie entwickelt ist, wird sie in Zusammenarbeit mit Newtec Engineering A/S in einer speziell errichteten Mülltrennungsanlage installiert.

„Wir werden eine einzigartige Art von Hyperspektralkamera mit einer erstaunlichen spektralen Auflösung entwickeln. Und durch die Verwendung einer räumlichen Spektralanalyse von Signalen, die wir auf Basis künstlicher Intelligenz entwickeln, wollen wir die Grenzen weiter verschieben.“ hinsichtlich der Erkennung von Zusatzstoffen in Kunststoffabfällen“, sagt Mogens Hinge.

Das Projekt hat ein Gesamtbudget von 11,3 Millionen DKK und eine Laufzeit von drei Jahren. Der Innovation Fund Denmark investiert 7,9 Millionen DKK.

FAKTEN

Eine 2017 in der Zeitschrift Science Advances veröffentlichte Studie zeigt, dass nur 9 Prozent der 8,3 Milliarden Tonnen Plastikmüll, die seit den 1950er Jahren produziert wurden, wiederverwendet wurden. 12 Prozent wurden durch Verbrennung in Energie umgewandelt, während fast 80 Prozent auf Mülldeponien oder in der Natur landen.

In Dänemark werden 31 Prozent der Kunststoffverpackungen wiederverwendet. Betrachtet man nur Industrieverpackungen, werden 64 Prozent recycelt, während 15 Prozent der Kunststoffverpackungen aus Haushalten getrennt werden. Im Jahr 2015 trennte Dänemark 38.000 Tonnen Kunststoffverpackungen vom Abfall. Auf dänische Haushalte entfielen 18.000 Tonnen Kunststoffverpackungen, auf den Dienstleistungssektor 10.000 Tonnen und auf die Industrie 8.000 Tonnen. Die restlichen 2.000 Tonnen stammten aus der Landwirtschaft und anderen Quellen.Quelle: Dänische Umweltschutzbehörde, PlasticsEurope

Hyperspektrale Bildgebung ist eine fortschrittliche Kameratechnik, die Bilder mit viel mehr spezifischen Farbkanälen als nur den drei (Rot, Grün und Blau) einer normalen RGB-Kamera aufnimmt.PARTNER

Newtec ist ein marktführender Maschinenhersteller in den Bereichen Wiegen, Verpacken sowie optische Qualitäts- und Größensortierung von Lebensmitteln. hauptsächlich in der Obst- und Gemüseindustrie. Plastics and Polymer Engineering (AU) ist eine führende Forschungsgruppe in der Herstellung, Modifizierung, Analyse und Klassifizierung von Kunststoffen. NanoSyd (SDU), Teil des Mads Clausen Institute, ist auf optische Komponenten und Spektroskopie spezialisiert und diffraktive Optik.

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