Hyper Spectral Imaging (HSI) para separação de garrafas PET de Bandejas de PET

23 March 2016

Garrafas plásticas de bebidas, geralmente gaseificadas, e bandejas plásticas, normalmente usadas para embalar frutas e vegetais, estão presentes no dia a dia de todos nós...

Ambos os tipos consistem essencialmente em PET. Para se obter produtos equivalentes através de sua reciclagem, é necessária a separação desses dois materiais no fluxo de resíduos que chega em uma central de reciclagem, dividindo-os em duas frações o mais homogêneo possível.

Tanto as garrafas PET quanto as bandejas PET podem ser recuperadas como materiais de alto valor. No entanto, devido às suas diferentes propriedades químicas (ponto de fusão por exemplo) é necessário que esses dois materiais sejam separados para que possam ser posteriormente reciclados. Para se alcançar uma reciclagem eficiente das garrafas PET é necessário uma triagem altamente eficiente, capaz de gerar um produto de garrafas PET de alta pureza. Essa é uma demanda constante da indústria de reciclagem.

Como ressalta Casper Van Den Dungen, diretor da empresa Plastics Recyclers Europe PET, “Bandejas e garrafas PET são dois produtos diferentes e não podem ser reciclados na mesma linha de reciclagem. O design e composição química desses materiais não são os mesmos, o que pode gerar problemas de qualidade para recicladores de PET”. Frações de PET com pureza maior ou igual a 90% tem maior valor no mercado de plástico e são vendidos a preços mais elevados.

Tendo em vista essa demanda da indústria de reciclagem, a Steinert, empresa Alemã com sede na cidade de Colônia, começou a trabalhar na solução desse desafio. A empresa, especialista na área de separação magnética e triagem por sensores, com mais de 125 anos de experiência, foi capaz de usar o seu próprio NIR-sorter UniSort PR, incorporando a tecnologia Hyperspectral Imaging (HSI).

Separadores a ar, que fazem a separação com base na geometria e peso dos materiais, além de diferenças na trajetória de voo, têm sido usados até agora, entre outras tecnologias, para a separação de garrafas e bandejas. No entanto, há uma tendência crescente de se utilizar cada vez menos plástico na produção de garrafas PET, resultando em garrafas mais finas e mais leves, dificultando assim a separação por ar. Felizmente, essa separação pode ser feita utilizando a tecnologia HSI. A inovação presente nessa solução está nas câmeras de alta resolução com tecnologia HSI (Hyperspectral Imaging) e na diferenciação entre vários tipos de embalagens PET e plásticos através de software.

“Nos orientamos de acordo com as demandas de mercado. A qualidade das garrafas PET triadas por separadores a ar vem diminuindo constantemente, pois a medida que as garrafas PET ficam mais finas e mais leves tendem a se comportar como bandejas nesses separadores. Este foi o ponto de partida para o nosso trabalho de desenvolvimento.

“Junto com nossos clientes desenvolvemos uma evolução para a separação de garrafas PET e bandejas PET, com o uso de nossa tecnologia do Hyperspectral Imaging (HSI). Essa solução permitiu aos nossos clientes gerar um produto de alta-qualidade e com alto valor de mercado, diminuindo custos e melhorando a eficiência do processo ao mesmo tempo", como ressalta Patrick Lindweiler, Gerente de Desenvolvimento de Negócios da Steinert.

Então, em que se baseia esse processo de separação? Os espectros de infravermelho próximo (NIR) do material são registrados e analisados por computador, de modo a diferenciar entre os vários tipos de materiais plásticos. A STEINERT usa a tecnologia HSI para aumentar a resolução e, portanto, a precisão da separação. A tecnologia HSI dispensa o uso de partes mecânicas móveis – toda a largura do transportador de correia é continuamente escaneado por uma câmera de alta resolução. O resultado é a geração um espectro de NIR de alta resolução dos plásticos escaneados, permitindo uma análise extremamente detalhada das propriedades do material. Esta tecnologia avalia mais de 27 milhões de dados do material por segundo. O sensor NIR fica alojado em um módulo chamado de “Ponte”, localizado acima da correia transportadora, onde também fica alojada a unidade de condicionamento de ar, todo o sistema de controle e o painel de operação “touchscreen”. O sistema de controle é responsável pelo acionamento das válvulas de ar comprimido, separando o material em dois produtos diferentes.

O espectro NIR de alta resolução gerado pela tecnologia HSI torna possível diferenciar garrafas PET e bandejas PET até mesmo quando apresentam diferenças extremamente pequenas nos seus espectros. Como explica Simon Jansen, especialista de aplicação da Steinert: "A câmera registra a absorção e reflexão da radiação do infravermelho próximo. Dependendo do arranjo e agrupamento de suas moléculas, algumas frequências e comprimentos de onda são mais fortemente absorvidos, e outros mais fortemente refletidas, como resultado da vibração natural das moléculas. Realizamos testes em nosso Centro de Testes em Colônia. Ajustes feitos através de software permite que a tecnologia possa detectar as diferenças espectrais causadas por materiais marginais”. Como resultado das novas exigências e de novas soluções tecnológicas, SUEZ Recycling and Recovery Netherlands (ex SITA) assinou um contrato com a Steinert Elektromagnetbau GmbH para aquisição de um NIR Sorter com a tecnologia HSI incorporada para classificação de garrafas PET e bandejas PET.  A planta da SUEZ Recycling Services em Rotterdam já havia comissionado a linha 1 já em 2011. Essa linha é usada para a separação de filme plástico, PET, PP, ferro, alumínio, embalagens de bebidas a uma fração mista. O aumento do volume de resíduos levou a instalação e comissionamento da segunda linha no ano de 2015.

A fim de melhorar a qualidade de separação dos materiais contendo PET, todo o produto de PET, que consistem em ambos os materiais, é enviado para o UniSort PR com a tecnologia HSI, separando assim as garrafas PET das bandejas PET.

A equipe do editorial visitou o local para ver a nova máquina de reciclagem em ação e para aprender com Thierry Vanovermeire, Gerente de Projetos na SUEZ Recycling and Recovery, sobre o comissionamento da nova linha, a expansão do conceito de triagem para incluir também a separação de garrafas e bandejas PET, além dos benefícios obtidos com o Separador UniSort PR.

O que foi necessário para instalar uma segunda linha?

Thierry Vanovermeire: SUEZ implementou recentemente dois dos maiores contratos na história de separação de plástico na Holanda. A partir de janeiro de 2015, mais de 100.000 t de embalagens de plástico devem ser separadas anualmente. A capacidade final será de 350 t/dia, com garrafas PET representando de 6% a 7% deste montante. A proporção entre garrafas e bandejas no material de alimentação é de 60% e 40%, respectivamente.


Por que você escolheu a tecnologia HSI da Steinert
?

Thierry Vanovermeire: Durante os últimos quatro anos, nós ganhamos experiência com a Linha 1, em que a classificação de garrafas e bandejas é feita com a utilização de um separador a ar. O separador a ar alcançou uma eficiência de separação de 75%, ou seja, a pureza do produto de PET era de 75%, quando na verdade estávamos buscando um produto com pureza de 90%. Por isso, começamos a buscar uma tecnologia nova e diferente que nos permitisse alcançar uma melhor separação. Foram realizados testes para se obter melhores resultados com a separação a ar e, ao mesmo tempo, também foram realizados vários outros testes em conjunto com a Steinert em seu Centro de Testes em Colônia, usando a tecnologia HSI. Os resultados do HSI foram muito promissores e por isso foi escolhida esta solução.

Por que você precisa melhorar a classificação, em especial a separação de garrafas PET de embalagens PET?

Thierry Vanovermeire: Os recicladores demandam as frações mais puras possíveis. O plástico filme, PE, PET, PP, alumínio, ferro, embalagens de bebidas e uma fração mista são removidos antes dos materiais serem alimentados no separador HSI. PET é removido como uma mistura de garrafas e bandejas em uma primeira etapa de separação por NIR, mas este sistema não é capaz de diferenciar entre a garrafa da bandeja. Em vez de ser alimentado no separador a ar, esta fração é enviada para o Separador UniSort PR, que separa as garrafas PET e bandejas PET entre si. O nosso objetivo final é sempre a melhor reciclagem! Se uma maior pureza das frações de garrafas e bandejas PET implicam em uma melhor utilização do PET, então essa é o caminho que queremos seguir. Somos conhecidos pela nossa reciclagem de alta qualidade.

Referencias:

[1] Plastics Recyclers Europe, http://www.plasticsrecyclers.eu