- 來源：廢塑料新觀察
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- 發布時間：2024-11-06
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在大多數塑料回收自動分選系統中，傳感器通過分析材料表面反射的紅外光來區分不同類型的聚合物。黑色塑料中的炭黑顏料會吸收絕大部分紅外光。這樣一來，近紅外（NIR）分選傳感器“看不到”黑色塑料，更不用說將不同種類的聚合物分開。
目前有許多國家和地區要求制造商在新產品中含有一定比例的再生塑料，但如果沒有有效的黑色塑料回收解決方案，那么要達到相關要求將會變得更加艱難。
高光譜成像技術
高光譜成像能夠識別外觀相似但化學結構不同的目標，打開了自動分選復雜廢塑料的大門。每種物質有自身特有的光譜曲線，根據吸收或者反射的光譜便能確定物質的種類。高光譜成像便是基于此種原理。
傳統的近紅外（NIR）技術通常在0.9-1.7微米波長范圍內，但由于黑色塑料的碳黑具有強吸收性，因此很難通過這種技術識別黑色塑料。而中波紅外（MWIR）高光譜成像則涵蓋了3-5微米的光譜范圍，這對于探測黑色塑料來說非常有用。
在中波紅外范圍內，塑料根據其分子組成表現出獨特的光譜特征。這些“光譜指紋”使 MWIR HSI 能夠區分各種塑料，而不受顏色的影響。即使是近紅外系統無法識別的黑色塑料，亦能通過這項技術精準辨識，因為黑色塑料的分子結構在中波紅外光譜中以不同的方式反射光。
MWIR 范圍內不同塑料的獨特光譜特征（圖源：SPECIM）
高光譜成像的應用
據SPECIM官網介紹，SPECIM FX50 高光譜相機為黑色塑料的分類提供了強大的工具。它是市場上唯一一款覆蓋 2.7-5.3 μm 整個中波紅外（MWIR）光譜范圍的高光譜相機，這是精確分選黑色塑料所需的。
芬蘭 Specim 提供中波紅外成像技術，據稱可以對黑色塑料進行更細致的分類（圖源：SPECIM）
Specim FX50 可以快速、可靠地分選包括黑色塑料、橡膠、非黑色塑料和橡膠等在內的材料。Specim FX50 專為工業應用而設計，利用推掃技術高速精確識別塑料和橡膠，從而在傳送帶上實現高吞吐量分選。在現實場景中，它每分鐘可處理高達 300 公斤的塑料薄片，準確率接近 99%，大幅提高分選速度和效率。
使用 Specim FX50 分類的 PS、ABS、PE、PA 和 PC 樣品（圖源：SPECIM）
黑色塑料回收的新時代
在汽車行業，黑色塑料普遍被應用于制作儀表板、保險杠以及裝飾零部件等。通過對這些材料進行有效分選，中波紅外高光譜技術可以幫助汽車制造商實現其回收目標并減少汽車生產對環境的影響。
在電子行業，從智能手機到家用電器，黑色塑料外殼無處不在。借助中波紅外高光譜成像，回收商可以有效地從廢棄電子產品中分類黑色塑料，幫助制造商遵守日益嚴格的電子廢物法規。
食品包裝行業也將從中受益。黑色塑料托盤通常用于盛放即食食品和其他食品。通過對這些托盤進行更有效的分類，中波紅外高光譜技術有助于減少最終進入垃圾填埋場的食品包裝廢物量。