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Ressourceneffizienz durch Sensorgestützte Sortierung

Andre Lehmann (Bild: HS Pforzheim)

Jörg Woidasky (l.) und Andre Lehmann (r.) (Bild: HS Pforzheim)

Ressourceneffizienz durch sensorgestützte Sortierung 

Am 04. April fand die dritte Ringvorlesung des Sommersemesters 2019 statt. Der Vortrag wurde von Andre Lehmann von der Fa. TOMRA SortingGmbH in Mülheim-Kärlich gehalten.

In seinem Vortrag thematisierte Herr Lehmann die aktuell verfügbaren Technologien für sensorgestützte Sortierung, die im Bergbau, in der Lebensmittelverarbeitung und im Abfall-und Metallrecycling eingesetzt werden. 

Funktionsweise der sensorgestützten Sortierung

Wie funktioniert sensorgestützte Sortierung nun genau? Als Grundlage dient hier die industrielle Bildverarbeitung, wozu Kameras im Einsatz sind, die z. B. Infrarot-und Röntgenstrahlen detektieren. Diese dienen zur Auswertung, Verarbeitung und Fehlerbeseitigung des Sortierguts. Wichtig ist insbesondere NIR-Spektroskoskopie. Dabei wird ein Material mit einem Licht im Nahinfrarot-Bereich („NIR“) bestrahlt. Die Moleküle des Materials absorbieren das Licht je nach Materialzusammensetzung mehr oder weniger. Ein Teil des Lichts wird dann reflektiert und in einem Detektor in seine Wellenlängen zerlegt. Über das so ermittelte Wellenlängenspektrum kann dann festgestellt werden, um welches Material es sich handelt.

Anwendung im Bergbau, in der Lebensmittelindustrie und in der Abfallentsorgung

Interessant war zu sehen, in welchen Anwendungsgebieten die sensorgestützte Sortierung mittlerweile genutzt wird: Im Bergbau werden damit Vorkonzentrierungen durchgeführt, um Energie- und Kosteneffizienz zu steigern. So können mehr Erze und Mineralien zurückgewonnen werden, die als Sekundärstoffe in den Recyclingkreislauf einfließen.

Aber auch in der Lebensmittelbranche muss sortiert werden. Dort werden fehlerhafte oder qualitativ minderwertige Produkte ausgeschleust, um die bestmögliche Produktqualität zu generieren. Hierbei können selbst kleinste Fremdmaterialien wie Glas, Holz und Kies erkannt werden. Laut Lehmann arbeiten die Anlagen um ein Vielfaches präziser als die herkömmliche Handsortierung und erreichen dabei eine Trefferquote von 98 %.

Auch bei der Abfallentsorgung ist Sortierung essentiell. Je nach Qualität und Zusammensetzung von Papier und Kunststoffen können diese besser oder schlechter wiederverwertet werden, daher muss in verschiedene Werkstofftypen und -qualitäten sortiert werden. 

Herausforderungen für die Sortierung

Welche globalen Trends sind momentan erkennbar?

Zum Ende des Vortrages stellte Andre Lehmann die Herausforderungen der sensorgestützten Sortierung dar. Dazu zählen z. B. schlechte Materialaufbereitung vor dem Sortierprozess oder Stoffe, die nicht detektierbar sind, wie manche schwarzen Kunststoffe. Zudem erschweren dünne Materialien und hochreflektierende Oberflächen die Sortierung.
Der Referent sieht großes Potential in künstlicher Intelligenz und der Integration von Industrie 4.0 in den Sortieranlagen, um diese und andere Zukunftsthemen anzugehen.