Optical Recycling

Analyse und Klassifizierung von Kunststoffabfällen

Zwin­gen­de Vor­aus­set­zung für ein Wert­stoff­re­cyc­ling ist eine mög­lichst sor­ten­rei­ne Tren­nung des Mülls in sei­ne ver­wert­ba­ren Be­stand­tei­le. Ei­ne ers­te Vor­sor­tie­rung wird heu­te be­reits durch den Ver­brau­cher vor­ge­nom­men (Du­a­les Sys­tem oder Wert­stoff­hof), wäh­rend die an­schlie­ßen­de ge­nau­e­re Tren­nung aus Ef­fi­zienz­grün­den wei­test­ge­hend au­to­ma­tisch er­fol­gen muss, um ei­ne ö­ko­no­mi­sche Müll­ver­wer­tung zu ga­ran­tie­ren.

[Müll]

Ers­te Sor­tier­an­la­gen für Pa­pier/Pap­pe, Glas und Me­tall ste­hen be­reits zur Ver­fü­gung. Für Plas­tik­ab­fäl­le fehlt bis­her ein ü­ber­zeu­gen­der An­satz. Hier setzt Op­ti­cal Re­cyc­ling an:

Plastikabfall im Röntgenbild

Kon­ven­tio­nel­le Sor­tier­an­la­gen er­mög­li­chen kei­ne De­tek­tion von Rest­in­hal­ten o­der ein­ge­schlos­se­nen Ob­jek­ten wie A­lu­mi­nium­dec­keln. Da­her wird der Plas­tik­ab­fall in Op­ti­cal Re­cyc­ling mit Hil­fe ei­ner Rönt­gen­sen­so­rik un­ter­sucht. Der Vor­teil die­ses Ver­fah­rens ist die ein­fa­che Mög­lich­keit der Er­ken­nung von Fremd­kör­pern, wäh­rend die Do­sis einer sol­chen Müll­durch­leuch­tung hun­dert­mal schwä­cher als die ei­nes me­di­zi­ni­schen Rönt­gen­bil­des ist.

[Abfall (Foto)] [Abfall im Röntgenbild]


Materialklassifikation

Je­des Ma­te­ri­al be­sitzt un­ter Rönt­gen­strah­lung ein ma­te­rial­ty­pi­sches Ab­sorp­tions­ver­hal­ten. Die­se Ei­gen­schaft nutzt Op­ti­cal Re­cyc­ling, um Fremd­kör­per und Ver­un­rei­ni­gun­gen im Ab­fall zu er­ken­nen.

Zu­sätz­lich zu der ein­fa­chen Un­ter­schei­dung von Me­tal­len und Plas­tik ist die­se Klas­si­fi­ka­tion in Op­ti­cal Re­cyc­ling noch wei­ter ver­fei­nert wor­den. Da­her ist Op­ti­cal Re­cyc­ling in der La­ge, von ei­nem vor­lie­gen­den Ob­jekt so­gar die Art des Kunst­stof­fes zu er­ken­nen.

Plastikmüll nach Materialklassifikation:
  • Flüssigkeiten (grün),
  • Metalle (blau),
  • verschiedene Plastiksorten (Rottöne)


Ineinandergeschachtelte Objekte

Fremd­kör­per und Rest­in­hal­te sind nur eine mög­liche Ver­un­rei­ni­gung. Am schwie­rigs­ten zu be­han­deln sind Fäl­le von in­ein­ander­ges­chach­tel­ten Plas­tik­sor­ten, da das Rönt­gen­bild hier ein Misch­sig­nal lie­fern kann.

Op­ti­cal Re­cyc­ling bie­tet als Lö­sung ei­ne to­mo­gra­phische Re­kons­truk­tion des Ob­jekt­quer­schnit­tes. Ei­ne prä­zi­se Be­stim­mung der Form des Quer­schnit­tes ist da­bei nicht not­wen­dig. Es ge­nügt die Aus­sa­ge, dass es sich um mehre­re Ob­jek­te han­delt und da­her un­ter Um­stän­den kei­ne ein­deu­ti­ge Ma­te­ri­al­klas­si­fi­ka­tion mög­lich ist. Die zur Re­kons­truk­tion be­nö­tig­te Re­chen­zeit läßt sich so auf ein Mini­mum re­du­zie­ren und die Echt­zeit­fä­hig­keit des Sys­tems bleibt er­hal­ten.

Weitere Anwendungen

Die Optical Recycling zugrundeliegenden Algorithmen sind natürlich nicht auf die Klassifikation von Plastikmüll beschränkt. Bearbeitet wird auch der Bereich der Sprengstoffdetektion in beliebiger Umhüllung, der von der Erkennung von Metallteilen in Briefen bis hin zur komplexen Aufgabe einer automatisierten Gepäckkontrolle an Flughäfen reichen kann.

Projektmitarbeiter