Sorteren op industriële schaal met kleursensoren van SICK

Om de verschillende soorten huishoudelijk verpakkingsafval in PMD-zakken maximaal te kunnen recycleren, wordt het ingezamelde materiaal op industriële schaal gesorteerd. In dit sterk geautomatiseerde proces moeten ook de blauwe zakken zelf gedetecteerd en verwijderd worden, een moeilijke uitdaging die dankzij camera's van SICK op een betrouwbare en efficiënte manier gerealiseerd wordt.
 
PMD is de afvalfractie met plastic flessen, metaal en drankkartons. De inzameling, verwerking en recyclage is een initiatief van Fost Plus, een organisatie die in 1994 opgericht werd door de verpakkingsindustrie en de distributiesector om duurzame oplossingen voor de enorme hoeveelheden verpakkingsafval uit te werken. Voor het sorteren van deze afvalstroom doet Fost Plus een beroep op externe partners, zoals Vanheede Environment Group.

Dat bedrijf is in iets meer dan veertig jaar uitgegroeid tot een belangrijke speler in de ophaling en duurzame verwerking van afvalstromen. De groep stelt 450 mensen tewerk in tien vestigingen in België en Noord-Frankrijk. 1850 verschillende soorten afval worden er op een zo duurzaam mogelijke manier verwerkt, wat leidt tot nieuwe grondstoffen (glas, plastics,…) en de opwekking van groene energie (methaan uit landfills, vergisting van biomassa, pallets van hoogcalorisch afval,…). De technologische knowhow die daarbij opgebouwd werd, wordt bovendien gebruikt in een aparte business unit om projecten voor derden te realiseren.

Het sorteren van PMD is een sterk geautomatiseerd proces waarbij in een eerste stap de zakken gescheurd worden en het afval gedoseerd wordt op een conveyor. Daarna worden in opeenvolgende stappen de verschillende fracties uit de afvalstroom gehaald. Elke fractie heeft zijn eigen specifieke scheidingsmethode, aangepast aan de karakteristieken. Voor het scheiden van metaal gebruikt men uiteraard magneten.
Non-ferro’s worden gescheiden in een magnetisch veld waarmee een kracht opgewekt wordt die ze uitwerpt. PET en HDPE kunnen dan weer herkend worden op basis van de karakteristieke reflectie van een laserstraal.
PET flessen vormen de grootste fractie, die verder gescheiden wordt op kleur. Wat aan het einde van de rit overblijft, is restafval dat niet gesorteerd kon worden of eigenlijk niet in de blauwe zakken had mogen zitten. 
 
 

Een fractie die veel aandacht vergt in de sorteerlijn, zijn de blauwe zakken waarin het afval opgehaald en aangevoerd wordt.
“Grote stukken plastic zitten overal tussen en kunnen de herkenning en het sorteren van de andere fracties hinderen”, legt maintenance supervisor Bart Vanwynsberghe uit.

“Er kan ook afval in stukken van de zakken blijven zitten, dat dan niet herkend en dus ook niet gesorteerd wordt. Daarom vraagt Fost Plus dat ook de blauwe zakken uit de afvalstroom gescheiden worden. Aan het begin van de lijn hebben we een ballistische scheider geïnstalleerd. Dat is een schuin opgestelde walking floor die lichte materialen naar boven afvoert. Zakken, labels en folies worden daarmee uit de stroom gehaald, terwijl alle andere materialen naar beneden vallen op een andere conveyor.”

Een volgende stap is het scheiden van de blauwe zakken van ander plastic en folies, wat gebeurt op basis van een visiesysteem.
De blauwe zakken verwijderen uit de lichte fractie van de ballistische scheider, is niet zo eenvoudig. Ze worden met persluchtventielen uit de stroom geblazen op het moment dat deze tussen twee conveyors naar beneden valt. Dat blazen moet vrij precies gebeuren omdat men anders te veel ander plastic en folies mee wegblaast, maar ook omdat stukken van de plastic zakken waar nog iets in zit, niet weggeblazen mogen worden.
Bart Vanwynsberghe noemt het een wolkje dat telkens gevormd moet worden om elk stuk van een blauwe zak zachtjes uit de stroom mee te voeren.

“De persluchtventielen worden aangestuurd door een batterij met 15 camera’s die de transportband over de volledige breedte scannen. We gebruiken daarvoor de Colour Vision Sensors van SICK.
Omdat er zowel licht- als donkerblauwe zakken zijn, hebben we 8 sensoren die reageren op donkerblauw en 7 die het lichtblauw herkennen.

De configuratie van de sensoren gebeurt met een teach functie waarbij de camera de kleur voorgelegd krijgt die hij moet herkennen. Daarna hebben we de configuratie regelmatig bijgesteld om een zo goed mogelijk resultaat te bekomen. De scheiding die we nu realiseren is zelfs beter dan een paar jaar geleden, toen dit sorteren nog volledig manueel gebeurde.”
 

De camera telt in feite het aantal pixels waarvan de kleur overeenkomt met wat hij vooraf geleerd heeft. Zodra een vooraf gedefinieerd aantal pixels voldoet, besluit de camera dat het gewenste product in beeld is en wordt een signaal naar de PLC gestuurd die op zijn beurt de bijhorende persluchtventielen aanstuurt.

De sensoren hebben een ingebouwde belichting zodat invloeden van buitenaf en schaduwen de detectie niet hinderen.
Voor Vanheede bleken de Colour Vision Sensors of  CVS camera’s de beste functionaliteit in verhouding tot de kostprijs te leveren van alle opties die men voor deze toepassing bekeken heeft. Daar zaten ook volwaardige visiesystemen bij, maar de kostprijs zou dan vele malen hoger geweest zijn met uiteindelijk net hetzelfde resultaat. Ook de eenvoudige integratie met de PLC bleek een pluspunt van de color vision sensor.

De performantie van het nieuwe systeem heeft het in intussen mogelijk gemaakt om de capaciteit van de lijn flink op te drijven. Bovendien is men overgeschakeld op 2 ploegen, om aan de toenemende vraag te kunnen beantwoorden. Meer het mooiste resultaat is nog dat het sorteren zelf veel betrouwbaarder is dan voorheen, waardoor het verpakkingsafval meer dan ooit maximaal gerecycleerd wordt.