Selv om du kildesorterer er det mye plast som aldri blir ordentlig resirkulert. Ny kamerateknologi kan være løsningen

Vi kildesorterer plast som aldri før, men mye av det blir faktisk aldri resirkulert.

Det er rett og slett fordi den kildesorterte plasten er en så blandet masse som består av så forskjellige polymermaterialer at det er vanskelig å garantere kvalitet i gjenvinning.

En gruppe materialforskere og ingeniører fra Aarhus University vil prøve å gjøre noe med dette problemet. Universitetet har mottatt et tilskudd på 22,7 millioner kroner fra Innovasjonsfondet til å kjøre et fireårig prosjekt i samarbeid med Danish Waste Minimization, Plastix og Vestforbrænding, der de skal utvikle ny intelligent kamerateknologi som kan identifisere og sortere plasten ned til polymernivå.

Alvorlig bremsekloss for resirkulering

– Vi ønsker ikke å sortere avfall som sådan. Det er ikke vår jobb å fjerne bananskall fra kjøttdeigpakker. Vi jobber med neste lenke, der kjøttdeigpakkene og remoulade-flaskene er sortert ut - men der de to typene plast forurenser hverandre fordi de blandes sammen, sier Mogens Hinge, lektor ved Institutt for ingeniørvitenskap ved Aarhus universitet og prosjektleder på forskningsprosjektet. Han fortsetter:

– Vi er polymerkjemikere, og vi vet mye om plast og prosessering - og derfor tror vi at vi kan bidra til det store kunnskapsbassenget som prøver å løse disse problemene med plastforurensning og ressurssvinn.

Hinge sier at det raskt gikk opp for forskergruppen at renheten til den sorterte plasten for gjenvinning er noe som henger langt etter. Han kaller problemet en av de mer alvorlige bremseklossene i arbeidet med å resirkulere flere plastmaterialer.

– Når vi ønsker å øke renheten, snakker vi ikke om å vaske plasten - det har du mange teknologier for. Vi snakker om å sortere for eksempel nylon ut av polyetylen (PE) eller polypropylen (PP) ut av PE, sier Mogens Hinge og fortsetter:

– Hvis jeg i hverdagen min er i tvil om et produkt består av det ene eller det andre materialet, går jeg inn og gjør en spektroskopisk analyse av det. Vi vil gjerne prøve å gjøre dette med plastavfallet mens det fremdeles er på transportbåndet.

Skille mellom ulik plast på transportbåndet

Forberedelsen til forskningsprosjektet besto av et lite eksperiment med hyperspektrale kameraer, som kan se bølgelengder som er usynlige for det menneskelige øye. Det viste at kameraet med høy nøyaktighet kan skille mellom PP og PE.

– Det er en av de vanskelige oppgavene - og derfor var vi ganske sikre på at vi kan komme videre med dette prosjektet, sier Mogens Hinge.

Det er to fokuspunkter i prosjektet. Først og fremst handler det om å kunne dokumentere hva slags plast som er på transportbåndet - og for det andre handler det om å fjerne de uønskede polymerene for å øke renheten og fremme resirkulering.

– Du sier at du kan identifisere disse forskjellige plasttypene via kamerateknologier. Men det er ganske lang avstand fra et laboratoriemiljø til en avfallsstrøm. Selv om du jobber med den sorterte plastfraksjonen, er det fortsatt et ganske aggressivt miljø. Utgjør det en utfordring for prosjektet?

– Dette er ikke uten presedens. Næringsmiddelindustrien bruker også kamerateknologier for analyse og sortering - og det er både krav til hastighet i sortering og noen veldig aggressive miljøer med høy luftfuktighet og smuss. Så vi er faktisk ikke spesielt bekymret for det, ettersom deler av kamerateknologien er industrialisert i næringsmiddelindustrien, svarer Mogens Hinge.

Samtidig sier han at samarbeidet med Vestforbrænding, Dansk Affaldsminimering og Plastix er verdifullt for prosjektet. De har jobbet med husholdningssortert plast i en årrekke, og derfor har de allerede fullskala produksjonssystemer der den nye kamerateknologien og materialanalysen kan implementeres og testes.

– Vår største utfordring er å få kamerateknologien til å gjenkjenne forskjellen mellom materialene med veldig høy nøyaktighet. Det vil være den vanskeligste nøtten å knekke.

Tre kamerateknologier

– Hvordan nærmer du deg det problemet?

– Det er akkurat her vi ser at vi trenger tre forskjellige typer kamerateknologier. Hver type kamera er bra for sine egne ting - men ingen av dem er bra for alt. Det er litt som at du har forskjellige kniver i knivblokken din på kjøkkenet.

Forskerne jobber med tre forskjellige typer kamerateknologier, hver med sine egne styrker. Hvis du trenger å sortere etter farger eller andre visuelle signaler, er standard digitale CMOS-kameraer tilstrekkelig. De kan se det samme som det menneskelige øyet.

Deretter kommer de nevnte hyperspektrale kameraene, som kan identifisere polymertyper basert på bølgelengder som det menneskelige øye ikke kan oppfatte. Og til slutt er det noen typer materialer som er så like hverandre at det kan være vanskelig for selv de avanserte kameraene å se forskjell:

– Det er da vi tror at vi kan modne terahertz-teknologien i en slik grad at den kan hjelpe oss å gi det siste dyttet. Det kan gi oss den tredje og endelige vurderingen. Det er nettopp kombinasjonen som gjør at vi står veldig sterkt, forklarer Hinge.

Industrielt fokus fra starten

Hinge sier at prosjektet i utgangspunktet fokuserer på fraksjonene der det er størst miljøgevinst å oppnå ved å øke renheten: PP og PE.

– Dette er fraksjonene der det er mest vekt og volum - og samtidig kan de fyke direkte tilbake i produksjonssyklusen fordi de er så kjemisk stabile at de tåler å bli resirkulert ganske mange ganger.

– Det høres ut som det fort kunne bli en intrikat produksjonslinje hvis all plasten måtte kjøres gjennom tre forskjellige sorteringskameraer. Hvor mye tenker du på den praktiske anvendelsen av denne teknologien?

– Utrolig mye. Det er veldig viktig, og vi har faktisk delt prosjektet i en rekke etapper for å foregripe det, sier Hinge.

Det første trinnet er å få dokumentasjon på at plasttypene er riktig identifisert av kameraene. Det neste trinnet er å teste systemet i virkeligheten ved å installere kameraer hos partnerne på deres produksjonslinjer.

– Det må gjøres noen steder, der det er fornuftig: Der materialene flyttes fra A til B, hvor de er i et relativt tynt lag, hvor det foregår i relativt høyt tempo og hvor det er god plass til å montere kameraene.

Primitivt

Når det er bevist at kamerateknologien kan dokumentere hva plasten inneholder, må denne input-en analyseres slik at man er klar til å ta det siste steget - å fjerne de uønskede fraksjonene.

– Akkurat nå jobber vi ganske primitivt. Det handler først og fremst om å kaste alt vi ikke vil ut til høyre. Vi tror dette kan øke renheten betydelig, sier Hinge.

PP og PE være i fokus til å begynne med. Det er langt fra de eneste polymertypene som den nye kamerateknologien kan brukes til å identifisere. Det er imidlertid en veldig konkret grunn til å starte med de store fraksjonene, forklarer Hinge. Jo mer komplisert du går til verks, jo større er kravene til produksjonslinjene:

– Man kan godt spørre om vi ikke skal sortere i 27 forskjellige fraksjoner hvis vi nå kan identifisere dem alle. Til det kan vi si både ja og nei. For hver gang du har en linje der du sorterer noe fra, må du ha to linjer videre fra dette punktet - og det blir fort svært mange linjer. Derfor er vårt fokus akkurat nå å få hovedstrømmen av PP og PE i gang, og på sikt kan du alltid se på om du vil sette av en produksjonsperiode for å fortsette å jobbe med det du har sortert ut.

Denne artikkelen ble først publisert på Ingeniøren for deres abonnenter. Den er tilgjengelig på norsk for abonnenter av Ekstra gjennom vår samarbeidsavtale.