Precisione di smistamento | AISORT
Guida Tecnica
Comprendere l'accuratezza della selezione: Metriche di purezza, recupero ed efficienza
L'accuratezza della selezione è la metrica di performance fondamentale per qualsiasi selezionatore ottico, ma "accuratezza" significa cose diverse in contesti diversi. Un selezionatore che raggiunge il 98% di purezza con l'85% di recupero funziona in modo molto diverso da uno che offre il 95% di purezza con il 98% di recupero, anche se entrambi potrebbero essere descritti come "ad alta accuratezza". Comprendere la distinzione tra queste metriche è essenziale per specificare le apparecchiature, valutare le affermazioni dei fornitori e ottimizzare le prestazioni della linea.
Metriche fondamentali di selezione
Purezza (Grado)
Definizione: La percentuale della frazione accettata che è materiale target correttamente classificato.
Formula: Purezza = (Target correttamente accettato) / (Materiale totale accettato) × 100%
Esempio: Se il contenitore di accettazione contiene 980 kg di PET target e 20 kg di contaminanti non PET, purezza = 980/(980+20) = 98%.
Quando conta di più: Applicazioni per uso alimentare dove i limiti di contaminazione sono regolamentati (EFSA/FDA); materiale di alto valore dove la contaminazione declassa l'intera balla; specifiche contrattuali con penali per ogni punto percentuale al di sotto della purezza target.
Recupero (Resa)
Definizione: La percentuale di materiale target nel flusso di alimentazione che viene correttamente indirizzata alla frazione accettata.
Formula: Recupero = (Target correttamente accettato) / (Materiale target totale nel flusso di alimentazione) × 100%
Esempio: Se il flusso di alimentazione contiene 1.000 kg di PET target e 980 kg finiscono nell'accettato, recupero = 980/1.000 = 98%. I 20 kg mancanti sono stati erroneamente espulsi nella frazione di scarto (falso negativo).
Quando conta di più: Materiale target di alto valore dove ogni punto percentuale di recupero perso riduce direttamente il fatturato; applicazioni di selezione positiva dove l'obiettivo è estrarre il massimo valore da un flusso misto.
Il compromesso tra purezza e recupero
Purezza e recupero sono in compromesso tra loro. Aumentare la soglia di espulsione per rimuovere più contaminanti espelle anche più materiale target (riducendo il recupero). Abbassare la soglia per catturare più materiale target permette anche il passaggio di più contaminanti (riducendo la purezza). Il punto operativo ottimale dipende dal valore economico della purezza rispetto al recupero per l'applicazione specifica.
| Modalità operativa | Purezza | Recupero | Ideale per |
|---|---|---|---|
| Priorità alla purezza | Massimo raggiungibile | 80-90% | rPET per uso alimentare, materiali per uso farmaceutico, requisiti di purezza specificati contrattualmente |
| Bilanciata | 95-98% | 90-95% | La maggior parte delle applicazioni di riciclo commerciali; rPET per bottiglie; recupero di plastiche tecniche |
| Priorità al recupero | 85-92% | 95-99% | Target di basso valore dove il volume conta più della purezza; pre-concentrazione prima della selezione secondaria; pre-concentrazione nell'estrazione mineraria |
Fattori che influenzano l'accuratezza della selezione
Presentazione del materiale in ingresso
Il singolo fattore più controllabile nell'accuratezza della selezione è come il materiale viene presentato ai sensori. Un selezionatore può classificare solo ciò che vede:
- Monostrato vs. multistrato: Il materiale deve essere distribuito in un unico strato lungo lo scivolo. Le particelle sovrapposte si nascondono l'una all'altra dai sensori. La presentazione a monostrato limita tipicamente la produttività a 0,5-1,5 t/h per metro di larghezza dello scivolo (dipende dal materiale).
- Spaziatura delle particelle: Le particelle devono essere sufficientemente separate affinché il sistema di espulsione possa colpire i singoli elementi. Se due particelle passano la zona di rilevamento troppo vicine, una singola attivazione della valvola potrebbe espellere entrambe — una particella buona e un contaminante insieme.
- Velocità e angolo dello scivolo: Una maggiore velocità dello scivolo aumenta la produttività ma riduce il tempo nella zona di rilevamento, potenzialmente degradando l'accuratezza della classificazione. Un angolo più ripido migliora la singolazione ma aumenta la velocità delle particelle al punto di rilevamento.
- Polvere e fini: I fini rivestono le finestre dei sensori, disperdono la luce e creano segnali falsi. La pre-setacciatura del materiale per rimuovere la frazione <2mm migliora sia l'accuratezza del rilevamento sia gli intervalli di manutenzione dei sensori.
Risoluzione del sensore
La risoluzione del sensore determina la dimensione minima delle caratteristiche rilevabili:
- Risoluzione spaziale: Dimensione del pixel sul piano del materiale. Tipicamente 0,1-1,0 mm/pixel per i selezionatori ottici. Pixel più piccoli rilevano contaminanti più piccoli ma aumentano il volume di dati e i requisiti di elaborazione.
- Risoluzione spettrale: Numero di bande di lunghezza d'onda (per sistemi iperspettrali). Più bande = migliore discriminazione dei materiali ma costo maggiore ed elaborazione più lenta.
- Risoluzione temporale: Frequenza di scansione (Hz). Deve essere abbastanza veloce da garantire che le particelle non si spostino più di un pixel tra scansioni consecutive. A una velocità del nastro di 3 m/s con pixel di 0,2 mm, la frequenza di scansione minima è di 15.000 Hz.
Prestazioni del sistema di espulsione
Il sistema di espulsione — tipicamente una serie di valvole pneumatiche ad alta velocità — deve rimuovere fisicamente i contaminanti identificati dai sensori:
- Passo delle valvole: Distanza tra valvole adiacenti. Passo minore = mira di espulsione più precisa. Tipico: 6-25 mm di passo, con passo più fine per applicazioni a particelle piccole come la selezione di scaglie.
- Tempo di risposta della valvola: Tempo dal segnale di rilevamento all'apertura completa della valvola. Tipico: 0,5-2,0 ms. A una velocità delle particelle di 3 m/s, un ritardo di 1 ms significa che il getto d'aria colpisce 3 mm dietro il punto previsto.
- Tempo di ciclo della valvola: Tempo minimo tra attivazioni successive. Det