Environment-pt-pt, Industry-4-0-pt-pt, Innovation-pt-pt 15 Dezembro 2022

Reciclagem de plásticos multicamadas e compósitos

Reciclagem de plásticos multicamadas
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Os plásticos trazem valor como produtos de consumo práticos, versáteis e leves, bem como um desempenho avançado em aplicações de topo de gama, como os automóveis. No entanto, apesar da sua utilidade, é evidente que o consumo linear e de utilização única de plásticos é incompatível com a transição da Europa para uma economia circular. Este modelo dá prioridade à reutilização e à reciclagem dos recursos, com o objetivo de reduzir os resíduos e reter o máximo de valor possível.

Em termos de reciclagem de plásticos, registaram-se alguns progressos. Por exemplo, 41,5 % dos resíduos de embalagens de plástico produzidos foram reciclados em 2018. Este valor ainda não é suficiente para alcançar a plena circularidade, especialmente na reciclagem de plásticos multicamadas que são difíceis de separar. Além disso, é essencial que as tecnologias de reciclagem acompanhem os novos materiais que entram no mercado

Reciclagem avançada de plásticos

O projeto MultiCycle, financiado pela UE, visa desenvolver uma unidade-piloto para a reciclagem industrial e o tratamento de plásticos multicamadas. Esta unidade centra-se em dois importantes segmentos industriais que constituem um desafio para os recicladores: embalagens multicamadas/filmes flexíveis e compósitos termoplásticos reforçados com fibras do tipo utilizado no sector automóvel.

Seleção de tecnologias

NIR e HSI-NIR são as técnicas convencionalmente utilizadas para a triagem de contentores. A primeira é adequada para peças individuais de embalagens antes da trituração e também pode fornecer uma avaliação inicial da adequação antes de passar para a segunda, que fornece um modo de obtenção de imagens. No projeto MultiCycle, os materiais de embalagem foram introduzidos num transportador sob a forma de flocos de até 5 cm e, por conseguinte, a HSI foi a técnica visada para a implementação final no protótipo do sistema de controlo de entrada. No entanto, a espetroscopia NIR pontual foi a técnica-alvo utilizada para monitorizar os plásticos dissolvidos e recuperados durante e após o processo CreaSolv®, onde não é necessária qualquer capacidade de imagem. Técnicas complementares, como LIBS e FTIR, também foram testadas preliminarmente para detetar outras fracções, como AlOx, ou para permitir a deteção de recipientes pretos, o que poderia melhorar a precisão da monitorização quando um sistema completo for implementado.

Espectroscopia de infravermelhos próximos (NIRS)

A espetroscopia NIR é uma técnica de espetroscopia vibracional. Nesta região, os espectros de absorção são compostos por sobretons e bandas combinadas em relação aos modos fundamentais das moléculas na região do infravermelho médio. A radiação NIR tem uma gama de comprimentos de onda de 900 a 2500 nm. As bandas de absorção nesta região são largas, devido ao elevado grau de sobreposição de bandas. Além disso, devido às regras de seleção dos fenómenos, a intensidade do sinal é dez a mil vezes mais fraca do que os sinais na região do infravermelho médio. No entanto, esta falta de intensidade e a elevada sobreposição de bandas são compensadas pela sua elevada especificidade. A especificidade da espetroscopia NIR baseia-se no facto de as ligações NH, OH e CH absorverem fortemente a radiação nestes comprimentos de onda, o que a torna uma ferramenta óptima para o estudo de compostos orgânicos e polímeros. Além disso, a utilização de métodos multivariados para a análise de dados espectrais tornou possível explorar todo o potencial da técnica para fins de identificação, discriminação, classificação e quantificação.

Sistema de imagiologia hiperespectral na região do infravermelho de ondas curtas (HSI-SWIR)

As tecnologias actuais para a monitorização e classificação de resíduos sólidos de plástico na região do infravermelho próximo incorporaram câmaras hiperespectrais na sua configuração. Estas permitem, em vez de recolher um único espetro, registar uma imagem hiperespectral(HSI) da amostra (cubo hiperespectral), que contém não só a localização espacial da amostra, mas também a sua composição e distribuição química. A este respeito, foram efectuadas várias publicações e desenvolvimentos tecnológicos utilizando a HSI-SWIR para a classificação e identificação de plásticos.

Um sistema básico de imagiologia hiperespectral, apresentado na Fig.3, inclui na sua configuração um sensor sensível (câmara CCD); uma fonte de iluminação de banda larga; um espetrómetro, que separa a luz retrodifundida/transmitida nos seus diferentes comprimentos de onda e, quando necessário, um tapete rolante para recolha de amostras. Neste caso, é de notar que o tapete rolante deve ser sincronizado com a velocidade de registo do sensor CCD para uma aquisição de imagem adequada. Um sistema hiperespectral fornece um hipercubo como saída. Um hipercubo é um conjunto de dados dispostos em três dimensões, duas espaciais (um plano XY) e uma espetral (𝜆, comprimento de onda), como se mostra abaixo.

Parâmetros de medição:

Os parâmetros mais relevantes para o registo do cubo hiperespectral podem ser resumidos da seguinte forma

  • Taxa de fotogramas da câmara (fps)
  • Velocidade do transportador (m/s)
  • Distância câmara-transportador (cm) e tempo de recolha (µs). Estes parâmetros estão inter-relacionados e devem ser optimizados para obter espectros registados de boa qualidade.

As imagens hiperespectrais foram registadas com uma câmara SWIR a operar na gama ∼900-1700 nm, a uma velocidade de fotogramas de 214 fps, com um tempo de integração de 350𝜇s e uma velocidade de transporte de 25m/min.

Reciclagem de plásticos multicamadas

Figura 1: (Esquerda) Conjunto de amostras n.º 1. Inclui películas de plástico flexíveis de PE, PP, PA e PET. Foram incluídas combinações simples e duplas destes polímeros (ou seja, polímero A/polímero B). (Direita) Imagem de classificação efectuada por um modelo PLSDA.

Conclusões do projeto

O sistema de monitorização HSI tem sido capaz de fornecer uma boa aproximação da percentagem do conteúdo de polímero numa amostra de polímero multicamada. No pior dos casos, prevê-se o polímero mais abundante presente na amostra, pelo que, com grandes lotes, as percentagens finais seriam bastante exactas. Em termos de monitorização do processo de dissolução, apenas 1 polímero e 1 solvente foram fornecidos para teste no IRIS. Os resultados obtidos com o Visum Palm™ foram os esperados, mas não foram testados modelos de processo ao longo do tempo. O controlo da dissolução não foi efectuado devido a problemas com o viscosímetro instalado no LOEMI. Por esta razão, não há mais resultados nesta secção.

Para a monitorização das amostras de automóveis, a técnica selecionada foi a LIBS. A otimização do LIBS foi complicada, pois foi a primeira vez que foi utilizado. Foram executados modelos alterando diferentes parâmetros para selecionar as melhores condições. A ferramenta PATbox para LIBS não permitia a aquisição de dados à mesma velocidade que o software LIBS, pelo que os modelos tiveram de ser modificados. Finalmente, os modelos foram calibrados e testados para prever o tipo de fibras nos plásticos pretos PP e PA. Os resultados obtidos nos 3 lotes foram satisfatórios, uma vez que as previsões dadas pelos modelos (quimiometria e aprendizagem automática) estavam próximas do conteúdo real. Foram efectuados alguns testes para diferenciar o PP e o PA, mas a taxa de classificação foi de cerca de 80% de boas previsões. Em geral, a rotulagem incorrecta e a sujidade das amostras não foram muito úteis para o desenvolvimento dos modelos de previsão.

De IRIS Technology Solutions
Environment-pt-pt, Innovation-pt-pt 3 Agosto 2022

Economia circular: Bioplásticos vs. plásticos negros

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Economia circular: Bioplásticos vs. plásticos negros

Até 2022, uma parte significativa dos plásticos usados – em alguns países mais de dois terços – será incinerada ou enviada para aterros, e apenas uma pequena parte será reciclada (30%). Neste contexto, é urgente encontrar materiais substitutos biodegradáveis para os plásticos negros que atualmente não podem ser recuperados pelas técnicas ópticas e de triagem tradicionais, mantendo as suas propriedades funcionais em aplicações industriais.

Neste contexto, a IRIS Technology apresentou no passado mês de julho, na SIMULTECH 2022, a sua investigação “Biodegradation prediction and modelling for decision support”, um modelo matemático de IA que permite prever a biodegradação de materiais naturais de origem alimentar candidatos a substituir compostos de carbono atualmente utilizados na indústria automóvel, eletrónica, sacos de plástico, entre outros.

Bioplásticos e plásticos negros

O termo bioplástico é complexo e engloba materiais que provêm de fontes renováveis e materiais que são biodegradáveis. Embora muitos plásticos, em determinadas condições naturais ou artificiais, sejam degradáveis, nem todos são recuperáveis. Em particular, os plásticos pretos, devido ao seu pigmento ou cor, escapam aos sistemas tradicionais de infravermelhos utilizados na indústria de reciclagem para a sua separação.

BionTop

O trabalho desenvolvido pela IRIS Technology em conjunto com uma dezena de entidades europeias insere-se no âmbito do projeto europeu BIOnTop, que visa desenvolver uma gama de bioplásticos e revestimentos complementares e validar a sua utilização em embalagens alimentares e de cuidados pessoais, determinando o seu impacto ambiental e a viabilidade económica de um projeto alargado de substituição na indústria.

Bioplásticos

Administrações e empresas que participam no projeto

  • Alemanha: European Bioplastics EV, Fachhochschule Albstadt-Sigmaringen
  • Bélgica: Istrazivanjei Razvoj Centre Scientifique & Technique del’Industrie Textile Belge ASBL, Organic Waste Systems NV, Sioen Industries NV
  • Eslovénia: BIO-Mi Drustvo S Ogranicenom Odgovornoscu za Proizvodnju
  • Espanha: AIMPLAS, Cristobal Meseguer SA, Emsur Macdonell SA, IRIS Technology Solutions SL, Queserías Entrepinares SA, Ubesol SL
  • Estónia: Wearebio OU
  • Itália: Consorzio Interuniversitario Nazionale per la Scienza e Tecnologia dei Materiali, Enco SRL, Laboratori Archa SRL, Movimento Consumatori, Planet Bioplastics SRL, Romei SRL
  • Países Baixos: Total Corbion PLA BV
  • República Checa: Silon SRO
De IRIS Technology Solutions
Industry-4-0-pt-pt, Innovation-pt-pt 24 Janeiro 2022

IRIS Technology develops the first industrial system for the chemical control and inspection of melamine boards

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IRIS Technology, a Spanish engineering company that manufactures photonic solutions for online quality control, has developed the first industrial system for real-time quality control of melamine or particle boards with NIR and hyperspectral technology.

 

The wood industry, and consequently the furniture and furnishing industry, is a sector that continues to grow by leaps and bounds worldwide, with a year-on-year increase of 6.5%, still boosted by the increase in consumption during the pandemic. So, not surprisingly, technology is accompanying the industry in this growth by combining production and operations techniques with smart technologies such as photonics, analytics and artificial intelligence brought about by Industry 4.0.

 

The new chemical vision industrial system, manufactured and patented by IRIS Technology, uses NIRS (Near Infrared Spectroscopy) technology and machine learning together with chemometric models to analyse the composition of each melamine board unit produced, non-invasively, It can quantitatively analyse the distribution of the moisture parameter on the impregnation line and classify the curing level of each board in order to detect defects early, correct factory processes and reject or remanufacture boards.

 

Until now, the control of this type of parameters in the melamine production process was only carried out through destructive laboratory methods and visual inspection, implying a high cost for the manufacturer and the difficult -if not impossible- inspection of all the units produced. This new technological application stands as a solution for the inspection of this type of boards, thus reducing defective units, losses, claims and consequently improving the brand image of the manufacturer.

 

For more information please contact IRIS Technology www.iris-eng.com

Contrôle des produits chimiques
De IRIS Technology Solutions
Industry-4-0-pt-pt, Innovation-pt-pt 14 Maio 2021

IRIS Technology among the Top 10 Spanish mechanical engineering startups of 2021

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The company IRIS Technology, is awarded in the ranking “Top Mechanical Engineering Startups in Spain 2021”, elaborated by the British portal “startupill.com“, in the position Nº6 of the most innovative companies in the mechanical engineering industry and worth following this year.

Startupill.com bases its selection on the performance of companies in categories such as: innovation, innovative ideas, innovative route to market, innovative product, growth, exponential growth, exponential growth strategy, management and social impact. Look the entire publication here.

About IRIS Technology

IRIS (www.iris-eng.com) is an advanced engineering company that manufactures PAT systems for in-line process and quality control in the pharmaceutical, food and chemical industries with its own devices registered under the VISUM Devices trademark. As a manufacturer, it realizes tailor-made solutions and ad-hoc configurations for different processes and analytical or control needs, from the actual engineering development to the specific chemometric modeling. In addition, it actively collaborates in numerous EU innovation projects with international partners and has in its staff physicists, mathematicians, chemometricians, opticians, engineers, software developers and highly specialized profiles from the world of science and technology.

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