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재활용 산업이 순도 기준의 강화와 인력 풀 감소에 직면함에 따라 자동화 및 첨단 선별 기술은 원하는 수익률로 고품질의 재활용 제품을 제공하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 투자 수익률(ROI)을 최적화하기 위해 계획된 재료 스트림을 선별할 수 있는 올바른 장비를 설치하는 것이 중요합니다. 또한 향후 재료 스트림의 변화와 법률 규정에 적응할 수 있는 유연한 시스템을 구성하는 것도 중요합니다.
뉴욕주 버팔로 소재 WENDT CORPORATION의 비즈니스 개발 관리자인 빌 클로즈는 "업계는 제조 환경과 유사한 재료 재활용에 대해 생각해야 합니다."라고 말합니다. "우리는 매번 일관된 결과의 완제품을 제공하기 위해 각 스테이션에서 취급을 자동화하여 잘 정의된 관행을 수립합니다."
이러한 결과를 제공하기 위한 올바른 자동화 시스템을 구매할 때 재료 분석 및 테스트가 중요한 역할을 합니다. 운영 규모에 관계없이 모든 기업은 올바른 공급업체와의 파트너십을 통해 이점을 누릴 수 있습니다.
독일의 테스트 센터에서 매년 약 600건의 테스트를 수행하고 있습니다."라고 뮬하임 캐를리히(Mülheim-Kärlich)의 TOMRA Recycling 독일 재활용 테스트 센터 관리자인 안드레 레만은 말합니다. 전 세계 7개 시설 중 하나인 이 주요 TOMRA 테스트 센터는 회사의 최신 선별 기술을 모두 갖추고 있습니다.
북미 지역의 TOMRA 광학 선별기 주요 공급업체인 VAN DYK Recycling Solutions는 코네티컷주 노워크에 북미 최대 규모의 테스트 센터를 운영하고 있습니다. 이 센터에는 5가지 종류의 TOMRA 광학 선별기가 새로 설치되어 폐기물 처리업체와 업계 이해관계자들을 위한 "구매 전 테스트" 도구를 제공합니다. VAN DYK의 기술 이사인 알렉스 울프는 "우리 테스트 센터는 북미 어디에서나 볼 수 있는 재료 회수 시설 내의 많은 공정을 시뮬레이션할 수 있습니다."라고 말합니다. "결과를 검증하기 위해 테스트를 수행하고, 협회, 브랜드 소유자 및 포장 제조업체에 시설을 개방하고, 대량의 플라스틱 처리업체와 함께 테스트합니다."
업계는 모든 재료와 응용 분야를 테스트할 필요가 없는 지점까지 성숙해졌습니다. 레만은 "우리는 플라스틱 병 선별과 같은 재료를 테스트할 필요가 없습니다. 방대한 양의 데이터와 경험, 해당 재료를 다루는 설비를 보유하고 있기 때문입니다."라고 말합니다. "그러나 새로운 응용 분야나 처리가 어려운 재료는 공정 검증이 필요합니다."
테스트의 발전
지난 20년 동안 TOMRA와 같은 기업과 공장 건설 파트너들은 시대의 과제를 반영하기 위해 테스트 시설을 발전시켜 왔습니다. 클로즈는 "자동차 파쇄기 잔류물(ASR) 테스트 공장은 한 곳이지만, 이미 6세대를 거쳤습니다."라고 말합니다. "오늘날 우리 시설은 실험실처럼 구성되어 있습니다."
회사의 실험실에는 ASR에서 비철 금속 분획물을 회수하는 TOMRA FINDER, Zorba에서 Twitch까지 가열로에서 사용할 수 있는 재활용 알루미늄을 선별하기 위해 X-ray 기술을 사용하는 X-TRACT™, 중비철금속을 색상으로 선별하는 COMBISENSE 등의 스테이션이 있습니다. "현재 우리는 4개의 대형 자루로 테스트를 진행할 수 있습니다."라고 클로즈는 덧붙입니다.
센서 기반 선별을 통한 선별 자동화가 생소하던 시절이 있었습니다. "2007년에는 수동 선별을 줄이기 위해 광학 선별기를 구매해야 한다고 고객들을 설득해야 했습니다."라고 울프는 회상합니다. 공정을 검증하고 투자를 정당화하기 위해 트럭 한 대 분량의 재료를 테스트 시설로 운송했습니다.
오늘날 기술 제공업체와 공장 건설업체는 유사한 폐기물 스트림을 가진 고객이 방문할 수 있는 많은 시설을 보유하고 있습니다. 다음 단계로 고객은 재료 샘플을 테스트 시설로 보내 공정을 검증할 수 있습니다. 고해상도 센서를 갖춘 장치에는 근적외선, 카메라, X-Ray, 전자기, 레이저, 딥 러닝과 같은 수많은 기술이 포함되어 있어 가장 복잡한 선별 문제도 보다 정확하게 검증할 수 있습니다.
울프는 "이전에는 재료 회수 시설에서 최종 제품에 높은 비율의 오염 물질이 포함되어 있어도 처리할 수 있었지만, 최종 시장 상황으로 인해 상황이 바뀌었습니다."라고 설명합니다. TOMRA Recycling의 미주 지역 이사인 Ty Rhoad는 다음과 같이 덧붙입니다. "그렇기 때문에 필요한 단계 수에서 원하는 순도 목표를 달성하기 위해 올바른 선별 기술에 투자하는 것이 중요합니다."
VAN DYK 테스트 센터에는 두 대의 TOMRA AUTOSORT™ 장치와 AUTOSORT™ FINES, FINDER 및 X-TRACT™가 있으며 플레이크 선별에 대한 새로운 관심에 부응하기 위한 새로운 기술을 선보입니다. 울프는 "북미에서 플라스틱 플레이크에 대한 수요가 증가하고 있어 새로운 AUTOSORT™ FLAKE 장치를 테스트 라인에 추가했습니다."라고 말합니다. 짧은 기간 동안 고객을 위해 장치에 대한 여러 가지 테스트를 수행했습니다.
플레이크 선별에 대한 전 세계적인 수요 증가로 인해 TOMRA Recycling은 이탈리아 파르마에 새로운 테스트 센터를 개설했습니다. 이 시설은 플라스틱 플레이크 선별과 폴리올레핀(PO) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 플레이크 선별 분야의 새로운 응용 분야 및 솔루션 개발에 전념하고 있습니다.
"새로운 파르마 센터를 통해 우리는 플라스틱을 성공적으로 업그레이드하는 것을 목표로 재활용 공장을 위한 솔루션을 계속 발전시키고 있습니다. 선별 라인에는 AUTOSORT™ FLAKE 및 INNOSORT™ FLAKE가 포함되어 있어 2 mm(0.079 in)의 작은 플라스틱 플레이크(PET, PO, PVC)를 회수합니다"라고 로드는 설명합니다. "AUTOSORT™ FLAKE는 오염 수준이 낮지만 품질 기준이 높은 응용 분야에서 탁월합니다. INNOSORT™ FLAKE는 더 많은 오염된 스트림을 선별할 수 있으며 폴리올레핀을 선별하기 위한 PO 전용 센서와 함께 사용할 수 있습니다."
올바른 조합 구성하기
"한 소규모 파쇄기 운영업체가 ASR 스트림에서 더 많은 비철 분획물을 회수하기 위해 FINDER를 요청해 온 적이 있습니다."라고 클로즈는 말합니다. WENDT CORPORATION은 테스트 센터에서 재료 샘플을 테스트한 결과, 선별기만으로는 회사의 목표를 달성하는 데 도움이 되지 않는다는 것을 발견했습니다. FINDER는 솔루션의 일부였지만 회사에는 다른 구성품도 필요했습니다."라고 그는 덧붙입니다.
재활용업체는 최신 기술을 사용하는 하나의 구성품이 해결책이 될 것이라고 생각하고 공장 업그레이드나 새로운 시스템 설치를 진행해서는 안 됩니다. 오히려 기업은 장비와 기술을 적절히 조합하여 시스템을 설계하는 총체적인 접근 방식을 취해야 합니다. 신뢰할 수 있는 기술 제공업체를 통한 테스트는 ROI를 극대화하는 데 도움이 될 수 있습니다.
레만은 "우리가 선별 기술의 전문가인 것처럼 재활용업체도 재료의 전문가이며, 어떤 제품과 불순물이 스트림을 구성하고 원하는 결과는 무엇인지에 대해 알아야 합니다."라고 말합니다. "순도 98%가 필요한지 99.5%가 필요한지 알려주어야 합니다. 다양한 선별 기술로 재료를 테스트하여 원하는 처리 단계 수에 가장 적합한 장비를 확보할 것입니다."
테스트 공정은 일반적으로 영업 담당자와 고객 간의 회의에서 시작됩니다. 재료에 따라 공장 건설업체 및/또는 기술 제공업체는 유사한 재료 흐름을 가진 공장을 방문하거나 재료 테스트를 권장하거나 두 가지를 혼합하여 수행할 수 있습니다. 종종 이 테스트는 영업팀에서 추천하는 제품을 확인하는 역할을 합니다."라고 울프는 말합니다. "그러나 비정상적인 재료와 비표준 응용 분야의 양이 증가하고 있으므로 이러한 경우 테스트가 필수입니다."
재료를 테스트할 때 재활용업체는 적절한 재료 준비에 대한 책임이 있습니다. 로드는 "고객이 TOMRA로 재료를 보내기 전에 업스트림 처리 장비로 재료를 사전 처리하는 것이 좋습니다. 그렇게 하면 공장에서 당사 장비가 선별하는 것과 비슷한 결과를 얻을 수 있습니다."라고 말합니다.
WENDT CORPORATION 및 VAN DYK와 같은 공장 건설업체는 테스트 시설의 일부로 더 많은 업스트림 처리 장비를 제공하는 경우가 많으므로 재료 준비가 덜 필요할 수 있습니다. "Van Dyk의 테스트 센터에는 TOMRA 장비 외에도 타원형 스크린과 다른 기계식 2D 및 3D 재료 분리기가 있습니다."라고 울프는 말합니다. 폐자동차를 처리하는 경우, "당사의 테스트 실험실에는 TOMRA FINDER, X-TRACT™ 및 COMBISENSE 외에도 자석, 스크린 및 와전류가 포함되어 있습니다."라고 WENDT CORPORATION은 덧붙입니다.
테스트가 수행되는 장소와 관계없이 모두 재료가 실행 중일 때 시설을 직접 방문할 것을 권장합니다. 레만은 "고객이 자사 재료를 테스트하고 다양한 기술을 활용하여 목표를 달성하는 방법을 볼 수 있다는 것은 유익한 일입니다."라고 말합니다.
클로즈는 "우리는 그것이 효과가 있다는 것을 알고 있습니다. 고객이 테스트의 작동 방식을 보고 배우고 이해할 수 있다면 가장 좋습니다." TOMRA 공정 엔지니어는 재료를 검사하고 고객의 목표를 고려하여 필요한 기술 또는 기술의 조합을 결정합니다. 생산 용량을 측정하고 공기 수요를 결정하며 재료 회수 및 순도를 평가합니다. 생성된 보고서는 권장 선별 기술과 목표를 달성하는 데 필요한 단계를 포함한 흐름도로 구성됩니다.
레만은 "재료의 복잡성과 목표에 따라 테스트를 수행하는 데 짧게는 하루에서 길게는 일주일 이상이 걸릴 수 있습니다."라고 설명합니다. 평균적으로 첫 번째 회의에서 테스트 완료 및 보고까지 8~10주가 소요됩니다.
자동화 추진
업계가 자동화를 발전시키면서 테스트는 성공의 핵심입니다. "우리는 항상 한계를 뛰어넘기 위해 노력하고 있으며 이제는 가열로용 알루미늄을 선별하는 공장을 보유하고 있습니다."라고 클로즈는 말합니다. "품질 관리 수동 선별은 로봇으로 처리하고, 제어실에서 데이터를 수신하고 대응하는 작업자가 있는 완전한 공장 자동화의 비전이 있습니다."
딥 러닝과 인공 지능은 업계가 이러한 선별 자동화를 발전시키는 데 도움이 되고 있습니다. "TOMRA GAIN을 사용하면 딥 러닝을 사용하여 보다 복잡한 재료 분획물을 선별할 수 있으며, 전체 시스템 또는 서로 다른 위치의 여러 시스템을 TOMRA Insight 데이터 보고와 연결할 수 있습니다."라고 로드는 말합니다.
울프는 이에 동의하며, 업계가 항상 더 많은 자동화를 통해 노동력을 줄이는 것을 목표로 해왔다고 덧붙입니다. 그러나 그는 오늘날의 기술로는 완전 자율 공장에 도달하는 데 있어 한계가 있다고 생각합니다. 그는 "완전 자동화는 투자 비용을 증가시켜 전체 프로젝트의 ROI에 부정적인 영향을 미칠 수 있습니다. 우리는 로봇의 출현으로 이러한 변화를 보았습니다. 원래 생각했던 모든 것에 대한 완벽한 해답은 아니며, 모든 것은 응용 분야에 따라 달라집니다."