ハイパースペクトルカメラ　HySpex Classic用途例
紙のリサイクル

複雑な紙混合物の選別

リサイクルは資源を節約し、ゴミの散乱や埋め立てに必要な敷地を減らすことに役に立っています。紙のリサイクルは成長中の市場で、プラスチック、ガラス、アルミニウムと比較するとリサイクル率が高い材料です。紙のリサイクルの世界市場は2025年中に560億ドルの規模になると想定され、現在ヨーロッパでは消費される紙の74%がリサイクルされています。
現在のリサイクルは、複雑な廃棄混合物の場合、労力や時間がかかります。ハイパースペクトルイメージングを活用することで、選別プロセスの処理能力向上が期待できます。

ハイパースペクトルカメラ　HySpex Classic製品詳細

ケーススタディー

このケーススタディーでは、SWIR領域の波長範囲を測定できるハイパースペクトルイメージングを使用して、最も一般的に混合される廃棄物材料 (プラスチック、テトラパック®、さまざまな紙) を区別する方法を紹介します。

ハイパースぺクトルカメラによる廃棄物材料の測定

廃棄物材料のサンプル

混合廃棄物サンプルとして、下記を用意しました。a) プラスチック PET*、b) プラスチック PP** (どちらも透明部分を可視化するためのプラスチックの SWIR ベースのカラー赤外線画像)、c) 雑誌の光沢紙、d) 段ボール、e) テトラパック®、f) パルプ卵パック、g) 新聞、h) オフィスシート紙

測定方法

廃棄物は、ハイパースペクトルHySpex Classic SWIR-384と広帯域照明源を使用してスキャンされました。カメラは、5.45 nm のスペクトル解像度と 770 µm の空間解像度で、930 ～ 2500 nm のスペクトル領域をカバーします。この最先端のカメラは、低いバックグラウンドノイズ、高いダイナミックレンジ、優れた信号対雑音比の利点を活かし、画像データの高品質と選別性能の信頼性を保証します。

HySpex Classic SWIRを用いた測定

ハイパースペクトルカメラHySpex-Classic SWIR-384によるスペクトルデータの取得

HySpex Classic SWIRを用いた測定結果

得られたスペクトルを図に示します。紙の種類の中には非常に類似したスペクトル特性を持つものもあり、リサイクルの観点から分類には高品質の機器と高度なデータ処理で異なる種別を区別することが必要です。紙くずは、繊維の種類と組成品質に応じて分類できます。たとえば、最もリサイクルされている紙製品の 1 つである段ボールは、紙の等級という点で最も高い値を持ちます。対照的に、新聞紙は低級紙です。さらに、リサイクルプロセスごとに繊維の長さが短くなります。

ハイパースペクトルデータ解析

データ分析には、Prediktera を搭載した Breeze ソフトウェアが使用されています。Breeze には、汎用および特定の機械学習アルゴリズムが幅広く用意されており、他の機械学習フレームワークのカスタムモデルもインポートできます。ここでは、各廃棄物タイプの代表的なスペクトルに基づいて、分類用の確率的デュアル座標上昇最大エントロピーモデルが構築されました。

分類

●PET ●PP ●光沢紙 ●段ボール ●テトラパック
●卵パック ●新聞紙 ●シート紙

紙材料は、段ボール、事務用紙、新聞紙、雑誌の光沢紙、パルプ卵パックなど、さまざまなグレードに分類されました。その間に、プラスチック（PET および PP）やテトラパック®などのその他のリサイクル可能物質または汚染物質が特定され、その後廃棄物の流れから除去されました。このハイパースペクトルイメージングシステムは、紙のリサイクルに効果的かつ効率的なソリューションを提供します。フル解像度で最大 2 m/s の希望の処理速度を達成でき、特定のウィンドウオプションではさらに高速化できます。廃棄物のリアルタイム分類と空間分布の結果を選別機に送信できるため、非接触で迅速な選別プロセスが可能になります。

リサイクルプロセスの効率向上へ

高品質のハイパースペクトルカメラと高度な機械学習アルゴリズムを組み合わせることで、選別プロセスをガイドし、さまざまな廃棄物の選別精度を向上させることができます。HySpex と Prediktera は、リサイクル業界の時間と経費の節約に役立つ、完全に自動化されたターンキーソリューションを提供しています。