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기술 가이드
선별 정확도 이해: 순도, 회수율 및 효율 지표
선별 정확도는 모든 광학 선별기의 핵심 성능 지표이지만, '정확도'는 상황에 따라 다른 의미를 갖습니다. 98% 순도와 85% 회수율을 달성하는 선별기와 95% 순도와 98% 회수율을 제공하는 선별기는 모두 '높은 정확도'로 설명될 수 있지만 작동 방식이 매우 다릅니다. 이러한 지표 간의 차이를 이해하는 것은 장비 사양 지정, 공급업체 주장 평가 및 라인 성능 최적화에 필수적입니다.
핵심 선별 지표
순도 (등급)
정의: 허용 분류(허용 분획)에서 올바르게 분류된 목표 물질의 백분율.
공식: 순도 = (올바르게 허용된 목표물) / (전체 허용 물질) × 100%
예시: 허용 통에 목표 PET 980kg과 비PET 오염물 20kg이 있는 경우, 순도 = 980/(980+20) = 98%.
가장 중요한 경우: 오염물 한도가 규제되는(EFSA/FDA) 식품 등급 응용 분야; 오염으로 인해 전체 베일의 등급이 낮아지는 고가치 물질; 목표 순도 미만 시 계약 위약금이 적용되는 사양.
회수율 (수율)
정의: 공급 원료 중 목표 물질이 올바르게 허용 분류로 전환된 백분율.
공식: 회수율 = (올바르게 허용된 목표물) / (공급 원료 내 전체 목표 물질) × 100%
예시: 공급 원료에 목표 PET 1,000kg이 있고 980kg이 허용 분류로 들어간 경우, 회수율 = 980/1,000 = 98%. 누락된 20kg은 거짓 음성으로 거부 분류에 잘못 배출되었습니다.
가장 중요한 경우: 회수율이 1%포인트 손실될 때마다 수익이 직접 감소하는 고가치 목표 물질; 혼합 스트림에서 최대 가치를 추출하는 것이 목표인 긍정 선별 응용 분야.
순도-회수율 트레이드오프
순도와 회수율은 서로 상반됩니다. 더 많은 오염물을 제거하기 위해 배출 임계값을 높이면 더 많은 목표 물질도 함께 배출되어(회수율 감소) 반대가 됩니다. 임계값을 낮추어 더 많은 목표 물질을 포착하면 더 많은 오염물도 통과시켜(순도 감소) 반대가 됩니다. 최적의 작동 지점은 특정 응용 분야에서 순도 대비 회수율의 경제적 가치에 따라 달라집니다.
| 작동 모드 | 순도 | 회수율 | 적합한 분야 |
|---|---|---|---|
| 순도 우선 | 최대 달성 가능 | 80-90% | 식품용 rPET, 의약품 등급 재료, 계약에 명시된 순도 요구사항 |
| 균형 | 95-98% | 90-95% | 대부분의 상업용 재활용 응용 분야; 병급 rPET; 엔지니어링 플라스틱 회수 |
| 회수율 우선 | 85-92% | 95-99% | 순도보다 부피가 중요한 저가치 목표물; 2차 선별 전 사전 농축; 광업 사전 농축 |
선별 정확도에 영향을 미치는 요인
원료 공급 방식
선별 정확도에서 가장 제어 가능한 단일 요소는 센서에 물질이 어떻게 공급되는지입니다. 선별기는 볼 수 있는 것만 분류할 수 있습니다:
- 단일층 대 다층: 물질은 슈트 전체에 단일층으로 펼쳐져야 합니다. 겹치는 입자는 서로를 센서로부터 숨깁니다. 단일층 공급은 일반적으로 슈트 폭 1m당 처리량을 0.5-1.5t/h(재질에 따라 다름)로 제한합니다.
- 입자 간격: 입자는 배출 시스템이 개별 항목을 타겟팅할 수 있을 만큼 충분히 분리되어야 합니다. 두 입자가 감지 영역을 너무 가깝게 통과하면 단일 밸브 발사로 두 입자가 함께 배출될 수 있습니다(양호한 입자와 오염물이 함께).
- 슈트 속도와 각도: 슈트 속도가 빠를수록 처리량은 증가하지만 감지 영역 내 시간이 줄어들어 분류 정확도가 저하될 수 있습니다. 각도가 가파를수록 단일화는 개선되지만 감지 지점에서 입자 속도가 증가합니다.
- 먼지와 미분: 미분은 센서 창을 코팅하고 빛을 산란시키며 잘못된 신호를 생성합니다. <2mm 분획을 제거하기 위해 재료를 사전 선별하면 감지 정확도와 센서 유지보수 간격이 모두 개선됩니다.
센서 분해능
센서 분해능은 감지 가능한 최소 특징 크기를 결정합니다:
- 공간 분해능: 재료 평면에서의 픽셀 크기. 일반적으로 광학 선별기의 경우 0.1-1.0mm/픽셀입니다. 더 작은 픽셀은 더 작은 오염물을 감지하지만 데이터 양과 처리 요구 사항이 증가합니다.
- 분광 분해능: 파장 대역 수(초분광 시스템의 경우). 대역이 많을수록 재료 식별 능력이 향상되지만 비용이 높아지고 처리 속도가 느려집니다.
- 시간 분해능: 스캔 속도(Hz). 입자가 스캔 사이에 1픽셀 이상 이동하지 않을 만큼 빨라야 합니다. 3m/s 벨트 속도와 0.2mm 픽셀에서 최소 스캔 속도는 15,000Hz입니다.
배출 시스템 성능
배출 시스템(일반적으로 고속 공압 밸브 어레이)은 센서가 식별한 오염물을 물리적으로 제거해야 합니다:
- 밸브 피치: 인접 밸브 간 간격. 피치가 작을수록 배출 타겟팅이 더 정밀합니다. 일반: 6-25mm 피치, 플레이크 선별과 같은 미립자 응용 분야에서는 더 미세한 피치 사용.
- 밸브 응답 시간: 감지 신호에서 밸브 완전 개방까지의 시간. 일반: 0.5-2.0ms. 3m/s 입자 속도에서 1ms 지연은 공기 제트가 의도된 지점보다 3mm 뒤에 도달함을 의미합니다.
- 밸브 사이클 시간: 연속 발사 사이의 최소 시간. 감지