Entwicklung eines Sensorsystems zur berührungslosen Erkennung von DSD-Wertstoffen

Diplomarbeit von Thomas Hartmann

Einleitung:

Während es vor wenigen Jahrtausenden genügt hatte, seine Essensreste einfach hinter den nächsten Busch zu werfen, ist es in unserer Zeit notwendig, geeignete Abfallentsorgunskonzepte zu finden. Eine einfache Deponierung ist, langfristig gesehen, aufgrund des begrenzten Platzangebotes auf unserem Planeten und der konservierenden Eigenschaft einer Mülldeponie ungeeignet.

So, wie ein toter Baum durch Verrotten zu 100% wiederverwertet wird, müssen auch wir unseren Abfall in irgendeiner Art und Weise nutzbar machen. Hierzu gibt es mehrere Lösungskonzepte, z.B. die Verbrennung oder das Recyceln. Obwohl keines der existierenden Konzepte die ideale Lösung darstellt, kann doch durch die Wiederverwertung von einzelnen Komponenten bzw. Materialien dem Ideal einen Schritt näher gekommen werden.

In diesem Sinne entwickelt das Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) Stuttgart eine robotergestützte Anlage zur vollautomatischen Sortierung von Wertstoffen. Ziel dieser Anlage ist es, Wertstoffe auf einem Fließband zu erkennen und gezielt auszusortieren. So wird es z.B. möglich sein, einzelne Kunststoffe, Aluminium und Papier sortenrein zurückzugewinnen. Der Stand der Sortierung mit bestehenden Anlagen ermöglicht lediglich das Rückgewinnen eines extrem minderwertigen Kunststoffgemisches, das sich am besten zum Verheizen eignet.

Aufgabe dieser Diplomarbeit ist es, DSD-Wertstoffe bezüglich ihrer allgemeinen sensorischen Erfaßbarkeit zu untersuchen und anschließend ein Sensorsystem zu konzipieren, welches in der Lage ist, möglichst viele DSD-Wertstoffe berührungslos zu erkennen.

Bei dieser Arbeit handelt es sich nicht um das einfache Zusammensetzen weniger einfacher Bausteine. Diese Arbeit soll ein Problem lösen, das bisher nur von wenigen angegangen wurde: das berührungslose Unterscheiden einer Menge extrem ähnlicher Materialien in allen denkbaren Formen, Farben und Reinheitsgraden - in Echtzeit.

Nicht nur einzelne, visuell leicht unterscheidbare Objektklassen wie Tetra Paks oder Getränkedosen sollen sortierbar sein, sondern auch Folien und Kunststoffkörper jeglicher Art und Materialkombination.

Obwohl es für die Sortierung durch Menschen einige wenige Materialmerkmale gibt, wird auf Wertstoffhöfen fast nur nach Aufdruck sortiert (siehe Kapitel "Zustand der Wertstoffsortierung"). Jedoch fehlt dieser Aufdruck oft, weil das Objekt nur der Teil eines größeren Objektes ist, das irgendwann zerrissen oder zerbrochen wurde. Ganz abgesehen davon, daß diese Methode der Sortierung extrem langsam ist.

Es ist daher notwendig einen Weg zu finden, diese Unterscheidung, die kein Mensch schnell und exakt genug vollbringen kann, zu automatisieren.

Während es Aufgabe dieser Arbeit ist, ein möglichst universell einsetzbares System zu konzipieren, beschäftigte sich Herr Thomas Zurl mit der Frage, welche Möglichkeiten es gibt, spezielle Objektklassen zu erkennen. Dies kann dann sinnvoll sein, wenn der Betreiber einer Anlage ausschließlich z.B. Papier aussortieren möchte. Ein spezialisiertes System wird in diesem Fall oft preisgünstiger sein als ein universelles System. Da diese beiden Aufgaben am Anfang den gleichen Lösungsweg verfolgten, bot sich hier das leistungsfähige Werkzeug der Teamarbeit an, das sich als sehr effektiv erwies.

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