Технології

Фотосепаратори (Оптичні сортувальники, також звані сортексами і рентген-детекторами) - це високотехнологічне неруйнуюче сортувальне обладнання, для контролю якості, очищення та сортування твердих продуктів і сипучих матеріалів. Устаткування для оптичного сортування широко використовується у всьому світі і задіяно в багатьох галузях промисловості: агропромисловому комплексі, сільському господарстві, переробній, харчовій та гірничодобувній промисловості, а також переробці відходів.

Фотосепарація(від англ. color sorting – кольоросортування, сортування за кольором) - це один з видів оптичного сортування і відносно нова для України технологія контролю якості, сортування й очищення твердих сипучих продуктів і матеріалів. Тільки використання фотосепараторів дозволяє вирішити проблему неможливості відділення стандартними машинами складно-відокремлюваних і невіддільних домішок від основного продукту, а також автоматизувати процес сортування і повністю відмовитися від ручної праці.

Головна перевага цієї технології в можливості домогтися високого ступеня очищення вихідної сировини від домішок і забруднювачів з найменшими витратами ресурсів і на виході отримати чистоту придатного продукту, що дорівнює або максимально наближена до 99,99%. На сьогодні жодне інше устаткування не здатне конкурувати за цим параметром з сортексами. Залежно від компонентів застосовуваних в конкретному пристрої, можливе сортування за параметрами кольору, розміру, форми, внутрішнього вмісту і структурі. Як вже стало ясно, фотосепаратори це машини фінішного очищення і з їх допомогою можна добитися результату, що задовольняє найсуворішим вимогам до безпеки та чистоти продуктів і матеріалів. На поточний момент саме оптичні сортувальники є ідеальним варіантом для калібрування якісної сировини.

Як працює фотосепаратор

Покроковий процес роботи фотосепаратора виглядає наступним чином:

1. Вихідну сировину для сортування завантажують в оптичний сортувальник через завантажувальний бункер. За допомогою вібрації матеріал по живлячим лоткам подається в розподільні канали для вирівнювання матеріалу в один шар.
2. По розподільчим каналам матеріал, що сортується потрапляє в освітлену світлодіодними лампами зону інспекції, де досліджується камерами оснащеними високотехнологічними CCD або CMOS сенсорами. Сенсори, отримуючи відбите світло від матеріалу відбору, генерують електричний сигнал для контролера електронного блоку управління.
3. Залежно від сигналів, отриманих від оптичної системи, система електронного управління дає команду на відкриття пневмоклапана (ежектора), який виробляє "постріл" і потужним спрямованим потоком повітря видуває домішки, сміттєві частки або небажані продукти, що відрізняються за кольором.
4. Придатний продукт прямим потоком спрямовується в спеціальну область. Небажані домішки виводяться з фотосепаратора через вихідний патрубок для відходів.
5. У більшості фотосепараторів передбачена можливість вторинного або повторного сортування, що дозволяє більш ретельно сортувати вихідний матеріал, мінімізуючи відсоток втрат гідної продукції.

Схема роботи стрічкового фотосепаратора

Найважливішими факторами, що впливають на продуктивність фотосепаратора, є ступінь засміченості основної, вихідної сировини для сортування, її фізичні властивості та фізичні властивості небажаних домішок. Такі параметри продукту і небажаних домішок як колір, фізичні розміри, питома вага, аеродинамічні властивості, щільність, в сукупності впливають на якість і швидкість сортування продукту за кольором і геометричним відмінностям.

Як влаштований фотосепаратор?

Фотосепаратор - це машина, яка використовує технологію фотоелектричного виявлення для автоматичного сортування різнокольорових частинок в матеріалі, принцип роботи такого пристрою для оптичного сортування заснований на відмінності оптичних властивостей матеріалу. Фотосепаратор оснащений оптичним датчиком з високою роздільною здатністю, який управляє ежектором (електромагнітним клапаном), при активації ежектора він виробляє "постріл", тобто видуває небажані домішки або бур'янистий продукт з матеріалу, що сортується. Основними вузлами і агрегатами оптичного сортувальника є система подачі вихідного матеріалу, інтелектуальні системи оптичного виявлення, програмна і апаратна частина обробки сигналів, система ежекторів, інтерфейс управління, а також системи виконання поділу небажаних домішок і придатного продукту.

Спеціальні швидкодіючі повнокольорові камери високої роздільної здатності, оснащені CCD або CMOS сенсорами, гарантують чіткість одержуваного зображення, розрізняють і фіксують найдрібніші деталі і дефекти продукту. 

Енергоефективні промислові FPGA рішення і спеціалізовані цифрові сигнальні процесори DSP, побудовані у вигляді SoC (System-on-a-Chip) системи, забезпечують найвищий рівень швидкодії кольоросортувального обладнання. Постійно вдосконалюються програмні і апаратні алгоритми обробки даних,що уможливлюють сортування матеріалу як по колірним, так і по геометричним відмінностям.

Сучасні фотосепаратори оснащені довговічними ежекторами, що використовують технологію магнітної левітації. Особлива конструкція сопел електромагнітного клапана дозволяє видаляти небажані домішки з потоку придатного продукту і при цьому значно, до 30%, економити витрати стисненого повітря.  

Важливим компонентом системи фотосепараціі є довговічне, енергоефективне LED джерело світла для рівномірно яскравого і безперервного фонового підсвічування. Сучасні технічні рішення, засновані на використанні технології світлодіодів, що позбавлені цілого ряду недоліків, які були притаманні попередньому поколінню флуоресцентних ламп. Сьогодні для створення динамічно змінюваних за кольором підсвічувань використовуються лампи з RGB LED (трибарвними світлодіодами) - це сполучені в одному корпусі кристали світлодіодів червоного, зеленого і синього кольорів з одною оптичною лінзою. Управління кольором відбувається за допомогою подачі електричних сигналів на висновки кожного світлодіодного кристала, а поєднання випромінювань всіх трьох світлодіодів дозволяє регулювати підсумковий колір підсвічування.

Зручність управління фотосепаратором забезпечує сенсорний екран і інтуїтивно-зрозумілий багатомовний інтерфейс пристрою. Регулярно оновлюється програмне забезпечення дозволяє гнучко налаштовувати фотосепаратор на роботу з різними продуктами і матеріалами, проводити автоматичне інтелектуальне налаштування по фото і відео вихідної сировини, а також самодіагностувати можливі помилки і несправності в роботі.

Розвитком технології оптичного сортування стало використання камер і сенсорів, що працюють в ближній інфрачервоній області (NIR сортування, сортування із застосуванням інфрачервоних камер). На основі попередньо заданої інформації про спектральному аналізі різних матеріалів буде визначено, чи є такий сортований матеріал гетерохромною речовиною. Підтвердження властивостей матеріалу приходить з відбитим світлом після опромінення ближньої інфрачервоної області. Ці дані миттєво обробляються промисловим процесором і відповідна команда надходить до електромагнітного клапану (ежектору). У разі спрацювання поганий продукт буде відсортований потужним спрямованим потоком повітря.

З метою підвищення якості та безпеки продукції, що випускається також широко застосовується технологія сортування з використанням рентгенівського випромінювання. Пристрій виробляє рентгенівські промені, а цілий комплекс застосовуваних оптоелектронних технологій, інтегрованих комп'ютерних алгоритмів, система цифрової обробки сигналів, дозволяють візуально розпізнати, розрізнити, визначити і впорядкувати домішки, забруднювачі, небажані елементи і матеріали в продуктах.

Ще трохи фактів про фотосепаратори

На сьогоднішній день фотосепаратори різних марок і моделей випускають багато компаній світу, орієнтуючись на передові досягнення в галузі електроніки, оптики, механіки та пневматики. Це високоточні, високотехнологічні апарати, при цьому максимально прості в управлінні та дозволяють з легкістю домагатися вражаючих результатів в сортуванні - до 99,99% чистоти продукту на виході.

Флагмани виробництва обладнання для оптичного сортування використовують тільки найкращі компоненти і комплектуючі від всесвітньо відомих компаній, серед них Nikon, Toshiba, Computar, Altera, SMC, Teledyne DALSA, Texas Instruments, OSRAM, Nippon, Delta Electronics, ARM.

Фотосепарація (або фотосортування) отримало широке застосування в переробній і харчовій промисловості, особливо там, де потрібен візуальний контроль продукції: при сортуванні зернових, бобових, дрібносем'яних, технічних і олійних культур, горіхів, снеків, круп, спецій і прянощів, і навіть заморожених або сушених фруктів і ягід. Успішно фотосепаратори справляються з завданнями сортування і на нехарчових виробництвах, наприклад, при вторинній переробці скла, гуми або пластику, а також для сортування відходів, солей і різноманітних мінералів.

Комплектація і особливості монтажу обладнання для ділянки сортування

Фотосепаратор встановлюється на рівному, твердому майданчику, вібрація якого не допускається. Оскільки виконати навіть такі прості вимоги часто не представляється можливим, ми рекомендуємо монтувати фотосепаратор на естакаду, вироблену індивідуально для кожного замовника. Така естакада розраховується з урахуванням особливостей місця експлуатації оптичного сортувальника, що підготовлена ​​для повноцінного технічного і технологічного обслуговування машини. Також необхідно передбачити місце для установки необхідного додаткового обладнання: компресора, ресивера, осушувача, аспіратора і стабілізатора живлення. Спеціального закріплення до платформи фотосепаратор не вимагає. Температурний режим, вологість і запиленість приміщення, де використовуються виробничі лінії, що оснащені обладнанням для оптичного сортування, повинні перебувати в певних рекомендованих межах.