دليل دقة الفرز | AISORT

مقاييس الفرز الأساسية

النقاء (الدرجة)

التعريف: النسبة المئوية للجزء المقبول الذي يمثل مادة الهدف مصنفة بشكل صحيح.

الصيغة: Purity = (Correctly Accepted Target) / (Total Accepted Material) × 100%

مثال: إذا كان صندوق القبول يحتوي على 980 كجم من PET المستهدف و20 كجم من الملوثات غير PET، فإن النقاء = 980/(980+20) = 98%.

متى يكون الأكثر أهمية: تطبيقات الدرجة الغذائية حيث تكون حدود الملوثات تنظيمية (EFSA/FDA)؛ المواد عالية القيمة حيث يؤدي التلوث إلى خفض درجة البالة بأكملها؛ المواصفات التي تفرض عقوبات تعاقدية لكل نقطة مئوية أقل من النقاء المستهدف.

الاسترداد (العائد)

التعريف: النسبة المئوية للمادة الهدف في المواد الأولية التي يتم توجيهها بشكل صحيح إلى الجزء المقبول.

الصيغة: Recovery = (Correctly Accepted Target) / (Total Target Material in Feedstock) × 100%

مثال: إذا كانت المواد الأولية تحتوي على 1,000 كجم من PET المستهدف وينتهي 980 كجم في القبول، فإن الاسترداد = 980/1,000 = 98%. الكمية المفقودة 20 كجم تم إخراجها بشكل خاطئ إلى جزء الرفض (خطأ سلبي).

متى يكون الأكثر أهمية: المواد الهدف عالية القيمة حيث كل نقطة مئوية من فقدان الاسترداد تقلل الإيرادات مباشرة؛ تطبيقات الفرز الإيجابي حيث الهدف هو استخراج أقصى قيمة من تيار مختلط.

المقايضة بين النقاء والاسترداد

النقاء والاسترداد يتعارضان مع بعضهما البعض. زيادة عتبة الإخراج لإزالة المزيد من الملوثات يؤدي أيضاً إلى إخراج المزيد من المواد الهدف (تقليل الاسترداد). تخفيف العتبة لالتقاط المزيد من المواد الهدف يسمح أيضاً بمرور المزيد من الملوثات (تقليل النقاء). تعتمد نقطة التشغيل المثلى على القيمة الاقتصادية للنقاء مقابل الاسترداد للتطبيق المحدد.

وضع التشغيل	النقاء	الاسترداد	الأفضل لـ
أولوية النقاء	أقصى ما يمكن تحقيقه	80-90%	rPET من الدرجة الغذائية، مواد من الدرجة الصيدلانية، متطلبات النقاء المحددة تعاقدياً
متوازن	95-98%	90-95%	معظم تطبيقات إعادة التدوير التجارية؛ rPET من درجة الزجاجات؛ استرداد البلاستيك الهندسي
أولوية الاسترداد	85-92%	95-99%	الهدف منخفض القيمة حيث يكون الحجم أكثر أهمية من النقاء؛ التركيز المسبق قبل الفرز الثانوي؛ التركيز المسبق في التعدين

العوامل المؤثرة في دقة الفرز

عرض المواد الأولية

العامل الأكثر قابلية للتحكم في دقة الفرز هو كيفية عرض المواد على المستشعرات. لا يمكن للفارز تصنيف إلا ما يمكنه رؤيته:

• طبقة واحدة مقابل طبقات متعددة: يجب أن تنتشر المواد في طبقة واحدة عبر المزلقة. الجسيمات المتداخلة تخفي بعضها البعض عن المستشعرات. العرض أحادي الطبقة يحد عادةً من الإنتاجية إلى 0.5-1.5 طن/ساعة لكل متر من عرض المزلقة (يعتمد على المادة).
• التباعد بين الجسيمات: يجب أن تكون الجسيمات متباعدة بما يكفي لتمكين نظام الإخراج من استهداف العناصر الفردية. إذا مر جسيمان عبر منطقة الكشف قريبين جداً من بعضهما، فقد يؤدي إطلاق صمام واحد إلى إخراج كليهما — جسيم جيد وملوث معاً.
• سرعة المزلقة وزاويتها: زيادة سرعة المزلقة تزيد الإنتاجية ولكنها تقلل الوقت في منطقة الكشف، مما قد يقلل من دقة التصنيف. الزاوية الأكثر انحداراً تحسن التفرد ولكنها تزيد سرعة الجسيمات عند نقطة الكشف.
• الغبار والناعمات: الناعمات تغطي نوافذ المستشعر، وتشتت الضوء، وتخلق إشارات خاطئة. غربلة المواد مسبقاً لإزالة الجزء <2mm يحسن دقة الكشف وفترات صيانة المستشعر.

دقة المستشعر

دقة المستشعر تحدد الحد الأدنى لحجم الميزة القابلة للكشف:

• الدقة المكانية: حجم البكسل على مستوى المادة. عادة 0.1-1.0 مم/بكسل للفارزات البصرية. البكسلات الأصغر تكتشف ملوثات أصغر ولكنها تزيد حجم البيانات ومتطلبات المعالجة.
• الدقة الطيفية: عدد نطاقات الطول الموجي (للأنظمة فائقة الطيف). نطاقات أكثر = تمييز أفضل للمواد ولكن تكلفة أعلى ومعالجة أبطأ.
• الدقة الزمنية: معدل المسح (هرتز). يجب أن يكون سريعاً بما يكفي بحيث لا تتحرك الجسيمات أكثر من بكسل واحد بين المسحات. عند سرعة حزام 3 م/ث مع بكسلات 0.2 مم، فإن الحد الأدنى لمعدل المسح هو 15,000 هرتز.

أداء نظام الإخراج

نظام الإخراج — عادةً مصفوفة من الصمامات الهوائية عالية السرعة — يجب أن يزيل فعلياً الملوثات التي تحددها المستشعرات:

• تباعد الصمامات: المسافة بين الصمامات المتجاورة. تباعد أصغر = استهداف إخراج أكثر دقة. النموذجي: تباعد 6-25 مم، مع تباعد أدق لتطبيقات الجسيمات الصغيرة مثل فرز الرقائق.
• زمن استجابة الصمام: الوقت من إشارة الكشف إلى الفتح الكامل للصمام. النموذجي: 0.5-2.0 مللي ثانية. عند سرعة جسيم 3 م/ث، فإن تأخير 1 مللي ثانية يعني أن نفاث الهواء يصطدم خلف النقطة المستهدفة بمقدار 3 مم.
• زمن دورة الصمام: الحد الأدنى للوقت بين الإطلاقات المتتالية. الكشف