Big Data in der Prozessautomatisierung: Die Macht der Zahlen bei echtem Recycling

Für eine klimafreundliche Kreislaufwirtschaft ist es notwendig, die in Produkten gebundenen fossilen Rohstoffe so lange wie möglich zu erhalten. Damit eine fortschrittliche Recycling-Technik diese Aufgabe leisten kann, sind konsistente Daten notwendig. Diese Daten sind wie Identifikationsnummern und geben Auskunft über die Materialien, die in einem Produkt verbaut sind. Einmal mit dem Werkstoff verbunden, begleiten Sie ihn bis zu seinem Untergang und informieren über alle wichtigen Parameter, die den Werkstoff und seinen Zustand kennzeichnen.

Daten sind die Basis für effiziente Prozessautomation

Sind solche Daten vorhanden, können sie die Basis bilden für eine hochmoderne und effiziente Prozessautomatisierung, ohne die eine effiziente und wirtschaftliche Kreislaufwirtschaft nicht realisierbar ist. Sie sind der Schlüssel zur transparenten Wertstoffanalyse. Dabei ist die Recyclingbranche mit Industrie 4.0 schon auf einem guten Stand. Infrastruktur ist meist bereits vorhanden, Schnittstellen sind etabliert und die Maschinen tauschen bereits Daten aus. Im besten Fall kommunizieren administrative und prozessorientierte Systeme bereits in Echtzeit miteinander. Die Bestrebungen für eine durch-gängige Digitalisierung in der Recycling-Technik sind groß, eröffnet dies doch mehr Möglichkeiten für noch effizientere Prozessautomatisierung bei Erkennung, Trennung, Sortierung und Wiederverwendung der Rohstoffe.
Dabei sind Erkennen, Sortieren und Trennen die Paradedisziplinen am Beginn jeder Recyclingaktivitäten. Um die in den Werkstoffen inhärenten Daten zu analysieren, kommen in der Sortieranlage Hightech Systeme zum Einsatz. So können beispielsweise Sensoren, Lesegeräte, Hochfrequenzkameras, Nahinfrarot- oder Laserspektroskopie die Daten analysieren, auslesen und weitergeben. Damit lässt sich der Stoffstrom vom Wareneingang über die Lagerflächenverwaltung, die Bereitstellung sowie Steuerung von fahrerlosen Transportsystemen bis zum Prozess der Wiederaufbereitung durchgängig steuern und nachverfolgen. Diese lückenlose Nachverfolgung des Stoffstroms funktioniert unabhängig davon, ob es um mechanisches, thermisches oder chemisches Recycling geht. Sind die einzelnen Werkstoffe vollautomatisch analysiert, getrennt und sortiert, lassen Sie sich jederzeit einer neuen Verwendung zuführen. In der Aufbereitung von Kunststoffen ist die Qualität bei den Rezyklaten inzwischen so hoch, dass nicht nur Tray-to-Tray Recycling im PET-Bereich realisiert wird, sondern sogar Lebensmittel mit recycelten Folien verpackt werden dürfen. So lassen sich Daten über den gesamten Prozess wertschöpfend verwenden und statt Downcycling wird echtes Recycling möglich.
Schließlich ist die Digitalisierung bei der Überwachung von Maschinen und Anlagen unabdingbar, um die hohe Komplexität zu beherrschen. So können Stillstandszeiten reduziert und die Wirtschaftlichkeit der Produktionsanlagen erhöht werden. Die Verwendung der konsolidierten Informationen geht jedoch noch weiter. Konsistente Daten ermöglichen durch ihren Einsatz im digitalen Zwilling einer Recyclinganlage, dass sich Maschinen, Anlagen und Prozesse modellieren und simulieren lassen. In dieser Form können sie wertvolle Hilfe leisten, um beispielsweise Parametereinstellungen vorab zu simulieren oder auch um die Anlagenführer einzulernen oder weiterzuqualifizieren. Über die Verwendung der Daten für vorausschauende Inspektions- und Wartungszwecke brauchen wir hier schon gar nicht mehr reden.

Künstliche Intelligenz plant Prozesse

Was darüber hinaus kommen wird, ist ein Schritt zu mehr Künstlicher Intelligenz mit Analysetools und vorausschauender Produktionsplanung. So berücksichtigen KI-Systeme beispielsweise, dass an Weihnachten mehr Verpackungsmaterial gefragt sein wird, an Ostern mehr Schokoladenverpackung aus Aluminiumfolie oder im Sommer mehr Sonnencreme mit der entsprechenden Verpackung. Das System stellt dann in der Vorausplanung bereits alle Parameter vom notwendigen Wertstoffeingang, der benötigten Lagerfläche und der Produktionskapazität entsprechend dieser ereignisgesteuerten Bedarfe ein.

Fazit

Wer es ernst meint mit echtem Recycling, kommt an der Digitalisierung und der Prozessautomatisierung nicht vorbei. Die Generierung von Daten und ihre konsistente Verwendung über den gesamten Lebenskreislauf eines einzelnen Werkstoffes, und nicht nur eines Produktes, sind hierzu unabdingbare Voraussetzung. In Verbindung mit der Digitalisierung der entsprechenden Produktionsanlagen entstehen Komplettlösungen für immer effizienteres Recycling.

Die Trendberichte der SOLIDS, RECYCLING-TECHNIK und PUMPS & VALVES Dortmund werden von Fachjournalisten mit tiefen Branchenkenntnissen erstellt und stehen der Presse zum freien Abdruck zur Verfügung.

Autor: Jürgen Fürst, Fachredakteur, Stuttgart

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