25.01.2022

Lampentypen automatisch erkennen

Neues Verfahren erleichtert das Recycling von Leuchtmitteln.

EucoLight, der europäische Verband der Sammel- und Recycling­organisationen für Lampen und Leuchten aus Elektro- und Elektronik-Alt­geräten (WEEE), hat zusammen mit dem Fraunhofer-Institut für Zuver­lässigkeit und Mikro­integration IZM erfolgreich eine Studie über die technische Machbarkeit der automatischen Erkennung von Lampentypen in den gesammelten Lampen­abfallströmen für das Recycling durchgeführt. Die Studie konzentrierte sich auf die Technologie­bewertung für die Trennung von gesammelten End-of-Life-Lampen (EoL), genauer auf die technischen Möglichkeiten für die Trennung von herkömmlichen Gasentladungs­lampen (GDL) und herkömmlichen Leucht­diodenlampen (LED). Das Projekt bestand zunächst aus einer theoretischen Phase, in der die technischen Möglich­keiten für Sortier­verfahren untersucht und beschrieben wurden. Auf der Grundlage dieser Potenzialanalyse folgte die Testphase, die sich auf statische und dynamische Tests mit drei vielver­sprechenden Sortier­verfahren konzentrierte. 

Abb.: Mit Hilfe von blauem Licht und elektro­magnetischer Induktion können...
Abb.: Mit Hilfe von blauem Licht und elektro­magnetischer Induktion können Lampenabfälle mit sehr großer Genauigkeit detektiert werden. (Bild: Fh.-IZM)

Letztlich wurden jedoch nur zwei Methoden, der Blaulicht- und der elektro­magnetische Induktions­test, als vielver­sprechend angesehen und im Detail durchgeführt. Die Test­ergebnisse zeigten: Die korrekte Erkennung von nicht gebrochenen GDLs lag im elektro­magnetischen Wechselfeld bei einhundert Prozent. Zerbrochene GDLs können im elektro­magnetischen Wechselfeld nicht aufleuchten, da das Gas entwichen ist, das in Verbindung mit dem Quecksilber zur Licht­erzeugung benötigt wird. 

Die Versuche mit der elektro­magnetischen Spule haben auch gezeigt, dass die große Chipfläche der LED-Glühlampen durch Induktion aufleuchten kann. Dies sollte durch den Einsatz von Filtern im Hg- und Ar-Bereich ausgeschlossen werden. Die korrekte Erkennung von LED-Lampen lag bei sechzig bis neunzig Prozent mit blauem Licht. Die Erkennungs­rate kann durch die Ausrichtung der Lampen zum direkten Aufleuchten und durch empfindliche optische Sensoren erhöht werden, was weitere Tests erfordert. Da einige wenige GDLs auch auf das blaue Licht reagierten, müssten diese Ausnahmen manuell oder per Bilderkennung aussortiert werden. Der Einsatz von Filtern für bestimmte Spektral­linien wäre hier nicht geeignet, da die unter blauem Licht leuchtenden LEDs und GDLs keinen Unterschied in den emittierten Wellenlängen aufweisen.

Eine Kombination beider Methoden, beispiels­weise integriert in einer optischen Detektions­linse, führt schließlich zu einem Ansatz für eine praktische Anwendung zur Verbesserung bestehender Recycling­anlagen oder neu entwickelter Technologien. Das Fraunhofer IZM untersuchte insbesondere die Erfolgsrate des elektro­magnetischen Ansatzes und empfiehlt auch dessen Kombination mit der optischen Detektion. Anhand von Proben aus einer deutschen Lampen­aufbereitungs­anlage konnte erfolgreich nachgewiesen werden, dass die Kombination aus empfindlichem optischen Sensor, elektro­magnetischer Induktion und Selektion über blaues Licht den Sortier- und Recycling­prozess nicht nur hinsichtlich der Qualität, sondern auch hinsichtlich der Prozess­geschwindigkeit verbessert. Basierend auf den Erkenntnissen dieser Studie hofft EucoLight, die Entwicklung von Recycling­prozessen anzustoßen, um diese effizienter zu gestalten und ein hohes Maß an wiederver­wendbaren Materialien zu gewinnen.

Fh.-IZM / JOL

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