Einsatz der RFID Technologie zur Bestimmung des Heizwertes in der Abfallaufbereitung. Tobias Ziep, Peter Krehahn, Volker Wohgemuth.

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1 Einsatz der RFID Technologie zur Bestimmung des Heizwertes in der Abfallaufbereitung Tobias Ziep, Peter Krehahn, Volker Wohgemuth HTW Berlin Fachbereich 2 Ingenieurwissenschaften 2 Betriebliche Umweltinformatik

2 Agenda Problemstellung Ziel / Lösungsansatz Dokumentation / Theoretische Betrachtungen Ergebnisse der praktischen Testläufe Softwarelösung Fazit / Nächste Schritte Folie 2

3 Problemstellung Abfall aufbereitendes Unternehmen stellt Ersatzbrennstoff zur thermischen Verwertung her sehr viele Lieferanten mit unterschiedlichsten Abfallarten große Lagerflächen / schlechte Übersicht Problem: Gewährleistung einer konstanten Qualität des Ersatzbrennstoffes (EBS) Folie 3

4 Problemstellung Was bedeutet Qualität des EBS? ausreichend hoher Heizwert keine Metalle Chlor-, Schwefel-, Wassergehalt je nach Einsatz unterschiedliche Anforderungen verschiedene Güteklassen (Gütegemeinschaft Sekundärbrennstoffe und Recyclingholz e. V.) Folie 4

5 Ziele Aufbereitungsprozess soll transparent und steuerbar werden Zielgerichtete Herstellung einer bestimmten EBS Güteklasse Verringerung von Schadstoffen im EBS Kontrolle der Lieferanten Steigerung der Effizienz Folie 5

6 Lösungsansatz Ermittlung von Labordaten zu Abfallfraktionen von bestimmten Lieferanten Markierung von Abfalllieferungen mit RFID-Tags Abfallart (z.b. Hausmüll, Bauabfälle, Industrieabfälle) Lieferant Erfassung der RFID-Tags im laufenden Prozess Software zur Ermittlung der Qualität der aufbereiteten Abfallmischung Folie 6

7 Lösungsansatz schwieriges Einsatzgebiet für RFID-Technologie Zerkleinerung, unbestimmter Wassergehalt, Metalle, Verdeckung der RFID Tags passive UHF-Technologie für größtmögliche Lesereichweite Anfällig für störende Reflexion des Antennenfeldes an Metallen,Flüssigkeiten und anderen Materialien Bau eines Lesetunnels mit 2 unabhängigen Antennen Folie 7

8 Lösungsansatz Ankunft einer Ladung Folie 8

9 Lösungsansatz Erfassung im Prozess RFID Gate Lesegerät PC zur Auswertung Folie 9

10 Leseereignisse Abfall- Markierungsdaten Stammdaten Lösungsansatz Übersicht Heizwert Werk Anlieferung Folie 10

11 Dokumentation Das Lesegerät Folie 11

12 Dokumentation Die Untersuchung Folie 12

13 Theoretische Betrachtungen negative Einflüsse der Untersuchung Produktion von eletronischem Abfall durch Untersuchung selbst Tags bestehen aus Kunststoffen, Kupfer, Silber, Aluminium und Nickel Massenhafter Eintrag kann Recyclingprozesse negativ beeinflussen Verbrennung aber unkritisch Rückgewinnung der Metallanteile aus der Schlacke Quelle: Erdmann, L., & Hilty, L. (2009). Einfluss von RFID-Tags auf die Abfallentsorgung. Umweltbundesamt. Folie 13

14 Praktische Testläufe Tauglichkeitsprüfung bisher wurden 2 praktische Testläufe vor Ort durchgeführt unterschiedliche RFID-Tag Größen RFID Tag Hesteller Bez. Maße (mm) Fläche (mm²) Typ 1 UPM 208_3 54x Typ 2 UPM 202_5 75x15(80x40) 1275 Typ 3 UPM 211_3 97x Typ 4 KSW Microtec -- 90x Welche Art eignet sich am besten? Folie 14

15 Praktische Testläufe vereinfachter Prozess Folie 15

16 Praktische Testläufe Ergebnisse 1. Testlauf Einwurf nur an Punkt 2 RFID Tag Gesamt Erfasst % Fläche (mm²) Typ Typ Typ Typ Verringerung des Leseabstandes Verringerung des Leseabstandes Einkürzung des Lesetunnels um 30cm Folie 16

17 Praktische Testläufe Ergebnisse 2. Testlauf Einwurf an Punkt 1 RFID Tag Gesamt Erfasst % neu Fläche (mm²) Typ Typ Typ Typ deutliche Verbesserung der Leseleistung Folie 17

18 Praktische Testläufe Erkenntnisse kleinere RFID-Tags haben bessere Leseeigenschaften wahrscheinlich weniger Beschädigungen je geringer der Leseabstand desto besser Abfallart und Menge hat einen Einfluss auf das Leseergebnis zu wenig RFID-Tags für genaue Aussagen (Typ 2 Ausreißer bei Testlauf 1) Folie 18

19 Softwarelösung (1) Prototyp mit Verbindung zum Lesegerät Leseevents werden erfasst vereinfachte Lieferantenverwaltung Beschreiben von Tags möglich Ausbaumöglichkeiten: Konzeption nach speziellen Bedürfnissen Anbindung an bestehende Systeme (Lieferanten, Messwerte) Folie 19

20 Softwarelösung (2) Folie 20

21 Softwarelösung (3) Folie 21

22 Softwarelösung (4) Folie 22

23 Fazit / Weitere Schritte technische Tauglichkeit gezeigt Elektronikschrotteintrag zu vernachlässigen weitere Verbesserung der Leseleistung statistische Betrachtungen (Menge der RFID-Tags) Weiterentwicklung der Software Validierung mittels optischer Sensoren Folie 23

24 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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