L'industrie des plastiques recyclés est devenue un pilier important de l'économie circulaire, sous l'impulsion des objectifs de « double carbone», mais les problèmes d'odeurs ont toujours perturbé le développement de l'industrie. Les plastiques recyclés dans le processus de recyclage, de traitement et de stockage, en raison de la rupture de la chaîne d'oxydation des polymères, de la volatilisation des adjuvants ou des résidus de polluants, peuvent libérer des aldéhydes, des sulfures, des oxydes d'azote et d'autres substances volatiles, non seulement affecter l'expansion des scénarios d'application des produits, mais peuvent également nuire à la santé humaine et à l'environnement écologique. Par conséquent, la mise en place d'une technologie d'analyse des odeurs précise et efficace est essentielle pour améliorer la qualité des plastiques recyclés.
Sur cette base, cette étude vise à établir une méthode de test nasal électronique pour l'évaluation des odeurs de plastique recyclé, fournissant une référence à l'industrie.
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Principes de la technologie du nez électronique et caractéristiques essentielles
⦁ nez électronique airsense

Le nez électronique airsense utilise une architecture tridimensionnelle « réseau de capteurs – traitement du signal – reconnaissance de formes », avec un noyau composé de capteurs semi - conducteurs à oxyde métallique hautement sélectifs, chacun ayant une sensibilité exclusive à un composé fonctionnel spécifique: W1C pour les composants aromatiques avec le benzène, w5s pour les composés oxygénés azotés, w1w pour les sulfures, w2s pour les alcools avec les aldostérones et w1s pour les composés méthyliques. Ce mode de fonctionnement collaboratif Multi - capteurs permet de former un réseau de détection couvrant les principaux composants odorants des plastiques recyclés.
Son flux de travail est divisé en trois étapes: le gaz volatil de l'échantillon est d'abord introduit dans la cavité de détection via le système d'échantillonnage, la matrice de capteurs réagit spécifiquement avec la substance volatile, ce qui entraîne une variation de la valeur de la résistance et la sortie de la matrice de signaux électriques; Les perturbations environnementales sont ensuite éliminées par l'algorithme de prétraitement, les valeurs de réponse caractéristiques sont extraites; En fin de compte, un modèle d'identification de modèle avec l'analyse en composantes principales (PCA) intégrée, l'Analyse discriminante, etc., génère un profil d'empreinte olfactive et complète l'analyse quantitative qualitative.

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Conception expérimentale et méthodes

Matériaux et instruments expérimentaux
Partie 1
Sélectionnez PP recyclé commercial, PE, ABS, HIPS comme objet d'étude, couvrant un total de 10 échantillons de matières recyclées primaires, secondaires et tertiaires, assurant la couverture de la catégorie de plastique recyclé principal et de la qualité. Instrumentation expérimentale: avec le nez électronique de la société airsense type pen3.5 et la boîte de séchage thermostatique électrothermique, le traitement avant échantillon est strictement effectué en référence à la norme GB / t 40006.1-2021.
Optimisation des processus expérimentaux
Partie 2
Traitement avant l'échantillon: peser (20 ± 0,1) g d'échantillon dans un flacon à large bouche sans odeur, 80 ℃ chauffage constant pendant 120 minutes pour favoriser la libération d'odeurs, immédiatement après refroidissement à 60 ℃, pour assurer une concentration stable de composants volatils.
Paramètres de test nasal électronique: déterminer la meilleure combinaison de paramètres grâce à l'optimisation de plusieurs ensembles d'expériences orthogonales - temps de nettoyage du capteur 80s, temps de réglage à zéro 5S, temps d'acquisition des données 120s, débit d'échantillon entrant 400ml / min, sous ce paramètre, les valeurs d'intensité de réponse les plus élevées de chaque capteur sont disponibles, établissant une base de données fiable pour les analyses ultérieures.

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Résultats expérimentaux et analyse
Résolution des caractéristiques de réponse du capteur > > >
La valeur de réponse du capteur nasal électronique airsense (G / g₀) présente une courbe typique de « montée rapide - stabilisation» au fil du temps, avec un pic de réponse à 120 S. Les quatre capteurs w5s, w1w, w2s, w1s présentent un avantage de réponse significatif, une forte capacité de reconnaissance des oxydes d'azote, des sulfures, des aldéhydes alcooliques et des composants de type méthyle dans les plastiques recyclés, ce qui correspond fortement aux principales sources d'odeurs des plastiques recyclés - PP, PE dégradation oxydative des carbonyles et des composés de type méthyle peuvent être capturés par w2s, w1s, tandis que les sulfures volatils et les oxydes d'azote des agents auxiliaires tels que les antioxydants aminés sont identifiés par w1w, w5s.

Diagramme d'empreintes digitales d'odeur construction et application > > >
Sélectionnez les pics de réponse de chaque capteur pour cartographier les empreintes digitales radar et construire un modèle d'analyse visuelle. Les résultats ont montré que les empreintes olfactives des plastiques PP et PE recyclés présentaient des différences de qualité significatives: les valeurs de réponse de w2s, w1w, w1s, w5s se sont toutes manifestées comme "régénérateur tertiaire > régénérateur secondaire > régénérateur primaire", tandis que les autres valeurs de réponse du capteur étaient essentiellement stables. Cette différence de caractéristiques fournit une base intuitive pour le classement rapide de la qualité des plastiques recyclés, qui permet aux entreprises de détecter les matériaux de mauvaise qualité lors de la phase d'entreposage des matières premières en alignant leurs empreintes digitales.

Capacité de différenciation des odeurs du modèle PCA > > >
L'analyse des composants principaux avec le logiciel d'analyse intégré airsense e e - Nose, avec une contribution de 75,95% pour le premier composant principal et de 22,42% pour le deuxième composant principal, totalisant jusqu'à 98,37%, peut caractériser pleinement l'information globale sur l'odeur de l'échantillon. Dans le diagramme PCA, 10 échantillons de plastique recyclé sont distribués dans différentes zones sans chevauchement, ce qui permet une différenciation.

Les intensités olfactives ont été classées comme suit: ABS (niveau I) < PP (niveau I) < PE (niveau I) < HIPS (niveau I) < HIPS (niveau II) < ABS (niveau II) < PE (niveau II) < PP (niveau II) < PE (niveau III) < PP (niveau III), ce résultat étant compatible avec l'odorat artificiel. Parmi eux, ABS en raison de la capacité de vieillissement de l'oxygène thermique forte odeur la plus faible, PP, PE avec le nombre de régénération augmente considérablement l'odeur, confirmant la fiabilité du modèle.

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conclusion
Grâce aux avantages techniques de la réponse rapide, de l'identification précise et de l'adaptation Multi - scénarios, le nez électronique airsense a efficacement fissuré les points douloureux de l'industrie pour l'analyse des odeurs de plastique recyclé. L'expérience a confirmé que sous les paramètres de test, il a construit un diagramme d'empreinte d'odeur pour présenter visuellement les différences d'odeur de différents grades de régénérateurs, le modèle PCA peut atteindre plus de 98% de caractérisation et de différenciation des informations d'odeur, et les résultats d'analyse sont hautement compatibles avec l'odorat artificiel.
L'application industrielle de cette technologie, non seulement fournit aux entreprises de plastiques recyclés des outils de contrôle de qualité efficaces, mais favorise également le passage de l'évaluation sensorielle subjective à la quantification objective, ce qui est important pour améliorer la valeur ajoutée des produits en plastique recyclé et promouvoir le développement de la normalisation industrielle. Avec la mise à niveau continue de la technologie et l'expansion continue des scénarios d'application, le nez électronique airsense jouera certainement un rôle de soutien encore plus crucial dans le domaine de l'économie circulaire.