プラスチックリサイクリング洗浄ラインにおいて、メタル汚染は最も破壊的であり、最も設計が不十分な危険要因です。いびつなペットボトルのストリームの中に隠れているわずかな30mmのボルトで、湿式破砕機の刃が4本切れたり、摩擦洗浄機のクラッシャーのフライトが削れたり、融解フィルターのスクリーンが数分で見えなくなり、最終的に最終製品用のペレットの中に硬い嵌込み物となって、食品接触用途に使用できるレシピングを拒否されてしまうことがあります。メタル検知装置をプラスチックリサイクリング洗浄ラインに組み込むことは、僅かな付帯的な判断ではありません。刃の寿命、スクリーン交換器の稼働率、エネルギー消費量、さらにはリサイクル樹脂が食品接触用途に向けて販売できるかどうかを決定する重要な工程エンジニアリングの判断事項です。本ガイドでは、洗浄プロセスの各段階を徹底的に解説し、鉄質・非鉄質・ステンレスの汚染物がどこに入り込むかを正確に特定し、6つの検知・分離技術を実際の感度値と共に比較しています。その後、5つのインストールレイアウトを紹介して、ワク cú振動式インバーター駆動の産業環境下で機能するよう、ロック制御、排出タイミングの計算、電磁波干渉対策、校正手順などを示します。本ガイドの内容は、2010年以降、洗浄・ペレタイジングラインの製造に携わり、50か国以上で以上100のリサイクリングプロジェクトを手掛けたWanplasのPolyretec社が採用している設計方法に基づいています。

なぜ金属汚染が洗浄ラインの収益性を決定するのか

消費者からのプラスチック流れ中の唯一の汚染物質は、徐々に劣化するのではなく、一回の発生で設備資産を破壊する可能性がある金属です。他の物質（紙のラベル、砂、油、食品残渣、不適切なポリマーの破片）は、プロセスによって統計的に対応されます。金属は一括的に破損する危険な要因であり、洗浄ラインの経済性は、指標通りの収率よりも予定外のダウンタイムによって大きく左右されます。

3,000 kg/hの食品グレードのPETボトル洗浄ラインについて考えてみましょう。このラインは、通常、年間7,000時間程度の運転時間に設計されています。クレッシャーのローターブレード群に破断したシングルの金属障害が発生すると、ブレードの交換と重ねがえの作業に6～10時間かかり、湿潤ゾーンの掃除と、処理中の素材の生産量損失が発生します。毎月2回発生するこのような障害は、年間生産量の有意な部分を消失させます。より深刻なのは、検出されずに通過する小さな金属のファインエлемен트です。このタイプの障害はラインを停止することはなく、すべての下流面への摩耗を加速し、スクリーン交換間隔を短縮し、完成したフレークやペレットの不合格率を上昇させ、これによりプレミアムな顧客を失ってしまうのです。

もう一つの困難な経済動機がある。食品接触可能な包装用に用いるリサイクルPETと、配管、自動車、衛生用途に用いるリサイクルポリオレフィンは、金属含有量を示す仕様で販売されている。バイヤーはそれを監査する。明らかに清潔な状態であっても、定義された重要な管理ポイントにおいて金属の管理を裏付けることができないリサイクラは、低価値の市場としてプラスチック板材、配管、廃棄物袋に留まることになります。

3、次に、安全性の問題があります。洗浄ラインの乾燥部(空気輸送ダクト、ジグザグ型エアクラシファイヤー、シロ塗り装置)では、微小なプラスチックの粉塵が発生します。懸濁中のプラスチック粉塵は燃焼性です。回転速度が500〜900rpmのときに、鋼片が硬化したローターに当たると、火花が発生し、粉塵が充満した空間内では、これも引火源になります。したがって、乾燥輸送部前で有鋼・無鋼の溜め金を除去することは、爆発の予防対策であるとともに、品質管理対策でもあります。会社内のリスク評価においては、このことを明記すべきです。

最後に、金属検出装置はペレタイジング島を保護します。洗浄ラインが直接押出機のステージに接続されている場合（ほとんどの近代的なプラントでは、これは、単一スチーム回収押出機やプラネットス社のケルケ工場が開発した、ポリレテック洗浄システムと統合した双スレッディングシステムのいずれかで可能です）、フィード口に入った微小な金属片がスクロウフレットとバルブライナーに傷を付けます。バルブとスクロウの交換は、リサイクルプラントにおける最も高額なメンテナンス工事であり、正確に位置設定された最終段階の検出装置を用いることで完全に防止できます。

メタルが入る完全な洗浄ラインプロセスチェーン

流れていく各段階において金属の危険性を正確に示すステージ別のプロセスマップがなければ、検出器を賢く配置することはできません。食品等級のPETボトルの容量が500～6，000kg/hのものであっても、軟らかいPPおよびPEフィルムの容量が500～1，500kg/hのものであっても、現代の消費品洗浄ラインは一貫した配置を踏襲しています。以下のフィードラインは、Polyretecの標準構成を紹介しており、各ステップでの金属への曝露を示しています。

ステージ1：バレイブレーキングおよび給入輸送

バールが鋼材またはPETバンドで束ねて到着し、バールブレーカ上や傾斜型供給コンベアー上に開かれます。このポイントは、金属の配線の観点から、工場全体の中で最も汚い場所です。鋼製バル系ワイヤー、ワイヤーライネ、釘、メタルライナー付きのペットボトルキャップ、スプレー缶、包丁類、コイン、電池、および建設用の廃棄物などが通常発見されます。ベルトのスピードは通常0.2〜0.4 m/s、荷積載深さは100〜250 mmです。

第 2 段階:手動選別および近赤外線整理。

ピックングプラットフォームは大量な汚れ物、超大型の物品、および対象とは違うポリマーを除去します。近赤外線選別ユニットでは、ポリマーの種類ごとに分離し、多くのPETラインでは、色別も行われます。近赤外線センサーでは、ポリマーはその反射スペクトルによって識別され、金属物は信頼できるように見えず、単に識別できない物品として分類されます。これは、その排出されかどうかはシステムの構成に依存するためです。近赤外線選別は、金属検出の補完ではなく代替ではないものです。

ステージ3:破砕

シングルシャフトまたはダブルシャフトの粉砕機は、全体のボトル、フィルムロール、または剛性部品を40〜80mmの破片に分割します。粉砕機は金属に対して比較的寛容ですが、20〜100rpmの低速転動、高トルクという性能を備えています。しかし完全に免疫状態ではありません。硬化した鋼製の物はロータに詰まり、オーバーロードで駆動装置が停止したり、固定したカウンターナイフが曲がったりする可能性があります。さらに悪いことに、粉砕機自体も金属源であるため、耐用性の低いナイフの破片、ボルトヘッドの破損、スクリーンバスケットの摩耗粉末など、すべての上流に配置した金属バリアから下流で製品流れに含まれ、混入します。

ステージ4：洗浄前とラベル剤除去

洗浄前用のドラムまたはトロメルが、スリーブラベル、紙片、および表面の汚れを机械的摩擦と水の噴射によって取り除きます。初期段階で生き延びた重金属製品はここで沈下し、スラド・トラップから回収できますが、軽金属の破片（箔膜、薄アルミニウム、ワイヤー）はプラスチックとともに進みます。

6 階段目:冷却とスクリーニング

「湿式クラッシャー」とも呼ばれる湿式クラッシャーでは、潤滑と同時に洗浄のために水を注入して、500～900回転／分で回転するロータを使用して材料を10～14ミリメートルのスクラップに分割します。これは複数の機械の中で最も金属に影響を受けやすい機械です。ロータとステータのブレードは、D2、SKD-11、またはH13工具鋼を使用し、56～62HRCに硬度を上げています。工具鋼のすげが、ロータの先端速度20～30メートル／秒で鉄ボルトに当たると、変形するのではなく割れることがあります。

第6段階：摩擦洗浄

高速摩擦ウォッシャーで、穴あきスクリーンバレル内にペダルシャフトやオーガシャフトを走らせ、700～1,000rpmでフィンを自分とスクリーンに擦ります。オーガシャフトとスクリーンの間に閉じ込められた金属片は粉砕媒体として機能し、シャフトに傷を付け、穴の大きさを大きくし、スクリーン材料自体から二次的にステンレス鋼の汚染を生成させます。

ステージ7：ホットキャウスティック洗浄

熱洗浄は、食品グレードのPETラインの重要な部分です。フラークは80℃から95℃の温度で、1から3％の水溶液ナトリウム水酸化物および界面活性剤によって攪拌され、10から20分間停留します。これにより,接着剤の残留物がカオスティックでソパナイズされ,油が取り除かれ,汚染物質の表面層が水分解され,レーベルの接着剤が離脱します。これは腐食性の環境であるため,熱洗浄部品や攪拌モーター,配管はすべてステンレス鋼(304または316)でなければなりません。

ステージ8：洗浄と沈降浮上分離

複数の洗浄タンクは残留する薛水を中和し、浮遊中の細かい不純物を除去します。シンク・フロート分離では濃度を利用します。およその密度が1.0 g/cm3のただの水媒体では、PETは1.33～1.38 g/cm3、PEは0.91～0.96 g/cm3、PPは0.89～0.91 g/cm3で沈むため、この工程でPETストリームからポリオレフィンキャップとラベルの破片を除去したり、ポリオレフィンストリームからPETおよびPVC汚染を除去します。注意してお読みください。この工程が金属にどのような影響を与えるか：アルミニウムは2.70 g/cm3、鋼は7.85 g/cm3とともに沈むため、PETラインのシンク・フロートタンクでは、金属が製品の部品に集められるだけではなく、除去されることはありません。

ステージ9：脱水圧搾

水平または垂直回転式遠心分離機は、残留している表面水をフレークから回収し、水分を15〜20％から1％以下に減少させます。ロータ機構は、楔形ハサミ状スクリーンの中を高速で回転し、密度の高い金属片による不均等による破損のリスクがあります。2. 熱風乾燥機は、フレークが結晶化機内に入る前に表面レベルの水分量を1〜3％から50ppm未満に減少させます。乾燥温度は150〜170度です。50ppm以下の乾燥は、炉内の水分がPET鎖を水分解し、内在粘度を低下させるために重要であり、水分ストリップ図表は課題試験記録の一部になっています。

段階 10:熱乾燥

150〜170度の温度で濾紋乾燥機または、長い滞留時間のドライヤー+バッファーシロの組み合わせを使用すると、フレーク販売時の水分は0.1〜0.5%にまで減少します。また、水蒸気を排除しているタンクがある場合は、さらに低下します。

段階 11:空気分類と除塵

ジグザグ状のエアクラシファイアまたは吸引チャネルによって、軽量の部分（残留ラベルの断片、フィルムの破片、埃）が制御された空気速度を利用して除去されます。密度の高い金属片には影響がなく、製品とともに進みます。

ステージ12：製品シローおよび梱包

完成されたフレイクは貯蔵シロへ送られ、均質化され、大袋へかペレタイジング給付システムに吐出されます。

金属リスクマップの段階別分解図

プロセスステップ	典型的な金属含有量	材料状態	損害の重傷度
バール破り/送料コンベヤ	仮止め用ワイヤー、釘、缶、食器、コイン	乾燥した土や粘土、負荷量 100～250 mm	非常に高い
手動によるピッキング/近赤外線選別	小型アイテムや箔を組み合わせていない。	乾燥した、単倍条	中型
保存設定	ジャマ金属と自作ナイフの破片	乾燥した状態、40～80 mmの部分	高
前洗浄およびラベルリムーバー	細部の線材、フォイル、ボトルキャップライナー	湿式、高湿度。	中型
潮濕式破砕機	生きている硬い金属。	湿式スラリー、10〜14mmのペレット。	非常に高い
摩擦洗浄装置	金属細粉、ろ過ネットの摩耗物	潮動する湿式。	高
高温カオステック洗浄機	炭素鋼の腐食生成物	湿式、80〜95℃、アルカリ。	中型
浮かせ落とす分離	洗面ボウル分析中の金属濃縮物	完全に浸かっている	PETラインの場合
除水旋盤。	不均一を引き起こす濃密な断片	湿潤への移行	中型
熱乾燥機およびシロ。	運搬部からの細かい鉄のチップ	乾燥し、自由に流れ、塵がある	中規模、着火の危険性
ペレタイジングフィードトング	あらゆる残留片。	乾燥した、計量付き飼料	非常に高い

金属損失チェーン：グラインダ刃から廃棄された食品グレードのrPETに至るまで

リサイクルプラントにおける金属損傷は拡大します。単一のイベントはほとんど例外なく、発生した機械にとどまりません。チェーンを理解することが、適切に設計された検出パッケージへの資本投資を正当化します。

リンクワン：砕く装置とグランカイザーのブレード破損

湿式クラッシャーの刃は、D2（高炭素高クロムの冷間加工工具鋼）、SKD-11（同等の日本製グレード）又はH13（熱膨張による熱ショックの心配がある場合に選択される耐熱工備性鋼）で規定されます。硬度はD2およびSKD-11の場合は一般的に56〜62HRC、H13の場合は48〜52HRCです。この硬度が400〜800時間のブレードの交換間隔をもたらす由因です。また、切削面の脆さもこの硬度によってもたらされます。硬化した切削面が軟鋼のボルトに当たると、ボルトは変形し刃は破片になります。破片になってしまった刃で大きくなった制粒によって、モータ電流は増加し、ロータの不均衡は拡大し、その結果、他の刃への摩耗が進みます。テーパ片による一つの衝撃が、一つの刃の交換でなく、すべての刃の交換につながるのもこの脆さが原因です。

リンクツー：摩擦式洗浄機エアーとスクリーンの摩耗

摩擦式洗浄器では、正確に管理されたオージュターと穴あきスクリーン間の隙間が必要になります。一般的には3～8mmです。この隙間に金属片が嵌り込んだ場合、オージュターのマフラー部分が研ぎあがり、隙間が拡大するため、洗浄効率は低下し、フレイクの残留汚染率が上昇します。オペレーターはしばしばこれを化学物質の問題と誤認し、カウステックの濃度や温度を上げることでエネルギーと化学物質の消費を増やすことになります。しかし、これでは実際には何のメリットも得られません。

リンクスリー：溶解フィルターの目詰まりとスクリーンチェンジャー保守

片面刃を擽る時点で溶融フィルターが最後の物理的障壁になります。 リサイクリング用の典型的なスクリーンパックは80から200メッシュ、もしくはレーザー孔あけによる連続スクリーンカージャーで60から150ミクロンです。 金属片とそれらが生成するプラスチック炎はスクリーンエリアを障害します。 スクリーントルク以前の溶融圧力が上昇し、スクリーンカージャーが頻繁にインデックスを入れると、インデックス毎に圧力とスループットの一時的変動が起こり、糸球のサイズ変動として現れます。 また、パーゴラ損失からの材料消費も上がります。 変え分量はシフト毎に1回であるべきですが、実際には40分ごとに変えられるようになることがあります。

リンクフォー：下流変換機の故障

加工後のペレットに残った金属は、コンバータの問題となり、したがってリサイクラーの商業的問題になります。射出成形時、硬質の混入物がノズル先端やホットランナーゲートを塞いでしまい、ショットが切れたり、予定通りの成形処理が行われなかったりします。フィルム押出成形時には、200ミクロンの金属粒が20ミクロンの吹き付けフィルム中で次々と発生する泡爆発となり、ローリングの作業を何時間もストップさせ、大量のスクラップを生じます。パイプ押出成形時には、混入物は水静圧試験に失敗する圧力集中点となります。

リンクファイブ：煙草灰発火のリスク

洗浄ラインの乾燥部分、つまり空気輸送ライン、サイクロン分離装置、ジグザグカッター、シロ塩点では、微粒子のプラスチックの粉が浮遊します。浮遊パロレフィンおよびPETの粉は、適切な濃度の範囲で発火を引き起こす十分に低い最小の発火エネルギーを持ちます。回転する鋼材に打撃を加える可鉄および非可鉄の入障金属は、公認の発火源です。乾燥輸送部門の前に金属を除去することは、工場の粉尿性危険性評価に含めるべき管理対策です。

リンクシックス：食品グレードの拒否

ダメージチェーンの商業的な最終目標は、徹底的な拒否です。食品用のrPETを買う人たちは金属含有率を明確に指定し、サプライヤーの管理システムを監査します。記録された金属の主要な制御ポイント、校正記録、および拒否された材料の追跡可能性を示すことができないリサイクルベンダーは、二次的な監査を通過せず、食品用の契約を結べません。これが、金属検出の統合を最初の苦情が起こってからではなく、工場レイアウト段階で設計すべき理由です。

損害可動要素衝撃概要

損害リンク	異常発生の状況	代表的な稼働停止時間	相対的な修理コスト	バリアを防ぐ
破砕刃の切り刻み	歯面破折、回転子不均衡、大きすぎるフレーク	6-10 時間	高	ポイント1と2
シュレッダーのナイフまたは反対ナイフの破損	ローター詰まり、ドライブオーバーロードトリップ	3-8 時間	中型	ポイント 1:インフィードコンベヤー—オーバーバンドマグネットプラスベルト検出器。
摩擦式洗浴器のオーガー部の消耗	開口面積の損失、洗浄効率の低下	12–24 時間かけて回復が可能です。	高	ポイント1、2、3
メルトフィルターが目詰る	圧力の上昇、頻繁なスクリーンインデクシング、浄化損失	連続的な生産性低下	中規模、繰り返し作業	ポイント4と5
六角軸とバルブのひび割れ	溶融圧力の低下、出力の衰退	取り換えに3～7日かかる	Premium	5 ポイント
コンバーター ノズルまたはフィルムの故障	短時間のショット、フィルム破裂、バッチ廃棄	お客様の側	非常に高い (評判)	ポイント4と5
粉じん引火事故	搬送ドクトまたはサイロにおける発火	数日から数週間	非常に高い	1、2、4のポイント
食品グレードのバッチ却下	全ロットが返還されると、契約が危険にさらされる	商品。	非常に高い	すべての五つの点に加え、記録も提供されます。

段階化された金属検出および分離技術の説明

単一の技術でも、プラスチックリサイクル流量中のすべての金属を除去することはできません。鉄系、非鉄系、およびオーステナイトステンレス鋼はそれぞれ異なる物理原理に対応し、実用的な答えは、各デバイスが他のものの盲点をカバーする層状のパッケージです。以下の 6 つの技術は標準的なツールキットです。

1. インラインベルト金属検出器

バランスコイル式ベルト検出装置は、コンベアーのベルトが通過する長方形の開口部に、送信用コイルと受信用コイルを二本巻き付けられています。金属の存在がなければ、受信信号は相殺されます。導電性または磁気透過性のある物体が存在すると、バランスが崩れ、その変動の振幅と位相は金属の種類を特定します。最近の装置では通常、40 kHzから900 kHzの間の多頻度を使用しているため、電子回路では製品の効果信号と真の金属信号を分離することができます。

乾いた均等に広がった糜片に対する現実的な感度は、1.0～2.0 mmの鉄球、1.5～3.0 mmの非鉄球、2.0～4.0 mmのSUS304種類のオステナティックステンレス球です。基本的なルールは、畳幅の高さに伴って感度が悪化することです。孔の幾何学的中心付近では検出領域が最も弱くなるため、同じ電子回路を搭載した場合でも畳幅が300 mmの方が800 mmの方を上回ります。便宜上畳幅を過剰に設定しないようにしてください。畳幅を100 mmずつ上げるごとに、測定可能な感度が損なわれます。

開口高さと可能な感度の関係

開口（W x H、mm）	Fe 球 (mm)	5% 以下で、食品接触用フィード原料では	SUS304 球 (mm)	典型的な適用点
300×150	0.8 – 1.0	1.0 – 1.5	1.5 – 2.0	乾燥フラーク、ペレッティング混合物
500 x 250	1.0 – 1.5	1.5 – 2.0	2.0 – 2.5	破砕後の転送ベルト
800×400	1.5 – 2.0	2.0 – 3.0	3.0 – 4.0	バル供給コンベヤー
1200 x 500	2.0 – 3.0	3.0 – 4.5	4.0 – 6.0	広型の街型式破砕コンベア

重力落下とトンネル型金属探知器

重力落下検出器は、回転しない円形または正方形のコイルアセンブリで、通常は50～200 mmの直径の垂直自由落下パイプに組み込まれている。材料はコイルを通過し、任意の金属は直下に設置された膝関節を動作させるための迅速な空気ブレーキに通知される。検知からバルブアクチュエーションまでの応答時間は通常、3 ～ 6 m / sで移動する自由落下した材料で100 ms以下であるため、この技術は実用的である。

重力送りのユニットは、乾燥して流れやすいフレイクやペレットに適しており、ドライヤーの排出口、シロの入口、エクストラーダの給料口で最適です。湿った、べたつく、またはつながるような物質には適していません。開口部が小さいため、感度は優れており、ボアが100 mmの場合、0.6～1.2 mmになる鉄分が出ることがよくあります。破棄フラップは、相対的な材質および周囲の製品の量をキャプチャするように構造されています（通常150～400 msの開口時間ですが、迅速に動く片りこみ物がゲートを出るのを許さないように、意図的に寛大に設定されています）。

3. オーバーバンドマネチ (吊り出し型磁気分離装置)

オーバーバンドマグネットは、独自の自動クリーニングベルトを回らせる形で、コンベアの上に吊り下げられた永久磁石または電磁石ブロックです。有鐵物は荷重から持ち上げられ、クリーニングベルトによって横方向に運ばれ、収集ボンのに排出されます。磁石側面での磁気強度は、標準的な耐久性を持つ永久磁石ユニットでは通常 800 〜 1,200 グースですが、ベルト面からの設置高さは重要です：標準的な荷重に対する標準ユニットでは、磁石側面と物質の荷重の上端との高さは 200 〜 350 mm です。

上の荷位の50mmごとに、磁場強度は距離に厳重に依存して効果的な昇降力を著しく低減する。オーバーバンドはクロスベルト構成では、ヘッドプーリーの上に直接取り付けられるか、インライン構成では、ベルトの平らな部分上に取り付けられる。バールの破断など、負荷が深くかつ不規則な場合には、クロスベルト構成による設置を優先すべきだ。オーバーバンドのマグネットはのみ鉄磁性材料に作用するため、アルミニウム、銅、黄銅、またはオーステナイトステンレスには作用しない。

4. わら文字磁器および磁棒 アセンブリ

グレートマグネットは、レアアース棒、サイズを25 mmの直径で50 mm間隔としたネオジム・鉄・ボロ合金からなる格子状構造で、ホッパー出口・チュートまたはシロー放出口に設置する。良質のレアアース棒の表面磁気強度は10,000～12,000ガウスで、オーバーバンドマグネットより1桁以上高くなっており、こちらの方が素材が直接その棒に接触しているためである。また、過揺動マグネットに比べて爆発の危険が低く、応答時間が短い。

グレートマグネットは、オーバーバンドとはまったく異なる用途を持ちます。グレートマグネットは、0.2～3 mmの細かい鉄系のスウォーフ、ワイヤー破片、溶接スパトル、そして錆の粒子を捕まえます。これらはベルト式検出装置では診断不可能であり、オーバーバンドでは取り上げられません。グレートマグネットは清掃機能を備えているため、定期的な手動または自動クリアランスの必要があります。清掃されていないグレートマグネットでは、取り込んだ粒子が流れに戻り始めます。希土類素材は最大使用温度を超えたときに磁力を失います。そのため、150～170 ℃のドライヤーの後に取り付けるグレートマスは、高温用ニオブグレードを用いるか、さらには製品温度が80 ℃未満になった場所に設置する必要があります。

5. エディー・カレント・セパレーター

エディー・カレントセパレーターは、プラスチック流中からアルミニウム、銅、黄銅、亜鉛などの非鉄金属を除去する唯一の実用的な大量処理技術です。高速の磁気ローターが、3,000回転／分程度の回転数で、ゆっくり動いている非金属製のシェルの中から、コンベアの出力側で急激に変化する磁気場を生成します。導電性の非鉄金属に引き起こされるエディー電流により、相対的な反向の磁気場が作られ、粒子は物理的に逃がされ、非導電性のプラスチック流より先に放出されます。軌道に配置された分離板は、この状態を利用して二つの流を分離します。

有効性は,電気伝導率と密度の比に依存します:アルミニウムは極めて良く分離する一方で,銅や真鍮はそれなりに良く,鉛やオステナイトステンレスはほとんど効率の良く分離しません。粒子サイズも重要で,概ね3〜5 mm以下では,粒子質量相対で誘導渦電流は弱くなるため,細かく粉砕した材料では20〜80 mm位の場所に渦電流分離器を設置するのが最適です。供給物は薄く均一に広げた一層でなければならず,山積状に積まれた負荷では効率が大幅に低下します。

6. X 線検査

X 線透過検査は、伝導率または磁気透過率ではなく、密度の違いによって汚染物質を検出します。これにより、独自の能力が得られます。誘導型検出装置が見落としてしまいやすいように、プラスチック製品の中に包まれた密度の大きい金属（プラスチック部品の中の金属インソート、コンテナーの中の電池、ポンプディスペンサーの中に入った金属ばね）を検出します。周囲のプラスチック質量によって信号が隠されており、磁力が届かないために誘導型検出装置が見落としてしまうことのある場合があります。また、このような金属では、磁力が通ることができません。

X 線は、誘電性または磁性技術で検出できない石、ガラスおよびセラミックを検出することができます。ただし、X 線には資本コスト、放射線シールドの必要性、定期的な放射線安全確認、そして安定した均一に分布した材料を用意することが必要となるというトレードオフがあります。そのため、X 線は通常、高価値の食品グレードラインや、原材料に封じ込められた金属を含むことが明らかな場合にのみ使用するのが合理的です。

テクノロジー選択マトリックス

技術	Feを検出する	非 Fe を検出する	SUS304 を検出する	湿った物質でも作業可能	除去または警報のみ	相対的投資
インラインベルト金属検出器	はい。優れています。	はい、いいです	はい、適度	はい、補償	アラーム+ベルトストップまたは受け付け拒否	中型
重力崩落検出器	はい。優れています。	はい、非常に優れている	はい、いいです	なし	採掘フラップを介して取り除きます。	低中
循環帯マグネット+金属探知機	はい、大量除去	なし	なし	はい	連続的に除去します。	中型
パイロット磁石（希土類）	はい。びらびらのみ。	なし	低磁気度グレードのものだけです。	そうであるが、清掃はより難しくなる	除去し、クリーニングが必要です。	低。
エディー・カレント分離装置	3。いいえ、あらかじめ取り外さないといけません	はい。アルミニウムに対して優れています。	貧弱	乾燥を好みます	連続的に除去します。	高
X線検査	はい、包装されたものを含めます。	はい	はい	はい	アラームと退却動作	Premium

この機器部門の既存のサプライヤーには、Seesotec、Eriez、Steinert、Mesutronic、およびCassel Messtechnikなどがあり、Polyretecはお客様の地域ごとのサービスの好みと、工場が特定の小売業者またはブランド所有者のプロトコルに準拠する必要があるかどうかに応じて、これらのいくつかのユニットを統合します。統合エンジニアリング（据え付け、タイミング、インターロック、検証）は、コントロールキャビネットにあるブランドラベルよりも重要です。

洗浄ラインのための5点検出レイアウト

複層された金属制御戦略では、プロセス全体に五つの障壁を設置します。それぞれの障壙には異なるターゲット、異なるテクノロジー、異なる失敗の影響があり、相互に補完するわけではありません。以下のレイアウトは、ポリレテックが食品等級のPETボトルの洗浄ラインと硬質PP/PEの破砕・洗浄ラインへ適用している、スループットに合わせて規模を拡大した標準構成です。2. 複層戦略は、まず安価で豊富なPP/PE の分野を捨てるために密度媒体を使用し、次にABS、PS、およびPVC を分離するためにNIRを使用し、次にABS/PS の境界を磨くために電気的分離を使用し、最後にBFRを含む粒子を隔離するためX線を使用します。具体的なスタックは、入力原料構成により異なりますが、混合された硬質廃棄物に依存した単一の方法では常に不十分な性能が得られます。

ポイント 2:シャドライメール、プレスクレーザー—2番目の磁気ステージプラス検出。

ポイント1でのミッションは、シュレッダーを保護することと、金属の大きな塊が分散する前に除去することです。接続ベルトコンベアの平面部分の上に、800～1,200ガウスで250～350mmのフェイス・トゥ・ベールクリアランスに設定された自己清掃クロスベルトオーバーバンドマグネットを設置します。すぐに下流側に、洋行幅のベルト金属探知機（通常200mmの洋行幅において、800×400mmまたは1,200×500mm）を設置します。

この時点では、デтекторは自動排除ではなく、ベルトストップおよび音声・視覚警報機能を備えた設定になります。その理由は実用的なものです。ここでは物体は大きく不規則ですので、排除フラップは300 mm程度のシバリ線を扱うことができません。また、ピッキングプラットフォーム上の作業者は、数秒で手動でアイテムを取り除くことができます。感度を意図的に粗く設定する (3 〜 5 mmの鉄相当) のは、目標は破損する物体を捕まえることで、細かい廃棄物を捕まえるのではないためです。汚いフィード時、簡易設定はラインを持続的に停止することになります。

ポイント 3は工場内で最も難易度の高いインストールであり、最もしばしば省略されるものです。摩擦洗浄器や高温洗浄タンクから出る材料には、15〜25％の自由表面の水分と溶けこんだ水酸化ナトリウムがあり、電気導通性に大きくなっています。製品効果信号は、2mmのステンレス球からの信号よりも数桁大きくなる可能性があります。

ポイント2でのミッションは、ラインにおいて最も高価な摩耗部品であるウェットクラッシャーを保護することです。ここでは、材料は40〜80 mmとなり、依然として乾いた状態か、わずかに湿っているだけで、移動ベルト上を 0.3〜0.6 m/s で移動しています。ヘッド・プルーリーにドラムマグネットを設置したり、2 番目のオーバーバンドユニットを設置した後、500 x 250 mm のベルト検出器を使い、より細かな閾値（1.5〜2.0 mm の鉄分換算値）に設定します。

混合された固体廃棄物を処理するライン上で、渦電流分離器の最適な位置は20～80mmの粒子サイズバンドです。これは渦電流の効率が最も高まる領域であり、材料はまだ乾燥状態です。ラインストップではなく、空気入りのダイバーテーターまたは反転ベルトセクションを備えた自動リジョブ処理にポイント2を設定します。シャー状機械を満載状態で停止することは混乱を招くためです。

ポイント 3: 後湿洗加工、前ろ過 — 湿式補正による検出

ポイント3は、工場内で最も取り組みに困難なインストールであり、最も省略される箇所でもあります。摩擦洗浄器と高温洗浄容器から出る物質には、溶解した水酸化ナトリウムとともに15～25％の自由表面水分を含んでおり、電気伝導性が非常に高くなっています。商品の影響信号は、2mmのステンレス球からの信号よりも、桁違いに大きくなります。

ポイント3を実現させるための三つの工学的対策があります。まず、真の位相補償機能を備えた多周波数の検出器を使用し、生産の乾燥サンプルではなく、純粋に湿った生産原料で製品効果の学習を実施します。次に、表示を制御します。生産原料を、ドライフォールや排水ベルト上に薄く均一な層として運行するのではなく、スラリーの塊のように、走らせます。最後に、3～5 mmの鉄分エクイバレントという現実的な感度目標を設定し、ポイント3を粗い粒子のフィルターではなく、中間粒子のインターセプタ機能として扱う必要があります。封入レーティングはIP65以上で、ステンレス製のハウジングおよび洗浄可能なケーブルグレイン形状を採用する必要があります。

ポイント5は、リサイクルエクストラダーのスクリューとバレルを保護し、ダンプフィルターをきれいに保つためのものです。メーターフィーダーとエントリ口の落下間に、50～100mmの穴を開いた小幅口サイズの重力落下検出器を設置します。または、エクストラダーがウェイベルトによって供給されているケースでは、入力コンベアにコンパクトなベルト検出器を設置します。

ポイント4は、製品品質とドライ輸送システムを保護し、素材が乾燥した状態で流れやすく、小さい幅口に入れ込まれているため、工場が最高の感度を実現します。サイロ導入供給路に、10,000～12,000ガウスのレアアース格網磁石を設置し、鉄系の微小な小物や削屑を収集します。また、縦降下部に100～200mmの穴を開けた重力落下検出器、直下に空気圧駆動の排除フラップを設置します。2. ポイント4:乾燥室出口とサイロ導入供給路 — 格網磁石と重力落下検出器3. ポイント5

グラットの製品温度が磁石グレードのサービス限界以下であることを確認してください。標準的なネオジム鉄ボロンでは、約80度以上の高温で誘磁性がなくなるため、フレイクが150～170度の乾燥機において存在する場合は、冷却セクションの後にグラットが存在する必要があり、またはサマリウムコバルトまたは高温用ネオジムグレードを指定する必要があります。この場合は、鋼材では1.0～1.5㎜、非鉄材では1.5～2.5㎜、ステンレス鋼304では2.0～3.0㎜に感度を設定します。

Point 5: Pelletizing Feed Throat — The Last Line of Defense

5 ポイントは、リサイクルエクストラーダのねじとバレルを保護し、溶融フィルターを清潔に保つために存在します。メータリングフィーダと給送口間の落下部に小口径の重力落下検出器（通常 50 ～ 100 mm 径で十分です）、またはエクストラーダがウェイベルによって供給される場合は、給送コンベヤ上にコンパクトなベルト検出器を設置してください。

この検出器を最大の実用的感度（通常、鉄の場合、0.8〜1.2 mm）に設定し、インターロックを作用させることで、フィーダを停止させ、単に排出するのではなく、重要な警報を発生させるようにします。この位置では、関係する材料の体積は小さく、保護対象の資産の価値は非常に高く、偽停止では塊状化島の傷を負わせるよりも断然安価です。ペレタイジング島がケルケのKTEシリーズ機械といったツインスクリューシステムを使用している場合は、フィードトホート検出器をサイドフィーダとロスインウェイトフィーダとともにインターロックすることによって、全てのフィーダグループを一斉に停止させるようにします。

5ポイントレイアウト仕様の要約

ポイント	所在地	機器	対象感度（Fe）	反応モード	アセットが保護されている
1	バル供給コンベヤー	オーバーバンドマグネット 800〜1200 Gs、さらに 800×400 のベルトデテクター	3.0～5.0 mm	ベルト停止および警報、手動取り外し	保存設定
2	破砕後の転送ベルト	ドラムまたはオーバーバンドマグネット、500×250検出器、オプションのエディ流分離器	1.5 〜	自動偏り判別	湿式クラッシャー、摩擦洗浄機
3	湿式セクションの排出、プレセントリフィーガー。2. 湿式セクションの床は水回路に戻らなければならず、雨水には流れてはならない。	IP65 多周波制御器と位相補償	3.0～5.0 mm	拒否品を転用し、警報機能を搭載しています。	センタリフューザー、乾燥機
4	ドライヤーの排出口とシロの取り入れ口	稀土栓磁石 10000-12000 Gs 以上、重力落下検出器	1.0～1.5mm	100 ms未満の空気圧フラップ棄却	製品品質、運搬システム
5	ペレタイジングフィードトング	50-100 mm径の小型重力落下検出器	0.8 ～	給料装置の停止、クリティカルアラーム	スクリュー、バルブ、溶融フィルター

統合、インターロック、および拒否タイミングのエンジニアリング

警報を起こすものの信頼性のないアクションを行わない金属探知機は装飾品に過ぎません。統合エンジニアリング — ロジックの連動、倒棄搬送タイミング、信号インターフェース、アラーム管理 — ではほとんどの改修プロジェクトが失敗します。それですら、探知機の選択と同じくらいの配慮が必要です。

ロックアーキテクチャ

各検出ポイントは定義された反応を備えた回線制御システムに配線する必要があり、その反応は位置に応じて適切に設定されるべきです。ほとんどすべての場合に対応できるように、以下の三種類の反応が用意されています。

• クラス A — 停止して保持する。コンベヤーまたはフィーダが停止し、上流のスター型フィーダまたは回転弁が閉じると、オペレーターが障害を確認し、明確に認識するまでラインは再起動しません。ポイント 1 および 5 で使用されます。
• クラス B — 排出し、再び循環する。空気による日射部フラップ、気流吹き付けノズル、又は逆回転式ベルトセグメントが、ラインが動作を続けている間に、定められた材料を破棄用のゴミ箱へ取り出します。第2、3、4号点に使用します。
• クラス C — アラームとログのみ。事象が記録され、運用者に通知されますが、機械的なアクションは行われません。監視用ポジションおよびコンフィギュレーション期間に使用されますが、確認済みの重要な制御点には使用しないでください。

ウィンドウのタイミング計算を拒否する

通常のコミッシングエラーで最も多いのは、検出された断片を通過させるために、拒否ウィンドウが開きすぎたり閉じすぎたりすることです。計算方法は単純ですが、すべてのインストールに対してこれを実行する必要があります。

ベルト付けられた検出器のリジェクト待機時間とは、検出器コイルの中心からリジェクト装置までの距離を、ベルトの速度で割ったものです。0.4 m/sの速さで走っているベルトのダイバターフラップの上流側で、検出器コイルのセンターを2.4 m上流に位置するとして、待機時間は2.4を0.4で割った値である6.0秒です。ウィンドウの持続時間は、検出位置の不確実さと取り除く材料スラグの物理的長さの合計を考慮に入れて設定する必要があります。実用的なルールとして、0.5 mから1.0 mのベルトが通過する時間に等しい期間でフラップを開くことを推奨します。0.4 m/sのベルト速度の場合、1.25秒から2.5秒です。

重力による落下検出器の場合、材料は重力下で加速し、タイミングは非常に厳しいものです。コイル部で検出された断片は、フラップまで0.5 mの高さを下りており、約0.32秒で到達し、3.1 m/sの速度で到達します。このため、重力による落下システムでは、バルブの応答時間を100 ms以下にすることが必要となり、フラップを機械的に可能な限りコイルの直下に設置する必要があります。試運転時には、印字された試験球を落として、受け入れ容器に落下したかどうかを確認し、最高および最低の予測ライン通過量で再現してください。

過剰投資判断

拒絶物収容容器には、満杯を検出し警告を発し、食品用ラインでは生産を停止する機能のあるフルレベル検出器が必要です。フルレベル検出器は、インクルージョンでロックできるようにし、もしくは少なくとも改ざんを検出できるようにしておいてください。検証済みの重要管理点では、拒絶された物品が記録された承認なしに再び処理に戻されてしまうことは許されません。拒絶物品はほとんどが純粋な金属ではなく、通常は良質のプラスチックに少量の破片が混入したものです。そのため、ほとんどの工場では、プラスチックを回収するための二次的な手動または小規模な再分類作業を実行し、再入工程は検出点の上流に置かれ、下流には置かれません。

信号インターフェースと制御統合

インタフェースのタイプ	運搬される典型的な信号	レイテンシー	使用時
ハードウェア化されたデジタル出力(リレーまたはトランジスタ)	金属検出、障害、準備完了、廃棄品確認	10 ms 未満	常に、安全性に関連する主要な経路として
Profinet	完全な状態、感度設定値、イベントカウンター、診断	1～10msの周期	Siemensベースのライン制御は、新規設置に最適です。
Modbus TCP	5では、5%の不良率に対して適切なサンプルサイズが必要で、AQL	10～100ms	複数のブランドのプラン、改修、データ履歴リンク
EtherNet/IP。	完全な状態と構成	1～20ms	ロックウェルベースの制御アーキテクチャ。
アナログ4~20mA	トレンド監視用の原信号振幅	継続的	任意。ドリフト診断に役立ちます。
安全レベルの回路（デュアルチャンネル）	緊急停止チェーン、ガード連動機構	10 ms 未満	接着剤が機械の安全機能の一部を担っている場合。

ベストプラクティスは二重パス方式です。ハードウェア化されたデジタル出力は物理的な停止または排除処理を実行しますが、フリップフラップバスリンクは、ラインHMIとプラントデータヒストリアンスへ診断、イベントカウント、および感度設定を伝送します。フリップフラップバスだけに依存して操作パスを維持することは決して行いません。ネットワーク障害により、金属排除機能を無声に無効にするべきではありません。

アラームのグレーディングとリセットポLICY

すべての金属イベントに同じ対応が必要とは限りません。論理的な3段階の評価により、アラームの疲れを避けつつ、操作の制御を確保することができます。

• レベル1（情報提供のみ）：自動却下の成功した単一の検出イベント。ログされ、カウンタが増加し、オペレータの作業は必要ありません。自動リセット。
• レベル 2 (警告)：2. レベル 2 残余洗浄定義された時間間隔内での3回以上の異常事象がある場合,たとえば10分間。汚染されたバッチを示す。オペレータに通知し,上司に報告し,原料の供給元に注意を促します。手動による確認。
• レベル 3：週変化深層清掃検出器に異常が発生、拒否弁に故障があることを確認し、拒否用コンテナーがいっぱいになっているか、またはPoint 5の検出が発生しました。ラインを停止し、手動でリセットすることのみが可能です。再起動する際は、事後記録を作成する必要があります。

自動リセットを許されるのはレベル1のみです。食品製造工場では、レベル2やレベル3のあらゆるイベントについて、タイムスタンプ、検出位置、有効な感度設定、バッチ識別情報、不良材料の処理方法をも封入したレコードを保管する必要があります。そのレコードセットは、監査官が確認依頼するものです。

誤った廃棄制御システム

過剰捕捉を行う検知システムは、数週間以内に操作者によって放棄されます。感度を下げたり、完全にバイパスするなどして排除しますが、これも検知器をまったく使わない状態よりも悪いことです。ポイント2、3、および4では、偽検知率を原料の生産量の0.5%以下に設定します。これを達成するには、正しい製品効果学習、安定したベルト追跡、振動からの機械的隔離、および妥当な以上の横幅の除去ウィンドウが必要です。毎月初めて、排出材質の量と確認済みの金属発見数の比率を監視します。比率が上昇している場合は、操作者が非公式に問題を解決する前に調査しましょう。

干渉要因と技術的対策

誘導式金属検出器は、プロセス産業において最も電気的におよび機械的に厳しい環境に設置される高感度の器具です。干渉のメカニズムを理解できるかどうかで、システムの感度が1.5mmで何年も維持されるか、あるいは1ヶ月で6mmにまで変化するかが決まります。

製品効果

製品効果は、汚染物質ではなく製品自体によって生成される信号のことです。プラスチックリサイクルでは、3つの主要なソースがあります。湿気や溶解した電解質 - 特に温水洗浄による残留ナトリウム塩化物 - は、材料を導電性にして、非鉄金属と同じ位相領域で信号を生成します。再生PEやPPに含まれる炭素ブラックが、農業用フィルム、パイプ再生物質、自動車部品などに広く使用されている材料の部分的に導電体となるためです。また、後消費原料における導電性の鉱物フィラーや残存した堆土が変動する基準を増やします。

対策方法は、相位識別です。検知器の電子部品が製品信号の相位角を識別して消去し、金属信号のみを可視化します。多周波数装置では、システムでは同時に２つ以上の周波数で操作し、応答を比較できるため、導電性の製品中でのステンレス鋼検知が大幅に向上します。重要な現実的な点は、学習ルーチンを実際の生産物の中の実装状態で実行する必要があることです。清潔な乾燥されたサンプルで学習ルーチンを実行し、その後ナトリウム水ガラス片を加工することにより、不要なアラーム警報が発生することになります。

ドライブから発する電磁気干渉

洗浄ラインには、可変回転数ドライブやサーボドライブが多数埋まっています。これらには高速スイッチングにより幅広い電波が生成され、検出用のコイルは効果的にアンテナとして機能します。対策として、ショートブレーカーまたはモータ・チョークを、検出器ヘッドと10メートルの範囲内にあるドライブに設置し、検出器信号ケーブルを、電源ケーブルから最低300ミリメートル離れた別のトレイに引き、電源回路を90度角に曲げる。また、シールド付きのツイストペア信号ケーブルを使用するほか、検出器用電源をクリーンな回路に接続し、理想的には独立型トランスを使用することもあります。

グランドループは不測の感度低下の最も一般的な原因です。 接点性を確立してください。検出器ヘッド、コントロールユニット、検出器の寸法範囲内のコンベアフレーム部分は、循環電流を伝える可能性のある複数の点ではなく、単一の接地ポイントと結合する必要があります。ケーブルシールドは、通常コントロールユニット側が終端となるようにしてください。ケーブルシールド自体が電流の経路になることを防ぐためです。設定時およびラインに電気的な作業を行った後に、接地抵抗を確認してください。

グラウンドループは、不明な感度低下の最も一般的な原因です。単一点のグラウンド接地を設定してください。検出器ヘッド、その制御ユニット、および検出器のクリアランスゾーン内のコンベアーファーム部は、循環電流を伝える複数のポイントではなく、単一のグラウンドポイントに接地する必要があります。ケーブルシールドは、通常は制御ユニット側にのみ端を接地し、シールドそのものを電流経路にしないようにしてください。システム導入時に、グランド抵抗を検証してください。また、ラインへの電気工事の後に再度確認してください。

機械振動

振動によりコイルが近くの金属に対して移動して、小さな汚染物質と区別がつけにくい変調された信号が生成されます。スライダーとクラッシャーは建物構造に相当な振動を伝達します。閥を振動を軽減するアイソレータを使用して、機械のベルト張りフレームではなく独立した補強されたフレームに取り付けてください。ベルトの運行中どこでも扉アパートに接することはなく、またベルトの追跡が安定していることを確認してください。移動中に扉架に定期的に接触するようなベルトは、非常に診断が困難な間欠した偽アラームを発生させます。

ヘッド周囲の金属を検出できないエラストマー

5 倍の高さ以内にないようにすることです。800 x 400 mm の視野の場合、これは両側に 600 mm の耐圧間を確保することです。ゾーン内に静的金属が許容されますが、これは堅固に固定され、校正に組み込まれている必要があります。しかし、動く金属（コンベヤの返送ローラー、チェーンドライブ、空気アクチュエータ、通過中的のフォークリフト路線）は許容できません。金属を一切使用しないベルト留めが義務付けられています。特に、ベルトの回転ごとに視野を通る鋼線ベルトの結束は、典型的な設定後の誤りとなります。

熱劣化

編組のインピーダンスは温度に応じて変化し、150〜170℃のドライヤー排出付近または30℃の昼と夜の温度差がある未加熱倉庫に設置された検出器は、ドリフトします。最新の装置には自動温度補正が付いていますが、補正範囲は有限です。温度制御の直接放射波に対して検出器ヘッドを保護し、ヘッドの近くを通過する暖かいチャネルを保護し、冷な環境から動作してから30分程度の暖房がお済みでない場合は、校正された感度に依存しましょう。

妨害防止対策マトリックス

干渉源	観察可能な症状	主要対策	確認方法
水分と苛性残留物	濡れた物質に対する継続的な妨害アラーム	多振動周波数のフェーズ補償、遠心分離後に移動します	30分間の湿った製品をテスト棒を使わずに稼働させ、アラームを数えます
カーボンブラック充填PEまたはPP	黒材料のバッチが開始されたときのベースラインシフト	毎原料グレードに適した製品メモリプロファイルを分離する	各原料タイプのレシピの保存および呼び出し
可変周波数駆動装置の騒音	ドライブ速度の変化に対するアラームの関連性	出力フィルター、ケーブル分離、シールドされたツイストペア	各メンテナンスにおいて、製品の移動を停止し、信号のレコードを確認
5〜1.2立方メートルとなることが一般的です。	徐々に感度が低下し、交流電圧を含むノイズが発生します。	単一接地、シールド端のみを最後接地する	フレームの接地点間の電位差を測定します。
構造振動	製品が存在しなかった場合のランダム警報	独立フレーム、振動防止マウント	餌のないベルトを実行し、破砕装置のオンとオフを比較します。
クリアランスゾーン内の金属の移動	ベルトの周回期間での定期的な警報	1.5倍の開口部クリアランス、非金属ベルト誘導装置を適用する	物理的調査を行い、三回転分の空ベルトランを行います。 タンクの内部に入ってきめ細かく高圧洗浄（HPW）を行います。特にスケールが最も厚い沈下鋭径によって生じる腐食下のパインソリューションに注意し、コイル内面を調べます。
熱漂移。	変更はシフトや季節によって異なる	熱絶縁、暖房期間、自動補償	シフト開始と終了の時に試験棒を確認し、比較します。

検証、校正、および日常テストの手順

金属検出システムは、最後の検証テストの状態に必ずしも基づいてはなりません。感度はずれる、コイルは老化し、ベルトは摩耗し、オペレータが設定を調整するなどの理由で、ハードウェアは「信頼できる制御」とはなりません。 構造化された確認体制を導入することで、ハードウェアを信頼できる制御に変えることができます。

テスト棒およびテスト球の基準

検証には、認定済みの試験片が使用されます。それらは鉄系炭素鋼、非鉄系材料（通常は316不含の黄銅またはアルミニウム）、およびオステナイチ化ステンレススチール SUS304 から製造された球形または棒形であり、その直径と材質が認定されています。毎日の試験ルーチンの一環として、試験片を定期的に検査し、摩耗や損傷がないことを確認する必要があります。擦れたり腐食した鉄球は異なる反応を示します。

三つの位置・三つの高さのテスト

1．アパーチュの内部の検知領域は均一ではなく、コイルの巻線付近では強くなり、幾何学的中心では弱くなり、ベルト幅全体で変化します。そのため、検査にはアパーチュ内の以下の9点を検査する必要があります：ベルト幅の左右（左、中央、右）、低位（ベルト面上）、高位（代表的な製品重量の上部）、中位（重量内部）。実際には、ベルト検出器では、検査物をベルト面上（低位）、代表的な製品重量の上部（高位）、重量内部（中位）に置き、垂直方向を検査します。

最も高感度な部分—ほとんどいつもアパーチュの幾何学的中心地点—がシステムの感度を定義します。ベルト表面に1.5 mmの球体を見つけるが、負荷の最中の高さでそれを見落とすセンサーの実質的な感度は1.5 mmよりも低いものであり、記録には最悪のケースの結果が示される必要があります。

テスト頻度。

認証済みの重要な制御位置を使用している食品用ラインの場合、毎回のシフトの開始とその後、4 時間ごとに、さらに以下のいずれかの場合にテストを行います。感度設定の変更、原料品質の変更、検出機やコンベアのメンテナンス、電源の停止、またはレベル 3 の警報。非食品用の工業用ラインの場合、通常は毎回のシフトで十分です。すべてのテストは記録されなければなりません。検出位置、使用されたテストサンプルのサイズ、9 つの位置でパスまたは障害、操作者の身分、有効な感度設定、および時間。

確認スケジュールおよび記録

チェック	頻度	方法	合格基準	記録を保存
すべての金属の感度テスト	朝の出勤時と4時間ごとに	9ケ所の試品パス	９つの検出位置の検出方法	署名されたログシートまたはHMIレコード
拒否バン満ターセンサー	シフト開始	測定試料はすべて不合格の箱に入れられます。	100 パーセントカプチャ, 3 回の実験中 3 回	試作回数を示すログエントリー
拒否およびクリーニング排出	毎週	センサーの手動作動	アラームが出たがライン反応は正しい	保守ログ
板磁石のクリーニングと検査	荷重に応じて毎日から週に一回	採取した金属を取り出し、清掃し、重量を計測します。	大量の粉砕物を捕集し、飽和されません。	マスを使用したキャプチャ ログ
循環帯マグネットまたは磁気ヘッドのプーリー	毎日（10分）	クリーニングベルトと棚の視覚的観察	ベルト走行、適切な貯蔵量	シフトチェックリスト
製品効果の再学習	毎回使用する原料のグレードが変わると	生材で学習ルーチンを実行します。	安定したベースラインで、30分以内にノイゼンスアラームが発生せず	レシピをレベル名で保存する。3. レシピが制御される。
完全なシステム検証	年に一度、大幅な改修が行われた後	全方位の九段階テスト（各ステップでの計時再確認）	すべてのポイントが指定された感度を満たしている	検証レポート

異常発生の対応と製品のトレーサビリティ

予め計画されたテストに失敗した場合、最後のテストを通過してから処理された材料が疑わしいとして、対応プロトコルを書類化する必要があります。ラインを停止し、すべての生産品を隔離し、これまでに出した製品の特定を明確にします。原因を調査し、修正し、再テストしてテストに合格するまで待ち、そのあと、隔離された材料に対して、再処理、品質を下げる、廃棄などの決め手を文書にすることが重要です。これは、テスト頻度が技術上の問題のほかに、商業面で重要なことであると言えます。たとえば、4 時間の間隔では、隔離される期間が生産本数の 4 時間に限定されるのに対し、週単位のテストでは、隔離期間が 1 週になったりします。

基準、食品接触適合性、機械安全性

プラスチックリサイクル洗浄ラインにおける金属検出は、食品安全管理、食品接触用金属の規制、機械および制御システムの安全という三つの規制範囲の交差点にあります。それぞれ独自の義務が課されています。

食品安全管理と重要管理点

HACCPの枠組みの下では、金属による物理的な汚染は危険因子であると認識されており、自動棄却と検証制度を備えた金属検出器はコーティカルな制御点の典型例です。金属検出をCCPとして定義するには、次の4つの要素が必要です：定義された危険限界（感度仕様）、モニタリング手順（試験棒の手順とその頻度）、修正措置手順（検疫と処理プロトコル）、検証と記録の保管です。ISO 22000は、HACCP計画が機能するための管理システムフレームワークを定めており、BRCGS 包装材料は、包装材料の転換業者と再生材料を供給するサプライヤーを審査する際の具体的な条件を定めており、この中には、文書化された検出性能と棄却装置の障害を検出する必要があると定められています。

食品接触用リサイクルプラスチック規制

ヨーロッパ連合において、規則EU 2022/1616は食品と接触することを目的としたリサイクル塑働材料および製品を規定しており、リサイクリング工程の承認、その工程の除染効率の実証、そして事業者による入力材料管理と工程モニタリングを含む品質保証体系の維持を求めています。除染効率の実証手法としてEFSAのチャレンジ試験が用いられており、これは意図的に代用性がある汚染要因が導入され、その除去結果が定量化される方法です。チャレンジ試験は物理的な金属暴露よりも化学的な移行に焦点を合わせているにせよ、工程を取り巻く品質保証体系には明示的に物理的な汚染管理が含まれており、金属検出記録はその証拠資料の一部になっています。

中国では、GB 4806.7 で食品と接触するプラスチック材料および製品に関する要件が定められており、同市場に供給するリサイクラが、等価の入力および処理管理を実施できることを証明する必要があります。実際には、複数の地域に輸出するリサイクラは、厳しく適用される最も厳しい要件を満たすようにしたり、対照的なシステムを維持するのではなく、単一の管理システムを構築します。

機械の安全と制御システムの完全性

ISO 12100 は、機械のリスク評価とリスク低減に関する一般的な原則を定め、洗浄ラインの安全性ファイルの正しいスタート地点です。例えば、金属探知機のインターロックが、検出された物体を運転者が取り出すのを許すようにコンベアを停止する機能の一部になっている場合、インターロックはリスク評価によって決定された必要な性能レベルに設計される必要があり、適切な診断対応と、必要に応じて二チャネルアーキテクチャを採用します。電磁石入力からモータコンタクタのコイルに電気配線しているだけでは安全機能にはなりません。それは工程インターロックであり、文書にその区別を明らかにする必要があります。

スキャンサイレンス用の検出システムがネットワーク化されており、診断およびリモート監視が行われている場合、IEC 62443は産業制御システムのサイバーセキュリティに関するフレームワークを提供します。実践上の要求は小さくても重要です。プロセスネットワークをオフィスネットワークから分離し、検出器の構成へのリモートアクセスを制御すること、さらに、認証および監査記録を得ずに感度設定を変更できないようにすることが挙げられます。ネットワークアクセスが可能な誰でも感度設定を変更できるデバイスは、正当化された制御機器ではありません。

リサイクリング洗浄ラインの標準作成

標準または規制	ドメイン	金属検出への関連性	通常に求められる証拠
HACCP (ハサック)。	食品安全リスク分析	重要な管理点として定義された金属検出	危険性分析、CCP の決定ツリー、重要な制限
ISO 22000	食品安全管理システム	HACCP計画を補っている管理フレームワーク	文書化された手順、内部監査、管理レビュー
BRCGS 包装材料	包装供給チェーンの監査体制	検出パフォーマンスと不良検出を規定します。2. ほとんどのラベルに付けられています。3. ディスク寿命が長く、残留物が少なくなります。	測定記録、校正証明書、故障プロトコール
EU 2022/1616	食品接触用の再生プラスチック	入力とプロセス制御を対象とする品質保証が必要である。	プロセス認可資料、モニタリング記録
1µm）	脱ガス効率	プロセス能力を確立する。QAシステムには物理制御が含まれます。	チャレンジ試験レポート、プロセスパラメータの限界
GB	食品接触性プラスチック：中国	国内市場向けの入力制御と汚染度の許容値	測定レポート、供給者の宣言
ISO 12100	機械安全リスク評価	ロックが安全機能であるかどうかを判断します。	リスクアセスメントファイル、残留リスク明示資料
IEC 62443	工業制御システムのセキュリティ	機敏性の設定とリモートアクセスを保護	ネットワークセグメンテーション計画、アクセス制御記録

Polyretec 使用で検出パッケージの指定

金属検出装置の統合は、洗浄ラインのレイアウト段階で設計する場合が最も簡単で最も低価格です。既存のラインに検出器を後付けすることは、必要な金属除去クリアランスゾーンを作成するためにコンベヤーを移動し、重力落下ユニットに対応するためのドロップレッグを追加し、信号分離を考慮して計画されていない電源配線を再ルートすることなどです。

2010年に創業し、2017年にブランド設立したWanplasの工場であるPolyretecは、500～6,000kg/hの食品等級のPETボトル洗浄ラインと500～1,500kg/hのPP/PE軟質プラスチック粉砕および洗浄ラインを製造し、プロセス設計の一部としてではなく、ボルトオンコンポーネントとして金属検出パッケージを搭載しています。この設計では、オーストリアのプロセス技術と中国の製造能力を組み合わせ、検出パッケージにも同様の哲学が適用されています。欧州規格のセンシングとインターロックエンジニアリングを競争力のあるタートルコストで提供しています。100以上の完了プロジェクト、50カ国以上のサービスコVER、24名以上のエンジニアが試運転のサポートを提供しているため、統合作業は顧客の責任ではなく、納品単位として扱われます。

梱包を指定するために必要な情報

意義のある検出仕様には、以下の情報が必要であり、これらを求めること無しに見積もりを出したサプライヤーは、ソリューションをエンジニアリングするのではなく、カタログの項目を引用しているに等しいです。

• 情報源（ポストコンシューマーのボトルバレ、ポストインダストリーの剛体再生ゴム、農業用フィルムや混合された市民用廃棄物流）と、そのソースの既知の金属汚染プロファイル。
• 各検出地点でのkg/hの通過量、および各運搬機に付随する満量密度と重荷高。
• リサイクル可能な素材 (飲食品用rPET、食品以外の包装材、配管、繊維、および一般用途のリグリンド) の適用終了。これにより感度目標が設定されます。
• 線が洗浄したフレークとして排出されるか、直接ペレタイジング島に供給されるか。3. 湿潤セクションでか、乾燥後にスクリーニングするかどうかは、スクリーニング配置におけるほんの数件の真に戦略的な選択肢の一つであり、正直な答えは、うまく設計されたラインが、異なる時期と理由によってそれぞれ両方を行っているということです。
• 各候補設置位置でのベルト幅、ベルト横速度、および利用可能な直路なしの長さ。
• 既存の制御システムプラットフォームと選択できるフィールドバスプロトコル。
• 地域の給電電圧、周波数、および適用可能な地域の認定要件
• プラントがどの認証制度に準拠しているか、または準備しているか。

試運転の遂行資料チェックリスト

提供物	どのようなものが必ず含まれているのか	認定する者
検出位置レイアウト図	すべての五つの点にクリアランスゾーンがマークされ、寸法が確保されています。	プロセスエンジニア兼プラントマネージャ
感度仕様シート	目標フレークのFe、非Fe、SUS304の値（各材質別にポイントあたり）	品質管理者。
ロッキングと拒否ロジックの説明	ポイントごとの反応クラス、遅れ時間およびウィンドウ時間、アラーム勘定	制御エンジニア
タイミング確認記録	最小および最大スループットでレーザ部品の捕獲率を測定	調達工程担当者
製品効果レシピセット	生料で学習された供給物質の品質ごとに一つの保存プロファイル	プロセスエンジニア
測定試料キットとログテンプレート	認定されたFe、非Fe、SUS304の部品と9つの位置のログシート	品質管理者。
オペレータとメンテナンスのトレーニング	試験ルーチン、レシピの選択、故障プロトコール、磁石の清掃	製造スーパーバイザ
部品リスト	排気バルブシール、ソレノイド、センサケーブル、試料	保守管理者

Wanplasブランド全体では、すべての工場が、年間の無償のスペアパーツ供与、保証期間内で故障した部品の無償交換、お客様による工場見学への開放的なポリシー、および供給契約に記載された生産能力保証など、共通のアフターサービスコミットメントを共有しています。金属検出において、この手法の実用的な利点は消耗品にあります。許容ガス弾け防止弁シール、ソレノイドコイル、および認証済み試験片は、工場が忘れてしまいやすい低価値高影響度の品目であり、これらを常時備蓄していることにより、制御システムが確認されている状態で維持されるのです。

また、検出パッケージがリサイクル島の残りの部分とどのように相互作用するかも注目すべき点です。ペレタイジングラインに洗浄フレイクが供給されている場合、ポイント5検出器は、エキストルーダーフィードグループと同時に設置する必要があり、同時にメルトフィルターや連続スクリーンチェンジャの仕様を確認する必要があります。Wanplas のケルケ工場では、ポリレテック洗浄システムと統合した双軸混合成型エキストルーダーと単軸リサイクリングエキストルーダーを供給しており、メタル検出インターロック機能をエキストルーダー制御システムと同時に調整することにより、それぞれがそのインターフェース取り扱いを他社に依頼したという従来の状況を回避できます。

よく寄せられる質問

プラスチックリサイクル洗浄ラインには実際には何台の金属探知器が必要ですか？

適切に設計されたラインでは、一つの検出または分離ポイントではなく、バールインフィードコンベアー、破砕機後の移送、濡れ部の排出、ドライヤーとサイロの入口、ペレーティングフィード部分など、5つの検出または分離ポイントが使用されています。それぞれのポイントは異なるテクノロジーによって異なる資産を保護し、それぞれは他のポイントの盲点をカバーします。一つの検出器をどこに配置しても、広いベルトの早いところに配置すると細かな汚れを逃します。遅いところに配置すると、上流の高価な装置が損傷する可能性があります。

金属探知機は、オーバーバンドマグネットに代わることができますか、それともその逆ですか?

いいえ。それぞれ異なる機能を果たします。オーバーバンドマグネットは、ラインを止めることなく、大量の鉄系材をはじめとするすべての物体を物理的に取り除きますが、アルミニウムや銅、オステナイティックステンレス製品には触れることはできません。金属検出器は、すべての３つの金属クラスを感知しますが、その自身では何もしません。ライン供給ベルトでは、マグネットから金属検出器へと続く正しい構成を行います。これにより、マグネットは大量の鉄系材を除去し、金属検出器は残りをキャッチします。

なぜ湿物は金属探知機の感度を非常に低下させるのでしょうか？

湛沐部で溶解した水酸化ナトリウムを含む自由表面の水は電気を導きますから、非鉄金属粒子と同様に検出器領域内に渦流を引き起こします。これが製品効果です。検出器の電子回路では、この信号を相位の識別を行って正負相殺しなければならないので、製品信号が大きくなれば生粉金属信号の余地も減ります。湿黏した位置では、乾いた位置の成分から2～3倍粗い品質の信号しか検出できませんので、いかなる洗浄ラインにおいても、最も高感度な検出ポイントは脱水分離機と乾燥機の後であり、前ではありません。

食品用の rPET片粒にはどのような感度を指定すべきですか?

乾燥検出地点（シロインレット）では、合理的かつ実現可能な仕様は、すべての9つの試験場所で検証された1.0㎜から1.5㎜の鉄、1.5㎜から2.5㎜の非鉄、2.0㎜から3.0㎜のSUS304である。開口部が狭いペレタイジングフードスロットでは、0.8㎜から1.2㎜の鉄が達成可能である。売り出しラインを示すサプライヤ側の感度値を確認せずに受け入れることは行わないでください。この値は、開口部のサイズ、製品状態、および参照される試験場所を確認していただきたいと思います。

奥氏型ステンレス鋼は、炭素鋼よりも検出が困難なのですか?

炭素鋼は鉄磁性であるため、導電性信号に加えて磁気透過率の信号も大きく得られます。SUS304などのオーステナイト系の品種は焼結した状態では実質的に非磁性であり、電気導通性も比較的低いため、湿った製品と同一の位相の小さな導電性信号を得ます。このため、これらの鋳物は最も一般的な汚染物質を検出するのが非常に困難であり、ステンレス性能が常に別途指定される必要があるのはこのためです。また、ステンレス性能の数値は通常、鉄系のものよりも大きくなっています。

ベルト搭載型検出器の退化遅延を計算する方法は何ですか？

検出コイルの中心からリジェクト装置までの距離をベルトの速度で割ります。2.4 mの距離で0.4 m/sの場合、遅れは6.0秒になります。次に、取り除きたい物資の長さ（一般的には0.5〜1.0 mのベルト、0.4 m/sの場合は1.25〜2.5秒）に対応するリジェクトウィンドウを設定します。常に、採集が確認できるように、マーク付きの試運転ケースを落下させ、最小と最大の生産速度で確認を繰り返してください。ほとんどの洗浄ラインコンベアーはインバータドライブで駆動されているため、負荷に応じて速度が変化します。

メタルフリーゾーンとはどのように定義されていますか。また、その幅はどの程度必要でしょうか。

金属無効区域は、検出器口の周囲の容量であり、動く金属および著しい静電荷の金属量は存在できません。稼動規則は、コイルの前後で、口開口高さの1.5倍です。800 x 400 mmの口開口では、両側とも600 mmのクリアランスになります。よくある違反事項は、鋼製ベルトのウェアーなど、返しローラが過小な距離に配置されていること、空気圧アクチュエータのボディなど、手すりとヘッドの近くを通過するフォークリフトの走行路です。

検出システムは何度ごとにテスト片を使って試験する必要がありますか？

ヴァリデート済みの重要管理点を管理する食品用ラインでは、各シフトの開始時とその後は約 4 時間ごと、さらに感度の変化、原材料のグレードの変更、メンテナンスによる干渉、電源の停止、または重大アラームが発生した場合はテストを実施することになります。一般的な産業リサイクリングでは、シフトごとに一度のテストで十分です。テストの間隔は、テストが失敗した場合の隔離期間を直接定義するため、短い間隔を選択すると保険として有効です。

排除された物質はどうなるのでしょうか。

廃棄物はほとんどがある汚染物質を含む良質のプラスチックであるため、ほとんどの工場では、監視されたコンテナに蓄積させ、プラスチックを回収するための二次的な手動または小規模の分別ステップを実行します。次の2つのルールが適用されます。廃棄物のコンテナには、警告と製造を停止させるためのフルレベルセンサーが連動して配置されています。回収された物質は、検出ポイントの上流側に戻され、バリアを再度通過します。最後の検出ポイントの下流側に回収された物質を戻すと、全体の制御システムが無効になり、監査で即座に認識されます。

漉絨床からステンレススチールを除去することができるか？

ほとんど効果がない。エディ電流分離は、電気伝導度と密度の比率に依存する。アルミニウムの比率は非常に有利であり、効果的な分離が可能である。銅と黄銅もそれなりに効果的である。オステナチックステンレス鋼の電気伝導度は低く、密度は高いため、その比率は非常に低いため、わずかな誘導しかできない。ステンレス分離は、感電検出装置による非可舌処理、またはX線検査などで行うべきであって、エディ電流分離では不可能である。

近赤外線選別機で金属を検出できますか？

いいえ、信頼性はありません。近赤外線検出は、近赤外線帯の反射スペクトルによってポリマーを識別します。金属の物体から得られるスペクトルは、どのポリマー識別符号とも一致しませんので、ソリューターはこれを認識できないものとして分類します。構成に応じて、認識できない物品は排出されるか、デフォルト出力に流すだけです。近赤外線分離はポリマー分離技術であり、危険分析においては金属抑制として捉えてはなりません。

メタル検出器が同じ位置にあればグレーには必要ないのですが、なぜグラッテマグネットが必要なのですか

彼らは異なるものを捉えます。10,000～12,000ガウスのレアアース棒搭載のガレージマグネットは、わずか数ミリメートルまでの細かい鉄であるスワール、錆の粉質、および線材の破片をキャッチします−実用的な開口部サイズで、電気感知型探知器の検出限界を大きく下回る粒子です。この探知器は、非鉄およびステンレスを含む大規模な離散の断片も捕捉します。両者は相互代替するものではなく、サイロ入口では両方を並列に設置する必要があります。

メタルデテクター・インターロックがアラームを発生するたびに、私の洗浄ライン全体を停止させるのでしょうか？

それを阻止してはならない、そして絶対にそれを阻止せねば、そうすることでオペレーターはそれを調谐してしまうでしょう。装置を停止させるのは、1項(b)である(大型物体を手動で取り除くためのベルト停止)、および5項である(スクリューとバレルを保護するための給送装置停止)だけです。2、3、および4項は自動廃棄を使用し、稼働を続けるべきです。アラームグレーディングシステム—情報、警告、重大—は、生産中断数をオペレーターが受け入れるレベルに保ちつつ、正当な制御を維持するためのものです。

可変頻度ドライブは金属検知にどのように影響しますか?

可変周波数ドライバーは高周波で切り替わり、検出器コイルや信号線に幅広かつ累算された電気ノイズを放射します。そのため、ノイズ床が上昇し、使用可能な感度が低下します。対策には、ヘッドとドライバーの距離が約10 m以内の場合に出力フィルターまたはモータチョーク、信号ケーブルと電源ケーブルのルートを少なくとも300 mmで、かつ90度の角度で交差せずに物理的に分離すること、シールドを片端のみに接地したシールド付き双和線信号ケーブル、そして検出器電子機器用としてきれいな、理想的には絶縁された電源を設定することが挙げられます。

プラスチックリサイクルラインへの X 線検査は中小規模の投資目標を満たすでしょうか？

原料や最終市場によって異なります。X線は、プラスチック製体内に埋め込まれた金属を発見する唯一の技術であり、また、石、ガラス、セラミックを検出する唯一のものです。品質管理が厳しい食品用のリプロジェクトポリエステルフィルム生産ラインの場合や、ポンプディスペンサー、金属材料、または電池を含む商品が混入していると判明したラインの場合、ビーズマグネットとインダクティブ検出器を組み合わせたレイヤードシステムを導入することは理にかなった選択であります。一方、ゴミ袋や配管用材料など一般的なポリオレフィンフィルム洗浄ラインでは、このレイヤードシステムにより、はるかに低い投資コストで必要な保護機能が実現できます。

メタルデテクターを機械安全リスク評価に含めるべきか。

はい。ISO 12100 に基づき、リスクアセスメントでは検出された物体を除去する際に伴う危険性（運転者がコンベアに手を差し込む、ダイバターフラップのニップポイント、却下アクチュエーターに蓄えられた空気圧エネルギーなど）を考慮する必要があります。ブレーキが保護対策の一部である場合、開発時にその機能を必要な性能レベルに高める必要があり、単なるプロセスブレーキとして接続するだけではなりません。プロセスブレーキと安全機能の区別は、文書に明確に記載する必要があります。

結論

金属探知装置をプラスチックリサイクル洗浃線に統合することは、単一の機器の購入ではなく、階層化されたシステム問題です。物理学はアーキテクチャを定めます：鉄系、非鉄系、オーステナイト系のステンレスは異なる原理に応え、濡れた物質と乾燥した物質では大きく異なる感度限界が存在し、ラインの前部のシャrederと後部のextruderスレッドを保護できる単一のデバイスはありません。5点のレイアウト（インケースに設置されたオーバーバンドマグネットと粗糬帯探知器、破砕機の後ろに設置された磁気分離とより精緻な探知、脱水処理前に湿配現象を補償した探知、サイロ入口に設置されたレアアースのグレーテーマグネットと重力風下探知、そしてペレット化焼入線への供給の口部に設置された高感度探知）は、各リスクを技術的に最も簡単かつ経済的に最も価値の高いポイントで対応します。

実際にそのアーキテクチャが機能するかどうかを決定するのは統合エンジニアリングです。実際の生産スピードで計算・確認された遅延を排除し、オペレーターがシステムのバイパスを促されることはありません。物理的な基準に従って配線や地面接続を行います。お客様が純粋なサンプルではなく、実際に水分を含んだ製品を使用して所望の効果を確認できます。さらに、四時間ごとに九つの位置で試験棒の手技を実行し、記録します。これらは目立ったものではありませんが、食品グレードの契約を与えられる工場と商品セグメント向けの工場を区別するのがこれらの細部です。

2026年に新しいラインを設置し、または既存のラインをアップグレードする再処理業者の場合、実用的な推奨は、第一次ブレード故障や第一次輸送拒否後に後付けするのではなく、工程配置段階で検出パッケージを指定することです。50か国以上でウォンプラスの洗浄・ペレット化ラインの経験を持つウォンプラスの工場であるPolyretecでは、検出配置、インターロックロジック、検証プロトコルをライン設計の一環として設計し、下流の押出機段が含まれるWanplasのKerke工場とペレット化側のインターフェースを調整します。フィードソースのプロファイル、目標スループット、最終市場仕様を共有し、エンジニアリングチームは、特定のライン向けに感度目標、反応クラス、試運転確認計画を含む5ポイントのレイアウト図を提示します。