'이중 탄소'목표의 구동 하에 재생 플라스틱 산업은 이미 순환 경제의 중요한 기둥이 되었지만, 냄새 문제는 시종 업계 발전을 괴롭혔다.재생플라스틱은 회수, 가공 및 저장 과정에서 중합체 사슬의 산화가 끊어지고 조제가 휘발하거나 오염물이 잔류하기 때문에 알데히드류, 황화물, 질소산화물 등 휘발성 물질을 방출하여 제품 응용 장면의 확장에 영향을 줄 뿐만 아니라 인체 건강과 생태 환경을 해칠 수 있다.따라서 정확하고 효율적인 냄새 분석 기술을 구축하는 것은 재생 플라스틱의 품질 업그레이드에 매우 중요합니다.
이를 바탕으로 본 연구는 재생플라스틱 냄새 평가를 위한 전자코 테스트법을 구축하여 업계에 참고를 제공하고자 한다.
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01
전자 코 기술 원리와 핵심 특성
⦁ AIRSENSE 전자 코

AIRSENSE 전자 코는'센서 배열-신호 처리-패턴 인식'삼위일체 아키텍처를 사용하며, 핵심은 고선택성 금속 산화물 반도체 센서로 구성되어 있으며, 각 센서는 특정 관능단 화합물에 대한 전속 민감도를 가지고 있다: W1C는 방향성 성분과 벤젠류, W5S는 질소 산화물, W1W1W는 황산화물을 식별하고, W2S는 알코올류와 알데히드 케톤류에 민감하며, W1S는 메틸화합물에 대한 반응이 현저하다.이러한 다중 센서 협동 작업 모드는 재생 플라스틱의 주요 냄새 성분을 커버하는 감지 네트워크를 형성할 수 있다.
그 작업흐름은 3단계로 나뉜다. 우선 샘플링시스템을 통해 샘플링휘발기체를 검측강에 도입하고 센서배열과 휘발성물질에 특이성반응이 발생하여 저항값의 변화를 초래하고 전신번호행렬을 출력한다.그 후 사전 처리 알고리즘을 통해 환경 간섭을 제거하고 특징 응답 값을 추출한다;최종적으로 내장된 주성분 분석(PCA), 판별 분석 등 패턴 인식 모델을 통해 냄새 지문 도감을 생성하고 정성 정량 분석을 완료한다.

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실험 설계와 방법

실험 재료와 기구
부분 1
시판 재생 PP, PE, ABS, HIPS를 연구 대상으로 선정하여 1, 2, 3급 재생 재료 총 10종의 샘플을 포함하여 주류 재생 플라스틱 품목과 품질 등급을 커버할 수 있도록 한다.실험기구: AIRSENSE회사 PEN3.5형 전자코와 전열항온건조함을 채용하고 견본전처리는 GB/T 40006.1-2021 표준을 엄격히 참조하여 집행한다.
실험 프로세스 최적화
부분 2
샘플 전처리: (20±0.1)g 샘플을 취하여 무미광구병에 담고, 80 ℃ 항온에서 120분 가열하여 냄새 방출을 촉진하고, 60 ℃ 로 냉각된 후 즉시 검측하여 휘발성 성분 농도가 안정되도록 확보한다.
전자 코 테스트 매개변수: 여러 세트의 직교 실험 최적화를 통해 최적의 매개변수 조합을 확정한다-센서 세척 시간 80s, 조정 시간 5s, 데이터 수집 시간 120s, 샘플링 유량 400mL/min, 이 매개변수에서 각 센서의 최고 응답 강도 값을 얻을 수 있어 후속 분석에 신뢰할 수 있는 데이터 기초를 다질 수 있다.

03
실험 결과 및 분석
센서 응답 기능 확인 > >
AIRSENSE 전자 코 센서 응답값 (G/G ₀) 은 시간에 따라'빠른 상승-안정화'의 전형적인 곡선을 나타내며 120s일 때 응답 최고치에 도달한다.그 중 W5S, W1W, W2S, W1S 네 개의 센서는 현저한 응답 우위를 나타내고 있으며, 재생 플라스틱의 질소산화물, 황산화물, 알데히드, 메틸계 냄새 성분에 대한 식별 능력이 강하다. 이는 재생 플라스틱의 주요 냄새 원천과 고도로 일치한다. PP, PE 산화 분해로 생성된 카르보닐기와 메틸계 화합물은 W2S, W1S에 포착될 수 있고, 아민계 산화물, W1W 등 질소산화물에 의해 식별된다.

냄새 지문도 구축 및 적용 > >
각 센서 응답 피크를 선택하여 레이더식 지문 도감을 그려 시각화 분석 모델을 구축한다.그 결과 재생 PP, PE 플라스틱의 냄새 지문은 뚜렷한 등급 차이를 보였다. W2S, W1W, W1S, W5S의 응답 값은 모두'3급 재생 재료> 2급 재생 재료> 1급 재생 재료'로 나타났고 다른 센서의 응답 값은 기본적으로 안정적이었다.이러한 특징의 차이는 재생 플라스틱의 품질이 빠르게 등급을 매기는 데 직관적인 근거를 제공하며, 기업은 지문 도감을 대조하여 원료 입고 단계에서 저질 재료를 선별할 수 있다.

PCA 모델의 냄새 구분 기능 > >
AIRSENSE 전자코내장분석소프트웨어를 리용하여 주성분분석을 진행하였는데 제1주성분기여률은 75.95%, 제2주성분기여률은 22.42% 로 루계로 98.37% 에 달해 견본냄새의 전반 정보를 충분히 표징할수 있다.PCA 그림에서는 재생 플라스틱 샘플 10종이 중첩 없이 다른 영역에 분포되어 구분됩니다.

냄새 강도 순서는 ABS(1급)<PP(1급)<PE(1급)<HIPS(1급)<HIPS(2급)<ABS(2급)<PE(2급)<PP(2급)<PE(3급)<PP(3급)<PP(3급)로 인공 냄새와 일치한다.그 중 ABS는 내열산소 노화 능력이 강하기 때문에 냄새가 가장 약하고, PP, PE는 재생 횟수가 증가함에 따라 냄새가 현저하게 강화되어 모델의 신뢰성을 입증했다.

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결론
AIRSENSE 전자 코는 빠른 응답, 정확한 식별, 다중 장면 적합성의 기술적 이점으로 재생 플라스틱 냄새 분석의 업계 문제점을 효과적으로 해결했습니다.실험은 테스트 매개변수에서 구축된 냄새 지문도가 서로 다른 등급의 재생 재료의 냄새 차이를 직관적으로 나타낼 수 있으며, PCA 모델은 98% 이상의 냄새 정보 표징과 구분을 실현할 수 있으며, 분석 결과는 인공 냄새 인식과 고도가 일치한다는 것을 확인했다.
이 기술의 산업화 응용은 재생플라스틱 기업에 효율적인 품질 관리 통제 도구를 제공할 뿐만 아니라 냄새 평가가 주관적인 감각에서 객관적인 계량화로의 전환을 추진하여 재생플라스틱 제품의 부가가치를 높이고 산업 규범화 발전을 촉진하는 데 중요한 의의를 가진다.기술의 지속적인 업그레이드와 응용 장면의 부단한 확장에 따라 AIRSENSE 전자 코는 반드시 순환 경제 분야에서 더욱 관건적인 지지 역할을 발휘할 것이다.