• 제목/요약/키워드: recycling waste glass

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Waste Classification by Fine-Tuning Pre-trained CNN and GAN

  • Alsabei, Amani;Alsayed, Ashwaq;Alzahrani, Manar;Al-Shareef, Sarah
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제21권8호
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    • pp.65-70
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    • 2021
  • Waste accumulation is becoming a significant challenge in most urban areas and if it continues unchecked, is poised to have severe repercussions on our environment and health. The massive industrialisation in our cities has been followed by a commensurate waste creation that has become a bottleneck for even waste management systems. While recycling is a viable solution for waste management, it can be daunting to classify waste material for recycling accurately. In this study, transfer learning models were proposed to automatically classify wastes based on six materials (cardboard, glass, metal, paper, plastic, and trash). The tested pre-trained models were ResNet50, VGG16, InceptionV3, and Xception. Data augmentation was done using a Generative Adversarial Network (GAN) with various image generation percentages. It was found that models based on Xception and VGG16 were more robust. In contrast, models based on ResNet50 and InceptionV3 were sensitive to the added machine-generated images as the accuracy degrades significantly compared to training with no artificial data.

유기용매와 인산칼륨 용액을 이용한 폐 인쇄회로기판에서 비금속성분의 분리 (Separation of Non-Metallic Components in Waste Printed Circuit Boards (WPCBs) using Organic Solvent and Potassium Phosphate Solution)

  • 이재천;정진기;김종석
    • 공업화학
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    • 제23권4호
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    • pp.367-371
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    • 2012
  • 폐 인쇄회로기판(WPCBs)은 Cu, Ni, Au, Ag, Pd 등의 희귀금속을 함유하고 있다. 폐 전자제품의 양이 지속적으로 증가하므로, WPCBs에서 희귀금속을 회수하는 방법에 대한 연구가 필요하다. WPCBs에서 유리섬유 보강 에폭시수지로부터 금속과 유리섬유 및 에폭시 수지로 원재료로 분리하는 방법으로 화학적 재활용 방법은 어려운 방법으로 알려져 있다. 본 연구에서는 WPCBs에서 금속 및 비금속성분을 분리하는 화학적 방법으로 에폭시 수지의 해중합을 methylpyrrolidone와 dimethylformamide 용매에서 $K_3PO_4$ 촉매를 사용하였다. WPCBs의 반응온도를 $160{\sim}200^{\circ}C$범위에서 진행하였고 반응시간을 2~12 h하여 반응을 진행하였다. WPCBs의 반응 후 얻은 재생 유리섬유를 열중량분석기를 통해 분석하였으며 WPCBs에서 에폭시 수지의 용해도를 조사하였다.

폐유리병 재활용을 위한 파분쇄 특성 연구 (Comminution Characteristics for Recycling Waste Glass Bottle)

  • 이한솔;이훈
    • 자원리싸이클링
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    • 제29권2호
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    • pp.28-36
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    • 2020
  • 폐유리병을 순환 잔골재로 활용하여 재활용률을 향상시키기 위해 다양한 파분쇄 산물의 입도, 입형, 에너지 분석을 통해서 재활용 공정에 적용할 수 있는 최적의 장비 선정을 위한 파분쇄 특성 연구를 수행하였다. 파분쇄시 발생하는 힘의 종류인 충격, 압축, 마모가 특징적으로 나타는 장비인 해머크러셔, 슈레더 및 롤크러셔, 볼밀 총 4가지 장비를 선정하여 실험을 진행하였다. 각 장비의 파분쇄 산물의 입도분석을 수행한 결과 슈레더에서 발생한 산물만이 콘크리트용, 아크팔트용 순환 잔골재의 품질 기준을 만족시키는 것으로 확인되었다. 화상소프트웨어(Image J, National institute of health)를 이용한 입형 분석 결과 대부분 입자의 입형이 1.6 이하의 값을 가지고 있어 순환 잔골재로 재활용하기에 위험성이 적고 편장석 비율 규정 조건 또한 충족하는 것으로 판단되었다. 또한 각 장비에서 소모되는 에너지를 측정해본 결과 에너지 대비 입자의 감소 비율이 슈레더의 산물이 가장 높은 것으로 확인되었다. 따라서 10mm 이하의 일정 입도구간에서 폐유리병 파분쇄시 적용될 수 있는 최적의 장비는 슈레더임을 판단할 수 있었다. 본 연구를 통해서 폐유리병 파분쇄 공정의 에너지 효율 및 제품의 경쟁력 향상에 큰 기여를 할 수 있을 것이라고 사료된다.

유럽의 포장 폐기물 발생 및 포장 재료별 재활용에 관한 고찰 (Survey on Packaging Waste Occurrence and Recycling for Each Packaging Material in Europe)

  • 김도연;고의석;이학래;심원철;양력명;김재능
    • 한국포장학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.17-26
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    • 2017
  • 유럽의 포장 폐기물 통계를 다양한 관점에서 확인하기 위해서 Eurostat의 데이터베이스 중심으로 유럽의 포장 폐기물 발생 및 처리의 연도별 변화, 유럽 국가들의 재생률과 재활용률 목표 그리고 유럽 국가별 재활용률로 정리하여 분석하였다. 2005년부터 2013년까지 기간 동안의 모든 포장 폐기물 발생량에서 포장 재료 중 종이 및 판지가 가장 많이 생산되었음을 확인하였으며, 주요 포장 재료의 점유율 성장 추이에서는 대체적으로 포장 재료 간 일정한 추세를 확인하였다. 또한 유럽 연합 회원국들은 포장 폐기물 재생률과 재활용률 목표 지침을 제정하고 있는데, 2008년 이 지침이 제정된 후로 대부분의 EU 국가들이 잘 지키고 있었다. 마지막으로 Eurostat에서는 포장 폐기물의 양과 재활용된 양을 유리, 종이 및 판지, 금속, 플라스틱, 목재 등의 포장 재료별로 폐기물의 재활용 비율을 산출하고 있는데, 유럽의 전체 포장 폐기물의 재활용 비율의 경우 계속해서 증가하는 추세를 확인하였다. 이를 통해 EU 국가별로 포장 재료별 폐기물의 양과 재활용된 양을 비교 분석하고 이러한 추세 변화에 따른 GDP 감소와 경제적 슬럼프와 같은 포장 폐기물과 재활용에 따른 간접적인 영향력도 확인할 수 있었다.

다종슬래그를 재활용한 Glass-Ceramic의 제조 및 물성 (Preparation of Glass-Ceramic by Recycling of Various Slags and Its Properties)

  • 이덕희;신동윤;윤미정;박현서;윤진호
    • 한국재료학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.266-270
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    • 2016
  • Glass-ceramics were developed many years ago and have been applied in many fields such as electronics, chemistry, optics, etc. Much is already known about glass-ceramic technology, but many challenges in glass-ceramic research are still unresolved. Recently, large amounts of slag have steadily increased in the steel industry as by-products. To promote recycling of industrial waste, including steel industry slags, many studies have been performed on the fabrication of basalt-based high-strength glass-ceramics. In this study, we have fabricated such ceramics using various slags to replace high performance cast-basalt, which is currently imported. Glass-ceramic material was prepared in similar chemical compositions with commercial cast-basalt through a pyro process using slags and power plant by-product (Fe-Ni slag, converter slag, dephosphorization slag, Fly ash). The properties of the glass-ceramic material were characterized using DTA, XRD, and FE-SEM; measurements of compressive strength, Vicker's hardness, and abrasion were carefully performed. It is found that the prepared glass-ceramic material showed better performance than that of commercial cast-basalt.

국내 포장 폐기물에 따른 재질별 재활용 공정 현황 및 재활용 문제점 (The Current Status of Recycling Process and Problems of Recycling according to the Packaging Waste of Korea)

  • 고의석;심원철;이학래;강욱건;신지현;권오철;김재능
    • 한국포장학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.65-71
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    • 2018
  • 생산자 책임 재활용제도(EPR)의 재활용의무대상 품목은 포장재군에 따라 종이팩, 유리병, 금속캔, 합성수지포장재 구분되어질 수 있다. 폐종이팩의 경우 압축된 종이팩을 해리하여 폴리에틸렌 필름 및 기타 이물질을 분리하고 세척, 분쇄, 건조과정을 거쳐 화장지 원단으로 제작한 후 다양한 화장지로 가공 생산하고 있다. 그러나 알루미늄 호일이 첩합된 종이팩은 재활용 공정 중 잔유물이 발생하여 화장지의 품질을 저해하고 제품 편의성을 위해 부착된 마개, 스트로우와 같은 새로운 성형구조의 제품들은 재활용 공정에서 수작업의 과정을 추가하여 재활용 수율을 낮추는 문제점이 있다. 유리병은 재사용과 재활용으로 구분가능하며 재사용은 주류, 음료병들이 대상이고 재활용은 1회용 유리병이나 깨진 유리병을 대상으로 하고 있다. 유리병 재활용은 폐유리병 회수 과정, 이물질 제거, 색상별 분류, 파쇄, 원료화 과정을 거쳐 제병업체에 공급되며, 철금속성분 제거, 저비중 물질 제거 등을 제외하고 대부분 수작업에 의존한다. 유리병은 무색 계열, 갈색 계열, 녹색 계열의 색상이 주를 이루고 있으며 재활용 과정에서 주된 3색 이외의 색상의 경우 재생원료의 품질을 저해시키는 원인이 되고 있다. 합성수지 라벨의 다량 접착제와 병의 직접 인쇄는 잉크의 색상에 의하여 품질저하가 발생하며, 유리병에 사용되는 플라스틱 마개 또한 재활용 공정에서 이물질 제거과정을 어렵게 한다. 금속캔은 자동선별기를 통해서 철캔과 알루미늄캔을 분류한 후 압축하여 용광로를 통해 철, 알루미늄으로 재생산된다. 재활용 공정에서 가공육 알루미늄 캡의 플라스틱 뚜껑은 선별이 어렵기 때문에 플라스틱 뚜껑을 사용하지 않거나 분리 배출할 수 있는 방안이 필요하며 금속캔 또한 금속이 아닌 마개, 라벨이 재활용 공정에서 수작업 공정을 추가로 필요하게 하고 있다. 합성수지 포장재 중 복합재질의 경우 선별된 압축품을 파쇄한 뒤 용융성형을 통한 물질 재활용, 열분해를 통한 유화, 압축성형을 통한 고형연료 제조단계를 통해 재생제품을 생산하며, 단일 합성수지는 자력선별, 풍력선별, 비중선별 등 다양한 방법을 통해 선별공정을 거처 압축, 파쇄, 세척, 용융압출, Pellet 형태의 재생 원료를 만드는 물질 재활용 과정을 거친다. 종이, 금속 라벨, 복합재질 리드 등은 합성수지 재활용에 문제를 발생시키는 요인으로 비중 1미만의 비수분리성 접(참)착식 라벨의 경우가 이에 해당한다. 이 연구를 통해 종이팩, 유리병, 금속캔, 합성수지의 재활용 공정 모두 재활용 대상과 다른 물질의 유입이 재활용공정을 방해하거나 재활용 비용, 시간을 증대시키고 있음을 확인하였다. 각 포장재별로 종이팩 포장재의 스트로우를 비롯한 합성수지 성형구조물과 금속과 유리병 포장재의 이물질을 포함한 라벨과 마개 및 잡자재 그리고 합성수지 포장재의 금속, 종이 복합재질이 이에 해당하였다. 따라서 재활용 산업의 활성화를 위해서는 제품이나 포장재의 설계 단계에서부터 재활용에 용이한 재질 구조가 요구되어지며, 정부차원의 지원과 관련 법 제도 개선이 필요하다.

A neural-based predictive model of the compressive strength of waste LCD glass concrete

  • Kao, Chih-Han;Wang, Chien-Chih;Wang, Her-Yung
    • Computers and Concrete
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    • 제19권5호
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    • pp.457-465
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    • 2017
  • The Taiwanese liquid crystal display (LCD) industry has traditionally produced a huge amount of waste glass that is placed in landfills. Waste glass recycling can reduce the material costs of concrete and promote sustainable environmental protection activities. Concrete is always utilized as structural material; thus, the concrete compressive strength with a variety of mixtures must be studied using predictive models to achieve more precise results. To create an efficient waste LCD glass concrete (WLGC) design proportion, the related studies utilized a multivariable regression analysis to develop a compressive strength waste LCD glass concrete equation. The mix design proportion for waste LCD glass and the compressive strength relationship is complex and nonlinear. This results in a prediction weakness for the multivariable regression model during the initial growing phase of the compressive strength of waste LCD glass concrete. Thus, the R ratio for the predictive multivariable regression model is 0.96. Neural networks (NN) have a superior ability to handle nonlinear relationships between multiple variables by incorporating supervised learning. This study developed a multivariable prediction model for the determination of waste LCD glass concrete compressive strength by analyzing a series of laboratory test results and utilizing a neural network algorithm that was obtained in a related prior study. The current study also trained the prediction model for the compressive strength of waste LCD glass by calculating the effects of several types of factor combinations, such as the different number of input variables and the relevant filter for input variables. These types of factor combinations have been adjusted to enhance the predictive ability based on the training mechanism of the NN and the characteristics of waste LCD glass concrete. The selection priority of the input variable strategy is that evaluating relevance is better than adding dimensions for the NN prediction of the compressive strength of WLGC. The prediction ability of the model is examined using test results from the same data pool. The R ratio was determined to be approximately 0.996. Using the appropriate input variables from neural networks, the model validation results indicated that the model prediction attains greater accuracy than the multivariable regression model during the initial growing phase of compressive strength. Therefore, the neural-based predictive model for compressive strength promotes the application of waste LCD glass concrete.

재생발포유리의 물리적 특성에 관한 연구 (A Study on the physical characteristics of foaming glass by recycling waste glass)

  • 김형주;장필규;최창하;이수완;조해용
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제6권6호
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    • pp.473-477
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    • 2005
  • 본 연구에서는 폐유리를 여러 가지 조건으로 시편 1에서 5까지 발포실험을 하여 발포유리의 pH, 밀도, 열전도, 압축강도 그리고 흡음률을 측정하였다. 시편별 pore크기는 시편 1의 Pore가 가장 적게 발포되었고, 시편 5의 경우 pore크기가 시편 1보다 3배 이상 크게 발포되었다. pore크기가 시편 5에서 가장 크게 발포되었지만, 밀도가 낮은 것 외에는 압축강도와 흡음률의 결과가 최종목표에 미달하였고, 시편 1의 경우에는 밀도가 최종목표 $0.8g/cm^3$ 보다 우수한 $0.58g/cm^3$로 나타났고, 압축강도의 경우도 최종목표보다 높은 $22kg/cm^3$로 나타났으며, 흡음재로서의 흡음률은 시편 1의 경우 NRC 0.68로서 최종목표인 NRC 0.7에 근접하는 결과를 얻었다.

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Properties of recycled green building materials applied in lightweight aggregate concrete

  • Wang, Her-Yung;Hsiao, Darn-Horng;Wang, Shi-Yang
    • Computers and Concrete
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    • 제10권2호
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    • pp.95-104
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    • 2012
  • This study uses recycled green building materials based on a Taiwan-made recycled mineral admixture (including fly ash, slag, glass sand and rubber powder) as replacements for fine aggregates in concrete and tests the properties of the resulting mixtures. Fine aggregate contents of 5% and 10% were replaced by waste LCD glass sand and waste tire rubber powder, respectively. According to ACI concrete-mixture design, the above materials were mixed into lightweight aggregate concrete at a constant water-to-binder ratio (W/B = 0.4). Hardening (mechanical), non-destructive and durability tests were then performed at curing ages of 7, 28, 56 and 91 days and the engineering properties were studied. The results of these experiments showed that, although they vary with the type of recycling green building material added, the slumps of these admixtures meet design requirements. Lightweight aggregate yields better hardened properties than normal-weight concrete, indicating that green building materials can be successfully applied in lightweight aggregate concrete, enabling an increase in the use of green building materials, the improved utilization of waste resources, and environmental protection. In addition to representing an important part of a "sustainable cycle of development", green building materials represent a beneficial reutilization of waste resources.