Separacja gęstościowa w recyklingu tworzyw: jak sink-float sortuje tworzywa według masy

Separacja gęstościowa sortuje zmieszany strumień tworzyw według jednej właściwości: czy dana cząstka pływa, czy tonie w cieczy. W wodzie lekkie poliolefiny unoszą się, a cięższe żywice opadają. Ten podział kosztuje niewiele za tonę i dlatego wanna separacyjna sink-float jest typowym elementem linii myjących. Ten przewodnik pokazuje, które tworzywa da się tak rozdzielić, gdzie metoda ma granice i kiedy trzeba użyć innej technologii.

Czym jest separacja gęstościowa?

Separacja gęstościowa dzieli materiały według ich gęstości względem cieczy, najczęściej wody. Tworzywo lżejsze od cieczy pływa; cięższe tonie. Dobierając gęstość cieczy, recykler ustala linię podziału.

Zasada opiera się na wyporze, a nie chemii. Woda ma gęstość 1,0 g/cm³, więc w jednym przejściu rozdziela materiały poniżej i powyżej tej wartości. Nie potrzeba czujników, poza pompami i mieszaniem zużywa się mało energii, a reagenty nie są wymagane. Dlatego to jedna z najtańszych operacji sortowania na tonę.

Spotkasz też nazwy sink-float, float-sink, separacja grawitacyjna lub hydrosortowanie. Wszystkie opisują tę samą fizykę.

Które tworzywa pływają, a które toną?

W czystej wodzie poliolefiny pływają, a prawie wszystkie pozostałe żywice toną. Granica wynosi 1,0 g/cm³.

To typowe zakresy ciężaru właściwego. Tabela gęstości tworzyw pokazuje więcej żywic i wpływ wypełniaczy. Ta sama logika pływania i tonięcia pojawia się w zasadach projektowania pod recykling, np. w Association of Plastics Recyclers Design Guide.

Najważniejsze: w wodzie pływają PP, LDPE i HDPE; toną PET, PVC, PS, ABS i PC. Ten jeden podział, poliolefiny przeciw cięższym żywicom, daje wanna sink-float.

Dlatego metoda pasuje do recyklingu PET i poliolefin. W butelkach PET sam PET tonie, a nakrętki i etykiety PP/PE pływają. Podobnie można oczyścić HDPE lub PP z cięższych zanieczyszczeń, takich jak PET, PVC albo guma.

Jak działa wanna sink-float

Wanna sink-float to długi zbiornik wodny, który prowadzi frakcję pływającą i tonącą do dwóch wyjść. Rozdrobnione i wstępnie umyte tworzywo trafia na jeden koniec; sortowanie zachodzi podczas przepływu.

1. Podanie i zwilżanie. Przemiał trafia do wanny i zwilża się, aby uwolnić uwięzione powietrze. Pęcherzyki mogą chwilowo unosić cząstkę, która powinna tonąć.
2. Rozdział wyporowy. Lekkie płatki idą na powierzchnię, ciężkie opadają. Łagodne mieszanie ogranicza przenoszenie jednej frakcji do drugiej.
3. Zbieranie pływających. Łopatki lub ślimak zdejmują frakcję powierzchniową do odwadniania.
4. Odbiór tonących. Ślimak lub zgarniacz denny wyciąga frakcję ciężką do osobnego wylotu.

Obie frakcje trafiają potem do suszarek wirowych i dalszej obróbki. Wydajność zależy od długości wanny, objętości wody i wymaganej czystości.

Co separacja gęstościowa potrafi, a czego nie

Działa dobrze, gdy:

• Tworzywa leżą po różnych stronach gęstości cieczy, np. PP/PE wobec PET/PVC.
• Materiał to czysty, rozdrobniony przemiał, a nie całe elementy zatrzymujące powietrze.
• Wystarcza podział na dwie frakcje, pływa/tonie.

Ma ograniczenia, gdy:

• Dwa tworzywa mają podobną gęstość. PVC (1,30–1,45) i PET (1,34–1,39) nachodzą na siebie i oba toną.
• Materiał zatrzymuje powietrze, jak EPS, włókna puste lub nierozdrobnione butelki.
• Wypełniacze zmieniają gęstość. Tworzywo z włóknem szklanym albo minerałami może tonąć mimo pływającej żywicy bazowej.

Dla gęstości nakładających się stosuje się inne metody albo zmienia ciecz. Sól podnosi gęstość wody, ale dodaje koszt i konieczność odzysku, dlatego większość linii korzysta z czystej wody.

Separacja gęstościowa a inne metody sortowania

Linie praktyczne łączą metody. Pełna logika jest w przewodniku metody sortowania tworzyw. Metale usuwa się najpierw, gęstość robi tani podział masowy, a sensory lub elektrostatyka czyszczą frakcje, których woda nie rozdzieli. Dla gumy i silikonu zobacz przewodnik separacji silikonu, gumy i tworzyw.

Gdzie umieścić ją w linii myjącej

Wanna sink-float stoi w sekcji mokrej, po rozdrabnianiu i przed suszeniem:

1. Rozdrabnianie / granulacja — przygotować płatek sortowany według własnej gęstości.
2. Mycie wstępne / cierne — usunąć brud i poluzować etykiety.
3. Separacja sink-float — żywica docelowa do jednego wylotu, zanieczyszczenia do drugiego.
4. Płukanie — usunąć resztkowe drobiny.
5. Suszenie wirowe — odwirować wodę przed granulacją.

Pozycja ma znaczenie: za wcześnie całe elementy zatrzymują powietrze; za późno myjemy zanieczyszczenie, które można było tanio odseparować.

Frequently Asked Questions

Czym jest separacja gęstościowa w recyklingu tworzyw?

To metoda podziału tworzyw przez unoszenie ich w cieczy. Lżejsze pływają i są zdejmowane z powierzchni, cięższe toną i są odbierane z dna. To tani sposób separacji PP/PE od PET, PVC, PS i ABS.

Które tworzywa pływają i toną w wodzie?

PP, LDPE i HDPE pływają w wodzie o gęstości 1,0 g/cm³. PET, PVC, PS, ABS i PC toną. Taki podział daje wanna sink-float.

Czym jest wanna sink-float?

To zbiornik wodny, który ciągle sortuje rozdrobnione tworzywo według gęstości. Frakcja pływająca wychodzi górą, a tonąca z dna.

Czy separacja gęstościowa oddzieli PVC od PET?

Nie w czystej wodzie. PVC i PET mają nakładające się gęstości i oba toną. Do usuwania PVC z PET potrzebny jest NIR albo inna metoda specyficzna dla żywicy.

Dlaczego jest tańsza od innych metod?

Bo sortuje woda i siła wyporu. Koszty to głównie pompy, mieszanie i gospodarka wodą, bez drogich sensorów, elektrod wysokiego napięcia czy reagentów.

Najpierw gęstość, potem doczyszczanie

Separacja gęstościowa wykonuje największy i najtańszy podział: poliolefiny z jednej strony, cięższe żywice z drugiej. Dalej suszenie, granulacja lub sensory pracują na mniejszym i czystszym strumieniu. Granicą są podobne gęstości, gdzie potrzebna jest elektrostatyka albo sensory.

Jeśli projektujesz linię myjącą, prześlij Rumtoo skład wejściowy i żywicę docelową. Ocenimy, co da separacja gęstościowa, i dobierzemy wannę sink-float do wydajności. Skontaktuj się z zespołem inżynierii, aby otrzymać sprawdzoną rekomendację.