Separação Float-Sink na reciclagem de plástico: como a classificação por densidade limpa PET e PE

A Ciência Por Trás da Separação Flutuante-Sumidouro Princípio de Archimedes Aplicado à Classificação de Polímeros

O que é separação por pia flutuante na reciclagem de plástico?

A separação FloatSink Process Float-sink é o método úmido fundamental para separação de plástico com base na densidade Os flocos de plástico shred são colocados em um tanque cheio de água Os polímeros classificam de acordo com sua gravidade específica É a técnica de separação de densidade úmida mais amplamente implantada para separação de plásticos em fluxos de resíduos sólidos pós-consumo aumentando a taxa de reciclagem de embalagens pós-consumo, permitindo que o material seja desviado de ser preenchido em terra ou enviado para incineração Materiais com gravidades específicas inferiores a 1,0 g/cm³ - principalmente PP e PE-flutarão para a superfície, enquanto aqueles materiais com gravidades específicas acima de 1,0 g/cm³ - comumente PET, PVC, PS e ABS em aplicações padrão - afundarão onde poderão ser removidos usando transportadores de parafuso ou outros mecanismos de separação física, como rodas de pá.

Conforme o princípio de Arquimedes, cada corpo submerso em um líquido experimenta uma força de empuxo que é igual ao peso do líquido deslocado Assim, quando a densidade de um objeto é menor que a densidade média, a força de empuxo é grande o suficiente para superar a gravidade e levar o objeto para cima enquanto que quando a densidade de um objeto é maior que a do meio, ele afundará Uma vez que a água a 23 °C tem uma densidade média de aproximadamente 0,9975 g/cm³, (baseada na norma ASTM D792), ela serve naturalmente como linha divisória entre a poliolefina (flutuadores) e outros tipos plásticos mais densos na maioria das aplicações industriais.

A física das densidades plásticas pode ser compreendida precisamente por meio de procedimentos de medição de densidade, como o método de imersão, conhecido como ISO 1183 (normas húngaras), ou o método de deslocamento ASTM D792, que usa água para fazer medições. Cada um dos dois padrões define a densidade plástica com base na medição a 23 °C, que corresponde à temperatura real de operação nos tanques coletores de flutuação que garantem a estabilidade da separação.

A referência ISO 1183 no site da Radwag afirma que, diretamente da lei de Arquimedes, o cálculo da densidade plástica após pesagem de uma amostra tanto no ar quanto mergulhada em água destilada dá diferença causada por forças de empuxo.

Uma fraqueza tem que ser destacada antes de considerar as implicações para o processo: a técnica separa os plásticos apenas pela densidade, não pela cor, peso molecular, grau ou conteúdo aditivo Ela afeta principalmente itens nas bordas da densidade Em um estudo da Universidade de Tecnologia de Delft (Hu, Fraunholz & Rem, 2010), observou-se que 2 mm de ar nas bordas de um floco PET de 200 mm representam um erro de 10 kg/m na densidade média (média de densidade) suficiente para transferir 2-51TP3 T da entrada PET para a fração flutuante.

Portanto, uma pré-umedecimento da superfície é essencial para uma planta em funcionamento.

Frações de poliolefina (polyolefin fractions) PP, LDPE HDPE As densidades de poliolefina são 0.89 g/cm, 0.97 g/cm, eles sempre afundam flutuam de forma muito confiável em água normal O método de pia-flutuação para recuperar poliolefinas de embalagens pós-consumo também foi comprovado em um trabalho de pesquisa (Bauer et al., Montanuniversitaet Leoben, 2018): os fluxos de resíduos de amostra usados continham sempre mais de 90 wt1TP3 T poliolefinas na fração leve recuperada Se a densidade sozinha não pode remover todos os materiais porque as densidades combinam (como PP & LDPE ou com linhas de borda como densidade PS em 1.04-1.06 g/cm), então outro meio líquido ou etapa secundária deve seguir como mostrado mais abaixo.

Tabela de referência de densidade de polímero (qual plástico flutua, qual pia (e quando você precisa de salmoura)

Use a tabela para comparar a densidade ISO 1183 com a densidade ASTM D792 de doze polímeros primários pelo seu comportamento em água pura e solução de CaCl de 1,10 g/cm. As diferenças de densidade entre grupos poliméricos determinam se é necessária água pura, salmoura ou um estágio secundário A classificação dos plásticos com base na densidade começa com o conhecimento da gravidade específica exata de cada polímero em seu fluxo de entrada. Esta tabela serve como um guia de trabalho para julgar novas matérias-primas ou projetar sua mídia de classificação. Kitech's ferramenta de comparação de materiais plásticos fornece uma calculadora interativa para comparar a viabilidade de separação para seu fluxo de entrada específico.

>0,0 g/cm³; água pura não é boa para separações, a menos que seja pré-molhada. Fonte: ISO 1183; ASTM D792; Metrologia Radwag PDF, PMC8724085 (Meneses Quelal et al. 2022).

Configuração do tanque de flutuação e do tanque de afundamento Design, dimensionamento e parâmetros de rendimento

Qual é o momento certo de residência para a separação industrial entre pia flutuante?

Os tanques flutuantes industriais padrão do dissipador operam tipicamente com 2-5 minutos Tempo de residência (RT) para Plásticos rígidos do cargo-consumidor (isto é, fechos do ANIMAL DE ESTIMAÇÃO, do HDPE e do PP), quando a diferença da densidade à água é alta (>0.1 g/cm) e um processo da lavagem remove a contaminação dos flocos Para plásticos da diferença da densidade menor (isto é.

Fluxos de PS, ABS, ou plástico misturado), residência normalmente aumenta para 1030 min. Um estudo 2025 TU Wien (Lipp et al.) operou um tanque de flotação em água pura a 25 °C para separar PP da contaminação por rótulo PET em um tempo de residência de 30 minutos, alcançando um corte de densidade acima de 1.000 kg/m³. Um tempo de residência de 3 minutos é a meta de projeto padrão para a maioria das linhas de limpeza PET ou HDPE (longo o suficiente para uma separação confiável, curto o suficiente para manter o volume do tanque e o custo de capital razoáveis.

Coisas que fazem com que demore mais: tamanho de partícula abaixo de 10 mm, muito contaminante anexado (rótulos, restos de comida), falta de movimento de água pré-úmido, muito lento, abaixo de 15 C, água fria (causa maior tensão superficial) Há uma calculadora de taxa de transferência automática em nosso site para que você calcule adequadamente suas necessidades para o nosso tanque de separação.

A geometria do tanque é de importância como volume do tanque de separação A separação dentro do tanque depende do padrão de fluxo turbulento do dissipador de laminas e não do dissipador de laminas, o que mantém as frações de flutuação da re-mistura Os tempos de residência são calculados para corresponder a esse fluxo para cada tipo de matéria-prima o campo de velocidade dentro do tanque deve permanecer laminar em toda a seção transversal, incluindo as zonas onde as partículas sólidas de detritos contaminados do rótulo se acumulam Mesmo com grandes diferenças de densidade, a turbulência reduz a eficiência da separação para perto de zero.

Um tanque de flutuador bem projetado separa o fluxo de flutuador de material de entrada na superfície da água Os plásticos de flutuador de isqueiro sobem, enquanto o material pesado (PET, PVC, flocos, areia) afunda no fundo do tanque A água entra por baixo e a fração flutuada é extraída via açude ou paddle-skimmer sem perturbar a fração de afundamento assentada abaixo A extração separada do material do sumidouro é realizada através de válvulas inferiores acionadas por um parafuso ou transportador, resultando no chamado material de afundamento de função de tanque “” coletado independentemente da separação do flutuador Um corpo de tanque de afundamento separado com parafuso de extração separado serve para permitir a saída do dissipador-material sem interferir na desnatação do flutuador.

A única coisa que a maioria dos fabricantes ignora e que tem impacto real é esta: você DEVE pré-molhar a entrada para o processamento do dissipador de flutuação.

Estudos da TU Delft mostraram que a superfície virgem do plástico e especialmente as fendas e superfícies de geometrias estruturadas do filme (dobradas, enroladas ou espuma) prendem pequenas bolsas de ar que afetam tanto a densidade efetiva do material que a própria densidade causará uma classificação incorreta sistemática. Ou fluir o material através da água antes de encher o tanque de dissipação de flutuação a uma taxa de 1 m/s, ou usar um estágio de pré-embebição com uma lavadora de fricção. Pular a pré-umedecimento economiza minutos, mas custa pontos percentuais de recuperação e pureza.

Float-S Separação por Garrafas PET Streamink de plástico, Recipientes HDPE, Filme PP/PE e REEE

O efeito de separação irá variar de acordo com seus tipos de plástico e sua composição de entrada Este é um resumo para polímeros comuns com dados do mundo real de registros de comissão e publicações da Kitech:

Reciclagem de garrafas plásticas PET, desempenho de separação por densidade

PET (faixa de gravidade específica de 1,33 1,45 g/cm³): Afundamento claro em água pura, deixando para trás tampas e rótulos de PP e PE. A enorme variedade em gravidades específicas torna as garrafas PET o aplicativo de referência “” para pia flutuante de PVC, o material com o qual você geralmente se preocupa, é um grande contaminante porque sua densidade geralmente co-afunda com PET. (O guia de reciclagem de garrafas PET tem todo o procedimento).

Reciclagem de contêineres HDPE

HDPE (faixa de gravidade específica de 0,94 (flutuadores) 0,97 g/m³): Claramente em água pura, separando-se de todos os outros materiais Etiquetas de papel, peças de vidro, qualquer PVC restante (sumidouros em água pura) e quaisquer vestígios do PP PE mais leve que coexistem em fluxos de PCR.

O dissipador de flutuação sozinho geralmente produz no mínimo 97%+ HDPE com apenas as quantidades de traços co-flutuantes de PP ou PE. Isso significa que a fração final está pronta para molde de sopro e regranulação de grau de tubo.

Reciclagem de filmes PP/PE

Filmes mistos de polipropileno (PP) e polietileno (PE): este é o caso mais duro absoluto para flutuar-dink Em água pura, PE ou PP ambos float a densidade de sobreposição entre eles é tão estreita que tanques padrão não podem distinguir os dois As densidades sobrepostas na faixa de 0,89 0,95 g/cm³ significa um tanque usando água pura simplesmente não pode diferenciar entre PP e PE.

De fato, artigos da TU Wien e da Universidade de Córdoba demonstram que com uma excelente precisão de separação de 10 kg/m, a fração PP recuperada de um fluxo misto de PP/LDPE é de apenas cerca de 871TP3 T, com o restante encontrado na fração de densidade incorreta porque está dentro da banda de densidade. [72] Classificar PP de PE em um tanque de dissipador de flutuação requer aditivos químicos por exemplo, uso de uma mistura de álcool/água e um sistema de tratamento e gerenciamento químico de águas residuais mais complexo para criar uma densidade elevada de 0,93 0,96 g/cm³. Devido à complexidade adicionada, os filmes plásticos mistos são normalmente roteados para classificadores ópticos NIR.

Reciclagem de Plástico REEE (Waste Management Challenges) e Soluções de Salmoura

Os tanques de flutuação podem processar plásticos REEE?

Mais ou menos, problemas enormes Os plásticos encontrados em caixas de REEE (ABS, HIPS PC, PP, PE) tendem a cair em densidade extremamente próxima uma da outra (1,03 sal de cana até 9 sal de cana até 1,22 g m³).Para efetivamente separá-los, uma separação de pia flutuante somente água não funcionará Uma solução de salmoura definida entre 1,05-1,10 g/cm³ no entanto, pode efetivamente separar os plásticos ABS e PS dos plásticos mais pesados (por exemplo, PVC > 1,38 g/cm³, PA > 1,12 g/cm) e contaminantes densos que afundam > alcançando uma classificação primária útil O problema é que os plásticos em caixas de REEE geralmente incorporam retardadores de chama e aditivos semelhantes, que alteram as densidades de plástico percebidas como amigo (uma combinação de molas individuais de 2024 relatada no jornal de Materiais (Fiorente et Politec., que recuperaram com grande parte a combinação de água com 980000 e 3000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000.

Matriz de Resumo de Aplicação

Para uma visão completa de qual configuração de linha de reciclagem corresponde à sua matéria-prima, consulte a Kitech soluções de reciclagem de plástico para cada tipo de fluxo. O tanque flutuante do sumidouro separa os plásticos com base na densidade de cada estágio do processo. Portanto, dimensionar e posicionar corretamente esta unidade é onde a maioria das decisões da planta de reciclagem são tomadas.

Separação Float-Sink vs N Classificação Óptica vs Separação de Densidade de ArSink Quando usar cada um

As 3 principais tecnologias de classificação de plástico usadas em linhas de reciclagem pós-consumo são classificação baseada em sensores baseada em NIR, separação de densidade de ar, float-sink separation Cada uma é uma técnica distinta de separação operacional adequada para faixas operacionais específicas e a escolha entre elas depende fortemente das diferenças de densidade em sua alimentação, do estado de umidade do material e da meta de pureza que você precisa atingir.

[Fontes: revista MDPI, Processos 2026. DOI: 10.3390/pr14071144; Relatório de engenharia PatSnap/EuREKA; Microplásticos.hoje Tabela Comparativa (2024-2025)]

Mal-entendido comum a classificação por IR não é uma alternativa ao dissipador de flutuação. Requer flocos secos, portanto é usado como uma classificação pré ou pós dentro de uma linha de reciclagem seca. Não é capaz de processar plásticos úmidos, pois um processo de linha de lavagem A separação por dissipador de flutuação é integrada na etapa de lavagem, aceitando flocos úmidos, eles se movem através da linha do processo de lavagem em fluxo total. As duas técnicas abordam estágios diferentes e se complementam em linhas de lavagem de grau superior.

Como a separação Float-Sink se encaixa em uma linha completa de lavagem de plástico

Float-s não é empregado em isolationink é o estágio de separação de densidade definidor na reciclagem mecânica e uma das etapas mais consequentes nos sistemas de reciclagem de resíduos plásticos pós-consumo. Seu desempenho é altamente dependente tanto dos estágios upstream que preparam o material quanto das metas de qualidade downstream que a saída deve cumprir. Aqui está a sequência típica para linhas de lavagem de plásticos rígidos com pia flutuante no Estágio 5:

1. Etapa 1: ALIMENTAÇÃO E PRÉ-CLASSIFICAÇÃO (tambores magnéticos) (para remover), alimentação em correia transportadora verificação manual de qualidade visual.
2. Estágio 2: REDUÇÃO DE TAMANHO (shredding ou trituração de material em flocos pequenos e uniformes de aproximadamente 15-30 mm, de modo que cada fragmento se comporte de forma previsível no tanque de separação.
3. Estágio 3 LAVAGEM PRÉ-Achadura: Um primeiro enxágue usando água fria para desalojar a contaminação da superfície frouxamente aderida, que é então canalizada, tratando assim o material e reduzindo a carga na etapa seguinte de limpeza por fricção.
4. Etapa 4: FRICÇÃO LAVAGEM (FRICTION) Processo de agitação mecânica em lavadores de rotor de alta velocidade para remover elementos fixados na superfície, como resíduos adesivos, etiquetas de papel e vários revestimentos Durante esta etapa, o ar preso na superfície dos flocos é expulso, pronto para entrada no tanque de separação A lavagem por fricção funciona como uma etapa de pré-umedecimento, além de eliminar a contaminação da superfície.
5. ESTÁGIO 5: SEPARAÇÃO DO SUMIDOURO O material é alimentado em um tanque cheio com uma solução densa baseada em diferentes densidades de plásticos triturados; as poliolefinas flutuam para cima e são transportadas por um transportador de transbordamento, enquanto contaminantes densos, PET e plásticos pesados, como PVC, depositam-se no fundo do tanque e saem por meio de um transportador helicoidal inferior.
6. Estágio 6 (opcional): LAVAGEM A QUENTE (opcional) Os materiais são aquecidos entre 80 e 95 °C com a finalidade de remover adesivos difíceis e sujeira de alimentos, muitas vezes integrados em muitas linhas à frente ou incorporados ao estágio de afundamento do flutuador se houver adesivos podem estar presentes nos flocos.
7. Desidratação: secador centrífugo para flocos filamentares; prensa de compressão + secador térmico para frações de filme.
8. Controle de qualidade, armazenamento e peletização: para o silo de armazenamento ou diretamente para a linha de peletização a jusante.

A arquitetura da linha de lavagem K Kitech se rígida RPW série (PET /HDP série), LD série PP (PE /PE filme PP), ou série W (WEEE resíduos elétricos e equipamentos eletrônicos) posições de separação do float-sink como seu portão de qualidade chave As plantas de reciclagem na indústria de reciclagem de plásticos esta etapa para definir o grau comercial de sua saída antes da peletização a jusante Esta posição torna eficaz detectar e separar a contaminação da matéria-prima logo no dimensionamento final e lavagem por fricção: para dar-lhe o fluxo mais limpo possível antes da lavagem a quente (em série rígida) ou para definir se são necessárias uma ou duas configurações de separação O configurador do sistema de lavagem de plástico da Kitech mapeia sua arquitetura para seguir esse fluxo Para uma explicação da alternativa básica de conversão mecânica para plásticos, em contraste com a alternativa química, veja reciclagem mecânica de plástico vs alternativas químicas.

Padrões de qualidade de saída de flake Purity-Sink após flood e o que você pode alcançar

concentração de PVC em seu floco talvez o atributo mais mais importante em plástico PET (expresso em mg/kg).Para plásticos rígidos PET e HDPE em particular processo de separação sensível a flashes deve consistentemente atingir esses limites de pureza para desbloquear os mercados finais mais valiosos As aplicações de grau de fibra exigem níveis de PVC abaixo dos limites dedicados; aplicações de contato com alimentos de garrafa para garrafa enfrentam as restrições mais rígidas de todas Aqui está o gráfico de oferta/demanda para 2022, atualizado com orientações críticas da CE e EFSA para 2025 e além.

Para calcular o impacto do desempenho de separação na rentabilidade da sua linha, revise nossa ferramenta de calculadora ROI de linha de lavagem.

O futuro da classificação baseada em densidade Regulamentações da UE, mídia avançada e o que vem a seguir

Tecnologias de separação (Separation technologies) e o próximo argumento geral de investimento para o dissipador flutuante em particular (em particular,) está mudando devido a três tendências simultâneas ao longo dos três a cinco anos: prazos regulatórios rigorosos, substituição da salmoura por meios densos de base biológica e o advento da IA monitoramento de qualidade orientado.

1. Regulamento da UE sobre embalagens e resíduos de embalagens (PPWR 2025/40)

O PPWR 25/40 face 20 e um mecanismo de entrega de chaves do E2 da Ação da Economia Circular da UE determina um aumento dramático no conteúdo reciclado pós-consumo O artigo 7. o (Regulamento 2025/40, em vigor em 11 de fevereiro de 2025, aplicável a partir de 12 de agosto de 2026) estabelece metas obrigatórias: 301TP3 T conteúdo reciclado em garrafas de bebidas plásticas de uso único mg até 2030, subindo para 651TP3 T até 2040; 301TP3 T em outros PET conteúdo alimentar até 2030, subindo para 501TP3 T até 2040 A partir de 2028, as taxas EPR variáveis moduladas pelo grau de reciclabilidade criarão pressão financeira direta para produzir rPET de maior pureza. A demanda por rPET de qualidade de fibra e de qualidade alimentar aumentará substancialmente à medida que essas metas se aproximam das instalações de separação de plástico com base na densidade de PVC 200 kg, as especificações de processamento de resíduos devem depender de eliminação de resíduos de resíduos de resíduos de enchimento de enchimento de resíduos de enchimento de enchimento direto para as especificações de enchimento de enchimento de enchimento de 2048. Equipamento de reciclagem certificado CE considerações relevantes para a conformidade com o mercado da UE, consulte esse guia vinculado.

2. Mídia densa biológica e verde

As questões de águas residuais e as limitações na densidade com sistemas tradicionais de solução salina (NaCl ou CaCl) são abordadas por dois desenvolvimentos No fórum Material Science em setembro de 2024, pesquisadores do Politecnico di Bari demonstraram o que é conhecido como separação de pia flutuante de vários estágios para plásticos contidos em REEE com vários tipos de meios densos “green” derivados de bio-recursos em vez de sais minerais Eles testaram melaço de cana como um meio denso de base biológica em concentrações escalonadas 10%, 45%, 60% e 90% w/v. Dentro de estágios, eles recuperaram 1001TP3 T PS ou 1001TP3 T PVC, e geraram águas residuais substancialmente menos contaminadas do que os processos tradicionais à base de salmoura, tudo no contexto de WEEE eficaz. A comercialização ainda está em sua infância, mas movendo-se para soluções de salmoura de ciclo fechado utilizando biomédia de custo mais baixo é a separação de cana, WEE para frente e para fluxos de separação clara de PC.

3. Classificação e monitoramento aprimorados por IA

Classificadores ópticos (inteligência artificial) (AI estão proliferando na extremidade seca das linhas de reciclagem (Dry End of Recycling Line) A AMP Min alcança Cortex 60 picks/com precisão de 991TP3 T; sua solução GAINnext oferece pureza >951TP3 T em PET/PP/HDPE de qualidade alimentar, incorporando classificação de grau acionada por IA em sua detecção NIR (infravermelho próximo) existente Na linha úmida, os centros de interesse emergentes em torno do uso de IA em tanques para permitir que sensores de visão computacional e densidade detectem anormalidades no processo de separação e alterem automaticamente a taxa da pá ou do fluxo de água para compensar desvios. As plantas piloto estão funcionando em duas linhas europeias e a comercialização está planejada para 2027.

O exame de diferentes tecnologias de processamento mecânico (seco e úmido), concluiu que os separadores para separação flutuador-dissipador úmido são apropriados para a recuperação PO das frações residuais, pois podem manusear produtos plásticos pós-consumo (plástico pós-consumo)”.

• Schwabl D. et al. (2018). Separação de densidade de sumidouros de plásticos pós-consumo para reciclagem de matérias-primas. Journal of Material Cycles and Waste Management, 2, 17811791. DOI: 10.1007/s10163-018-0748-z

Para orientar a seleção de equipamentos para a escala de tempo PPWR e o mercado europeu, veja a página de configurações da linha de lavagem Kitech e associe suas metas de capacidade e energia e pureza a modelos de linha específicos.

Perguntas frequentes Separação Float-Sink na Reciclagem de Plástico