A maioria dos tanques de separação por densidade é comprada com base num único número — um débito alvo em kg/h — e é exatamente por isso que tantos deles ficam aquém quando o material pós-consumo real começa a fluir. Um tanque que parece corretamente dimensionado no papel pode mesmo assim entregar flocos contaminados, faturas de água descontroladas ou um problema de lamas que ninguém previu. Dimensionar bem um tanque de separação por densidade significa fazê-lo corresponder ao seu comportamento da matéria-prima, seu objetivo de pureza, e o máquinas de cada lado dela — not just to a capacity figure. This guide walks through how to do that before you issue an RFQ. For background on how these tanks work, see o que é um tanque de separação por flutuação.
O que um tanque de flutuação-afundamento realmente faz (e o que não pode)
Um tanque de separação por flutuação-afundamento — também chamado tanque de flutuação-sedimentação, tanque de lavagem por flutuação ou lavadora por flutuação — separa os plásticos puramente pela densidade relativa à água (1,0 g/cm³). Os polímeros mais leves que a água flutuam e são removidos à superfície; os polímeros mais densos e os contaminantes pesados afundam e são arrastados para fora pelo fundo. Não há crivos nem sensores a decidir a separação — a gravidade e a impulsão fazem o trabalho, e é por isso que o tanque é tão fiável e barato de operar, e também por isso que tem um limite rígido.
| Material | Densidade (g/cm³) | Comportamento na água |
|---|---|---|
| PP | 0,90–0,92 | Flutua |
| PE (HDPE / LDPE) | 0,91–0,96 | Flutua |
| PS | 1,04–1,07 | Afunda |
| ABS | 1,04–1,07 | Afunda |
| PET | 1,38–1,40 | Afunda |
| PVC (rígido) | 1,35–1,45 | Afunda |
A conclusão para dimensionamento: um tanque de água separa limpa flutuantes (PP/PE) de afundantes (PET/PVC/PS/ABS), mas não pode separar dois materiais que ambos afundam. O PET e o PVC têm densidades sobrepostas, pelo que ambos vão juntos para o fundo. Se a sua especificação pede PVC sub-50-ppm em rPET, precisará de uma etapa eletrostática ou de polimento NIR depois o tanque — dimensione para isso agora, não depois.
Etapa 1: Perfilhe a sua matéria-prima antes de mais nada
A coisa mais útil que pode fazer antes de dimensionar é caracterizar o que está realmente a entrar no tanque. Três variáveis importam mais:
- Mistura de polímeros. Um fluxo flutuante limpo de PP/PE comporta-se de forma completamente diferente de um fluxo rígido pós-consumo misto. Quanto maior a amplitude de densidade que precisa de capturar, mais passagens de separação quer.
- Densidade aparente e forma. O filme leve e o fluff ficam na superfície e precisam de pás fortes e bem posicionadas para submergir e transportar; o floco rígido pesado afunda rápido e carrega mais o fuso inferior.
- Carga de contaminação. Rótulos de papel, cola, areia, finos e resíduos orgânicos acabam todos na água e nas lamas. A contaminação pesada é a principal razão pela qual um tanque «grande o suficiente» em débito ainda falha em pureza.
Se puder, execute um teste de flutuação-afundamento numa amostra representativa num balde de água. Diz-lhe a sua real razão flutuar:afundar, que orienta diretamente o dimensionamento do skimmer e da descarga inferior.
Etapa 2: Fixe a sua banda real de débito — não o seu pico
O débito deve ser expresso como uma banda associada a um material específico, e não como um único número de capa. Um tanque classificado em “2000 kg/h” com moído de PP limpo não manterá esse ritmo com PET pós-consumo húmido e contaminado, porque o tempo de residência — o tempo que cada floco permanece na água — é o que determina a qualidade da separação. Forçar o material demasiado depressa faz com que os flutuantes sejam arrastados para baixo antes de virem à superfície.
Como referência de planeamento, as bandas típicas de tanque simples caem aproximadamente em:
- 300–1.500 kg/h — a maioria das linhas de lavagem de filme e garrafas, alimentação limpa a moderadamente contaminada.
- 1.500–3.000 kg/h — linhas de maior capacidade e fluxos pós-consumo fortemente contaminados (geralmente um tanque de fileira tripla, veja abaixo).
- 3.500–5.000 kg/h — fábricas industriais de garrafa para garrafa, tipicamente com tanques múltiplos ou de comprimento estendido.
A capacidade real depende sempre da geometria da alimentação, da densidade aparente, da contaminação e de quão apertado é o seu alvo de pureza — pelo que trate estes como pontos de partida para uma conversa de engenharia, não garantias.
Etapa 3: Fileira simples vs fileira tripla — a decisão que determina a pegada
Esta é geralmente a verdadeira decisão de dimensionamento. Um tanque de fileira simples dá a cada floco uma passagem pela água. Um tanque de flutuação-afundamento de tripla fileira faz o material viajar três vezes a distância e embeber três vezes mais tempo num chassis, que é o que lhe permite atingir maior pureza em alimentação suja sem alinhar três tanques separados em série.
| Critérios | Tanque de fileira simples | Tanque de tripla fileira |
|---|---|---|
| Banda de débito | 300–1.500 kg/h | 1,000–3,000 kg/h (uma unidade substitui ~3 tanques de fileira simples em série) |
| Passes de separação | 1 passe | 3 passagens — 3× mais viagem e tempo de imersão |
| Pureza típica | 98–99% numa etapa | 99.5%+ mesmo em contaminação pós-consumo pesada |
| Melhor matéria-prima | Moído pós-industrial limpo; floco de garrafa PET/HDPE pré-triado | PET pós-consumo fortemente contaminado, rígidos mistos, WEEE, ASR automóvel |
| Potência instalada | ~5,5–15 kW | ~15–22 kW |
Regra prática: se o seu alvo de linha estiver acima de 1 500 kg/h, ou a sua matéria-prima vier de fardos de recolha seletiva ou DRS, a configuração de fileira tripla paga normalmente o seu prémio dentro do primeiro ano através do aumento de pureza e de muito menos trocas de filtro de rede da extrusora a jusante.
Etapa 4: Dimensione o circuito de água e o manuseamento de lodo, não apenas o tanque
O tanque é a parte barata. A água e o sistema de lamas em torno dele é onde o custo operacional se ganha ou perde, e é rotineiramente subespecificado.
- Consumo de água. Sem um circuito de tratamento, um tanque consome tipicamente 20–30 m³ de água fresca por tonelada de débito. Adicionar um circuito de DAF (flotação por ar dissolvido) e sedimentação corta isso tipicamente para 3–5 m³ por tonelada — até ~85% de reutilização. Ao longo de um ano, essa diferença supera largamente a diferença de preço entre modelos de tanque.
- Lodo. Fibra de papel, cola de rótulos, finos e grão têm de ir para algum lado. Uma prensa de fuso dedicada desidrata as lamas num bolo sólido de 60–70% que é barato de transportar, em vez de o deixar com uma dor de cabeça de resíduos líquidos.
Especifique o circuito de água e a prensa de lodo no mesmo RFQ como o tanque. Aparafusá-los depois quase sempre custa mais e encaixa pior.
Etapa 5: Posicione o tanque corretamente na linha de lavagem
Um tanque de separação por densidade é uma etapa de separação, não uma máquina standalone. Precisa da condição certa de alimentação a entrar e a passagem certa a sair:
- A montante: o material já deve estar reduzido em tamanho e pré-lavado. Um lavadora de fricção. ou sistema de lavagem a quente antes do tanque remove a maior parte da cola e terra de superfície para que a divisão flutuação-afundamento seja limpa.
- A jusante: o floco separado ainda transporta água. Planeie desidratação e secagem antes da peletização, e — se estiver a perseguir rPET de grau alimentar — a etapa eletrostática ou ótica de remoção de PVC mencionada anteriormente.
Se está a dimensionar uma linha completa em vez de uma única máquina, comece a partir do sistema de lavagem nível e deixe o tamanho do tanque sair do alvo da linha.
Checklist de dimensionamento de referência rápida
Antes de enviar um RFQ, tenha respostas para estas:
- Que polímeros estão na alimentação, e qual é a razão aproximada flutuação:afundamento?
- Qual é a banda realista de débito para que material — não o seu pico de melhor caso?
- Que pureza o seu comprador ou extrusora realmente exige?
- A alimentação é pós-industrial limpa ou pós-consumo contaminada? (Isto geralmente decide entre fileira simples vs tripla.)
- A reutilização de água (DAF) e uma prensa de lodo estão incluídas no âmbito?
- Que máquina alimenta o tanque, e que máquina recebe os fluxos separados?
Cinco erros de dimensionamento que custam mais tarde
- Dimensionar no kg/h pico. O tempo de residência, não a capacidade nominal, define a pureza. Dimensione para taxa sustentada na sua alimentação mais suja realista.
- Esperar que só a água remova PVC do PET. Não pode — ambos afundam. Planeie a etapa de polimento à partida.
- Ignorar o circuito de água. Um tanque sem DAF pode custar silenciosamente mais em água fresca e taxas de descarga do que o próprio tanque.
- Esquecer o lodo. Sem desidratação significa um custo recorrente de resíduos líquidos e tempo de paragem.
- Comprar o tanque isoladamente. A lavagem errada a montante ou o secador errado a jusante fazem um tanque perfeitamente dimensionado parecer ter falhado.
Perguntas frequentes
Um tanque de flutuação-afundamento pode separar totalmente PET de PVC?
Não. O PET (1,38–1,40 g/cm³) e o PVC (1,35–1,45 g/cm³) afundam ambos com densidades sobrepostas, pelo que um tanque de água os envia juntos para o fundo. Para PVC sub-50-ppm em rPET, adicione um separador eletrostático ou um separador ótico NIR como etapa de polimento após o tanque.
Quanta água consome um tanque de flutuação-afundamento?
Tipicamente 20–30 m³ de água fresca por tonelada sem filtração. Com um circuito DAF e de sedimentação, isso cai normalmente para 3–5 m³ por tonelada (até ~85% de reutilização), que é onde vem a maior parte das poupanças de custo operacional.
Quando um tanque de fila tripla vale o custo extra?
Geralmente quando a sua linha corre acima de ~1 500 kg/h ou a sua alimentação é material pós-consumo fortemente contaminado (recolha seletiva, fardos DRS, rígidos mistos). As duas passagens extra elevam a pureza e reduzem as trocas de filtro a jusante, pagando-se normalmente dentro do primeiro ano.
Onde o tanque fica na linha?
Após redução de tamanho e pré-lavagem/lavagem por fricção ou a quente, e antes da desidratação, secagem e peletização. Alimentação limpa significa uma separação por flutuação-afundamento limpa à saída.
Precisa de ajuda para adequar um tanque à sua alimentação específica e meta de linha? Partilhe a sua mistura de polímeros, nível de contaminação e objetivo de débito, e os nossos engenheiros podem recomendar um tanque de separação por flutuação-afundamento configuração — fileira simples ou tripla, com o ciclo de água certo e manuseamento de lamas — dimensionada em torno do seu processo real em vez de um número de capa.
