上流処理ラインでは、浮上分離におけるフラーク損失が最も根深い問題であり、コストも一番高いものの一つです。操作者は、最もきれいで価値の高いPETフラークがシンク吐出部ではなく、だぶ汚水、オーバーフロー、または再循環水の中に消えたのをよく犯罪します。生産量を損ないつつも、生産品の純度を犠牲にすることなく、処理するのは困難なものです。本稿では、完全に定量化された、エンジニアリング主導の方法で、浮上分離プロセスにおけるフラーク損失を解決する方法について説明します。まず、分離窓を定義する密度物理学について説明し、次に損失を六つの個別に測定可能な要因に分割します。そして、浮上槽とその上流の前処理に関する実行可能なパラメータを示し、最後に、不均衡診断ルーチンを使用して、98％以上に近づく方法を示します。ここで述べた推奨事項を適用することで、PETリサイクルラインは、PET回収率を通常の92~95％から、98~99.3％まで向上させることができ、PVC残渣を50ppm以下、PE/PP残渣を100ppm以下に抑えることができます。
浮精分法による分離の仕組み：密度分離窓
リサイクル業界では"浮漂分離"とも呼ばれる浮漂分離法は、次の単純な物理現象に依存しています。密度が1.0 g/cm3の水介質の中では、水よりも密度の高いプラスチックは沈み、水よりも軽いプラスチックは浮き上がります。したがって、浮漂分離タンクは密度分け機ではなく、化学反応器です。分離の品質はほぼ完全に、投入流がその単純な1.0 g/cm3の基準にぴったり当てはまっているかどうか、また装置が所定の沈下品を底流に保つことができるかどうかに左右されます。
PET回収の大きな課題は、PET自体が1.33から1.40 g/cm3にあたるため、きれいなPET切片は常に沈みることである。また、共通の使用済みプラスチックの中には同水準かそれ以上の密度を持つものがあり、中にはPETと重なりあうものもあり、重力だけでは分離が困難になる。PVC は最も問題の多いものだ。1.32から1.45 g/cm3 ということは、PETと同じ密度と重さであり、重力の力で分離するのは容易ではない。1.04から1.07 g/cm3 というPS および1.13から1.15 g/cm3 というPA も沈み、0.91から0.96 g/cm3 のPE および0.89から0.92 g/cm3 のPP は浮く。
この密度マップは、すべての損失削減に関する決定の基礎となります。PET切れ物が損失される場合、それはほとんど例外なく、物理的な不具合によるものではありません。水流、表面効果、粒径、もしくは機械設計により、切れ物が適切な流れに運ばれなかったからです。どのような樹脂がどのように振る舞うかを理解することで、どの領域を調べるべきかを判断できます。
一般的な樹脂の密度と沈浮行動
| 樹脂 | 密度範囲（g/cm3）。 | 水中運転 (1.0 g/cm3) | 分離ノート対PET |
|---|---|---|---|
| 水 (m3/h) | 1.00 | 参考資料 | 浮遊物と沈下物の区分線 |
| PET | 1.33～1.40 | 流失 (ターゲット製品) | 放出されたペレットの取り出しに使用する |
| PVC(ポリビニルクロライド) | 1.32から1.45 | 流し台 | PETの重複、密度のみでは分割することが困難 |
| PS | 1.04から1.07 | 流し台 | PET 排出×光学または密度テストによる分離×沈下 |
| PA | 1.13 ～ 1.15 | 流し台 | PET 排出×通常、ボトル流路の低い場所で沈下 |
| PE | 0.91～0.93 | 浮遊 | PETからきれいに浮かび上がる |
| PP (ポリプロピレン) | 0.89 から | 浮遊 | PETからきれいに浮かび上がる |
実用的な結果として、浮上分離では PEとPPを浮上流に押し出す能力が高く、PETとPS、PAを沈める能力は適切であるが、PETをPVCから分離する能力は低い。PVCの重複を無視するフロート分離設計では、どれほどタンクを調整しても、最上位食品グレードの純度を得ることは不可能である。そのため、完全なフラーク消失ソリューションでは、フロート分離とフロントエンドの近赤外線分離装置、およびダウンストリームのハイドロサイクロンを組み合わせる必要がある。これらの技術については本文の後半で詳しく説明する。
また、もうひとつの微妙なポイントは、実際の密度と見た目なしの密度の違いです。きれいに表面をまぶしたPETザックは、実際の1.38g/cm3で振動し、沈みます。一方、マイクロ気泡、油膜、または静電気を抱える同じザックは、できればより軽く振動し、表面上に浮くように動作します。真の密度と見た目なしの密度のこの隔たりが、以下で数値化している第三の損失源の原因となっています。そのため、機械設計を管理するだけでなく、表面化学現象を管理することも同じように重要です。
フラーク損失の 6 つの原因を数値化
ハードウェアが変更される前に、ロスをサンプリングポイントで測定可能な各構成要素に分割し、それぞれ番号を割り当てる必要があります。実務では、浮遊分離中のフレークロスは、6つの異なる原因から生じます。これらをあいまいな「ロス」として扱うと、ラインが改善しない最も一般的な原因になります。下表では、各原因に典型的なロス率帯を割り当てて、次章で詳しく説明する診断方法と対策をペアとして示しています。
低コストを実現する六つの損失源：典型的な損失率、その原因の診断、そして対策
| # | 飛散の原因。 | 典型的な損失率 | 診断方法 | 主要対策 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | ラベル/キャップスクラムオーバーフローと共に良好なPETが回収 | 品質の良いフレークの 0.8 ~ 3.5 パーセント | スクム出口を点検し、スクムサンプルで PET を乾式重量計で計測します。 | オーバーフローのとぎ壁を調整し、再洗浄タンクを追加し、攪拌機を減速します。 |
| 2 | Fines (<4 mm) lost in overflow and recirculation | 30～50 パーセントの総損失 | 4 mm以下の部分を除去するためのスクリーン溢水と返水 | 粉砕サイズの制御、遠心スクリーンで細粒の回収 |
| 3 | PETが泡・油・静電気によって誤って沈下した | 0.5 ～ 2 パーセント | ラボで PET を沈め、タンクのスクム PET と比較します。通常、 0.3 ~ 1.5 パーセントです。 | 摩擦洗浄、界面張力の低下に伴い、界面活性剤の投入 |
| 4 | ラベルパルプ繊維でフレークが包まれて運ばれている | 可変ですが、通常 0.3 ~ 1.5 パーセントです。 | フィルムを巻いたPETの垢について顕微鏡で検査する。 | フィルタリングを改善し、逆流を導入 |
| 5 | 過度の攪拌による液面の引き上げ | 最高条件より 0.5 ~ 2.5 パーセント高いレベルです。 | インペラーの回転速度とチップの直線的速度を測定する。 | 12~35 rpm、0.3~0.8 m/sといったブレード速度を設定 |
| 6 | オーバーフローウェアの高さと水位の変動 | 15 mmの変動以上では急悪化する | ウェイヤーの高さとレベルセンサー偏差を記録します。 | ウエアを20 mm上ずらし、水位を閉ループ制御 |
ソース 1は最も目立ち、かつ最も悩ましいものです：ラベルとキャップを分離するタンクは浮遊する汚染物質を浮き上がらせる仕組みになっていますが、オーバーフローで0.8から3.5パーセントの完全なPET粒子がウェアー越しに流れ出てしまいます。このことが「低生産量」であると誤解され、操作者はさらに資材を通すようにしてロスを大きくしてしまいます。問題解決の方法は、浮きやぶきをキャッチするのではなく、浮きやぶきストリームからPETを回収することです。
ソース 2は通常、最大の単一成分であり、全フレーク損失の 30% から 50% を占めます。4 mm 以下の細かい粒は上方向に向かう水とオーバーフロー流れに沈まないため、浮遊成分と再循環ループに沿って流れていきます。メインストリームのフレーク規格は 4 mm から 12 mm という間を設定しているのですが、これが異常に大きい場合は、タンク内で予測可能な挙動を示すサイズの波紋の細かい部分に収まってしまうため、損失は急上昇します。
ソース3は、偽浮遊物であり、もっとも細かいものです。真の密度1.38 g/cm3のPETののかすは沈み込むはずですが、表面に油が塗られていたり、静電荷が帯限していたり、小さな気泡を抱えている場合には、表面密度が1.0 g/cm3以下の値になることがあります。ここでの損失は0.5～2%であり、ほとんどの場合、タンクの設計の問題ではなく、表面の清掃の問題です。改善策は、摩擦クーラーとウェット化剤の投入量の上流側にあるものです。
ソース 4、ラベルパルプには、ホットウォッシュで紙ラベルが完全に除去されない場合に現れます。パルプ繊維が軽くマットになり、密かな PET で束を包み、浮上させます。この損失は変動しますが、高ラベル量のフィードを処理するラインでは 1.5 パーセントに達することがあります。ソース 5 は機械的なもので、35 rpm 以上の回転をしているインペラーで、十分な力で PET を浮上させる渦を生成します。ソース 6 は水位変化に関するものです。水位が 15 mm を超えると、有効な越岸の高さが継続的に変化し、分離の切り込み位置が漂流して、流れ間に製品が散乱します。
体系的なソリューション：治療前からタンクデザインまで
フローティング分離におけるフレークロスを解決することは、単なる調整ではなく、クラッシャーからリサイクルループまでを網羅するコントロールチェーンです。各段階は、ロス源の形成を防止したり、本来なら流失ものとなる製品を回収することによって行われます。論理は順序を追うものです。タンク内のファインロスを修正できない場合、クラッシャーがファインを過剰生産していることが原因です。また、ウエットラック内の偽浮遊を修正できない場合、内ぶたラックにオイルフィルムが付いていることが原因です。したがって、我々は解決策を実行可能なパラメータの集合として提示します。
粉砕前：ゴム製品の粒度制御
最も簡単で安価なコントロールポイントは粒度です。主流のフレークは8～14ミリであれば、製品の大半は行儀よく4～12ミリの回収窓に収まり、効率的な洗浄が可能になります。4ミリ未満の小粒分は投入量の5％以下にとどめる必要があります。これを実現するには、クラッシャーの刃の間隔を0.2～0.5ミリとし、スクリーンを12～16ミリにする必要があります。刃の間隔を厳しくすると、超細かい粉が減少します。また、12～16ミリのスクリーンを使うと、洗浄装置に入りきらない大きさのものが取り除かれます。洗浄装置では汚染が防げ、後のハンドリング時に不規則な破片ができにくくなります。
着目すべきことは、すべての線で「浮遊損失」を報告しているのは、実際には破砕機のサイズに問題がある場合がほとんどということです。微粒子の分量が5%を超えている場合、浮遊槽は物理的に不可能なことを行っているので、何らかの槽のチューニングを行っても、初期段階で微粒子を回収することはできません。正しい対応は、5. 節で説明する遠心シールとハイドロサイクロンで下流で回収することで、槽を非責めとすることではありません。
摩擦式洗浄と表面化学
摩擦洗浄装置は、偽浮遊（資料3）やラベルパルプ（資料4）を対処する対策です。フリークサーフェイスを機械的にすすぎ、油膜、付着したパルプ、およびマイクロバブル付着を促進する静電気を除去するために、800～1200回転で摩擦洗浄装置を稼働します。水のみで洗浄することはほとんど不十分で、水の表面張力を35～45 mN/mに下げるために、0.1～0.3%の界面活性剤ウェット剤を加えてください。その表面張力では、空気はフリークに容易に付着することはできず、マイクロバブルは破壊され、または離脱し、PETの真の密度がその動作を支配します。その結果、1.38 g/cm3のフリークは、表面を浮かぶのではなく、確実に沈んでいきます。
温度はこの効果を支える。温かいアルカリ洗浄後、処理水は40～65度で保たれる。これにより付着したオイルや接着剤が柔らかくなり、沈殿した微粒子を除去することができる。また、水の粘度が低くなるため、フィロチャネージ段階に運ばれる水は冷却せず、同じ温度を維持しておく必要がある。冷却を施すと表面膜が再び濃くなり、偽沈殿拡大するからだ。したがって、水の温度は処理パラメーターであり、快適さを重視する設定ではない。
沈下タンクの設計と操作ウィンドウ
タンク自体は、厳しい窓枠内で設計および操作しなければなりません。有効な滞留時間は60～180秒で、60秒以下では粒は沈上浮上軌道を完全に終えないため、180秒を超えると、経済的に成長せず、さらに生産効果も上げられません。水深0.8～1.5mで、高密度のPETが必要とする垂直沈殿距離を確保でき、かつ管理が困難な水の膨張を引き起こすことはありません。攪拌は、インペラー速度が12～35rpmで、チップ線速度が0.3～0.8m/sと調整され、固体を懸濁状態に保つことができ、ラベルを離すことができますが、製品を持ち上げる渦を形成するには十分ではありません。
タンク内の機械的回収システムは、底部に設置されたねじ式コンベヤーと、表面に搭載されたスクレーパーで構成されます。ねじ式コンベヤーは沈むPETを排出口に向けて引き上げ、スクレーパーは浮遊するPE/PPとラベルを含む分を溢れるように採り上げます。溢れ口は、オペレータが給油量を正確に設定して一定に保つことができるように、プラスまたはマイナス20 mmで機械的に調整可能です。最後に、2つまたは3つのタンクを複数段階でセッティングすると、回収率は98.5％から99.5％に達し、第1段階の沈む物の放流は第2段階で浮き上がり、第3段階で再び浮き上がり、各段階で代物違いのPETを回収することができます。
沈下タンクの重要な操作パラメータ:推奨値
| パラメーター | お勧めの量 | 制御 / 目的 | 異常発生時のレンジ外 |
|---|---|---|---|
| 有効な滞在時間 | 60〜180秒 | 完全な沈上浮上軌跡 | 60 秒未満：分離が不完全 |
| タンク深さ | 3 | 濃密PETの沈降距離。 | 過削しすぎると、細粒が上方に抜けてしまいます。 |
| インペラーの速度 | 12 ～ 35 rpm | 渦巻きのない懸濁 | 35rpm以上 → ポリエチレンが渦巻く |
| 直線速度 | 0.3から0.8m／秒 | 同等な攪拌制御 | rpm との不一致は分離を損ないます |
| オーバーフローウェアの調整 | ±20 mm | カットポイントを設定する | 固定ワイヤ：給料量の変化に対して追従できません |
| シリーズの各段階 | 2～3段階 | 回復率は98.5～99.5％ | シングルステージ：下限回収率 |
| 水温 | 40から65度C | オイルを放出し、沈殿を支援 | 冷却時、より多くの偽漏れ |
| 水中の沈殿物 | 各段の取り込み口と放出口では、損失量をリアルタイムで表示します。 | 媒体を透明に保つこと。 | 3％以上 → ハイドロサイクロンが必要 |
| 界面活性剤の投入量 | 0.1〜0.3％ | 表面張力 35～45 mN/m | あまり低い:発泡する。あまり高い:偽浮上 |
上述の固形物制限をご確認ください：再循環水で3%以上の固形物が含まれていれば、処理水は完全な水に近づいておらず、垂れ現象や乱浮きが発生します。その場合、水がタンクに戻る前に詳細な固形物を除去するためのハイドロサイクロンをループに設置する必要があります。これは品質管理としても、損失管理としても重要であり、水が汚れている場合は繊維を巻き込む原因になり、乱浮きの原因にもなります。2. 上の図を見ると、ホットウォッシュと溶融過濾がラインの総電力・熱要件の55〜65％程度を占めていることがわかります。エネルギーを最適化する順序は、コンベアやポンプから始めることでなく、まずこれらの工程を重点的に対策する必要があります。3. ポリレテック「ウルトラ・プレシジョン」の構成を基準としています。（食品グレードのrPET）
上述の推薦は、Wanplas工場のPolyretecが、PETボトル洗浄ラインとPP/PE軟質プラスチック洗浄ラインに組み込むパラメータ設定の、まさにそのタイプです。Polyretecは、オーストリアの技術と中国の製造を組み合わせることで、リカバリを犠牲にすることなくコスト効果的な洗浄システムを提供します。浮上段は、これらの滞留時間、攪拌、およびウェア制御ウィンドウを中心に設計されており、オペレーターの推測に任せるのではなく、それらを考慮しています。
マスバランスサンプリング計画で損失を診断する
経済性の向上プログラムの効果は、その測定結果によってのみ示せます。最も有用な規律は、原料の定量を確認するものです。定められた場所で材料をサンプル化し、乾燥させ、重さを計算し、入場した全物流物が出発した物流物と同じ重量であることを確認します。質量バランスを正確に管理できていない浮遊段階は、誰もが理解できないものとなり、それに基づいた調整は信頼できません。目標の閉鎖率は98%やそれ以上でなければなりません。それ以下では、差異自体が問題となり、通常、サンプリングの間隔の欠損や計算外流入流が問題となります。
四つのサンプリングポイントを設定します。最初のポイントはスクム出口で、浮遊しているPE/PP、ラベル、および置き忘れられたPETが削ぎ落とされます。第二のポイントはオーバーフロー水で、ワイアを超えて流れる細い流れで、細粒と溶解された固体成分が運ばれています。第三のポイントはシンク排出で、目的のPET製品です。第四のポイントは水再循環回送で、バスケット内に戻り、システムから出ていない細粒物質の隠れた拠点となります。各ポイントでは5から10 kgのサンプルを取り、それを定常量重量に乾燥させ、乾燥質量を記録します。測定された流量を使用して各流れをレートに変換し、出力を合計し、乾燥入力と比較します。
大量バランス試料採取ポイントおよび計算
| 取水ポイント | どのようなものが明らかになるのか | サンプルサイズ | 計算手順 |
|---|---|---|---|
| スクム出口 | PETが誤って浮上した（ソース1、3、4） | 5～10 kg、乾燥重量 | 汚泥中のPETを、PET全体で割った値です。 |
| オーバーフロー水 | 罰金の損失（出典2） | 5～10 kg、フィルタリングと乾燥 | 精錬済粉の乾燥質量で流量を掛ける |
| 排出物を沈める | 回収されたPET製品 | 5～10 kg、乾燥重量 | 主要な回収数 値 |
| 循環リターン | 隠れた罰金の蓄積（出典2、6） | 5～10 kg、フィルタリングと乾燥 | 負荷テスト前の出力に追加 |
| 閉鎖チェック | 全残高の有効期限 | すべての品目が同じシフト | 入力と除出したものの合計を分割し、目標 98% 以上 |
質量バランスはただ回収を確認するのではなく、損失の場所を特定することができます。スカン出口からきれいなフルサイズのPETが届いている場合、あなたの問題は偽浮遊または過剰攪拌です。そしてサーフェンタントの投与量とインペラーの回転速度を確認する必要があります。オーバーフローセンサとリサイクルリターンが4ミリメートル以下の粒子によって支配されている場合、あなたの問題は極細粒です。このような場合は破砕スクリーンと下流の極細粒回収装置を検討する必要があります。各パターンは異なる対策を指し示しており、バランスは間違った対策に労力を費やすことを防いでくれます。
定温生産中には毎週、また、回復が低下したり、製品の色が変化したときはすぐにこのチェックを実施してください。これは難易度が低くコストも少ない手順ですが、他のチューニング関連の決定を正確に維持することで多くの回数返る効果があります。98パーセント未満のクローズを失敗した測定として扱い、設備を変更する前にサンプリングを再実施してください。
二次回収、ハイドロサイクロン、オンライン検出
しっかりチューニングされた初級浮上段でも、製品の一部がスカムとファイン流れに流出します。95％と99％の間の差はほぼすべて、これらの副流で行われる処理にかかっています。目標は、スカムとオーバーフローを廃棄物として扱うのではなく、それでも回収可能なPETを含んでいる低品質の原料として扱うようにすることです。2. 総合的な導入後も、湿度管理には、運用経験に基づく継続的な最適化が必要です。定期的なパフォーマンスレビューで、さらなる改善のための機会を特定する必要があります。データ分析によって、初期導入時に明らかにならなかった微細な最適化の機会が明らかになる可能性があります。原材料の調達源または製品要求の変化によって、システムの調整が必要になることがあります。
二次回収装置
スクラップ再洗浄タンクまたは再洗浄タンクでは、浮遊した分離融液を新鮮で熱く、界面活性剤配合された水で再び描出し、再び浮遊させます。PE/PPとラベルはすでに一度分離されているため、第二フェーズでは、第一フェーズで機械的に捕獲されたPETの有意な量が解放されます。遠心分離機のスクリーンは、スラリーを回転させて、プライマリーテンキャビティでは不可能な細かいスクリーンを提供することで、オーバーフローおよび再循環水から微粒を回収します。水循環自体には、60～100メッシュの振動スクリーンとスクラップ除去装置を設置して、戻る水を細かい固体と浮遊したゴミから取り除き、タンクに再入れるようにします。
ハイドロサイクロン補強
ハイドロサイクロンまたはハイドロサイクロン分離器は、回収チェーンの精密な機器である。その分離精度は、静止している管の中でゆっくりと沈殿させることではなく、強力に加速されたフィールド内で遠心力による分類を実施するため、重力浮上法のものよりも優れています。適切な設定のハイドロサイクロンは、50 ppm未満のPVC残渣を回収すると同時に、タンクで失われたミクロフラッグを回収することができます。特に有用な点は、浮上法では解決できないPVCの重複に対処することです。重力では、沈殿流下中にPETとPVCが混在している場合、ハイドロサイクロンは遠心加速によって強化される小さな密度および形態の違いによってそれらを分離します。
油圧シクローンは浮上装置の代替品ではありません。単独の初級段階として、全粗顆粒流用に使用すると不経済であり、下流と再循環ループに設置された補完的な精密および回収段階として最も適しています。この位置では、製品を洗浄しながら微細きゅうを再利用することで、以下のKPI目標に直接貢献します。
オンライン検知と閉ループ制御
手動の質量バランスは必須ですが、遅い作業です。ウィンドウを継続的に維持するためには、オンライン検出が必要です。浮上段の前に設置された近赤外線 (NIR) 選別装置は、給水中のほとんどのPVCを乾いた状態で選別し、選別コストが低い状態に保つことで、浮上の密度の窓を保護し、水力円滑機の負荷を軽減します。スラリーでの密度のオンラインモニタリングは、媒体が約1.0 g/cm3 に近いことを確認し、汚染がこれを変化させた場合は警報を発します。タンクのレベルセンサと再循環水の濁度センサを使った制御回路は、凹台と水の透明度を自動的に維持し、直接ロス原因5と6に対処します。
これらのセンサーは、失敗の 6 つの原因を事実の後で発見するものから、制御システムがリアルタイムで防ぐものに変換します。高級食品グレードの出力を目標とするラインでは、この機器導入は KPI を時折達成するかすべてのシフト達成するかの差を生み出します。
目標KPIと関連する規格
| メトリック | 典型的な前状態 | 目標後の数値 | 主リスト・レバー |
|---|---|---|---|
| PET回収率 | 92〜95％ | 98～99.3％ | 六つの情報源が対象となりました |
| PVC残留物 | 高い、変動します | 50 ppm 未満 | NIR選別器に加えて水力分離装置 |
| PE/PPの残渣 | 高い、変動します | 100 ppm 未満 | 浮上処理および再洗浄回収 |
| 水消費（自由使用） | 2～4t／tのファースト | 0.3から0.8t／tフレーク（閉鎖） | スクリーンとスカミ枮除去装置を搭載した循環 |
| 大量バランス閉鎖 | 多くの場合測定不能 | 98％以上 | 4点サンプリング規定 |
標準フレームは非常に重要です。回収だけでは、回収されたPETが認証され、リサイクル可能である必要があります。EN 15343 は、プラスチックのリサイクリングに関するトレース可能性と再使用成分算出方法を定義しており、EuCertPlast はその遵守を証明します。EU 2022/1616 は、食品と接触する予定のリサイクルプラスチックに関するものであり、これはほとんどのPET洗浄ラインが狙う高級市場です。ASTM D7611 は、実際にフラクションが何であるかを確認するために使用される樹脂識別およびコーディングシステムを定め、ISO 15270 は、プラスチック廃棄物のリサイクリングに関する一般的なガイドラインを提供します。これらの規格に対応するように、浮遊と回収の段階を設計することで、実に稼働しているラインを売買可能であり、証明可能な製品に変えることができます。EREMA や Sorema などの競合他社も似たようなフレームを採用しています。Polyretec のラインの性能を競合他社の回収率と純度に匹敵することが、実用的な基準となります。
次に続くペレタイジング工程では、Wanplas の Kerke 工場が Polyretec の洗浄システムと統合されたツインスクリュー押出機を提供しているため、完全なラインは一つの品質基準の下で、洗浄されたフレークからペレットに移行することができます。この統合については、別の選択項目として扱われており、本稿の焦点である浮遊分離段階の損失制御について詳述するものではありません。
よく寄せられる質問
なぜPETは密度が水より高いにもかかわらず、時々浮いてしまうのでしょうか？
PETの実際の密度は1.33～1.40 g/cm3であり、水の密度を大きく上回るため、完全に湿ったフレークは常に沈みます。誤った浮きは、表面に媒質を含む微小気泡、油膜、静電気などで実質的な表面密度が低下した場合にのみ発生します。800～1200 rpmで適切な摩擦洗浄を実行し、表面張力を35～45 mN/mにまで引き上げる0.1～0.3％の界面活性剤投入量でこれらの効果を排除すると、真の密度が優勢となります。
はじめに経済効率が得られるように分離するにはフレイクがどれほど小さい必要がありますか？
4 mm 以下のフレーク、ファインケアの割合は、オーバーフローとリサイクルの流れに従って全フレーク損失の 30 〜 50% を占めるなど、全損失に占める最大の要因である。プライマリ・タンク下で 5% 以下に保つこと、およびメインストリームを 4 〜 12 mm までスクリーンすることを実用的な制御目標とします。すでに形成されたファインケアは、プライマリ・タンクではなく、回転式スクリーンおよびハイドロサイクロンに下流で回収するほうが適切です。
浮遊分離タンクではどのような攪拌機速度を使えばよいですか？
攪拌式インペラーを最大0.3～0.8 m/sの先端線速度に合わせて、12～35 rpmで動かし、この範囲以上は渦流形成により沈下するPETをくしゃみ上に引き上げ、0.5～2.5％上の損失を招きます。この範囲以下では、懸濁物とラベルが欠片表面から離れず、繊維の巻取りを阻害し、偽浮遊が発生します。この速度を初めから固定パラメーターとして設定し、耳の見る範囲で調整しないようにしましょう。
ハイドロサイクロンは完全に浮上分離に代わることができますか?
いいえ。ハイドロサイクロンは、重力浮上方式よりも高精度な分離を実現し、PVC残留分を50 ppm以下に低減するとともに細粒も回収できますが、単独ではコアスの全フレーク流を効率的に処理することができません。最良の手段として、主段として重力浮上方式を使用し、下流および再循環ループ上の補完的精密回収段としてハイドロサイクロンを使用することが推奨されます。この方法では、ハイドロサイクロンの遠心分級により、重力では不可能なPVCの重複を解消できます。
回収損失が細かい微粒子に起因しているか、偽浮遊に起因しているかを知るにはどうすればよいですか?
スクム排出口、オーバーフロー水、シンク排水口、再循環再送流の各検出ポイントで質量・バランスチェックを行います。スクムとオーバーフローに大部分が4mm以下の粒子が含まれると、損失はファインコンポーネントが主体であり、クラッシャーのスクリーンと遠心分離機の回収が重要な要素です。スクムに洗浄された大きさのPPFが含まれている場合、損失は表面汚染や過度な混合によって起因し、摩擦洗浄器とインペラ速度が重要な要素となります。
フレーク損失を制御するために最も重要なのはどのような水質パラメーターですか？
最も重要な三つの要素は、温度、中性分子含量、表面張力です。ホットアルカリ洗浄後は水を 40 から 65℃に保つこと、中性分子の含量を 3% 以下に保つこと、そして表面張力を 35 から 45 mN/m に調整することが必要です。たとえどんな基準を超える場合でも、微細素子回収率と偽浮遊率は著しく高くなります。また、3% 以上の中性分子を測定した場合は、ループの水力回転分離装置による除去を行う必要があります。
フローテーション分離前に近赤外線による選別が必要ですか?
これは厳密に必須ではありませんが、フィードにかなりの量のPVCが含まれている場合は強く推奨します。1.32～1.45 g/cm3のPVC密度はPETと重なりますので、ただ浮力分離ではそれらを確実に分離することはできません。フロントエンドのNIR分離装置はタンク前でほとんどのPVCを除去することで、浮力窓を保護し、PVC残量が50 ppm以下になるようにし、下流のハイドロサイクロンへの負荷を軽減します。2. 日常点検、毎週の簡単な清掃、および毎月の徹底的な清掃の三段階のメンテナンスシステムを導入することを推奨します。日常点検は現地オペレーターが各シフトで行い、水の流れと圧力の表示を確認し、フィルター表面に目立つ目立つ詰まりがあるかどうかを観察し、必要に応じて表面の廃棄物をすませます。日常点検により、詰まりの初期兆候を早期に発見し、深刻な詰まりを回避することができます。
質量バランス損失のチェックはどのくらいの頻度で行う必要がありますか？
安定生産中、回収量が低下したり製品の色が変わったときには、毎週全面的な質量・バランスチェックを実施します。各チェックポイントで5～10 kgのサンプルを採取し、そのサンプルを乾燥させて重量を測定します。測定結果は98%以上に近くなければならず、98%以下ではサンプリングや測定に誤差が生じている状態であり、機材変更を決定する前に再度チェックを行います。
結論
フローテーション分離における細粒損失は解消できるので、それは物理学の謎ではなく、測定可能かつ対応可能な6つの原因です。まず、密度窓に取り組みます。PETは1.33から1.40 g/cm3で沈み、PEとPPは浮くべきで、PVCは1.32から1.45 g/cm3であり、密度だけでなく選別や遠心分離によって処理する必要があります。それから、6つの損失を順に対応します:スクムオーバーフローからPETを回収し、粗粉を破砕機で制御してそれを下流に回収する、虚偽漂浮を摩擦洗浄と界面活性剤で除去し、ラベル紙をホット洗浄で剥離し、インペラ速度を12から35rpmに保ち、およびウェアと水位をそれぞれ±20mmと±15mm以内に安定させます。
この工程を行うエンジニアリングウィンドウは、具体的なものとして、8～14 mmの主流フレーク、60～180秒の滞留時間、0.8～1.5 mのタンク深さ、40～65℃の水、0.1～0.3％の界面活性剤、2～3段階の除去装置、60～100メッシュのスクリーンとハイドロシクローンによって清浄された循環装置を含んでいます。これらのすべてを、98％以上に近い結果をもつ四点量バランス機により測定し、NIRによる事前分類、密度監視、レベルと濁度の閉ループによって保持を自動化してください。この工程を一貫して実施することで、PET回収率を92～95％から98～99.3％に引き上げ、PVC残渣を50 ppm 未満に、PE/PP残渣を100 ppm 未満にして、閉ループで1 t のフレークに対して0.3～0.8 t の水を節約できるようになり、すべてがEN 15343、EuCertPlast、EU 2022/1616、ASTM D7611、およびISO 15270の枠組みに適合します。
Wanplasの工場、Polyretecは、まさにこれらのパラメーターに基づいてPETおよびPP/PE洗浄ラインを設計しています。オーストリアの製造技術と中国の製造を組み合わせることで、高いコスト層を伴わずに回収と評質を実現しています。親ブランドとして、Wanplasはその専門化された工場のネットワーク全体において共通の品質基準とアフターサービスのコミットメントを支えます。もし貴社の浮上段で良質のPETがスクラップや水回路に落ちているのであれば、上記の方法は、回転し続ける流れで損失を回収された製品に変えていきます。
