بهبود جداسازی زباله های پلاستیکی با میدان های مغناطیسی

24 نوامبر 2021 توسط دانشگاه صنعتی آیندهوون – شماتیک فرآیند جداسازی

در سال 2018، 61.8 میلیون تن زباله پلاستیکی در اتحادیه اروپا تولید شد که تنها 9.4 میلیون متریک تن بازیافت شد. این حجم عظیمی از زباله های پلاستیکی را تشکیل می دهد که باید به سرعت مورد توجه قرار گیرد. یک راه حل، روی آوردن به جداسازی چگالی مغناطیسی است که می تواند مواد پلاستیکی را با استفاده از میدان های مغناطیسی جدا کند، اما این تکنیک همیشه موثر نیست. Rik Dellaert جریان مخلوط ذرات پلاستیکی را در تونل‌های باد مطالعه کرد تا تأثیر تلاطم بر فرآیند جداسازی را ارزیابی کند. در این رابطه او از پایان نامه در 26 نوامبر در گروه فیزیک کاربردی دکترای خود دفاع خواهد کرد.

پلاستیک یک ماده همه کاره است که برای طیف وسیعی از کاربردها در جامعه استفاده می شود. در بسته بندی مواد غذایی برای افزایش عمر مفید و همچنین در انواع محصولات بهداشتی مانند مواردی که برای مدیریت شیوع بیماری هایی مانند COVID-19 استفاده می شود.

با این حال، بسیاری از پلاستیک‌ها یک‌بار مصرف هستند، که مشکلاتی را در رابطه با بازیافت و جداسازی این مواد از سایر جریان‌های زباله ایجاد می‌کند. تکنیک های جدیدی برای بهبود بازیافت زباله های پلاستیکی مورد نیاز است.

یک تکنیک جداسازی چگالی مغناطیسی است که اخیرا توسط Umincorp توسعه داده شده است. جداسازی چگالی مغناطیسی از یک فروسیال استفاده می کند که در حضور میدان مغناطیسی یک گرادیان چگالی جرمی عمودی ایجاد می کند. به عبارت دیگر، با حرکت از بالای سیال به پایین، چگالی جرم ظاهری سیال افزایش می یابد.

هنگامی که ذرات پلاستیک به این فروسیال اضافه می شوند، ذرات مختلف به سمت ارتفاعی در سیال حرکت می کنند که چگالی جرم ظاهری فروسیال تقریباً با چگالی جرمی ذرات پلاستیک برابر است. سپس پلاستیک جدا شده را می توان مجدداً در محصولات با ارزش بالاتر استفاده کرد و این امر امکان اقتصادی بازیافت را به طور قابل توجهی افزایش می دهد.

فرآیند جداسازی در داخل جداکننده چگالی مغناطیسی اتفاق می‌افتد، جایی که در انتهای دستگاه، صفحات افقی مخلوط‌های سیال/ذره را در ارتفاع‌های مختلف حذف می‌کنند. مخلوط‌های مختلف حاوی چگالی‌های جرمی متفاوتی از ذرات پلاستیک هستند و سپس ذرات توسط یک سانتریفیوژ از فروسیال جدا می‌شوند و در نتیجه ذرات پلاستیکی با محدوده چگالی جرمی خاص به‌وجود می‌آیند که می‌تواند به عنوان نشانگر نوع پلاستیک در این محدوده چگالی جرمی استفاده شود. .

این تکنیک جدید جداسازی چگالی مغناطیسی با مجموعه ای از چالش ها همراه است. تلاطم در داخل فرآیند جداسازی به دلیل افزایش اختلاط باعث کاهش راندمان جداسازی می شود و بنابراین باید تا حد امکان سرکوب شود. ثانیاً، برخورد ذرات می تواند فرآیند جداسازی را به تاخیر بیندازد.

برای Ph.D. تحقیقات، Rik Dellaert شروع به بررسی راه حل هایی برای این چالش ها کرد. او ابتدا از دو تونل باد برای اندازه گیری و تجزیه و تحلیل تلاطم در جریان استفاده کرد. دوم، او از یک مخزن سیال برای ردیابی برخورد بین ذرات در فروسیال با گرادیان چگالی جرم عمودی در میدان مغناطیسی استفاده کرد.