Elektrostatický separátor: Unikátní česká technologie separuje plasty s čistotou 99 %

5. 3 .2021, Jiří Kuthan

Nadměrná produkce plastového odpadu patří mezi globální problémy současnosti. Jeho druhotné využití je přitom obtížné, a to především s ohledem na různorodost plastových materiálů a jeho znečištění. Jedním z řešení je elektrostatický separátor plastů. Jak funguje? Jaké jsou jeho výhody? A na co při jeho užívání dát pozor?

Na rozdíl od komunálního je u odpadu průmyslového hlavní výhodou znalost obsažených druhů plastu a také nižší znečištění. Pro jeho recyklaci je však nutné docílit vysoké čistoty vstupního materiálu separací, a to zároveň s nízkými energetickými nároky a minimálním vznikem odpadních látek, kterými mohou být například znečištěná voda nebo vzduch. Kvalita výsledných produktů je přitom na čistotě jednodruhového plastu přímo závislá. Vyšší účinnosti lze dosáhnout chemickou recyklací, a to i při využití znečištěného vstupního materiálu, ale proces je technologicky významně náročnější.

V roce 2012 byl proto zahájen vývoj elektrostatického separátoru plastů na Západočeské Univerzitě v Plzni. Po sestrojení prvního laboratorního prototypu navázala univerzita o 4 roky později spolupráci se společností Puruplast a došlo k vývoji, optimalizaci a testování separátoru v průmyslovém měřítku.

Vznikla technologie založená na třídění různých druhů plastů na základě rozdílného elektrického náboje. Prototyp sepáratoru je tak určen především pro průmyslový odpad. A co je hlavním cílem? Druhotné využití dílčích složek plastového odpadu jejich separací ze vstupní drtě nebo čištěním vícedruhových směsí plastů, jejichž cena dle trhu s plastovými odpady dosahuje mnohdy více jak trojnásobku ceny původní směsi.

Jak separátor pracuje?

Separátor lze zařadit do skupiny „free-fall” separátorů. Odpad ve formě drti přivádí šnekový podavač do vzduchového dopravníku zakončeného cyklonovým separátorem. Během dopravy dochází k nabíjení drtě pomocí triboelektrického jevu, kdy se částice třou o sebe a o stěny dopravníku. Důležitou podmínkou je přitom vhodná volba materiálu a elektrické odizolování celého systému dopravníku.

Za cyklonovým separátorem prochází drť usměrňovačem a volným pádem vstupuje do vysokonapěťové komory. K separaci pak dochází mezi elektrodami, které vychylují částice plastové drtě na základě jejich rozdílného náboje. Klíčem k účinné separaci je přitom nastavení elektrod a kolektorů, které vnáší značnou variabilitu do procesu separace. Následují sběrné koše a případně také šnekové dopravníky k odvodu dílčích složek separované drtě.

 

Každá technologie má své limity

Hlavní výhodou oproti existujícím systémům elektrostatických separátorů je možnost využití kontinuální separace, kdy je separátor zařazen do linky na zpracování plastového odpadu, například přímo za drtič, a materiál následně odveden k dalšímu zpracování. Na aktuálním prototypu separátoru lze přitom dosáhnout výkonu více jak 0,5 T/h. Proces separace není energeticky náročný a pro nabíjení vysokonapěťových elektrod, které jsou k separaci potřebné, je zapotřebí pouze jednotky až desítky wattů. Separátor zároveň neobsahuje žádné pohyblivé části a je tak konstrukčně velmi jednoduchý a robustní.

 

Testovaný prototyp vyniká vysokou variabilitou a umožňuje tak separaci různých typů materiálů. V průmyslovém měřítku lze odseparovat směsi, které jsou vysoce atraktivní, čistota separovaných směsí pak dosahuje až 99 %.  

 

Velikost částic vstupní drtě technologii limituje, stejně tak přítomnost prachových částic. Prach ze vstupní drtě je nutné odstranit před procesem separace odprašněním.

Přestože je vyvinutý separátor určen pro průmyslový plastový odpad, mohl by najít své uplatnění také pro separaci komunálního odpadu. V takovém případě je využitelný k odstranění nežádoucího druhu plastu, jako je například PVC, z různorodé směsi plastů. Další možnost využití je separace plastového odpadu od různých kovů při zpracování elektroodpadu nebo separace a čištění nerostných surovin, jako je slída. Prvotní experimenty potvrdily také možnost využití separátoru v oblasti zemědělství. Vyvinutá technologie má tedy široké možnosti využití. Hlavním kritériem je přitom možnost nabíjení vstupního materiálu pomocí triboelektrického jevu.

 

Západočeská univerzita v Plzni natočila o separátoru video, které stojí za zhlédnutí.

‐ Jiří Kuthan

Cyrkl v médiích