Modellering en optimalisatie van een dichtheids scheidingsproces met pulsatiestroomsysteem voor het sorteren van kunststoffen met behulp van Computational Fluid Dynamics (CFD)

De laatste jaren heeft de Europese Unie prioriteit gegeven aan een aantal acties om te komen tot een duurzamer gebruik van kunststoffen en is er een nieuwe strategie ontwikkeld waarbij recyclage zeer hoog op de agenda staat. Een gangbare technologie voor de scheiding van kunststoffen met verschillende dichtheden is door gebruik te maken van de zwaartekracht in een flotatie scheider, waarbij de te scheiden fractie in een bad met een vloeistof of suspensie gebracht wordt. Materialen met een hogere dichtheid dan de vloeistof zullen zinken naar de bodem van de afscheider waar ze worden verwijderd door een schroef of transportband, terwijl de lichte fractie blijft drijven en aan de oppervlakte wordt afgescheiden door een systeem van schrapers. Ondanks dit eenvoudige principe zijn er nog steeds veel oorzaken van een verkeerde scheiding, zoals bijvoorbeeld sedimentatie in de suspensie, aanhechting van luchtbellen aan de kunststofdeeltjes en de vorming van recirculatiezones in het bad. Deze oorzaken kunnen er allemaal toe leiden dat zware kunststoffen blijven drijven en in de lichte fractie terechtkomen en omgekeerd. Er zijn dus fysische modellen nodig die met deze effecten rekening houden om het scheidingsrendement verder te optimaliseren. Dergelijke modellen zijn echter momenteel nog onbestaande, daar de meeste flotatie scheiders alleen empirisch ontworpen werden, zonder de onderliggende fysica van het proces in voldoende mate te vatten. Daarom is het doel van dit doctoraat dan ook om een fysisch model van een kunststof scheider te ontwikkelen met behulp van Computational Fluid Dynamics (CFD). Met dit model kunnen fysische inzichten in het proces verworven worden om de scheiding verder te optimaliseren en de efficiëntie te verhogen teneinde de duurzaamheid van kunststofgebruik te verhogen.