Prawidłowa odpowiedź to sedymentacja, bo właśnie ta metoda bezpośrednio wykorzystuje różnice gęstości składników mieszaniny. W sedymentacji cięższe cząstki opadają pod wpływem siły ciężkości na dno naczynia lub zbiornika, a lżejsza faza (np. ciecz lub drobniejsze cząstki) pozostaje wyżej. To jest klasyczna operacja jednostkowa w technologii żywności i w ogóle w inżynierii procesowej. W praktyce spożywczej sedymentację stosuje się chociażby przy klarowaniu soków, oddzielaniu osadu drożdżowego w piwie, wstępnym oczyszczaniu wody technologicznej czy przy oddzielaniu zawiesin w serwatce. W zakładach przemysłowych często nie jest to tylko „stanie w szklance”, ale proces prowadzony w osadnikach, zbiornikach sedymentacyjnych lub w wirówkach sedymentacyjnych, które przyspieszają opadanie dzięki działaniu siły odśrodkowej. Moim zdaniem warto kojarzyć, że sedymentacja jest procesem grawitacyjnym – kluczowe parametry to różnica gęstości, wielkość cząstek, lepkość cieczy i czas przebywania w zbiorniku. Dobre praktyki zakładowe mówią, żeby nie mieszać nadmiernie układu w trakcie sedymentacji i zapewnić spokojny przepływ, bo turbulencje podrywają osad i pogarszają rozdział. W wielu normach branżowych (np. przy produkcji soków klarowanych) etap sedymentacji lub klarowania jest opisany jako ważny krok poprawiający stabilność i wygląd produktu. Warto też pamiętać, że sedymentację często łączy się z kolejnymi operacjami, np. dekantacją (zlewanie znad osadu) lub filtracją, żeby uzyskać jeszcze dokładniejsze oddzielenie faz.
W tym zadaniu łatwo się pomylić, bo wszystkie wymienione metody kojarzą się z jakimś rozdzielaniem mieszanin, ale tylko jedna z nich faktycznie opiera się na różnicy gęstości składników. Kluczem jest zrozumienie, jaka właściwość fizyczna jest wykorzystywana w danym procesie. Filtracja to proces, w którym rozdzielamy mieszaninę na podstawie wielkości cząstek i ich zdolności do przechodzenia przez porowate medium, na przykład bibułę filtracyjną, tkaninę, złoże piaskowe albo membranę. Tutaj decyduje rozmiar i kształt cząstek, ewentualnie ich ładunek, a nie gęstość. W praktyce w zakładach spożywczych filtruje się piwo, soki, oleje, ale to, co zostaje na filtrze, to po prostu cząstki za duże, żeby przejść przez pory, niezależnie od tego, czy są lżejsze, czy cięższe od cieczy. Przesiewanie działa podobnie, tylko w fazie stałej: rozdzielamy materiał sypki przez sito o określonej wielkości oczek. Tu znowu decydują wymiary ziaren, a nie ich gęstość. Wielu uczniów automatycznie łączy przesiewanie z „oddzielaniem cięższych od lżejszych”, bo drobniejsza frakcja często kojarzy się z „lżejszą”, ale od strony fizycznej to jest po prostu sortowanie po rozmiarze. Tłoczenie natomiast w ogóle nie jest klasyczną metodą rozdzielania ze względu na gęstość, tylko operacją mechaniczną polegającą na wyciskaniu cieczy z surowca stałego, na przykład soku z jabłek czy oleju z nasion. Owszem, w trakcie tłoczenia następuje rozdzielenie fazy ciekłej i stałej, ale dzieje się to pod wpływem ciśnienia, a nie dlatego, że coś jest gęstsze czy lżejsze. Typowy błąd myślowy polega tu na wrzuceniu wszystkich „operacji rozdzielania” do jednego worka i nieprzypisaniu im konkretnej właściwości fizycznej: gęstości, wielkości cząstek, rozpuszczalności itd. W przypadku pytania o różnicę gęstości zawsze warto od razu pomyśleć o sedymentacji, dekantacji czy flotacji, a dopiero później odsiać metody, które bazują na zupełnie innym mechanizmie działania.