BR102014007763A2 - aperfeiçoamento em reator para redução de resíduos alimentares orgânicos - Google Patents

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Abstract

aperfeiçoamento em reator para redução de resíduos alimentares orgânicos. o presente resumo refere-se a uma patente de invenção para reator, pertencente ao campo dos meios processamento e destinação final de resíduos, principalmente resíduos alimentares orgânicos, que foi aperfeiçoado em relação aos similares e compreendido: por câmara de reação (1); por sistema de aquecimento (10); por circuito de reçirculação (20), que tem intercalados: filtro de vapor (30); condensador (40); ventilador gerador de fluxo (50); e catalizador metálico e aquecedor (60), deste último derivando o retorno (21) à câmara de reação (1); dito circuito de recirculação (20) compreendido ainda: por reservatório de água condensada (70); conjunto moto-bomba (71); circuito de recirculação de água condensada (72); e circuito de descarte de água condensada (73); dito sistema de aquecimento (10) compreendido por conjunto resistivo elétrico (10), composto por resistências elétricas de contato, que ficam em contato direto com parede (11) da câmara de reação (1) ou sistema micro-ondas interno à câmara de reação (1) ou sistema de queima de biomassa e o condensador (40) é montado junto aos demais componentes ou uma unidade remota.

Description

“APERFEIÇOAMENTO EM REATOR PARA REDUÇÃO DE RESÍDUOS ALIMENTARES ORGÂNICOS” [001] , O presente relatório descritivo réfere-se a uma patente de invenção para reator para redução de resíduos alimentares orgânicos, pertencente ao campo do processamento e destinação final de resíduos, principalmente resíduos alimentares orgânicos e que foi aperfeiçoado para apresentar construção e operação mais simples e menor custo em relação a equipamento similar usual.
[002] . A cadeia produtiva de alimentos, desde os centros produtores, como fazendas, granjas, indústria da pesca e outros, pas- i sando pela indústria de produtos alimentícios em geral, chegando até aos locais de preparo final e consumo, como restaurantes comerciais, industriais, hospitalares, de escolas e outros e até as próprias residências geram resíduos alimentares orgânicos, que somados podem representar grandes quantidades, que é desejável sejam reaproveitados ou que quando simplesmente descartados, isso seja feito de modo a não agredir o meio ambiente.
[003] . Desse modo, em uma destinação final desses resíduos para simplesmente não agredirem o meio ambiente, eles podem, por exemplo, ser incinerados ou depositados em aterros sanitários, o quê gera enormes transtornos para o meio ambiente. Quando se pretende reaproveitar esses resíduos, numa possiblidade, eles são j submetidos a processos de compostagem, os quais, todavia, apresentam o inconveniente de serem relativamente lentos e particularmente nos centros urbanos dependerem de uma logística relativamente compliçada, já que envolve separação de resíduos, serviço de coleta e outros procedimentos até chegarem ao centro de pro- cessamento ou descarte.
I
[004] . Desse modo, vem se formando um consenso de que o ideal é que esses resíduos, particuiarmente quando em quantidades que viabilizem e em centros urbanos, possam ser processados diretamente nos locais onde são gerados e deixem estes já numa forma que possa ser útil ou que se for simplesmente descartada não seja agressiva ao ambiente.
[005] . Para atender a essa necessidade, já é conhecido um equipamento reator para decomposição de resíduos alimentares por redução térmica, formado essencialmente: por câmara de reação, que mistura e aquece os resíduos alimentares orgânicos para extração de sua umidade e que continua a aquecer os resíduos e o vapor liberado deste; e por circuito de recirculação que se deriva e retorna à da câmara de reação e que tem intercalados, filtro de vapor; condensador que condensa a água suspensa no vapor; ventilador gerador de fluxo; e catalizador metálico e aquecedor desinfetantes do vapor, a partir dos quais há o retomo à câmara de reação; e o circuito de recirculação compreende reservatório de água condensada do vapor e circuitos de recirculação e descarte adequados; dito circuito capta o vapor da câmara de reação; filtra-o; condensa a água incorporada no mesmo e armazena-a no reservatório de condensado; desinfeta o vapor e devolve-o à câmara de reação; e promove recirculação de parte da água precipitada, na medida da necessidade do processo e o descarta ou a disponibiliza a parte de água restante para outros usos.
[006] . O produto final obtido a partir desse equipamento é um composto em pó útil, por exemplo, como fertilizante ou ração ani- mal.
[007] . Um equipamento desse tipo, portanto, processa os resíduos alimentares orgânicos no próprio local onde são produzidos, dispensando assim o transporte entre este e um local de processamento.
[008] . Em que pese esse equipamento prestar-se à sua finalidade, a sua construção prática apresenta alguns inconvenientes.
[009] . De fato, na construção prática desse equipamento, o aquecimento da câmara de reação é feito com fluído térmico. Isso exige que o equipamento seja composto: por câmara de reação; por câmara externa à câmara de reação; por chapa de contato de transmissão de calor entre a câmara de reação e a câmara externa; por resistências elétricas blindadas; e fluído térmico, internos à câmara externa.
[010] . Essas características resultam em construção e fabricação relativamente complexas. Exige um consumo de material (chapas de aço) e mão-de-obra relativamente grandes. Resulta em um grande volume para o equipamento, que exige espaço correspondentemente grande, o que pode complicar sua instalação no local de uso. A construção usual pode causar também dificuldades de operação, já que exige manutenção para, por exemplo, troca do fluído térmico. Outro inconveniente é exigir, na partida do equipamento, o aquecimento do fluído térmico, o que demanda consumo de energia elétrica, tempo de espera e consequentemente maior custo de operação.
[011] . Assim, o objetivo da presente patente de invenção é prover um equipamento que supere as dificuldades observadas na construção prática do equipamento usual, acima descrita.
[012] , Outro objetivo é prover um equipamento eficiente e de operação simples.
[013] , Outro objetivo é prover um equipamento que tenha menores custos de fabricação, aquisição, operação e manutenção rela-tivamçnte à solução usual.
[014] . Tendo em vista, portanto, os aspectos e objetivos acima e no propósito de atendê-los foi desenvolvido o aperfeiçoamento em reator para redução de resíduos alimentares orgânicos, objeto da presente patente, o qual é compreendido, substancialmente: por câmara de reação; e por circuito que se deriva e retorna à câmara de reação e que tem intercalados: filtro de vapor; condensador; ventilador gerador de fluxo; e catalizador metálico e aquecedor, que retornam à câmara de reação; dito circuito tendo ainda reservatório de água condensada; circuito de recirculação de parte da água condensada ligado a este e a partes adequadas do equipamento e circuito de descarte derivado do reservatório de água condensada, sendo que, no presente equipamento, ao invés do sistema de aquecimento da câmara de reação ser através de fluído térmico, conforme construção usual, referido sistema de aquecimento da câmara de reação é compreendido, preferencialmente, por conjunto resisti-vo elétrico, que fica em contato direto com a parede da câmara de reaçao.
[015] . Opcionalmente, dito sistema de aquecimento pode ser composto por outras soluções, por exemplo, uma solução interna à câmara de reação compreendida por sistema de aquecimento por micro-ondas ou utilização de queima de biomassa (pellets ou bri- quetes) ou outros.
[016] . Outro aperfeiçoamento introduzido no presente equipamento consiste no fato de que o condensador pode ser separado, podendo ser instalado de forma remota (até 3m de distância, como um sistema “Split”).
[017] . Esses aperfeiçoamentos superam os inconvenientes acima aludidos verificados com a construção usual desse tipo de equipamento e proporciona outras vantagens. De fato, as construções propostas, particularmente a que usa sistemas resistivos em contato com a parede da câmara de reação, simplificam a construção e fabricação, diminuem o consumo de materiais e mão-de-obra, resultando, por conseguinte, em menor custo para o equipamento.
[018] . Ainda, a operação do presente equipamento é mais simples e de menor custo que do equipamento usual, pois dispensa as operações periódicas de troca de fluído térmico e consequentemente a paralização de operação e o uso de sistema resistivo, conforme consta do presente equipamento, pode inclusive diminuir o consumo elétrico do equipamento.
[019] . Outro aspecto relevante é que a não utilização da câmara externa de armazenamento de fluído térmico diminui o volume do equipamento o que, associado ainda à possibilidade de usar o condensador como uma unidade remota, facilita sobremaneira a instalação no local de uso.
[020] . Os desenhos anexos referem-se ao aperfeiçoamento em reator para redução de resíduos alimentares orgânicos, objeto da presénte patente, nos quais, a título meramente ilustrativo e não restritivo: [021] . a fig. 1 mostra um esquema do equipamento;
[022] . a fig. 2 mostra um esquema do equipamento e a indicação de funcionamento; e [023] a fig. 3 mostra um esquema da câmara de reação com um sistema de aquecimento opcional interno.
[024] . Conforme ilustram as figuras acima relacionadas e é previsto na invenção, o reator, objeto da presente patente de invenção, destina-se a realizar redução térmica de resíduos de alimentos orgânicos quaisquer gerados em quaisquer pontos da cadeia produtiva de alimentos, desde os centros produtores, como fazendas, granjas, indústria da pesca e outros, passando pela indústria de produtos alimentícios em geral, chegando até aos locais de preparo final e consumo, como restaurantes comerciais, industriais, hospitalares, de escolas, lanchonetes, praças de alimentação e outros e até as próprias residências.
[025] . Assim, o presente reator é compreendido, essencialmente: por câmara de reação 1 para redução térmica dos resíduos alimentares orgânicos, que recebe estes e a qual tem tampa 2 e aloja conjunto de pás misturadoras 3, movido por conjunto motor 4; dita câmara de reação 1 é associada ainda a sistema de aquecimento 10 que aquece os resíduos alimentares orgânicos para remoção da humidade, que continua aquecendo esta até formação de vapor que é recirculado em circuito de recircutação 20 e que continua aquecendo os resíduos alimentares até obtenção de resíduo altamente desidratado em pó.
[026] . O circuito de recirculação 20, que se deriva e retorna à câmara de reação 1, tem intercalados: filtro de vapor 30; condensa- dor 40; ventilador gerador de fluxo 50; e catalizador metálico e aquecedor 60, deste último derivando o retorno 21 à câmara de reação 1; dito circuito de recirculação 20 é compreendido ainda: por reservatório de água condensada 70; conjunto moto-bomba 71, com admissão ligada no reservatório 70, circuito de recirculação de água condensada 72 derivado da bomba e ligado a partes adequadas do equipamento como a câmara de reação, lavagem de filtro e outros e circuito de descarte 73 derivado do reservatório de água condensada 70 e que disponibiliza parte da água precipitada dos resíduos alimentares.
[027] . No presente aperfeiçoamento, e isso constituindo o objeto principal da presente patente, o sistema de aquecimento 10 da câmara de reação 1, ao invés ser de tipo que usa fluído térmico e resistências de aquecimento, como ocorre em construção usual, referido sistema de aquecimento 10 é compreendido, preferencialmente, por conjunto resistivo elétrico 10, composto por resistências elétricas de contato, que ficam em contato direto com parede 11 da câmara de reação 1, parede essa que atua como uma chapa de contato de transferência térmica; ditas resistências elétricas de contato 10 são alimentadas com energia elétrica por circuito elétrico apropriado (não ilustrado).
[028] . As resistências elétricas de contato 10 são preferencialmente as chamadas resistências cerâmicas, compreendidas: por resistência tubular; por corpo (ladrilho) cerâmico que encapsula a resistência; e por bornes de conexão elétrica derivados da resistência e projetados para fora da cerâmica.
[029] . Faz parte do equipamento ainda circuito de alimentação elétrica, segurança, supervisão e controle, que alimenta os dispositivos ativos do equipamento, como motor elétrico, ventilador de fluxo, bomba de água, conjunto de resistências elétricas de contato e outros. O reator consta ainda de dispositivos de segurança, com: chaves elétricas, válvulas pneumáticas, registros e outros adequados. O equipamento prevê também painel dotado de meios de interface com um operador, como botoeira, lâmpadas sinalizadoras e visor. Todas as partes do equipamento estão montadas e alojadas em carcaça apropriada (não ilustrados).
[030] . O equipamento em funcionamento recebe resíduos alimentares orgânicos “R” na câmara de reação 1 (fig. 2), onde estes passam a ser revirados pelo conjunto misturador 3 e aquecido pelo conjunto de resistências de contato 10 até temperatura adequada para remover a humidade do resíduo “R” e continuar a aquecer a humidade até formação de vapor “V” que é recirculado no circuito de recirculação 20 e continuar a aquecer os resíduos “R” aquecidos até fprmação de resíduos altamente desidratados em pó, dentro da câmara de reação 1.
[031] . Por ação do ventilador 50, intercalado no circuito de recirculação 20, o vapor “V” sai da câmara de reação 1, passa pelo filtro 30 onde as impurezas são retidas. O vapor “V” passa pelo condensador 40, onde a humidade suspensa no mesmo é condensada e a água precipitada é recolhida no reservatório 70. O vapor passa pelo catalizador aquecedor 60 onde é processado à temperatura adequada para desinfecção e volta para a câmara de reação 1.
[032] . Parte da água precipitada recolhida no reservatório 70 é recirCulada para locais adequados do equipamento, como câmara de reação 1, quando necessário, dispositivo de limpeza de filtro e outros e parte é descartada ou disponibilizada para outros usos.
[033] . Dentro da construção básica acima descrita, pleiteia-se que o reator, objeto da presente patente, possa apresentar modificações de construção, fabricação, materiais, dimensões, etapas de processo e outras, sem que fuja do âmbito de proteção solicitado.
[034] . Dentro disso, opcionalmente, o sistema de aquecimento 10 pode ser composto por outras soluções, por exemplo, uma solução interna à câmara de reação 1, compreendida por sistema de aquecimento por micro-ondas 10’ (fig.3) que atua diretamente sobre os resíduos alimentares, proporcionando redução de cerca de 25 a 35% no tempo de processamento em relação às solução usual com fluido térmico e resistência.
[035] . Opcionalmente, o reator pode ser sistema de aquecimento usando queima de biomassa (pellets ou briquetes) ou outros.
[036] . Numa outra possibilidade de realização, ao invés do condensador 40 ser incorporado ao equipamento conforme acima descrito, referido condensador pode ser separado, podendo ser instalado de forma remota (até 3m de distância, como um sistema “Splití’).
[037] . Essa é uma solução particularmente adequada para aquelas situações em que o espaço é relativamente pequeno para receber o equipamento, particularmente sua câmara de reação, e há espaços adjacentes livres.
[038] . O reator pode incorporar outros dispositivos, como filtro de carvão ativado, para os efluentes, líquidos, água, descartado, dispositivo de desinfecção do vapor disposto a montante do con- densador e outros.
[039]. O equipamento pode ser desenvolvido para ter diferentes capacidades, desde 2,0 kg até 1.500,0 kg visando atender a demandas desde doméstica até industriais, na qual há grandes produções de resíduos.
Reivindicações

Claims (6)

1)- “APERFEIÇOAMENTO EM REATOR PARA REDUÇÃO DE RESÍDUOS ALIMENTARES ORGÂNICOS”, compreendido: por câmara de reação (1), que tem tampa (2) e aloja conjunto de pás misturadoras (3); por sistema de aquecimento (10) associado à câmara de reação (1); por circuito de recirculação (20), que se deriva e retorna à câmara de reação (1) e tem intercalados: filtro de vapor (30); condensador (40); ventilador gerador de fluxo (50); e catalizador metálico e aquecedor (60), deste último derivando o retorno (21) à câmara de reação (1); dito circuito de recirculação (20) compreendido ainda: por reservatório de água condensada (70); conjunto moto-bomba (71); circuito de recirculação de água condensada (72); e circuito de descarte de água condensada (73), caracterizado por sistema de aquecimento (10) compreendido por conjunto resistivo elétrico (10), composto por resistências elétricas de contato, que ficam em contato direto com parede (11) da câmara de reação (1), que atua como chapa de contato de transferência térmica.
2) - “APERFEIÇOAMENTO EM REATOR PARA REDUÇÃO DE RESÍDUOS ALIMENTARES ORGÂNICOS”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo sistema de aquecimento elétrico (10) ber formado por resistências de tipo cerâmicas, compreendidas: por resistência tubular; por corpo (ladrilho) cerâmico que en-capsula a resistência; e por bomes de conexão elétrica derivados da resistência e projetados para fora da cerâmica.
3) -“APERFEIÇOAMENTO EM REATOR PARA REDUÇÃO DE RESÍDUOS ALIMENTARES ORGÂNICOS”, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por sistema de aquecimento (10) interno à câmara de reação (1).
4}>- “APERFEIÇOAMENTO EM REATOR PARA REDUÇÃO DE RESÍDUOS ALIMENTARES ORGÂNICOS”, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por sistema de aquecimento (10) interno à câmara de reação (1), compreendido por sistema de aquecimento por micro-ondas (10)’ que atua diretamente sobre os resíduos alimentares.
5) ~‘APERFEIÇOAMENTO EM REATOR PARA REDUÇÃO DE RESÍDUOS ALIMENTARES ORGÂNICOS”, de acordo com a reivindicação 1 ou 2 ou 3 ou 4, caracterizado por unidade compacta na qual o condensador (40) é montado junto aos demais componentes do equipamento ou unidade não-compacta, com o condensador (40)’ montado numa posição remota.
6) -“APERFEIÇOAMENTO EM REATOR PARA REDUÇÃO DE RESÍDUOS ALIMENTARES ORGÂNICOS”, de acordo com a reivindicação 1 ou 3 ou 4 ou 5, caracterizado por sistema de aquecimento por queima de biomassa (pellets ou briquetes). I
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