ES2477578T3 - Aparato y procedimiento de esterilización de productos higiénicos absorbentes - Google Patents

Aparato y procedimiento de esterilización de productos higiénicos absorbentes Download PDF

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Abstract

Un aparato de tratamiento de productos higiénicos absorbentes usados, que comprende: - un autoclave cilíndrico rotativo (14) que tiene una pared lateral (42) y dos extremos, al menos unos de los cuales termina en una compuerta (18, 20) que puede abrirse para posibilitar el acceso a dicho autoclave (14) y que se cierra herméticamente para posibilitar la presurización de dicho autoclave (14), - un circuito para calentar y presurizar el autoclave (14) para calentar los productos higiénicos absorbentes a una temperatura de esterilización. caracterizado por - una pluralidad de boquillas de corte (38) alimentadas por el fluido presurizado, que están dispuestas para dirigir los chorros de fluido presurizado respectivos dentro de dicho autoclave (14), en el que la presión operativa de las boquillas de corte (38) está comprendida entre 10 y 30 MPa, - las boquillas de corte (38) que se proyectan hacia el interior desde dicha pared lateral (42).

Description

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DESCRIPCIÓN
Aparato y procedimiento de esterilización de productos higiénicos absorbentes
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un aparato y a un procedimiento de reciclaje de productos higiénicos absorbentes usados.
Mediante la expresión "productos higiénicos absorbentes" se entiende, en general, productos absorbentes desechables tales como: pañales para bebés, compresas absorbentes para incontinencia, compresas higiénicas para mujeres, protectores de colchón, etc.
Descripción de la técnica pertinente
Los productos higiénicos absorbentes generalmente se fabrican de una amplia variedad de materiales diferentes, entre los cuales están las láminas de material plástico, copos de celulosa, polímeros superabsorbentes, láminas de material textil no tejido, etc.
Los productos higiénicos absorbentes contienen materiales de alta calidad tales como plástico y celulosa, y sería deseable recuperar dichos materiales para usarlos en un nuevo ciclo de producción o también para la producción de energía.
Actualmente, los productos higiénicos absorbentes usados se desechan como un residuo no diferenciado que se envía al vertedero. Los materiales componentes de los productos higiénicos absorbentes usados no se recuperan en primer lugar porque los diversos materiales (fibras de celulosa, polímeros superabsorbentes, láminas de material plástico, etc.) están íntimamente interconectados, y para obtener la separación de los materiales sería necesario realizar una desestructuración completa de los productos. Además, los productos higiénicos absorbentes usados contienen excrementos orgánicos y bacterias, y sería necesario realizar una esterilización de los productos antes de reciclar los materiales.
Por las razones anteriores, los productos higiénicos absorbentes usados no se incluyen entre los productos residuales reciclables para los que se realiza una recogida diferenciada.
Se estima que los productos higiénicos absorbentes constituyen aproximadamente el 2-3 % del total de los residuos sólidos urbanos. Sin embargo, cuando se realiza una recogida diferenciada con un alto porcentaje de diferenciación de los residuos (con un porcentaje de residuos diferenciados mayor del 60 % del total) el porcentaje de productos higiénicos absorbentes con respecto a la parte restante constituida por la fracción residual no diferenciada sube hasta aproximadamente el 20 %.
El alto porcentaje de productos higiénicos absorbentes con respecto a la fracción residual de residuos no reciclables hace muy deseable la disponibilidad de equipos y procedimientos que posibiliten realizar un tratamiento de los productos higiénicos absorbentes cuyo objetivo es reciclar sus materiales componentes de una manera eficaz y económicamente conveniente.
Las técnicas conocidas actualmente para el tratamiento de los productos higiénicos absorbentes usados no son satisfactorias. Una primera técnica conocida prevé realizar el lavado de los productos absorbentes usados con agua, compuestos alcalinos y jabón y separar la celulosa del plástico durante la operación de lavado. Los ejemplos de esta técnica se desvelan en los documentos Nº WO 94/20668 y WO 96/27045.
El documento Nº US5292075 describe un procedimiento en el que los productos higiénicos absorbentes sucios se trituran preliminarmente. Los materiales triturados después se lavan en una máquina de lavado que comprende un tambor cilíndrico perforado que retiene el material plástico en su interior. Después, el material que contiene la pasta de celulosa se deshidrata.
Estas técnicas de tratamiento de productos higiénicos absorbentes son, en la práctica actual, problemáticas de implementar, puesto que el agua de lavado contendría una alta cantidad de contaminantes, tal como polímeros superabsorbentes gelificados y residuos orgánicos, que hacen problemática la evacuación de los mismos. El secado de la celulosa después del lavado supone además un alto gasto de energía.
Una dificultad adicional surge del hecho de que los productos higiénicos absorbentes usados normalmente se arrojan en forma de un paquete plegado y cerrado, formando la capa de plástico externa de los productos una barrera impermeable. Si los productos se tratan en la forma en la que se han arrojado, la capa impermeable externa impide una esterilización eficaz de los productos. Por otro lado, un tratamiento preliminar como se describe en el documento US5292075 conlleva la necesidad de triturar artículos con un alto contenido de excrementos orgánicos, bacterias y contaminantes.
El documento Nº JP 2004113915 describe un procedimiento para tratar pañales que contienen polímeros absorbentes, en el que los pañales usados se introducen en un recipiente cerrado presurizado junto con serrín. Dentro del recipiente
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los pañales se tratan con vapor a alta temperatura y alta presión durante un tiempo pre-establecido. El tratamiento con vapor se realiza a una presión de 1,5-2,5 MPa y a una temperatura de 150-250 ºC. El presente documento prevé el uso de productos higiénicos absorbentes, después de dicho tratamiento, como fertilizantes después de su fermentación.
El documento Nº WO 2010/065088 describe un autoclave para el tratamiento de residuos sólidos urbanos que prevé el secado del residuo usando vapor. El aparato descrito en el documento WO 2010/065088 comprende un autoclave cilíndrico rotativo provisto de al menos una compuerta, que puede abrirse para posibilitar el acceso al autoclave, y cerrarse herméticamente para posibilitar la presurización del autoclave, una entrada para vapor de contacto, que entra en contacto directo con el residuo contenido dentro del autoclave, una pluralidad de cuchillas huecas rectas, que están diseñadas para conducir vapor sin contacto, que se proyectan desde la superficie interna de la autoclave, y se suministran con vapor sin contacto. Este aparato permite la esterilización de residuos sólidos urbanos y el secado de los residuos durante el tratamiento en el autoclave. El aparato descrito en el documento WO 2010/065088 se ha desarrollado para el tratamiento de residuos sólidos urbanos no diferenciados y no contiene enseñanzas específicas para obtener la esterilización, secado y separación de los materiales componentes y los productos higiénicos absorbentes.
Objeto y sumario de la invención
El objeto de la presente invención es proporcionar un aparato y un procedimiento para tratar productos higiénicos absorbentes usados que posibiliten la esterilización, secado y desestructuración de los productos higiénicos absorbentes usados para realizar la recuperación de los materiales constituyentes.
De acuerdo con la presente invención, el objeto anterior se consigue mediante un aparato y un procedimiento que tiene las características que forman el objeto de las reivindicaciones 1 y 6, respectivamente.
Las reivindicaciones forman una parte integral de las enseñanzas proporcionadas en el presente documento en relación con la invención.
Breve descripción de los dibujos
La presente invención se describirá ahora en detalle con referencia a los dibujos adjuntos, que se proporcionan meramente a modo de ejemplo no limitativo, y en los que:
-La Figura 1 es una vista en perspectiva de un aparato de tipo autoclave rotativo para tratar residuos;
-La Figura 2 es una vista esquemática que ilustra la disposición de las boquillas de corte dentro del autoclave de la Figura 1;
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La Figura 3 es una vista en sección transversal esquemática del autoclave de la Figura 1;
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La Figura 4 es un detalle ampliado de la parte indicada por la flecha IV en la Figura 3;
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La Figura 5 es una sección transversal de acuerdo con la línea V-V de la Figura 4; y
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La Figura 6 es una vista en planta superior de acuerdo con flecha VI de la Figura 4;
Descripción de las realizaciones preferidas
Con referencia a la Figura 1, con el número 10 se designa un aparato tipo autoclave rotativo para tratar productos higiénicos absorbentes usados. El aparato 10 comprende una estructura estacionaria 12, que lleva un autoclave cilíndrico 14 que gira alrededor de su eje longitudinal A. El aparato 10 comprende un dispositivo impulsor (no ilustrado), que impulsa al autoclave 14 a rotar alrededor del eje A. La estructura de soporte 12 puede estar provista de accionadores 16 para variar la inclinación del autoclave 14 con respecto a un eje horizontal, que posibilita la inclinación del autoclave 14 entre una posición de carga/descarga y una posición de trabajo. El autoclave 14 tiene dos extremos, al menos uno de los cuales termina en una compuerta que puede abrirse para posibilitar el acceso al espacio interno del autoclave y que se cierra herméticamente para posibilitar la presurización del espacio interno. En el ejemplo ilustrado, se proporcionan dos compuertas 18, 20 que pueden abrirse, que pueden usarse, por ejemplo, para cargar el autoclave con productos que se van a tratar y para descargar los productos tratados. Como alternativa, podría proporcionarse una única compuerta que pueda abrirse, que puede usarse tanto para la carga como para la descarga.
El aparato 10 comprende un circuito para calentar y presurizar el autoclave 14 para calentar los productos higiénicos absorbentes a una temperatura de esterilización.
Las compuertas 18, 20 están provistas de conectores rotatorios 34, 36 respectivos para la entrada y para la salida del vapor de contacto y del vapor sin contacto. El flujo de vapor de calentamiento puede dividirse en un flujo de vapor sin contacto 41, que atraviesa los conductos 24 localizados en la pared interna del autoclave 14, y un flujo de vapor de contacto 43, que entra en contacto directo con los productos que se van a tratar y presuriza el volumen interno del autoclave 14. En el conector de salida 36 el flujo de vapor sin contacto 41 y el flujo de vapor de contacto 43 se dividen y se tratan por separado, por ejemplo como se describe en el documento Nº WO 2010/065088.
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Típicamente, los productos higiénicos absorbentes comprenden un núcleo absorbente de fibras de celulosa y de polímeros superabsorbentes. El núcleo absorbente normalmente está contenido entre dos láminas de material plástico unidas entre sí. Típicamente, la lámina trasera es impermeable, mientras que la lámina superior es porosa. Los productos higiénicos absorbentes usados normalmente se pliegan de modo que el producto queda contenido en forma de un paquete dentro de la lámina trasera impermeable. Normalmente, se proporcionan lengüetas adhesivas para cerrar el producto plegado. De esta manera, los excrementos orgánicos quedan contenidos dentro de una lámina sellada de material plástico impermeable.
La presente invención prevé realizar el tratamiento de los productos higiénicos absorbentes tal cual se recogen, es decir, en la forma en la que se cerraron para formar un paquete, y sin ningún tratamiento preliminar para abrir los productos.
Para obtener una esterilización y secado eficaces durante el tratamiento en el autoclave 14, es necesario obtener la desestructuración de los productos para exponer todas las sustancias orgánicas a la temperatura de esterilización en cualquier punto dentro del autoclave 14. La desestructuración de los productos higiénicos absorbentes es absolutamente esencial para obtener un esterilización completa y separar el plástico de las fibras de celulosa.
De acuerdo con la presente invención, la desestructuración de los productos higiénicos absorbentes inicialmente cerrados se facilita mediante chorros de fluido a alta presión, que facilitan la ruptura de la capas externas de los productos higiénicos absorbentes.
Con referencia a la Figura 2, el aparato 10 comprende una pluralidad de boquillas de corte 38 situadas dentro del autoclave 14. Las boquillas de corte 38 están conectadas a un circuito de presurización 40 externo al autoclave 14, que suministra un fluido presurizado a las boquillas de corte 38. El fluido presurizado puede ser agua, vapor, aire, un fluido antiadherente, etc.
Con referencia a las Figuras 2 y 3, las boquillas de corte 38 son fijas con respecto a la pared lateral 42 del autoclave 14, y están orientadas preferentemente en una dirección radial. Preferentemente, las boquillas de corte 38 se agrupan en series 44, situándose las boquillas de cada serie 44 a una distancia entre sí en una dirección longitudinal, y con las diversas series 44 situadas a una distancia angular entre sí. Las Figuras 2 y 3 ilustran una configuración con cuatro series 44 situadas a una distancia angular entre sí de 90° y con seis boquillas de corte 38 en cada serie 44. El número de boquillas de corte 38 puede variar de acuerdo con las aplicaciones. Por ejemplo, de acuerdo con las dimensiones del autoclave 14, pueden proporcionarse de 10 a 100 boquillas de corte 38.
Con referencia a las Figuras 2-6, dentro del autoclave 14 pueden proporcionarse cuchillas radiales 46 que se proyectan en una dirección radial hacia el interior del autoclave desde la pared lateral 42. Durante el funcionamiento, las cuchillas radiales 46 arrastran la masa de productos higiénicos absorbentes contenida en el autoclave14 hacia arriba. Preferentemente, cada serie 44 de boquillas 38 se sitúa adyacente a una cuchilla radial 46 respectiva. Con referencia a la dirección de rotación del autoclave 14 indicada por la flecha B en la Figura 3, las boquillas de corte 38 preferentemente son adyacentes a la cara trasera de la cuchilla radial 46 respectiva para proteger las boquillas de corte 38 del impacto con la masa de residuos.
Con referencia a la Figura 2, las boquillas de corte 38 de cada serie 44 están conectadas preferentemente a una tubería de suministro 48 común. Las tuberías de suministro 48 de las diversas series 44 están conectadas a un colector rotativo 50. El circuito de presurización 40 comprende un bomba 50, que suministra fluido presurizado al colector rotativo 50.
El circuito de presurización 40 preferentemente está provisto de un controlador 52, que alimenta selectivamente las series 44 en función de las señales suministradas por un sensor 54 de posición rotacional, que detecta la posición rotacional del autoclave 14. El controlador 52, en función de las señales suministradas por el sensor 54, abre y cierra selectivamente las válvulas 56 asociadas a los conductos 58 conectados mediante el colector rotativo 50 a las tuberías de suministro 48 respectivas.
Durante la rotación del autoclave, el residuo se eleva periódicamente y después se deja caer hacia el centro. El controlador 52 activa únicamente la serie 44 de boquillas de corte que cada vez está en el fondo y, por lo tanto, en contacto con la masa de residuos. El controlador 52 activa las boquillas durante un periodo de tiempo limitado. Cuando las boquillas 38 giran hacia arriba, se mueven lejos de la masa de residuos que cae hacia el centro, y el controlador interrumpe el suministro de fluido presurizado para reducir la cantidad de humedad en exceso dentro del autoclave 14.
Las boquillas de corte 38 desgarran y ablandan las láminas traseras de plástico de los productos higiénicos absorbentes y forman orificios que facilitan la desestructuración de los productos, aumentando de esta manera la eficacia del autoclave.
Preferentemente, el fluido presurizado es agua. El tamaño de las aberturas de las boquillas preferentemente está comprendido entre 0,02 y 0,15 mm. La presión operativa de las boquillas 38 preferentemente de 10-30 MPa.
Los chorros de alta presión procedentes de las boquillas de corte 38 en combinación con la temperatura y presión dentro del autoclave 14 posibilitan una desestructuración completa de los productos higiénicos absorbentes dentro del
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autoclave 14. De esta manera, se evita la necesidad de un tratamiento preliminar de trituración de los productos, que expondría a los operarios y al entorno circundante a malos olores y a los elementos contaminantes contenidos en los productos higiénicos absorbentes.
La desestructuración completa de los productos durante el tratamiento en el autoclave posibilita el secado y la esterilización de los productos en tiempos más cortos. Después del tratamiento en el autoclave, se obtiene una masa desestructurada seca y estéril, formada básicamente por plástico y fibras de celulosa. A continuación, la masa desestructurada seca y estéril se hace pasar a través de un tamiz en el que se separan el plástico y las fibras de celulosa.

Claims (10)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un aparato de tratamiento de productos higiénicos absorbentes usados, que comprende:
    -un autoclave cilíndrico rotativo (14) que tiene una pared lateral (42) y dos extremos, al menos unos de los cuales termina en una compuerta (18, 20) que puede abrirse para posibilitar el acceso a dicho autoclave (14) y que se cierra herméticamente para posibilitar la presurización de dicho autoclave (14), -un circuito para calentar y presurizar el autoclave (14) para calentar los productos higiénicos absorbentes a una temperatura de esterilización.
    caracterizado por
    -una pluralidad de boquillas de corte (38) alimentadas por el fluido presurizado, que están dispuestas para dirigir los chorros de fluido presurizado respectivos dentro de dicho autoclave (14), en el que la presión operativa de las boquillas de corte (38) está comprendida entre 10 y 30 MPa, -las boquillas de corte (38) que se proyectan hacia el interior desde dicha pared lateral (42).
  2. 2.
    El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dichas boquillas de corte (38) están agrupadas en una pluralidad de series (44), en el que las boquillas de corte (38) de cada serie (44) están situadas a una distancia entre sí en una dirección longitudinal, y en el que las diversas series (44) están situadas a una distancia entre sí en una dirección circunferencial.
  3. 3.
    El aparato de acuerdo con la reivindicación 2, en el que las boquillas de corte (38) de cada serie (44) están situadas adyacentes a una cuchilla radial (38) respectiva que se proyecta hacia el interior desde dicha pared lateral (42) del autoclave (14).
  4. 4.
    El aparato de acuerdo con la reivindicación 2, en el que dicha serie (44) de boquillas de corte (38) están conectadas a un circuito de presurización (40) externo al autoclave (14) mediante un colector rotativo (50).
  5. 5.
    El aparato de acuerdo con la reivindicación 4, en el que dicho circuito de presurización (40) comprende un controlador (52) configurado para alimentar dichas series (44) de boquillas de corte (38) selectivamente en función de las señales suministradas por un sensor (54) de la posición rotacional que detecta la posición rotacional de dicho autoclave (14).
  6. 6.
    Un procedimiento de tratamiento de productos higiénicos absorbentes usados, que comprenden las etapas de:
    -proporcionar un autoclave cilíndrico rotativo que tiene una pared lateral (42) y dos extremos, al menos unos de los cuales termina en una compuerta (18, 20) que puede abrirse para posibilitar el acceso a dicho autoclave (14) y que se cierra herméticamente para posibilitar la presurización de dicho autoclave (14), -cargar dicho autoclave (14) con productos higiénicos absorbentes cerrados; -calentar y presurizar el autoclave (14) a una temperatura de esterilización y, al mismo tiempo, impulsar al autoclave (14) para que gire alrededor de un eje longitudinal (A) del mismo; y -suministrar fluido presurizado a una pluralidad de boquillas de corte (38) dispuestas para dirigir los chorros de fluido presurizado respectivos dentro de dicho autoclave (14)
    caracterizado por que
    -las boquillas de corte (38) se proyectan hacia el interior desde dicha pared lateral (42).
  7. 7.
    El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, en el que dichas boquillas de corte (38) están agrupadas en una pluralidad de series (44), en el que las boquillas de corte (38) de cada serie (44) están situadas a una distancia entre sí en una dirección longitudinal, y en el que las diversas series (44) están situadas a una distancia entre sí en una dirección circunferencial.
  8. 8.
    El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, en el que las boquillas de corte (38) de cada serie (44) están situadas adyacentes a una cuchilla radial (38) respectiva que se proyecta hacia el interior desde dicha pared lateral
    (42) del autoclave (14).
  9. 9.
    El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, en el que dicha serie (44) de boquillas de corte (38) están conectadas a un circuito de presurización (40) externo al autoclave (14) mediante un colector rotativo (50).
  10. 10.
    El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, en el que dicho circuito de presurización (40) comprende un controlador (52) configurado para alimentar a dichas series (44) de boquillas de corte (38) selectivamente en función de las señales suministradas por un sensor (54) de la posición rotacional que detecta la posición rotacional de dicho autoclave (14).
    6
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