ES2592806B1 - Procedimiento para la valorización de restos vegetales mezclados con rafia de poliolefinas procedentes de cultivos hortícolas - Google Patents

Procedimiento para la valorización de restos vegetales mezclados con rafia de poliolefinas procedentes de cultivos hortícolas Download PDF

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Abstract

Procedimiento para la valoración de restos vegetales mezclados con rafia de poliolefinas procedentes de cultivos hortícolas.#La presente invención se refiere a un procedimiento para obtener materias primas poliméricas de aplicación industrial, a partir de los restos vegetales mezclados con rafia de poliolefinas procedentes de cultivos hortícolas, mayoritariamente de invernaderos agrícolas, sometidos a fermentación. Los productos obtenidos según esta invención están ampliamente implantados desde un punto de vista comercial.#Los vegetales mezclados con rafia son sometidos a una fermentación aerobia para convertirlos en compost, separando dicho compost de la parte no fermentada, y conseguir materias primas poliméricas de aplicación industrial.

Description

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PROCEDIMIENTO PARA LA VALORIZACION DE RESTOS VEGETALES MEZCLADOS CON RAFIA DE POLIOLEFINAS PROCEDENTES DE CULTIVOS HORTICOLAS
D E S C R I P C I O N
OBJETO DE LA INVENCION
La presente invencion se refiere a un procedimiento para obtener materias primas polimericas de aplicacion industrial, a partir de los restos vegetales mezclados con rafia de poliolefinas procedentes de cultivos horricolas, mayoritariamente de invernaderos agricolas, sometidos a fermentacion. Los productos obtenidos segun esta invencion estan ampliamente implantados desde un punto de vista comercial.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
Una buena parte de los residuos agricolas procedentes de cultivos horricolas y, en particular los procedentes de invernaderos, estan mezclados con rafia de poliolefinas utilizadas en el tutorado de las plantas, por lo que no es posible su utilization como alimento de ganado y, por parte de la Administration Medioambiental, se dificulta su uso en instalaciones de compostaje, dado el alto grado de rechazo de material no fermentable.
Estando asi las cosas, estos residuos acaban abandonados en espacios publicos, contribuyendo de forma importante a la contamination ambiental o, en el mejor de los casos, enterrado en los vertederos. Su gestion de valorization no esta aun resuelta y es el objeto de la invencion.
Son sobradamente conocidos en la tecnica procedimientos de compostaje de materia organica: restos de cosechas, siegas de cesped, malas hiervas, ramas de poda de los frutales, hojas, restos de frutas y hortalizas, restos de animales de matadero, plantas marinas, et. Pero siempre el material que se emplea es en su totalidad organico, no mezclado con otros productos no fermentables como son los polimeros olefrnicos.
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PROBLEMA TECNICO PLANTEADO
Como se ha indicado mas arriba, resulta de alto interes medioambiental y economico resolver el problema de los residuos vegetales procedentes de cultivos en los que se utiliza tutorado con rafia, por lo que se han ensayado practicas conducentes a su utilization como biomasa empleando tecnologias laboriosas y costosas para la separation de la parte vegetal de la polimerica y, por ende, en la actualidad no son de aplicacion. Asimismo, las tecnicas de compostaje empleadas en la actualidad generan un rechazo no aprovechable y que, como se ha dicho anteriormente, acaba enterrado en vertederos, en el mejor de los casos.
Habida cuenta de la gran abundancia de residuos vegetales mezclados con plasticos, supone una mejora desarrollar un procedimiento de separacion y valorization de ambos componentes.
DESCRIPCION DE LA INVENCION
Los restos vegetales mezclados con residuos de rafia de poliolefinas, procedentes fundamentalmente de invernaderos agricolas y despues de reducir su tamano por trituration, se someten a un proceso de compostaje, por ejemplo mediante fermentation aerobia o por cualquiera de los procedimientos descritos en la tecnica, bien en sistemas abiertos (pilas volteadas o estaticas) o en sistemas cerrados (reactores verticales u horizontales). De esta forma se generan unos rechazos de residuos no fermentables (la rafia) mezclados con restos de vegetal y compost en polvo.
Este rechazo es transportado hasta un triturador, y se tritura por cualquiera de los procedimientos de reduction de tamano conocidos en la tecnica, preferentemente mediante un sistema de cuchillas rotatorias adecuadamente dimensionado para que la rafia pueda ser cortada en trozos pequenos (preferentemente 4-10 cm) sin ser enrollados en las partes moviles del triturador que acabarian inmovilizandolo y deteriorandolo.
El material triturado se transporta neumaticamente hasta un ciclon, con lo que la mayor parte del compost en polvo que acompana a la rafia se separa. El plastico asi recuperado,
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con un bajo porcentaje de impurezas, es apto para ser utilizado en plantas de reciclado pirolrtico para obtener hidrocarburos solidos, Kquidos y gaseosos mediante procesos conocidos, algunos del mismo autor de esta invention, como por ejemplo el reivindicado en la patente nacional ES2409061 (B1).
Para utilizar este plastico como materia prima en otros procesos de reciclado como, por ejemplo, moldeado por extrusion, soplado o inyeccion de piezas es necesario someterlo a un lavado con agua y despues a un secado por centrifugation, transporte neumatico o cualquier otro procedimiento.
Las aguas de lavado, como consecuencia del proceso de compostaje al que ha sido sometido el material, ademas de llevar disueltos nutrientes salen muy coloreadas y potencialmente contaminadas con los microorganismos fermentadores. Es por lo que hay que someterlas a purification antes de ser vertidas al exterior o, mejor aun, reciclarlas y utilizarlas en el proceso de compostaje para regar el material que se esta fermentando, por lo que es muy conveniente desarrolla todas las operaciones descritas en esta invencion en las mismas instalaciones de compostaje.
El material resultante de este proceso de limpieza esta aun impurificado por pequenas particulas de naturaleza vegetal dado que estas y el plastico tienen densidades similares, por lo que no es posible separarlos por flotation en agua y saldrian juntas en el proceso de lavado anterior.
Una de las caracteristicas que hacen utiles a las poliolefinas para su empleo tan ampliamente extendido en la vida ordinaria es su insolubilidad en la mayoria de los disolventes usuales. Pero si se seleccionan sustancias liquidas de naturaleza qtimica similar a estas, como son los hidrocarburos, y en condiciones adecuadas de temperatura como por ejemplo entre 150 y 250°C, preferentemente 180-200°C, es posible disolverlas manteniendo en suspension los restos vegetales por ser insolubles en estos disolventes y condiciones.
Asi, mediante disolucion en un reactor agitado, filtration en caliente, precipitation por enfriamiento y recoleccion del solido polimerico mediante tecnicas de compactacion y vado, se procede a su almacenamiento, mientras que el disolvente se lleva a un deposito
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independiente.
Asi, el objeto general de la presente invencion es multiple:
• Retirar del medio ambiente desperdicios vegetales y plasticos, dandoles a su vez una utilidad comercial.
• Establecer en base al procedimiento una conversion de estos desperdicios en un producto de mercado, como es el compost, y en una materia prima para ser utilizada industrialmente (el plastico).
• Seleccionar las condiciones adecuadas para que la separacion de ambos productos tenga lugar convenientemente.
DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripcion que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprension de las caracteristicas del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realizacion practica del mismo, se acompana como parte integrante de dicha descripcion, un plano en donde con caracter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1.- Muestra un diagrama de bloques que se corresponde a las distintas etapas y medios utilizados en la puesta en practica del procedimiento realizado de acuerdo con el objeto de la presente invencion.
REALIZACION PREFERENTE DE LA INVENCION
A la vista de la figura resenada, en el mismo puede observarse una cinta transportadora (1), mediante la cual y tras la reduccion de tamano por trituracion de los restos vegetales
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mezclados con residuos de rafia de poliolefinas y tras someterse a un proceso de compostaje, los rechazos generados son transportados mediante dicha cinta transportadora (1) hasta un triturador (2) en el que preferentemente existira un sistema de cuchillas rotatorias que permiten el seccionado de la rafia en porciones pequenas, preferentemente de 4 a 10 centimetros, sin ser enrolladas en las partes moviles del triturador, que acabarian inmovilizandolo y deteriorandolo.
A continuacion, y mediante un soplante (3), el material triturado es transportado neumaticamente, a traves del conducto (4), a un ciclon (5), teniendo lugar que la mayor parte del compost en polvo que acompana a la rafia se separa.
De esta manera el plastico recuperado, con un bajo porcentaje de impurezas, entre el 10 y el 15% aproximadamente, resulta apto para ser utilizado en plantas de reciclado pirolrtico, permitiendo obtener hidrocarburos solidos, liquidos y gasesosos, mediante procesos conocidos.
El plastico, para su utilizacion como materia prima, es sometido a un lavado con agua, en una planta de lavados (6), con una salida (7) de agua de lavado y una entrada (8) del agua utilizada para el lavado.
A continuacion, el plastico lavado es sometido a una fase de secado por centrifugacion, transporte neumatico o cualquier otro medio, segun el tren de secado (9) del esquema de la figura 1, en la que se incluye ademas un silo (10) de recepcion del plastico secado y a continuacion de dicho silo un extractor (11).
Desde el silo (10) el plastico es sometido a una disolucion en un reactor agitado (12), sometiendolo a continuacion a un proceso de filtracion en caliente (13) y posterior precipitacion por enfriamiento (14), tras lo cual se lleva a cabo una recoleccion del solido polimerico mediante tecnicas de compactacion y vado, para su definitivo almacenamiento (16).
El disolvente se lleva a un deposito independiente (17) desde la etapa de compactacion y vado (15).
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EJEMPLO.
200 Kg de rechazos procedentes del compostaje aerobio de material vegetal mezclado con cintas de rafia de polipropileno, inoculado con microorganismos fermentadores para acelerar el proceso, se trituran en cortadora de cuchillas rotatorias para obtener fragmentos de 8-10 cm y se transportan neumaticamente a un silo ciclonico, recogiendo 38 Kg de polvo de compost y 160 Kg de restos de rafia y material vegetal. 10 Kg de estos se lavan con agua y, despues de separar manualmente los fragmentos vegetales mas voluminosos y secar al aire, se obtuvieron 9,5 Kg de producto seco. Se sometieron 2.0 Kg de este material a un proceso de pirolisis siguiendo el metodo descrito en la Patente Nacional ES2409061 (B1) , rindiendo 1.71 Kg de hidrocarburos, de los cuales un 87% son liquidos a temperatura ambiente estando el resto formado por gases incondensables (C1-C4).
2,5 Kg del producto lavado con agua y seco se disolvieron en 10 litros de decalina a temperatura de ebullicion. La disolucion resultante se filtro en caliente para separar las partes no solubles (impurezas vegetales). Por enfriamiento de esta disolucion a temperatura ambiente se separo un solido pulverulento que mediante filtracion en Buchner y secado a vacio rindio 2,3 Kg de polvo de polipropileno practicamente puro recuperando la practica totalidad del disolvente.

Claims (1)

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    R E I V I N D I C A C I O N E S
    1a.- Procedimiento para la valorization de restos vegetales mezclados con rafia de poliolefinas procedentes de cultivos horticolas, caracterizado porque comprende las siguientes fases operativas:
    • Trituration y reduction a pequenos trozos de los restos vegetales mezclados con rafia de poliolefinas;
    • Someter a fermentation aerobia dichos restos vegetales mezclados con rafia de poliolefinas para convertirlos en compost;
    • Separar dicho compost de la parte no fermentada, mediante el empleo de filtros vibratorios u otros sistemas de recuperation de solidos;
    • Recuperacion del polvo de compost que acompana a los restos no fermentados, mediante fragmentation;
    • Transporte y separation para la recuperacion del plastico con un bajo nivel de impurezas (10-15%) apto para su utilization industrial;
    • Lavado con agua del plastico impurificado con material vegetal y restos de compost;
    • Secado;
    • Purification del material lavado mediante disolucion, empleando como disolventes hidrocarburos
    • Filtrado en caliente de la disolucion resultante, para separar el material insoluble constituido por las impurezas vegetales;
    • Enfriamiento de la disolucion limpia con precipitation del polimero
    • Recuperacion mediante tecnicas de compactacion y vado del disolvente y el solido polimerico limpio y seco.
    2a.- Procedimiento para la valorizacion de restos vegetales mezclados con rafia de
    5 poliolefinas procedentes de cultivos horticolas, segun reivindicacion 1a, caracterizado
    porque la etapa de fermentacion aerobia de los restos vegetales mezclados con rafia de poliolefinas, para obtener compost, se realiza en sistemas abierto mediante pilas volteadas o estaticas, o bien en sistemas cerrados mediante reactores verticales u horizontales.
    10 3a.- Procedimiento para la valorizacion de restos vegetales mezclados con rafia de
    poliolefinas procedentes de cultivos horticolas, segun reivindicacion 1a, caracterizado porque el agua de lavado con material organico disuelto y potencialmente contaminada con microorganismos, se somete a un proceso de reciclado, utilizandola en el proceso de compostaje para el regado del material en fermentacion.
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    4a.- Procedimiento para la valorizacion de restos vegetales mezclados con rafia de
    poliolefinas procedentes de cultivos horticolas, segun reivindicacion 1a, caracterizado porque el agua de lavado con material organico disuelto y potencialmente contaminada con microorganismos, se somete a un proceso de depurado, antes de ser vertida al exterior.
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