PL186692B1 - Sposób wytwarzania materiału absorbcyjnego - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzania materiału absorbcyjnego, znamienny tym, że dostarcza się nie łamaną i nie ciętą zawracaną masę włóknistą mającą zawartość wilgoci większą niz około 40%, tabletkuje się tę zawracaną masę włóknistą i tworzy się mokre tabletki i suszy się mokre tabletki.

Description

Wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania materiału absorbcyjnego, materiału absorbcyjnego oraz sposobu absorbowania cieczy.

Materiały absorbcyjne, a szczególnie granulowane materiały absorbcyjne, stosuje się do różnorodnych celów przemysłowych i domowych. Typowe zastosowania obejmują absorbcję cieczy takich jak woda, olej, smar lub rozpuszczalniki, rozlanych na podłodze i innych powierzchniach oraz jako ściółki dla zwierząt, takie jak ściółka dla kotów.

Konwencjonalne granulowane absorbenty cieczy zawierają na ogół naturalnie występujące organiczne lub nieorganiczne materiały absorbcyjne takie jak ił, piasek, wióry drewniane, trociny, łupiny orzeszków ziemnych, łuski ryżowe oraz strzępiony papier, tektura i papier gazetowy. Ściółki dla zwierząt zawierają specjalny rodzaj granulowanych absorbentów cieczy i stosuje się je do zbierania odchodów zwierzęcych w gospodarstwach domowych posiadających małe zwierzęta domowe, zwłaszcza koty. Konwencjonalne ściółki dla zwierząt zawierają na ogół obojętne materiały o dużym polu powierzchni, takie jak iły, bentonity i celuloza. Do niektórych z tych materiałów można dodawać środki zapachowe i odwaniające w celu poprawy i/lub zamaskowania zapachów.

Konwencjonalne materiały absorbcyjne, łącznie z absorbentami ścieków przemysłowych i ściółkami dla zwierząt są o tyle niekorzystne, ze na ogół mają niską absorbcyjność i stwarzają problemy z pyleniem i usuwaniem. Typowe znane w tej dziedzinie materiały absorbcyjne mogą absorbować ilość cieczy równą lub mniejszą niż ich własna waga. W związku z tym materiały te szybko stają się nasycone i trzeba je często usuwać i wymieniać. Zwiększa to koszty związane ze stosowaniem absorbentów ścieków przemysłowych i ściółek dla zwierząt. Zwłaszcza w odniesieniu do ściółek dla zwierząt istnieją problemy z ich usuwaniem, ponieważ nasycone ściółki często przywierają do kuwet i pojemników na ściółkę. Konwencjonalne absorbenty

186 692 mają poza tym wysokie gęstości nasypowe, na ogół od około 577 do około 801 kg/m³ co stwarza konsumentowi problemy z operowaniem.

Konwencjonalne ściółki mają poza tym tendencję do przyklejania się do łap małych zwierząt domowych, co powoduje, że zostają rozrzucone poza zbiornik na ściółkę. Stwarza to problemy ze sprzątaniem. Absorbenty nieorganiczne, takie jak absorbenty iłowe, są poza tym szorstkie i mogą powodować uszkodzenie pobliskiej podłogi.

Istnieje rosnące zapotrzebowanie na sposoby usuwania włóknistej masy z zakładów przetwarzania papieru. W konwencjonalnym zakładzie odbarwiania papieru 100 ton suchej makulatury można przetworzyć w około 65 do około 80 ton suchego zawracanego (do ponownego użycia) włókna. Pozostałe 20 do 35 ton makulatury jest nieprzydatne i staje się częścią masy wytwarzanej przez zakład odbarwiający. Ta nieprzydatna masa zawiera na ogół około 50 do 70 procent wody. Tak więc 100 ton suchej makulatury może dać od około 70 do około 120 ton mokrej masy wymagającej usunięcia.

Konwencjonalne sposoby usuwania masy obejmują usuwanie przez wyrównywanie nią terenu, rozpylanie nad gruntem, kompostowanie i spopielanie. Wyrównywane miejsca i poddane rozpylaniu wyczerpują się w alarmującym tempie i ustalanie nowych miejsc jest trudne w związku z troską o środowisko. Kompostowanie i spopielanie masy także wzmaga troskę o środowisko. Niektóre innowacyjne' techniki usuwania obejmują przetwarzanie masy w tabletki do paliwa lub lekkie agregaty do konstrukcji, pirolizy, gazyfikacji i włączania do cementów. Jednak techniki te wymagają na ogół zastosowania złożonych metod i drogiego wyposażenia.

Doniesiono także o włączeniu masy włóknistej do ściółek dla zwierząt. Na przykład w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 721 059 opisano wkłady dla zwierząt wytwarzane z odpadów otrzymanych podczas produkcji papieru. Sposoby wytwarzania wkładów dla zwierząt według tego opisu mają takie wady, iż wymagają, aby odwodnione włókna były łamane i strzępione przez delumper, młyn rozdrabniający lub szarpak na włókna o długości 1 do 10 mm, przy korzystnej długości włókna od 1 do 4 mm. Łamanie lub szarpanie włókien na określoną długość wymaga dodatkowych etapów produkcyjnych i w związku z tym większych kosztów wytwarzania.

W opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 203 388 opisano ściółkę zwierzęcą zawierającą tabletkowane i suszone odrzuty z zakładu wtórnej przeróbki włókna.

Sposoby wytwarzania ściółek dla zwierząt według tego opisu mają takie wady, iz wymagają, aby masa była odwodniona do zawartości wody pomiędzy około 32 i 40%. Odwodnienie masy do zawartości wody 40% i poniżej może być trudne. Ponadto sposoby opisane w opisie patentowym nr 4 203 388 wymagają, aby ciasto z odwodnionej masy było przed tabletkowaniem pocięte na małe kawałki. Odwodnienie masy do zawartości wody 40% lub mniej i cięcie ciasta z masy na małe kawałki wymaga dodatkowych etapów produkcyjnych i w związku z tym większych kosztów wytwarzania.

Chociaż opracowano sposoby przetwarzania masy włóknistej we wtórne produkty papiernicze, sposoby te nie zostały szeroko zaakceptowane ze względu na trudności związane z kontrolą jakości powstałych wtórnych produktów papierniczych.

W związku z tym potrzebne są nowe i/lub lepsze materiały absorbcyjne, łącznie z materiałami absorbcyjnymi do stosowania jako absorbenty ścieków przemysłowych i absorbenty do gospodarstwa domowego, takie jak ściółki dla zwierząt.

Niniejszy wynalazek dotyczy sposobów wytwarzania materiałów absorbcyjnych i samych materiałów absorbcyjnych, a także sposobów absorbowania cieczy.

Sposób wytwarzania materiału absorbcyjnego charakteryzuje się według wynalazku tym, ze dostarcza się nie łamaną i nie ciętą zawracaną masę włóknistą mającą zawartość wilgoci większą niż około 40%, tabletkuje się tę zawracaną masę włóknistą i tworzy się mokre tabletki i suszy się mokre tabletki.

Korzystnie stosuje się zawracaną masę włóknistą o zawartości wilgoci większej niz około 40% do około 70%.

Korzystnie stosuje się zawracaną masę włóknistą o zawartości wilgoci od około 42% do mniej niz około 70%.

186 692

Korzystnie stosuje się zawracaną masę włóknistą o zawartości wilgoci od około 50% do około 66%.

Korzystnie tabletkuje się zawracaną masę włóknistą za pomocą urządzenia tabletkującego walcującego okresowo.

Korzystnie mokre tabletki utrzymuje się w zasadzie wzajemnie nieruchome podczas suszenia.

Korzystnie suszy się tabletki za pomocą suszarki przenośnikowej.

Korzystnie dostarcza się zawracaną masę włóknistą mającą zawartość wilgoci większą niz około 50% i mniejszą niż około 70%, tabletkuje się tę masę i tworzy się mokre tabletki i suszy się tę mokre tabletki.

Korzystnie dostarcza się zawracaną masę włóknistą z drobno mielącego młyna odbarwiającego.

Materiał absorbcyjny, odznacza się według wynalazku tym, że stanowią go wysuszone tabletki uformowane z nie łamanej i nie ciętej zawracanej masy włóknistej mającej zawartość wilgoci większą niż około 40%.

Korzystnie jest wybrany z grupy składającej się z absorbenta ścieków przemysłowych i ściółki dla zwierząt.

Korzystnie ściółka dla zwierząt jest ściółką dla kotów.

Korzystnie jest uformowany z zawracanej masy włóknistej o zawartości popiołu mniejszej niż około 80%.

Korzystnie jest uformowany z nie ciętej i nie łamanej zawracanej masy włóknistej i ma gęstość nasypową mniejszą niż około 577 kg/m³ i zdolność absorbowania cieczy co najmniej około 1,1.

Korzystnie jest wybrany z grupy składającej się z absorbenta ścieków przemysłowych i ściółki dla zwierząt.

Korzystnie ściółka dla zwierząt jest ściółką dla kotów.

Korzystnie zawiera tabletki mające średnicę od około 2,38 mm do około 3,17 mm, a długość od około 3,17 mm do około 12,7 mm.

Korzystnie tabletki mają średnicę od około 3,17 mm do około 4,76 mm, a długość od około 4,76 mm do około 7,94 mm.

Sposób absorbowania cieczy polegający na zetknięciu cieczy z materiałem absorbcyjnym, charakteryzuje się według wynalazku tym, że styka się ciecz z materiałem absorbcyjnym, który stanowią wysuszone tabletki uformowane z nie łamanej i nie ciętej zawracanej masy włóknistej mającej zawartość wilgoci większą niż około 40%.

Korzystnie stosuje się ciecz wybraną z grupy składającej się z rozpuszczalników, cieczy wodnych i cieczy opartych na ropie naftowej.

Korzystnie stosuje się ciecz wodną zawierającą ciekłe odchody zwierzęce.

Korzystnie stosuje się ciecz wodną z ciekłymi odchodami zwierzęcymi zawierającymi mocz.

Korzystnie stosuje się ciecz opartą na ropie naftowej zawierającą olej lub smar.

Bardzo pożądane i niespodziewane korzyści osiąga się za pomocą niniejszego wynalazku. W związku z tym materiały absorbcyjne według niniejszego wynalazku mają pożądaną zdolność absorbowania cieczy. Tak więc małe ilości materiałów absorbcyjnych można stosować do absorbowania dużych objętości cieczy. Pożądana zdolność absorbowania cieczy podnosi efektywność ekonomiczną niniejszych materiałów absorbcyjnych. Poza tym nie muszą być one tak często usuwane i zastępowane świeżymi materiałami absorbcyjnymi jak konwencjonalne materiały absorbcyjne. Zmniejsza to troskę o środowisko. Ponadto w niniejszym wynalazku wykorzystano zawracaną masę włóknistą jako surowiec, którego usuwanie włącza się na ogół w całkowite koszty producenta. Tak więc niniejszy wynalazek można zastosować do znacznego obniżenia kosztów produkcji materiałów absorbcyjnych.

Materiały absorbcyjne według wynalazku mają niskie gęstości nasypowe, co umożliwia łatwe operowanie nimi przez konsumentów. Metody wytwarzania tych materiałów absorbcyjnych z zawracanej masy włóknistej są proste i zawierają minimalną liczbę etapów procesu. Tak wiec dodatkowe etapy procesu, takie jak intensywne odwadnianie masy, łamanie lub

186 692 strzępienie włókien i/lub cięcie ciasta z odwodnionej masy na małe kawałki, co może być wymagane w związku z otrzymywaniem z masy włóknistej materiałów absorbcyjnych znane z dotychczasowego stanu techniki, nie są konieczne w sposobie według niniejszego wynalazku

Następujące terminy, używane w opisie, jeśli nie wskazano inaczej, należy rozumieć jako mające następujące znaczenia.

„Zawracana masa włóknista” odnosi się do pierwotnie ściśliwych odpadów stałych usuwanych z urządzenia odwadniającego w fabryce, na przykład, w drobno mielącym młynie odbarwiającym, który przetwarza makulaturę w zawracane włókno. Zawracana masa włóknista składa się głównie z wody, włókna celulozowego i innych dodatków stosowanych przy wyrobie papieru, łącznie z klejonką wypełniaczami, barwnikami, pigmentami, materiałami powlekającymi i farbami drukarskimi. Zawracana masa włóknista ma na ogół ciemnoszare zabarwienie gdy jest mokra, a jasnoszare gdy jest sucha.

„Nie łamana” odnosi się do zawracanej masy włóknistej, która zawiera masę, która nie była łamana ani szarpana, jak choćby przez młyn rozdrabniający lub szarpak. Nie łamana masa włóknista zawiera na ogół masę, którą można przenosić za pomocą przenośnika mechanicznego i ładować do urządzenia tabletkującego.

„Nie cięte” odnosi się do ciasta z zawracanej masy włóknistej, które po odwodnieniu nie jest pocięte na małe kawałki.

„Mokre tabletki” odnosi się do tabletek uformowanych z zawracanej masy włóknistej, przed suszeniem.

„Zdolność absorbowania cieczy” odnosi się do zdolności materiałów absorbcyjnych tu opisanych do absorbowania cieczy. Zdolność absorbowania cieczy wyraża się jako wagę cieczy zaabsorbowanej przez materiał absorbcyjny podzieloną przez wagę materiału absorbcyjnego.

Termin „%” lub „procent” odnosi się do procentów wagowych.

Dostarczone tu materiały absorbcyjne są silnie absorbcyjne i można je stosować do absorbowania różnych cieczy łącznie z cieczami niepolamymi, na przykład cieczami opartymi na ropie naftowej, takimi jak olej i smar, cieczami polarnymi, na przykład cieczami wodnymi, takimi jak woda i mocz, oraz rozpuszczalnikami, łącznie z rozpuszczalnikami organicznymi. Niniejsze materiały absorbcyjne są wysoce przydatne do absorbowania przypadkowo rozlanych cieczy na powierzchniach, takich jak olej i rozpuszczalniki rozlane na podłodze, stołach warsztatowych i drogach jezdnych. Materiały absorbcyjne według wynalazku są także szczególnie przydatne jako ściółka dla zwierząt, szczególnie ściółka dla kotów, do absorbowania moczu zwierząt i innych ciekłych odchodów. Sposoby według niniejszego wynalazku uwzględniają troskę o środowisko związaną z usuwaniem zawracanej masy włóknistej. Dostarczone tu metody są proste i można je przeprowadzić przy minimalnym wyposażeniu. Z tego względu wytwarzanie materiałów absorbcyjnych zgodnie z wynalazkiem można prowadzić na przykład w zakładzie przetwórstwa makulatury lub w jego pobliżu. Pozwala to uniknąć konieczności transportowania zawracanej masy włóknistej do osobnych urządzeń przetwarzających.

Sposób wytwarzania materiału absorbcyjnego według wynalazku obejmuje zastosowanie zawracanej masy włóknistej mającej zawartość wilgoci większą niz około 40%. W zależności od operacji prowadzonych w poszczególnych zakładach przeróbki makulatury, zawracana masa włóknista może także zawierać wtórną masę. Wtórna masa składa się głównie z biomasy mikrobiologicznej. Jednak w związku z bezpieczeństwem i wymogami środowiska, zawracana masa włóknista w zasadzie korzystnie zawiera niewiele lub nie zawiera masy wtórnej.

Zawartość popiołu w zawracanej masie włóknistej wskazuje na ilość dodatków, które zostały wprowadzone do makulatury. Zawartość popiołu w zawracanej masie włóknistej wynosi na ogół około 20 do około 80%. Makulatura zawierająca duzo wypełniacza i materiałów powlekających, na przykład czasopisma, dostarcza zawracaną masę włóknistą mającą wysoką zawartość popiołu. Zawracana masa włóknista z młynów odbarwiających papier gazetowy ma niską zawartość popiołu. Przykładowa próbka popiołu składa się z następujących materiałów.

186 692

Materiał	%
Si jako S1O2	46,4
Al jako AbO3	40,6
Fe jako Fe2O3	1,5
Ttjako T iO3	1,5
Ca jako CaO	7,4
Mg jako MgO	0,9
Na jako Na2O	0,3
K jako K2O	0
S jako SO2	0,3
P jako P2O5	0,8
Straty przy zapłonie w482°C	0,1
Nieoznaczone	0,2
Ogółem	100,0

A.H. Nadelman i L.P. Neston, TAPPI, t. 43(2), s.120 (1960)

Zawartość popiołu w zawracanej masie włóknistej stosowanej w sposobach według wynalazku może się zmieniać i zależy, na przykład, od młyna z którego otrzymuje się zawracaną masę włóknistą, poszczególnych składników zawartych w zawracanej masie włóknistej i tym podobnych. W korzystnych przykładach wykonania zawracana masa włóknista ma niską zawartość popiołu. Jest tak, ponieważ popiół, który jest na ogół miarą stężenia substancji nieorganicznych obecnych w masie, nie przyczynia się znacznie do zdolności absorbowania cieczy przez materiały absorbcyjne z niego otrzymane.

Korzystnie zawartość popiołu w zawracanej masie włóknistej jest mniejsza niz około 80%, przy czym bardziej korzystna jest zawartość popiołu mniejsza niż około 75%. Jeszcze bardziej korzystnie jest, gdy zawracana masa włóknista ma zawartość popiołu mniejszą niz około 70%, przy czym wciąż korzystniejsza jest zawartość mniejsza niz 65%. Jeszcze bardziej korzystne jest, aby zawracana masa włóknista miała zawartość popiołu mniejszą niż 55%. Nadal korzystnie jest, aby zawracana masa włóknista miała zawartość popiołu mniejszą niz około 50%, na przykład około 47%, przy czym jeszcze korzystniejsza jest zawartość popiołu mniejsza niż około 45%. Jeszcze bardziej korzystne jest, aby zawracana masa włóknista miała zawartość popiołu mniejszą niż około 40% przy wciąż bardziej korzystnej zawartości popiołu mniejszej niż 35%. Jeszcze korzystniej jest, aby zawartość popiołu w zawracanej masie włóknistej była mniejsza niż 30%, przy nawet bardziej korzystnej zawartości popiołu mniejszej niz około 25%. Szczególnie korzystna zawartość popiołu w zawracanej masie włóknistej wynosi około 23%.

Jak zaznaczono powyżej zawracana masa włóknista stosowana w sposobie według wynalazku ma zawartość wilgoci większą niż około 40%. Jak szczegółowo omówiono poniżej, zawartość wilgoci w zawracanej masie włóknistej jest ważnym czynnikiem i może wpływać na łatwość, z jaką masę przetwarza się w tabletki, jak również na zdolność absorbowania cieczy przez powstałe materiały absorbcyjne. Korzystnie zawracana masa włóknista ma zawartość wilgoci większą niz około 40% do około 70%. Bardziej korzystnie jest, aby zawartość wilgoci w masie wynosiła od około 42% do mniej niz około 70%, przy nawet bardziej korzystnej zawartości wilgoci od około 50% do mniej niz około 70%. Wciąż bardziej korzystnie jest, aby zawracana masa włóknista miała zawartość wilgoci od około 55% do mniej niz około 70%, przy jeszcze bardziej korzystnej zawartości wilgoci od około 60% do mniej niz około 70%. Szczególnie

186 692 korzystna jest zawartość wilgoci od większej niż około 60 do około 68%, a bardziej korzystnie od większej niż około 60 do około 66%, a jeszcze bardziej korzystnie do około 63%.

Zawracana masa włóknista zawiera zwykle od około 50 do około 70% wilgoci. Aby obniżyć zawartość wilgoci masę można odwadniać za pomocą każdego urządzenia do odwadniania, łącznie, na przykład, z prasą filcową i prasą śrubową Oczywiście zawartość wilgoci w zawracanej masie włóknistej można zwiększyć przez dodanie wody.

Po dostarczeniu zawracanej masy włóknistej o zawartości wody większej niż 40% masę tabletkuje się w formę mokrych tabletek. Chociaż wydaje się, że wiele urządzeń tabletkujących nadaje się i można je stosować do tabletkowania masy, stwierdzono, że pewne urządzenia, a szczególnie urządzenia typu tabletkarki z walcowaniem okresowym są korzystne do tej operacji. Dysza w urządzeniu tabletkującym z walcowaniem okresowym ma postać metalowego pierścienia. Podczas operacji dysza obraca się około dwa do trzech razy, sprasowując i tłocząc zawracaną, masę włóknistą. Siła tłocząca w urządzeniu tabletkującym z walcowaniem okresowym jest styczna do powierzchni dyszy. Tak więc chociaż masa tworzy stopniowo matę na powierzchni dyszy, może tym nie mniej być usuwana w sposób ciągły z dyszy, bez zatykania.

Stwierdzono, że w przeciwieństwie do urządzeń tabletkujących z walcowaniem okresowym pewne urządzenia tabletkujące, łącznie z urządzeniami tabletkującymi, w których siła tłocząca jest przyłozona w kierunku innym niż styczna do powierzchni dyszy, takich jak wytłaczarki śrubowe, są mniej korzystne do stosowania w operacji tabletkowania. Dzieje się tak dlatego, że te inne wytłaczarki mają większą tendencję do zatykania się. W związku z tym wytłaczarki śrubowe tłoczą zawracaną masę włóknistą przez płaską dyszę, która ma liczne otwory. Siła tłocząca jest prostopadła do powierzchni dyszy w wytłaczarkach śrubowych. Podczas operacji masa stopniowo tworzy matę na powierzchni dyszy, która zatyka otwory urządzenia.

Do ciecia wytłoczonej masy na mokre tabletki mające pożądaną długość można stosować nastawne noże tnące. Korzystnie jest, gdy mokre tabletki mają średnicę około 2,38 mm do około 6,35 mm, a długość około 3,17 mm do około 12,7 mm. Bardziej korzystnie jest, gdy mokre tabletki mają średnicę około 3,17 mm do około 4,76 mm, a długość około 4,76 mm do około 7,94 mm.

Jak zaznaczono powyżej, zawartość wilgoci w zawracanej masie włóknistej może znacząco wpływać na dalsze przetwarzanie masy w tabletki. Jeśli zawracana masa włóknista ma wysoką zawartość wilgoci, taką jak około 70% lub więcej, woda jest wydalana z masy podczas wytłaczania. Powoduje to tworzenie się oddzielnych faz wody i masy. Ponadto powstałe mokre tabletki tracą spójność strukturalną i mają tendencję do przylepiania się do siebie przed suszeniem. Gdy zawartość wilgoci w zawracanej masie włóknistej jest mniejsza niż około 70%, w zasadzie zapobiega to wydalaniu wody podczas tłoczenia. Ponadto spójność strukturalna mokrych tabletek jest w zasadzie lepsza przy zawartości wilgoci poniżej około 70%. Tendencję mokrych tabletek do przylepiania się do siebie można w znacznym stopniu wyeliminować przez stosowanie zawracanej masy włóknistej mającej zawartość wilgoci mniejszą niż 65%. Jednakże, gdy zawartość wilgoci w masie spada poniżej około 42%, do na przykład 40%, ciągliwość zawracanej masy włóknistej zmniejsza się. W wyniku tego napotyka się trudności przy wytłaczaniu zawracanej masy włóknistej mającej zawartość wilgoci około 40%, a dysze urządzenia tabletkującego mają większą tendencję do zatykania się. W związku z tym, w korzystnym przykładzie wykonania wynalazku zawartość wilgoci w zawracanej masie włóknistej jest większa niż około 40%, na przykład co najmniej około 42%. Gdy zawartość wilgoci spada poniżej 40%, występuje powtarzające się zatykanie dysz, a przy zawartości wilgoci około 25% lub mniejszej zatykanie jest groźne, wymagające unieruchomienia urządzenia tabletkującego.

Oprócz wpływu na formowanie tabletek, zawartość wilgoci w zawracanej masie włóknistej może mieć również znaczący wpływ na zdolność absorbowania cieczy powstałych tabletek. Na przykład zaobserwowano, że tabletki wytworzone z zawracanej masy włóknistej mającej zawartość wilgoci, na przykład, większą niż około 40%, taką jak około 42%, mają lepszą zdolność absorbowania cieczy w stosunku do tabletek wytworzonych z zawracanej

186 692 masy włóknistej mającej mniejszą zawartość wilgoci, na przykład mniejszą niż około 42%, taką jak 40% lub mniej. Przyczyna, iż tabletki wytwarzane z zawracanej masy włóknistej mającej wyzszą zawartość wilgoci mają lepszą zdolność absorbowania cieczy jest następująca. Podczas suszenia wilgoć w mokrych tabletkach paruje, co tworzy puste przestrzenie. Te puste przestrzenie są zdolne do zatrzymywania cieczy. Tabletki wytworzone z zawracanej masy włóknistej mającej wyższą zawartość wilgoci mają więcej pustej przestrzeni w porównaniu z tabletkami wytworzonymi z zawracanej masy włóknistej mającej nizszą zawartość wilgoci. Tabletki mające więcej pustych przestrzeni są wiec zdolne absorbować lub zatrzymać większą objętość cieczy.

Po wyładowaniu mokrych tabletek z urządzenia tabletkującego, tabletki się suszy. Do suszenia mokrych tabletek nadają się liczne techniki suszenia i takie techniki będą oczywiste dla przeciętnego fachowca w tej dziedzinie w oparciu o niniejsze ujawnienie. Korzystnie jest suszyć tabletki stosując metody, w których tabletki pozostają w zasadzie wzajemnie nieruchome, przez co w znacznym stopniu zapobiega się ruchowi powodującemu tarcie. Stosowany tu „ruch powodujący tarcie” odnosi się do ruchu tabletek, w którym tabletki ocierają się o siebie lub o inne powierzchnie, takie jak ścianki urządzenia suszącego. Ruch powodujący tarcie jest niepożądany, ponieważ może powodować erozję i/lub niszczenie tabletek, jak również tworzenie drobnych cząstek i pyłu. W korzystnych przykładach w realizacji sposobu do suszenia mokrych tabletek stosuje się suszarkę przenośnikową. Zastosowanie suszarki przenośnikowej minimalizuje ruch powodujący tarcie tabletek podczas procesu suszenia, co w zasadzie eliminuje tworzenie się pyłu i drobnych cząstek. Przeciwnie inne suszarki, takie jak suszarki obrotowe, mogą powodować niszczenie tabletek i tworzenie się drobnych cząstek i pyłu dlatego powinno się unikać ich stosowania.

W korzystnych postaciach mokre tabletki suszy się do zawartości wilgoci mniejszej niz około 10%, przy bardziej korzystnej zawartości wilgoci około 5%. Pożądaną zawartość wilgoci suszonych tabletek można uzyskać przez ogrzewanie mokrych tabletek od pomiędzy około 110°C do około 127°C i przez okres czasu od około 5 do około 10 minut. Dostępne są różne źródła ciepła do stosowania w celu ogrzania mokrych tabletek do pożądanej temperatury i suszenia tabletek do pożądanej zawartości wilgoci. Odpowiednie źródła ciepła obejmują, na przykład parę i gaz ziemny. Po suszeniu można suszone tabletki ochłodzić za pomocą otaczającego powietrza.

W miarę potrzeby do materiału absorbcyjnego można wprowadzić substancję odwaniającą i/lub zapachową. To wprowadzenie może mieć miejsce podczas przetwarzania zawracanej masy włóknistej, na przykład po odwadnianiu, a przed tabletkowaniem lub po suszeniu. Wprowadzenie substancji odwaniającej i/lub zapachowej może być szczególnie pożądane przy materiałach absorbcyjnych stosowanych jako ściółka dla zwierząt. Poszczególna wybrana substancja odwaniająca i/lub zapachowa może być różna i zalezy, na przykład, od rozpatrywanego końcowego zastosowania. Odpowiednie substancje odwaniające lub zapachowe obejmują, na przykład, substancje odwaniające ściółkę dla kotów dostępne w handlu lub oczyszczoną sodę

Materiały absorbcyjne według niniejszego wynalazku mają pożądaną wysoką zdolność absorbowania cieczy. W korzystnych przykładach wykonania materiały absorbcyjne mają zdolność absorbowania cieczy większą niz około 1,1, przy czym na przykład około 1,2, około

1,3 lub około 1,4 są bardziej korzystne. Jest jeszcze bardziej korzystne, gdy materiały absorbcyjne mają zdolność absorbowania cieczy wynoszącą co najmniej około 1,5, a zdolność absorbowania cieczy wynoszącą co najmniej około 1,6 jest jeszcze bardziej korzystna. W jeszcze bardziej korzystnym przykładzie wykonania materiały absorbcyjne mają zdolność absorbowania cieczy większą niz około 1,6.

Materiały absorbcyjne według niniejszego wynalazku pożądanie mają niską gęstość nasypową, która pomaga w łatwym operowaniu nimi przez konsumentów Zaobserwowano, ze materiały absorbcyjne mające nizsze gęstości nasypowe uzyskuje się na ogół z zawracanej masy włóknistej mającej niższą zawartość popiołu. Uważa się, ze jest tak dlatego, ponieważ rozmiary cząstki popiołu są na ogół duzo mniejsze niz włókna, a cząstki o mniejszych rozmiarach zwykle tworzą włókna mające wyższe gęstości nasypowe.

186 692

W korzystnych postaciach niniejsze materiały absorbcyjne mają gęstość nasypową mniejszą niz około 577 kgW, taką jak około 561, 545, 529, 513 i 497 kg/m\ Bardziej korzystne jest, gdy materiały absorbcyjne mają gęstości nasypowe mniejsze niż około 481 kg/m , takie jak około 465, 449, 432, 416, 400, 384, 368, 352, 336 i 320 kg/m3 lub mniej.

Materiały absorbcyjne według niniejszego wynalazku można stosować do absorbowania cieczy, na przykład cieczy rozlanych na powierzchniach, takich jak ciecze oparte na ropie naftowej, łącznie z olejem. Rozlaną ciecz absorbuje się przez zetknięcie materiału absorbcyjnego z cieczą, na przykład przez rozsypanie materiału absorbcyjnego na rozlaną ciecz. Materiał absorbcyjny absorbuje ciecz i zwilżony materiał można zebrać w celu odpowiedniego usunięcia.

Materiały absorbcyjne według niniejszego wynalazku szczególnie nadają się do stosowania jako ściółka dla zwierząt. Materiał absorbcyjny umieszcza się w pojemniku na ściółkę i styka z odchodami zwi^^r^^i^ąt, na przykład małego zwierzęcia domowego, takiego jak k<^ot, na skutek wypróżniania się zwierzęcia do materiału absorbcyjnego. Użyty materiał absorbcyjny jest łatwo usunąć, na przykład przez spuszczenie w toalecie.

Wynalazek jest opisany bliżej w następujących przykładach wykonania.

Przykłady

Przykłady 1 do 5 i 7 opisują wytwarzanie tabletkowanych materiałów absorbcyjnych niniejszego wynalazku. Przykład 6 opisuje otrzymywanie tabletkowanych materiałów absorbcyjnych spoza zakresu niniejszego wynalazku. Przykłady 8 do 13 opisują testy na ocenę zdolności absorbowania cieczy materiałów absorbcyjnych otrzymanych w przykładach 1 do 7, jak również materiałów absorbcyjnych znanych w tej dziedzinie.

Przykłady 1 do 12 są rzeczywistymi przykładami podczas gdy przykład 13 jest przykładem hipotetycznym.

Przykład 1

Zawracaną masę włóknistą z zakładu odbarwiania makulatury w Stanach Zjednoczonych stosowano do wytwarzania materiału absorbcyjnego. Masę odwodniono za pomocą prasy filcowej do zawartości wody około 65% i zanalizowano jako mającą zawartość popiołu około 23%. Masę ładowano bezpośrednio do tabletkarki z okresowym walcowaniem i tabletkowano. Mokre tabletki suszono do zawartości mniej niż 10% wilgoci stosując laboratoryjne piece do suszenia lub przenośnik taśmowy do suszenia.

Przykłady 2 do 6

Powtórzono przykład 1 z tym wyjątkiem, że przed tabletkowaniem masę odwodniono do zawartości wilgoci około 70% (przykład 2); około 60% (przykład 3); około 50% (przykład 4); około 42% (przykład 5) i około 30% (przykład 6).

Przy kład 7

Powtórzono proces z przykładu 3 z tym wyjątkiem, że zawracaną masę włóknistą otrzymano z zakładu odbarwiania makulatury w Kanadzie. Zawartość popiołu w tej masie zanalizowano jako wynoszącą około 47%.

Przykład 8

Tabletki otrzymane w przykładach 1 do 7 oceniano na gęstość nasypową (kgW) i zdolność absorbowania wody (gramy zaabsorbowanej wody na gram suchej tabletki). Wyniki tej oceny zestawiono w tabeli 1.

Tabela 1

Przykład	Zawartość wilgoci w zawracanej masie włóknistej %	Gęstość nasypowa (kg/m3)	Zawartość popiołu %	Zdolność absorbowania wody (g zaabsorbowanej H2O na g suchego materiału absorbcyjnego)
1	2	3	4	5
1	66	345,6	23	1,68
2	70	339,2	23	1,54

186 692 c d tabeli 1

1	2	3	4	5
3	60	344,0	23	1,57
4	50	408,0	23	1,50
5	42	453,8	23	1,34
6	30	564,2	23	1,35
7	60	457,0	47	1,06

Zapoznanie się z tabelą 1 wykazuje, że materiały absorbcyjne, które reprezentują korzystne postacie niniejszego wynalazku (przykłady 1 do 5) mają niższe gęstości nasypowe i lepszą zdolność absorbowania wody w porównaniu z materiałami absorbcyjnymi otrzymanymi w przykładzie 6. Tabletki otrzymane z zawracanej masy włóknistej mającej zawartość wilgoci co najmniej 50% i wyższą (przykłady 1 do 4) wykazują szczególnie dobrą zdolność absorbowania wody. Ponadto zapoznanie się z tabelą 1 wykazuje, że zdolność absorbowania wody polepsza się przy zawartości popiołu mniejszej niż około 47%.

Przykład 9

Przykład ten jest poświęcony ocenie i porównaniu gęstości nasypowych i zdolności absorbowania wody przez tabletki otrzymane w przykładzie 3 i dwie dostępne w handlu iłowe ściółki dla kotów. Wyniki tej oceny zestawiono w tabeli 2.

Tabela 2

Materiał absorbcyjny	Gęstość nasypowa (kg/m3)	Zdolność absorbowania wody (g zaabsorbowanej H2O na g suchego materiału absorbcyjnego)
Przykład 3	344	1,57
Iłowa ściółka dla kotów 1	587	0,89
Iłowa ściółka dla kotów II	747	0,96

Zapoznanie się z tabelą 2 wykazuje, ze materiały absorbcyjne według niniejszego wynalazku mają nizsze gęstości nasypowe i lepszą zdolność absorbowania wody w porównaniu z iłowymi ściółkami dla kotów znanymi w tej dziedzinie.

Przykład 10

Przykład ten jest poświęcony ocenie i porównaniu gęstości nasypowych i zdolności absorbowania oleju przez tabletki otrzymane w przykładzie 3, szarpaną makulaturę i dostępny w handlu absorbent iłowy. Wyniki tej oceny zestawiono w tabeli 3.

Tabela 3

Materiał absorbcyjny	Gęstość nasypowa (kg/m3)	Olej	Zdolność absorbowania wody (g zaabsorbowanej H,O na g suchego materiału absorbcyjnego)
1	2	3	4
Przykład 3	344	Olej mineralny	0,9
		Olej silnikowy 10W-40	0,9

186 692 c d tabeli 1

1	2	3	4
Szarpana makulatuia	237	Olej mineralny	1,7
		Olej silnikowy 10W-40	1,8
Ił	587	Olej mineralny	0,5
		Olej silnikowy 10W-40	0,5

Zapoznanie się z tabelą 3 wykazuje, ze materiały absorbcyjne według niniejszego wynalazku mają nizsze gęstości nasypowe niż ściółki iłowe znane w tej dziedzinie oraz lepszą zdolność absorbowania oleju w porównaniu ze ściółkami iłowymi znanymi w tej dziedzinie. Chociaż szarpana makulatura ma niższą gęstość nasypową i wyższą zdolność absorbowania oleju niż tabletki z przykładu 3, jest również znacznie droższa niż materiały absorbcyjne według niniejszego wynalazku, ponieważ wykorzystuje produkt o wartości rynkowej jako surowiec.

Przykład 11

Ten przykład jest poświecony ocenie wpływu rozmiarów tabletki na zdolność absorbowania cieczy. Wykonano tabletki o sześciu różnych rozmiarach, mające następujące wymiary, wszystkie wyrażone w mm:

(A) średnica 2,38 i długość 4,76;

(b) średnica 2,38 i długość 101;

(c) średnica 3,17 i długość 4,46;

(D) średnica 3,17 i długość 11 Ul;

(e) średnica 6,35 i długość 4,76; i (F) średnica 6,35 i długość 101.

Tabletki (A) do (F) oceniano na zdolność absorbowania wody. Wyniki tej oceny zestawiono w tabeli 4.

Tabela 4

Tabletki	Średnica tabletki (mm)	Długość tabletki (mm)	Zdolność absorbowania wody (g zaabsorbowanej H2O na g suchego materiału absotbcyjnego)
A	2,38	4,76	1,22
B	2,38	11,11	1,22
C	3,17	4,76	1,53
D	3,17	11,11	1,34
E	6,35	4,76	1,45
F	6,35	11,11	1,36

Zapoznanie się z tabelą 4 wykazuje, że tabletki mające średnicę większą niż 2,38 mm, krótsze tabletki, a szczególnie tabletki mające 4,76 mm, mają lepsze zdolności absorbowania wody. Spośród tabletek o sześciu rozmiarach ocenianych w tym przykładzie, tabletki (C) posiadały najwyższą zdolność absorbowania wody.

Przykład 12

Materiały absorbcyjne według niniejszego wynalazku rozprowadzono do gospodarstw domowych posiadających koty. Materiały absorbcyjne były oceniane przez właścicieli kotów

186 692 na ich skuteczność jako ściółka dla kotów. Właściciele kotów zgłosili, że materiały absorbcyjne według niniejszego wynalazku były skuteczne jako ściółka dla kotów z tego względu, iz:

(A) dobrze absorbują ciecz;

(B) w zasadzie nie mają tendencji do przylepiania się do kocich łap;

(C) w zasadzie nie są pyliste;

(D) sprawiają, że naczynie na ściółkę jest łatwe do mycia;

(E) nie wymagają wcale lub niewiele zabiegów pomiędzy zmianą na świeży absorbent, (F) dają się spłukiwać i przez to łatwo usuwać;

(G) w zasadzie nie mają tendencji do rozsypywania się poza pojemnik na ściółkę; i (H) są optycznie atrakcyjne dla właściciela kota.

Koty również zgłosiły atrakcyjność materiałów absorbcyjnych według niniejszego wynalazku, gdyz szukały miejsca aby oddać tam mocz i/lub kał.

Przykład 13

Ocenę przeprowadzoną w przykładzie 12 powtórzono z tym wyjątkiem, ze materiały absorbcyjne zawierały środek zapachowy i bakteriobójczy. Oprócz cech (A) do (H) powyżej, niniejszy materiał absorbcyjny jest postrzegany jako skuteczna ściółka dla zwierząt gdyz:

(I) absorbuje zapachy;

(J) zwalcza wzrost bakterii;

(K) sprawia, ze pojemniki na ściółkę są mniej widoczne;

(L) ma miły zapach; i (M) wydłuża okres czasu pomiędzy wymianą

Różne modyfikacje niniejszego wynalazku, poza tu opisanymi, będą oczywiste dla fachowców w tej dziedzinie na podstawie powyższego opisu.

Claims (9)

1. Sposób wytwarzania materiału absorbcyjnego, znamienny tym, że dostarcza się nie łamaną i nie ciętą zawracaną masę włóknistą mającą zawartość wilgoci większą niż około 40%, tabletkuje się tę zawracaną masę włóknistą i tworzy się mokre tabletki i suszy się mokre tabletki.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się zawracaną masę włóknistą o zawartości wilgoci większej niż około 40% do około 70%.

3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że stosuje się zawracaną masę włóknistą o zawartości wilgoci od około 42% do mniej niż około 70%.

4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że stosuje się zawracaną masę włóknistą o zawartości wilgoci od około 50% do około 66%.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że tabletkuje się zawracaną masę włóknistą za pomocą urządzenia tabletkującego walcującego okresowo.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mokre tabletki utrzymuje się w zasadzie wzajemnie nieruchome podczas suszenia.

7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że suszy się tabletki za pomocą suszarki przenośnikowej.

8. Sposób wytwarzania materiału absorbcyjnego, znamienny tym, że dostarcza się zawracaną masę włóknistą mającą zawartość wilgoci większą niż około 50% i mniejszą niż około 70%, tabletkuje się tę masę i tworzy się mokre tabletki i suszy się te mokre tabletki.

9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że dostarcza się zawracaną masę włóknistą z drobno mielącego młyna odbarwiającego.