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Installation automatique ét procédé pour l'écoulement des déchets urbains par transformation en engrais agricoles des composants d'origine organique et par incinération des autres éléments non transformables,
Les installations qui existent à l'heure actuelle, destinées à transformer les ordures urbaines en engrais agricoles, traitent pour la plupart les matières en plein air, avec contact manuel de la part de nombreuses personnes et avec des émissions inévi- tables dans l'atmosphère, d'exhalaisons nocives et malodorantes; en outre, lesproduits vendus sont toujours à l'état de fermen- tation, avec les conséquences nuisibles bien connues au point de vue hygiénique et agricole.
Un premier objet de la présente invention consiste en un procédé pour l'écoulement des déchets urbains, d'après lequel les
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matières sont traitées dans une enceinte fermée et sans interven- tion manuelle directe pendant tout' le cycle de traitement, Selon ce procéder il est effectué
1 ) une phase de criblage des matières brutes, en vue de séparer : a) les éléments dont le poids est le plus faible, pour la plupart organiques et susceptibles d'une fermentation spontanée et relativement rapide ; b)'les matières de poids moyen, elles aussi principale- ment organiques, susceptibles de fermenter spontanément et, par suite de se décomposer; et c) les matières quasiment imputrescibles qui constituent les matières de rebut;
2 ) une phase d'incinération de @es matières de rebut ;
3 ) une phase de séparation des matières incinérées, en vue d'isoler les résidus ferreux ; (b) les matières inertes de poids relativement élevé ; (c) les cendres susceptibles d'être ajoutées aux matières susceptibles de fermenter ou fermentées et d'être ainsi transformées en engrais'agricole;
4 ) et une piiase de recyclage des matières criblées de poids moyen, en vue d'un second criblage après une fermentation partielle qui en détermine la décomposition.
Un second objet de la présente invention consiste en 'une installation pour l'écoulement des déchets urbains, par transformation en engrais et par incinération, installation qui comprend en association, à l'intérieur d'une enceinte de dépôt' ' et de fermentation : une fosse de déchargement des ordures, au niveau d'accès:pour les véhicules transporteurs; un chargeur- doseur conçu pour amener les matières brutes sur un transporteur d'alimentation;
un crible continu alimenté par le transporteur
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et susceptible de sélectionner les matières de poids réduit , prin- cipalement organiques et rapidement fermentescibles, les matières de poids moyen et de nature sensiblement analogue, et enfin les matières de rebut, toutes ces matières étant destinées à être dé- chargées à l'intérieur de l'encelnte;deux dépôta de matières de ré- oupération à partir d'un processus d'incinération, l'un pour les matières incinérées et mélangeables aux matières fermentées et ferti- lisantes, l'autre pour les matières inertes de poids relativement élevé ou à éliminer..
L'installation comprend, en outre : un four d'inciné- ration, alimentable par l'intérieur de l'enceinte et se déchargeant dans un crible séparateur ; des moyenr destinés à séparer les ma- tiéres métalliques, en particulier ferreuses, et à les comprimer; des moyens transporteurs des matières incinérées et criblées jus- qu'aux dépôts des matières de récupération; des groupes destinés à charger les matières issues de l'intérieur de l'enceinte sur des véhicules disposés extérieurement ;
etenfin, un pont mobile à benne capable d'effectuer les déplacements de matière sur l'aire entière de l'enceinte, pour l'alimentation du crible depuis la fosse ou la zone de fermentation et de aépôt, pour le transport des matières criblées dans la zone de fermentation,pour l'alimentation du four d'incinération et pou;. le prélèvement des matières à partir du dit milieu et des dépôts, fin d'en alimenter les groupes de chargement.
Les dessim annexés représentent, de manière schématique, une forme possible de réalisation d'une installation conforme à l'invention, afin de mieux illustrer le procédé faisant l'objet de l'invention, mais sans aucune intention limitative.
La fig.1 de ces dessins, est un schéma de l'installation vue en plan; la fig. 2 est une figure schématique en élévation selon plusieurs coupes;
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et la fig. 3 représente, en coupe verticale, une forme d'exécution d'un dispositif doseur.
Sur les dessins annexés, on a désigné par 1, une enceinte fermée, dans laquelle sont contenues les matières susceptibles de fermenter et d'émettre, de façon quelconque, des exhalaisons; cette enceinte est accessible aux véhicules automobiles A destinés à dé- charger les ordures urbaines récoltées, à travers des orifices d' accès 2; en regard de ces orifices est prévue une fosse 3, aans laquelle sont déchargées les matières constituées par les ordures , urbaines récoltées. On a désigné par 4a et 4b deux élévateurs de déchargement des matières de l'intérieur de l'enceinte; vers l'exté- rieur, en vue de charger des véhicules avec les matières traitées et destinées à être écoulées ou à être utilisées, en tant que matières inertes ou en tant qu'engrais élaborés, respectivement.
On a désigné par 5 dans son ensemble, un dispositif qui sera décrit plus amplement ci-après et qui est représenté en détail sur la fig. 3, ce dispositif étant conçu pour recevoir des charges successives de matières et les doser pour alimenter de façon sensiblement continue un transporteur 6.
On a désigné par 7 un crible à tambour rotatif, susceptible de sélectionner les matières en trois oatégories de poids; les .matières de poids réduit sont recueillies dans la zone Ml, les matières de poids moyen dans la zone M2, tandis que les matieres de grandes dimensions qui ne traversent pas le crible sont rassemblées dans la zoné 3.
On a désigné par 8 un dispositif doseur analogue au dispo- sitif 5 et susceptible d'être, par exemple, réalisé selon le mode illustré par la fig. 3; ce dispositif doseur 8 peut décharger les matières, de. manière relativement continue, dans un transporteur 9 qui les entraîne à l'extérieur de l'enceinte; et, plus précisément, jus- qu'à un four.d'incinération 10 à marche continue.Ce four 10 assure l'incinération des matières par auto-combustion; l'air de combustion
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peut être éventuellement prélevé dans l'enceinte 1, par l'inter- médiaire d'une conduite désignée schématiquement par 11.
Les ma- tières issues de la combustion dans le four 10 sont déchargées sur un transporteur 12 qui alimente un crible 14, lequel peut être un crible à secousses ou d'un autre type. Ce crible 14 isole les cendres qui sont recueillies par un transporteur 15 et réintro- duites à l'intérieur de l'enceinte 1 dans un dépôt ouvert 16, Les matières résiduelles du orible 14, qui tombent aux extrémités de ce crible, sont soumises à l'action d'un séparateur magnétique 17 qui extrait les matières ferreuses et les dépose en 18, tandis que les matières inertes sont recueillies par un transporteur 19 et déchargées dans un dépôt ouvert 20, situé lui aussi à l'intérieur de l'enceinte 1. Dans ce dépôt, le traitement des matières inertes peut se poursuivre en une combustion, éventuellement activée, de manière convenable.
Selon une variante, ces matières inertes peuvent séjourner dans un petit four destiné à en compléter la combustion, puis être transférées dans le dépôt 20. A l'aide d'une presse 21, les matières ferreuses récupérées par le séparateur magnétique 17 peu- vent être comprimées en saumons, puis être convenablement stockées en vue d'un prélèvement ultérieur. On remarquera que les matières ferreuses sont comprimées après avoir traversé-le four d'inciné- ration.et, par conséquent, après que tous les résidus combustibles aient été éliminés, ce qui donne lieu à des matières ferreuses de récupération de valeur relative, qui peuvent être pressées sans inconvénient pour les applications ultérieures.
Toute la surface de l'enceinte 1 est desservie par un pont roulant composé d'un portique mobile 22, qui se déplace sur des rails 23 et comporte un chariot 24 muni d'une benne appropriée,
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par exemple du type pieuvre. Le pont roulant 22-24 assure les dé- placements des matières dans toute l'enceinte 1.
Le fonctionnement de l'installation est le suivant, Les matières sont déchargées par les véhicules automobiles à travers les orifices 2. Pour éviter une dispersion d'exhalaisons et de poussières, consécutives aux opérations de décharge, et de chute dans . la fosse, il peut être prévu des aspirateurs conçus pour fonctionner 1 au moment de l'ouverture des accès 2 en aspirant l'air de l'enceinte 1, ce qui détermine la formation d'un courant d'air pénétrant par les orifices 2; la poussière peut être éliminée par passage à travers des filtres, ou bien on peut simplement la laisser se dépo- ser par décantation. Un opérateur dans une cabine de verre (non représentée ) peut manoeuvrer la benne en vue des différentes phases ci-après décrites, donc sans intervention directe du per- sonnel à l'intérieur de l'enceinte 1.
A l'aide de la benne, les matières (3'-la fosse 3 sont déchargées sur le doseur 5 en vue d' alimenter le crible 7, lequel est mis en fonctionnement au moment voulu. Les matières à faible poids, c'est-à-dire les matières fines, qui se déchargent dans la zone Ml, sont pratiquement en majeure partie des matières organiques qui peuvent être transportées à l'aide de la benne, dans des zones de dépôt de l'enceinte 1, en vue de leur fermentation jusqu'à leur élaboration comme engrais ; depréférence, des matières sont accumulées dans la zone Zl, la plus distante du crible 7.
Les matières de poids moyen qui se rassemblent dans la zone M2 sont principalement composées de matières organiques et susceptibles de fermenter, dont le cycle de maturation est rela- tivement lent; ces matières sont déposées par la benne dans la zcne Z2 en vue d'une fermentation initiale, susceptible de favoriser la décomposition de ces matières organiques de poids moyen ; au bout d'un certain temps d'élaboration, ces matières contenues dans la
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zone Z2 peuvent être à nouveau prélevées par la benne et déchar- gées dans le doseur 5 pour subir un nouveau criblage;
il en ré- sulte que ces matières de poids moyen, lorsqu'elles sont de nature organique, se désagrègent par suite de la fermentation ou du fait du bouleversement auquel elles sont soumises pendant leur transport et leur criblage et, de la sorte, elles sont au moins en partie déchargées du crible dans la zone Ml; les ma- tières ainsi recyclées qui conservent leur poids moyen et retom- bent encore dans la zone M2 peuvent être alors transportées, selon le mode ci-après décrit, dans le four d'incinération 10.
Les matières déchargées du crible 7 dans la zone M3 et, éven- tuellement, les matières qui, après cyclage se déposent encore dans la zone M2, sont chargées par la benne dans le doseur 8 et acheminées ensuite, par le transporteur 9, dans le four d'in- cinération 10.
Les matières qui sortent du four 10 sont, comme on l'a précédemment indiqué, triées par le filtre 14, de sorte que les cendres se rassemblent dans le dépôt ouvert 16, les matières ferreuses sont transportées dans le dépôt 18 pour être compri- mées, et les matières inertes sont recueillies dans le dépôt ouvert 20, après un éventuel passage dans un petit four de complément de combustion, Les cendres reoueillies dans le dépôt 16 peuvent être périodiquement réparties, à l'aide de la benne, sur la marche de matières un fermentation ou fermentées, pour être incorporées aux engrals, Les matières inertes sont extraites du dépôt 20 au moyen de la benne et directement évacuées par l'intermédiaire d'un chargeur tel que représenté par 4a ou 4b.
Les matières élaborées par fermentation et éventuellement addi- tionnées de cendres peuvent être livrées, toujours au moyen de la
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benne, par l'intermédiaire de chargeurs, représentés par exemple en4a et 4b.
Sur la fig. 3. on a représenté un doseur, tel que désigné par 5, destiné à décharger sur un transporteur les matières qu'il reçoit de façon discontinue au moyen de la benne. On a désigné par , 5a une trémie qui reçoit les matières provenant de la benne et dont. l'orifice de décharge 5b pénètre dans un orifice 5c pratiqué en position centrale en tête d'un cylindre creux 5d, dont l'axe est légèrement incliné vers le haut et vers l'orifice 5b.
L'extrémité opposée et inférieure 5e du cylindre 5d est munie d'une ouverture de décharge à lèvres évasées 5f; à l'intérieur du cylindre, au voisinage de l'extrémité 5e, sont disposées des palettes 5g qui, dans la partie inférieure de leur trajet, recueillent les matières à l'intérieur du cylindre 5d, les soulèvent et les déchargent par l'orifice à lèvres évasées 5f, à partir duquel les matières peuvent être recueillies, en quasi continuité, par un transporteur à fonctionnement ininterrompu.
Les avantages de l'installation et du procédé correspondant, qui font l'objet de la présente invention, sont multiples et de natures diverses. En premier lieu, le nombre des machines est réduit et leur construction est notablement simplifiée. En second lieu, obtient une réduction zlaximale main-d oeuvre, lieu, on obtient une réduction maximale de la main-d'oeuvre, l'installation pouvant être pratiquement menée par deux personnes seulement, l'opérateur assurant la manoeuvre de la benne et celui qui contrôle le four. L'installation fonctionne avec une enceinte de fermentation complètement close, dont les exhalaisons peuvent être éventuellement amenées au four et oxydées, sans émission dans l'atmospnère de produits volatils et nocifs résultant de la fermentation.
L'opérateur à la benne peut être installé
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dans une cabine étanche, en position surélevée et à l'abri de tout contact direct avec les matières en traitement ; demême, l'employé au four n'est jamais en contact avec les matières et n'exerce qu'une fonction de surveillance, à l'extérieur de l'enceinte de fermenta- tion, Les matières traitées peuvent être mises en vente après la fermentation des éléments organiques, c'est-à-dire lorsqu'elles sont hygiéniquement stériles; les résidus du four d'incinération sont évidemment purs et à l'état dé stérilisation parfaite.
Les frais d'installation sont maintenus dans des limites réduites et le coût d'exploitation est bas ; eneffet, ces frais ne concernent que quelques machines de traitement simples, la consommation de force électromotrice est faible, il n'est nécessaire d'utiliser que deux opérateurs, tendis que la nature du four peut permettre l'incinération des matières en auto-combustion, par consé- quent sans addition de combustible liquide. Si l'on prévoit une zone de stockage, la vente du produit peut s'effectuer convenablement sur demande de la part des agriculteurs. En tout cas, le profit de la vente du produit justifie amplement à lui seul l'installation dans le cadre des services publics.
En prétique, les détails d'exécution pourront subir des modifications quelconques dans la forme, les dimensions, la composition, la disposition des éléments, sans que l'on s'éoarte pour autant du cadre de l'invention.
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Automatic installation and process for the disposal of urban waste by transformation into agricultural fertilizers of components of organic origin and by incineration of other non-transformable elements,
The installations which exist today, intended to transform urban refuse into agricultural fertilizer, process mostly materials in the open air, with manual contact by many people and with inevitable emissions into the atmosphere. , noxious and smelly fumes; moreover, the products sold are always in the state of fermentation, with the well-known harmful consequences from the hygienic and agricultural point of view.
A first object of the present invention consists of a method for the disposal of urban waste, according to which the
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materials are treated in a closed enclosure and without direct manual intervention during the whole treatment cycle.
1) a phase of screening the raw materials, with a view to separating: a) the elements with the lowest weight, for the most part organic and susceptible to spontaneous and relatively rapid fermentation; (b) medium-weight substances, also mainly organic, liable to ferment spontaneously and consequently to decompose; and c) virtually rot-proof materials which constitute waste materials;
2) a phase of incineration of the waste materials;
3) a phase of separation of the incinerated materials, in order to isolate the ferrous residues; (b) inert materials of relatively high weight; (c) ash capable of being added to materials capable of fermenting or fermenting and thus of being transformed into agricultural fertilizer;
4) and a method for recycling the screened materials of average weight, with a view to a second screening after a partial fermentation which determines its decomposition.
A second object of the present invention consists of 'an installation for the flow of urban waste, by transformation into fertilizer and by incineration, installation which comprises in association, inside a deposit chamber' and fermentation: a waste unloading pit, at the access level: for transport vehicles; a feeder-metering device designed to feed raw materials onto a feed conveyor;
a continuous screen fed by the conveyor
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and capable of selecting materials of reduced weight, mainly organic and rapidly fermentable, materials of medium weight and of a substantially similar nature, and finally waste materials, all these materials being intended to be discharged therein encelnte; two deposits of re-opera- tion material from an incineration process, one for material incinerated and mixable with fermented and fertilizing material, the other for inert material of relatively heavy weight. high or to be eliminated.
The installation also comprises: an incineration furnace, which can be fed from inside the enclosure and discharges into a separating screen; means intended to separate the metallic materials, in particular ferrous, and to compress them; means for conveying the incinerated and screened materials to the deposits of the recovered materials; groups intended to load the materials coming from the interior of the enclosure on vehicles arranged outside;
and finally, a mobile bucket bridge capable of carrying out the movements of material over the entire area of the enclosure, for feeding the screen from the pit or from the fermentation and deposit zone, for transporting the screened materials in the fermentation zone, for feeding the incineration furnace and louse ;. the removal of materials from said medium and from the deposits, in order to feed them to the loading groups.
The appended drawings schematically represent a possible embodiment of an installation in accordance with the invention, in order to better illustrate the method forming the subject of the invention, but without any limiting intention.
Fig.1 of these drawings is a diagram of the installation plan view; fig. 2 is a diagrammatic figure in elevation along several sections;
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and fig. 3 shows, in vertical section, an embodiment of a metering device.
In the accompanying drawings, 1 denotes a closed chamber, in which are contained the materials capable of fermenting and of emitting, in any way, exhalations; this enclosure is accessible to motor vehicles A intended for unloading the collected urban refuse, through access openings 2; opposite these orifices is provided a pit 3, aans which are discharged the materials constituted by the urban garbage collected. 4a and 4b have been designated by two elevators for unloading materials from inside the enclosure; to the outside, with a view to loading vehicles with the materials treated and intended for disposal or for use, as inert materials or as processed fertilizers, respectively.
A device which will be described more fully below and which is shown in detail in FIG. 3, this device being designed to receive successive loads of materials and to dose them in order to feed a conveyor 6 in a substantially continuous manner.
7 denotes a rotary drum screen capable of selecting materials in three weight categories; materials of reduced weight are collected in zone M1, materials of medium weight in zone M2, while materials of large dimensions which do not pass through the screen are collected in zone 3.
8 denotes a metering device similar to the device 5 and capable of being, for example, produced according to the mode illustrated in FIG. 3; this metering device 8 can discharge the materials from. relatively continuously, in a conveyor 9 which drives them outside the enclosure; and, more precisely, to a continuously operating incineration furnace 10. This furnace 10 incinerates the materials by self-combustion; combustion air
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can optionally be taken from enclosure 1, via a pipe designated schematically by 11.
The material from combustion in furnace 10 is discharged onto a conveyor 12 which feeds a screen 14, which may be a shaker screen or other type. This screen 14 isolates the ashes which are collected by a conveyor 15 and reintroduced inside the enclosure 1 into an open deposit 16. The residual materials from the orible 14, which fall at the ends of this screen, are subjected to the action of a magnetic separator 17 which extracts the ferrous materials and deposits them at 18, while the inert materials are collected by a conveyor 19 and discharged into an open deposit 20, also located inside the enclosure 1. In this deposit, the treatment of the inert materials can be continued in a combustion, possibly activated, in a suitable manner.
According to a variant, these inert materials can stay in a small furnace intended to complete the combustion thereof, then be transferred to the deposit 20. Using a press 21, the ferrous materials recovered by the magnetic separator 17 can. be compressed into salmon, then be properly stored for later removal. It will be appreciated that the ferrous materials are compressed after passing through the incineration furnace and, therefore, after all combustible residues have been removed, resulting in salvage ferrous materials of relative value, which can be pressed without inconvenience for subsequent applications.
The entire surface of the enclosure 1 is served by a traveling crane consisting of a mobile gantry 22, which moves on rails 23 and comprises a trolley 24 provided with a suitable bucket,
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for example of the octopus type. The 22-24 overhead crane ensures the movement of materials throughout the enclosure 1.
The operation of the installation is as follows, The materials are discharged by motor vehicles through the orifices 2. To avoid a dispersion of exhalations and dust, consecutive to the discharge operations, and fall into. the pit, vacuum cleaners designed to operate 1 when the accesses 2 are opened by sucking the air from the enclosure 1 can be provided, which determines the formation of an air stream penetrating through the orifices 2 ; dust can be removed by passing through filters, or it can simply be allowed to settle by settling. An operator in a glass cabin (not shown) can maneuver the bucket with a view to the different phases described below, therefore without direct intervention by the personnel inside the enclosure 1.
With the help of the bucket, the materials (3'-pit 3 are unloaded on the metering unit 5 in order to feed the screen 7, which is put into operation at the desired time. that is to say the fine materials, which are discharged in zone M1, are practically for the most part organic materials which can be transported with the aid of the skip, in the deposition zones of the enclosure 1, with a view to their fermentation until their preparation as fertilizer; preferably, material is accumulated in zone Zl, the most distant from the screen 7.
The medium-weight materials that collect in zone M2 are mainly composed of organic materials and capable of fermenting, the maturation cycle of which is relatively slow; these materials are deposited by the skip in zcne Z2 for an initial fermentation, likely to promote the decomposition of these organic materials of average weight; after a certain development time, these materials contained in the
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zone Z2 can be picked up again by the bucket and unloaded into the metering unit 5 to undergo a new screening;
as a result, these medium weight materials, when organic in nature, disintegrate as a result of fermentation or due to the upheaval to which they are subjected during transport and screening and, therefore, they are at least partly discharged from the screen in the M1 zone; the materials thus recycled which retain their average weight and still fall back into zone M2 can then be transported, according to the method described below, in incineration furnace 10.
The materials unloaded from the screen 7 in zone M3 and, possibly, the materials which, after cycling are still deposited in zone M2, are loaded by the bucket into the metering unit 8 and then conveyed, by the conveyor 9, into the incineration furnace 10.
The materials leaving the furnace 10 are, as previously indicated, sorted by the filter 14, so that the ashes collect in the open deposit 16, the ferrous materials are transported into the deposit 18 to be compressed. , and the inert materials are collected in the open deposit 20, after a possible passage through a small additional combustion furnace, The ash rewashed in the deposit 16 can be periodically distributed, using the bucket, on the step of fermentation or fermented materials, to be incorporated into the engrals, The inert materials are extracted from the deposit 20 by means of the bucket and directly discharged by means of a loader as represented by 4a or 4b.
The materials produced by fermentation and possibly added with ash can be delivered, always by means of the
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tipper, by means of loaders, shown for example en4a and 4b.
In fig. 3. there is shown a metering device, as designated by 5, intended to unload onto a conveyor the materials which it receives discontinuously by means of the bucket. 5a denotes a hopper which receives the materials from the bucket and of which. the discharge orifice 5b enters an orifice 5c formed in a central position at the head of a hollow cylinder 5d, the axis of which is slightly inclined upwards and towards the orifice 5b.
The opposite, lower end 5e of the cylinder 5d is provided with a flared lip discharge opening 5f; inside the cylinder, near the end 5e, are arranged pallets 5g which, in the lower part of their path, collect the materials inside the cylinder 5d, lift them and discharge them through the orifice with flared lips 5f, from which the materials can be collected, in quasi-continuity, by an uninterrupted conveyor.
The advantages of the installation and of the corresponding method, which form the subject of the present invention, are numerous and of various kinds. First, the number of machines is reduced and their construction is significantly simplified. Secondly, a zlaximal reduction in manpower is obtained, instead, a maximum reduction in manpower is obtained, the installation being able to be practically carried out by only two people, the operator ensuring the maneuver of the bucket and whoever controls the oven. The installation works with a completely closed fermentation chamber, the exhalations of which can possibly be brought to the oven and oxidized, without emission into the atmosphere of volatile and harmful products resulting from the fermentation.
The grab operator can be installed
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in a sealed cabin, in an elevated position and sheltered from any direct contact with the materials being processed; likewise, the employee in the oven is never in contact with the materials and only performs a monitoring function, outside the fermentation chamber. The treated materials can be put on sale after the fermentation of organic elements, that is to say when they are hygienically sterile; the residues from the incineration furnace are obviously pure and in a perfect sterilization state.
The installation costs are kept within reduced limits and the operating cost is low; in fact, these costs only concern a few simple processing machines, the consumption of electromotive force is low, it is only necessary to use two operators, as the nature of the furnace can allow the incineration of self-combustion materials , therefore without the addition of liquid fuel. If a storage area is provided, the product can be sold conveniently upon request from the farmers. In any case, the profit from the sale of the product amply justifies the installation as part of the public services.
In practice, the details of execution may undergo any modifications in the shape, dimensions, composition or arrangement of the elements, without departing for all that from the scope of the invention.
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