BR102012030108A2 - Dispositivo e processo para reciclagem de produtos absorventes de higiene sanitária - Google Patents

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Abstract

DISPOSITIVO E PROCESSO PARA RECICLAGEM DE PRODUTOS ABSORVENTES DE HIGIENE SANITÁRIA. Um dispositivo para tratamento de produtos absorventes de higiene sanitária usados, compreendendo: uma autoclave cilíndrica rotativa (14) tendo uma parede lateral (42) e duas extremidades, ao menos uma das quais termina em uma porta (18,20) que pode ser aberta para permitir o acesso à dita autoclave (14) e fechado por vedação para permitir a pressurização da dita autoclave (14); um circuito para o aquecimento e pressurização da autoclave (14) para o aquecimento dos produtos absorventes de higiene sanitária a uma temperatura de esterilização, e uma pluralidade de bocais de corte (38) fornecidos com fluido pressurizado, os quais são dispostos para dirigir os respectivos jatos de fluido pressurizado no interior da dita autoclave (14).

Description

“DISPOSITIVO E PROCESSO PARA RECICLAGEM DE PRODUTOS ABSORVENTES DE HIGIENE SANITÁRIA”
CAMPO DA INVENÇÃO
A presente invenção refere-se a um dispositivo e um processo para reciclar produtos absorventes de higiene sanitária usados.
Pelo termo "produtos absorventes de higiene sanitária" entendem-se produtos absorventes descartáveis em geral, tais como: as fraldas infantis, absorventes para incontinência, absorventes sanitários femininos, mantas para cama, etc.
DESCRIÇÃO DAS ANTERIORIDADES RELEVANTES
Os produtos absorventes de higiene sanitária são geralmente constituídos por uma grande variedade de materiais diferentes, dentre os quais as folhas de material plástico, fibra de celulose, polímeros superabsorventes, folhas de tecido não-tecido, etc.
Os produtos absorventes de higiene sanitária contêm materiais de alta
qualidade tais como plástico e celulose, e seria desejável recuperar os ditos materiais para utilizá-los em um novo ciclo de produção ou então para a produção de energia.
Atualmente, produtos absorventes de higiene sanitária são descartados 20 como resíduo comum para serem enviados para aterros sanitários. Os materiais componentes dos produtos absorventes de higiene sanitária usados não são recuperados em primeiro lugar porque os vários materiais (fibras de celulose, polímeros superabsorventes, folhas de material plástico, etc) estão intimamente interconectados, e para obter a separação dos materiais seria necessário executar 25 uma completa desestruturação dos produtos. Além disso, os produtos absorventes de higiene sanitária usados contêm excreções orgânicas e bactérias, e seria necessário efetuar uma esterilização dos produtos antes da reciclagem dos materiais.
Pelas razões acima expostas, produtos absorventes de higiene sanitária usados não estão incluídos dentre os produtos recicláveis para os quais é realizada coleta seletiva.
Estima-se que os produtos absorventes de higiene sanitária constituem cerca de 2% a 3% do total de resíduos sólidos urbanos. No entanto, quando uma coleta seletiva é realizada com uma elevada percentagem de seleção dos resíduos (com uma porcentagem de seleção superior a 60% do total), a porcentagem de produtos absorventes de higiene sanitária em relação à parte restante constituída pela fração residual não separada sobe para aproximadamente 20%.
A elevada porcentagem de produtos absorventes de higiene sanitária com 5 respeito à fração residual dos resíduos não recicláveis torna altamente desejável a disponibilização de equipamento e processos que permitam um tratamento de produtos absorventes de higiene sanitária a ser executado objetivando a reciclagem de materiais de seus componentes de uma forma eficiente e economicamente conveniente.
As técnicas atualmente conhecidas utilizadas para o tratamento de produtos
absorventes de higiene sanitária não são satisfatórias. Uma primeira técnica conhecida prevê a execução de lavagem dos produtos absorventes usados com água, álcalis e sabão e a separação da celulose do plástico durante a operação de lavagem. Exemplos desta técnica estão divulgados nos documentos W094/20668 e W096/27045.
O documento n.° US5292075 descreve um processo em que os produtos absorventes de higiene sanitária sujos são preliminarmente fragmentados. O material fragmentado é então lavado em uma máquina de lavar que compreende um tambor cilíndrico perfurado que retém o material de plástico no seu interior. O material que contém a polpa de celulose é então desidratado.
Essas técnicas de tratamento de produtos absorventes de higiene sanitária são na prática problemáticas para implementar uma vez que a água de lavagem deverá conter uma quantidade elevada de substâncias poluentes, tais como polímeros superabsorventes gelificados e resíduos orgânicos, o que torna 25 problemática a eliminação dos mesmos. A secagem da celulose depois da lavagem adicionalmente implica um gasto elevado de energia.
Uma dificuldade adicional deriva do fato de que produtos absorventes de higiene sanitária usados são normalmente descartados dobrados e fechados de modo a formar uma embalagem, com a camada de plástico exterior do produto que 30 forma uma barreira impermeável. Se os produtos são tratados na forma em que foram descartados, a camada externa impermeável impede uma esterilização eficaz dos produtos. Por outro lado, um tratamento preliminar tal como descrito na US5292075 implica a necessidade de fragmentar artigos com um elevado teor de excreções orgânicas, bactérias e contaminantes. O documento n° JP2004113915 descreve um processo para o tratamento de fraldas que contêm polímeros absorventes, em que qual as fraldas usadas são dispostas em um recipiente pressurizado fechado, juntamente com serragem. Dentro do recipiente as fraldas são tratadas com vapor a alta temperatura e de alta 5 pressão durante um tempo predeterminado. O tratamento com vapor é realizado a uma pressão de 15 atm a 25 atm e a uma temperatura de 150°C a 250°C. Este documento prevê a utilização dos produtos absorventes de higiene sanitária, após o dito tratamento, como fertilizantes após sua fermentação.
O documento W02010/065088 descreve uma autoclave para o tratamento de resíduos sólidos urbanos que prevê a secagem do resíduo usando vapor. O dispositivo descrito no documento W02010/065088 compreende uma autoclave rotativa cilíndrica provida de ao menos uma porta que pode ser aberta para permitir o acesso à autoclave e fechada de modo vedado para permitir a pressurização da autoclave, uma entrada para o vapor de contato que entra em contato direto com o resíduo contido no interior da autoclave, uma pluralidade de lâminas ocas retas, que são destinadas a conduzir vapor sem contato, projetadas da superfície interior da autoclave, e são fornecidas com vapor sem contato. Esse dispositivo permite esterilização de resíduos sólidos urbanos e secagem do resíduo durante o tratamento na autoclave. O dispositivo descrito no documento W02010/065088 foi desenvolvido para o tratamento de resíduo sólido urbano comum e não contém ensinamentos específicos para obter a esterilização, secagem e separação dos materiais componentes de produtos absorventes de higiene sanitária.
OBJETO E RESUMO DA INVENÇÃO
O objeto da presente invenção consiste em prover um dispositivo e um processo para o tratamento de produtos absorventes de higiene sanitária usados que permitirá a esterilização, secagem e desestrutu ração de produtos absorventes de higiene sanitária usados a fim de realizar a recuperação dos materiais constituintes.
De acordo com a presente invenção, o objetivo acima referido é alcançado por um dispositivo e um processo que tem as características que constituem o objeto das reivindicações 1 e 6, respectivamente.
As reivindicações fazem parte integrante dos ensinamentos aqui proporcionados em relação à invenção.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A presente invenção será agora descrita em detalhe com referência aos desenhos anexos, que são fornecidos apenas a título de exemplo não Iimitante e em que:
- A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um dispositivo rotativo autoclave para o tratamento de resíduos;
- A Figura 2 é uma vista esquemática que ilustra a disposição de bocais de corte no interior da autoclave da Figura 1;
- A Figura 3 é uma vista esquemática em corte transversal da autoclave da Figura 1;
-A Figura 4 é um detalhe ampliado da parte indicada pela seta IV na Figura
3;
- A Figura 5 é uma secção transversal de acordo com a linha W da Figura
4, e
- A Figura 6 é uma vista no plano superior de acordo com a seta Vl da figura 4.
DESCRIÇÃO DOS MODOS DE EXECUÇÃO PREFERENCIAIS
Com referência à Figura 1, designado por 10 é um dispositivo rotativo autoclave para o tratamento de produtos absorventes de higiene sanitária usados. O dispositivo 10 compreende uma estrutura estacionária 12, que suporta uma 20 autoclave cilíndrica 14 que gira em torno do seu eixo longitudinal A. O dispositivo 10 compreende um dispositivo de acionamento (não ilustrado), que aciona a autoclave 14 em rotação em torno do eixo A. A estrutura de suporte 12 pode ser fornecida com os atuadores 16 para fazer variar a inclinação da autoclave 14 com respeito a um eixo horizontal, o que permite a inclinação da autoclave 14 entre a 25 posição de carregamento/descarregamento e uma posição de trabalho. A autoclave 14 tem duas extremidades, ao menos uma das quais termina em uma porta que pode ser aberta para permitir o acesso ao espaço interior da autoclave e fechada de modo vedado, para permitir a pressurização do espaço interno. No exemplo ilustrado duas portas de abertura 18, 20 são dispostas, que podem ser 30 utilizadas, por exemplo, para carregar a autoclave com os produtos a serem tratados e para a descarga dos produtos tratados. Alternativamente, uma única porta de abertura poderia ser disposta, que pode ser utilizada tanto para o carregamento como para o descarregamento.
O dispositivo 10 compreende um circuito de aquecimento e pressurização da autoclave 14 com o fim de aquecer os produtos absorventes de higiene sanitária a uma temperatura de esterilização.
As portas 18, 20 estão equipadas com respectivos conectores rotativos 34,
36 para a entrada e para a saída do vapor de contato e do vapor sem contato. O fluxo de vapor de aquecimento pode ser dividido em uma corrente de vapor sem contato 41 que atravessa os dutos 24 localizados na parede interior da autoclave
14 e um fluxo de vapor de contato 43 que entra em contato direto com os produtos a serem tratados e pressuriza o volume interno da autoclave 14. No conector de saída 36 o fluxo de vapor sem contato 41 e o fluxo de vapor de contato 43 são divididos e tratados separadamente, por exemplo como descrito no documento WO 2010/065088.
Tipicamente, os produtos absorventes de higiene sanitária compreendem um núcleo absorvente de fibras de celulose e de polímeros superabsorventes. O núcleo absorvente é usualmente colocado entre duas folhas de material de plástico 15 unidas entre si. Tipicamente, a camada posterior é impermeável, ao passo que a camada superior é porosa. Produtos absorventes de higiene sanitária usados são normalmente dobrados de modo a colocar o produto na forma de uma embalagem no interior da camada posterior impermeável. Usualmente abas adesivas são dispostas para fechar o produto dobrado. As excreções orgânicas são, assim, 20 fechadas dentro de uma folha selada de material plástico impermeável.
A presente invenção prevê efetuar o tratamento de produtos absorventes de higiene sanitária tal como são recolhidos, ou seja, na forma em que são fechados de modo a formar uma embalagem, e sem qualquer tratamento prévio para a abertura dos produtos.
Para obter uma esterilização efetiva e secagem durante o tratamento na
autoclave 14, é necessário obter a desestruturação dos produtos, de modo a expor a totalidade das substâncias orgânicas para a temperatura de esterilização em todos os pontos no interior da autoclave 14. A desestruturação dos produtos absorventes de higiene sanitária é absolutamente essencial para obter uma esterilização completa e para separar o plástico das fibras de celulose.
De acordo com a presente invenção, a desestruturação dos produtos absorventes de higiene sanitária inicialmente fechados é facilitada por jatos de fluido a alta pressão que facilitam a quebra das camadas exteriores dos produtos absorventes de higiene sanitária. Com referência à Figura 2, o dispositivo 10 compreende uma pluralidade de bocais de corte 38 disposta dentro da autoclave 14. Os bocais de corte 38 estão ligados a um circuito de pressurização 40 externo à autoclave 14, que fornece um fluido pressurizado para os bocais de corte 38. O fluido pressurizado pode ser água, vapor, ar, fluido antiaderente, etc.
Com referência às Figuras 2 e 3, os bocais de corte 38 são fixos em relação à parede lateral 42 da autoclave 14 e estão de preferência orientados em uma direção radial. Preferencialmente, os bocais de corte 38 estão agrupados em seqüências 44, com os bocais de cada seqüência 44 dispostos a uma distância um 10 dos outros em uma direção longitudinal e com as várias seqüências 44 dispostas a uma distância angular umas das outras. As Figuras 2 e 3 ilustram uma configuração com quatro seqüências 44 dispostas a uma distância angular umas das outras de 90° e com seis bocais de corte 38 em cada seqüência 44. O número de bocais de corte 38 pode variar de acordo às aplicações. Por exemplo, de acordo 15 com as dimensões da autoclave 14, podem ser proporcionados 10 a 100 bocais de corte 38.
Com referência às Figuras 2 a 6, no interior da autoclave 14 podem ser proporcionadas lâminas radiais 46 que se projetam em uma direção radial para o interior da autoclave a partir da parede lateral 42. Em operação, as lâminas radiais 20 46 arrastam a massa de produtos absorventes de higiene sanitária contidos na autoclave 14 para cima. Preferencialmente, cada seqüência 44 de bocais 38 está situada adjacente a uma respectiva lâmina radial 46. Com referência ao sentido de rotação da autoclave 14 indicado pela seta B na Figura 3, os bocais de corte 38 são preferencialmente adjacentes à face posterior da respectiva lâmina radial 46, 25 de modo a proteger os bocais de corte 38 do impacto com a massa dos resíduos.
Com referência à Figura 2, os bocais de corte 38 de cada seqüência 44 estão preferencialmente ligados a um tubo de suprimento comum 48. Os tubos de suprimento 48 das várias seqüências 44 são ligados a um cabeçote rotativo 50. O circuito de pressurização 40 compreende uma bomba 50, a qual fornece o fluido pressurizado para o cabeçote rotativo 50.
O circuito de pressurização 40 é preferencialmente provido de um controlador 52, que alimenta seletivamente as seqüências 44 como uma função dos sinais fornecidos por um sensor de posição angular 54 que detecta a posição de rotação de da autoclave 14. O controlador 52, como uma função dos sinais fornecidos pelo sensor 54, seletivamente abre e fecha as válvulas 56 associadas aos dutos 58 ligados através do cabeçote rotativo 50 e respectivos tubos de suprimento 48.
Durante a rotação da autoclave, o resíduo é periodicamente levantado e 5 então cai em direção ao centro. O controlador 52 ativa somente a seqüência 44 de bocais de corte que em cada vez está na parte inferior e, portanto, em contato com a massa de resíduos. O controlador 52 ativa os bocais por um período limitado no tempo. Quando os bocais 38 rodam para cima, se distanciam da massa de resíduos que cai em direção ao centro, e o controlador interrompe o suprimento de 10 fluido pressurizado para reduzir a quantidade de umidade excessiva no interior da autoclave 14.
Os bocais de corte 38 fragmentam e amolecem as folhas posteriores de plástico dos produtos absorventes de higiene sanitária e formam buracos que facilitam a desestruturação dos produtos aumentando assim a eficiência da autoclave.
Preferencialmente, o fluido pressurizado é água. O tamanho das aberturas dos bocais é preferencialmente compreendido entre 0,02mm e 0,15mm. A pressão de operação dos bocais 38 é preferencialmente 100 atm a 300 atm.
Os jatos em alta pressão provenientes dos bocais de corte 38 em 20 combinação com a temperatura e a pressão no interior da autoclave 14 permitem uma desestruturação completa dos produtos absorventes de higiene sanitária no interior da autoclave 14. Deste modo, é evitada a necessidade de um tratamento preliminar de fragmentação dos produtos, o que exporia os operadores e o ambiente ao redor a odores desagradáveis e a elementos contaminantes contidos 25 nos produtos absorventes de higiene sanitária.
A completa desestruturação dos produtos durante o tratamento na autoclave permite a secagem e esterilização dos prodütos em tempos mais curtos. Após o tratamento na autoclave, uma massa desestruturada seca e estéril é obtida basicamente formada por plástico e fibras de celulose. Em seguida, a massa 30 desestruturada seca e estéril é passada através de uma peneira em que o plástico e as fibras de celulose são separados.
É claro que, sem prejuízo do princípio da invenção os detalhes de construção e os modos de execução podem variar amplamente, sem por isso se afastar do escopo da presente invenção tal como definida nas reivindicações que se seguem.
5

Claims (10)

  1. 01. Um dispositivo para tratamento de produtos absorventes de higiene sanitária usados, compreendendo: - uma autoclave cilíndrica rotativa (14) tendo uma parede lateral (42) e duas extremidades, ao menos uma das quais termina em uma porta (18, 20) que pode ser aberta para permitir o acesso à dita autoclave (14) e fechada por vedação para permitir a pressurização de dita autoclave (14); - um circuito para o aquecimento e pressurização da autoclave (14) para o aquecimento dos produtos absorventes de higiene sanitária a uma temperatura de esterilização, e - uma pluralidade de bocais de corte (38) fornecidos pelo fluido pressurizado, os quais estão dispostos para dirigir respectivos jatos de fluido pressurizado no interior de dita autoclave (14), em que a pressão de funcionamento dos bocais de corte (38) está compreendida entre 100 atm e 300 atm.
  2. 02. O dispositivo de acordo com a reivindicação 01, em que os ditos bocais de corte (38) são agrupados em uma pluralidade de seqüências (44), em que os bocais de corte (38) de cada seqüência (44) são ajustados a uma distância um do outro na direção longitudinal, e em que as várias seqüências (44) são ajustadas a uma distância uma da outra em uma direção circunferencial.
  3. 03. O dispositivo de acordo com a reivindicação 02, em que os bocais de corte (38) de cada seqüência (44) são fixados ao lado de uma lâmina radial (38) correspondente que se projeta para o interior a partir da dita parede lateral (42) da autoclave (14).
  4. 04. O dispositivo de acordo com a reivindicação 02, em que as ditas seqüências (44) de bocais de corte (38) estão ligadas a um circuito de pressurização (40) externo à autoclave (14) por meio de um cabeçote rotativo (50).
  5. 05. O dispositivo de acordo com a reivindicação 04, em que o dito circuito de pressurização (40) compreende um controlador (52) configurado para alimentar ditas seqüências (44) de bocais de corte (38) seletivamente em função dos sinais fornecidos por um sensor de posição angular (54) que detecta a posição de rotação de dita autoclave (14).
  6. 06. Um processo para o tratamento de produtos absorventes de higiene sanitária usados, compreendendo as etapas de: - dispor de uma autoclave rotativa cilíndrica tendo uma parede lateral (42) e duas extremidades, ao menos uma das quais termina em uma porta (18, 20) que pode ser aberta para permitir o acesso à dita autoclave (14) e fechada de modo vedado para permitir a pressurização de dita autoclave (14); - carregar dita autoclave (14) com produtos absorventes de higiene sanitária fechados; - aquecer e pressurizar a autoclave (14) a uma temperatura de esterilização e ao mesmo tempo, acionar a autoclave (14) em rotação em torno de um eixo longitudinal (A) da mesma, e - fornecer fluido pressurizado para uma pluralidade de bocais de corte (38) dispostos para dirigir os respectivos jatos de fluido pressurizado no interior de dita autoclave (14).
  7. 7. O processo de acordo com a reivindicação 06, em que os ditos bocais de corte (38) são agrupados em uma pluralidade de seqüências (44), em que os bocais de corte (38) de cada seqüência (44) são ajustados a uma distância um do outro na direção longitudinal, e em que as várias seqüências (44) são ajustadas a uma distância uma da outra em uma direção circunferencial.
  8. 8. O processo de acordo com a reivindicação 07, em que os bocais de corte (38) de cada seqüência (44) são fixados ao lado de uma lâmina radial respectiva (38) que se projeta para o interior a partir da dita parede lateral (42) da autoclave (14).
  9. 9. O processo de acordo com a reivindicação 07, em que a ditas seqüências (44) de bocais de corte (38) estão ligadas a um circuito de pressurização (40) externo à autoclave (14) por meio de um cabeçote rotativo (50).
  10. 10. O processo de acordo com a reivindicação 09, em que o dito circuito de pressurização (40) compreende um controlador (52) configurado para alimentar ditas seqüências (44) de bocais de corte (38) seletivamente em função dos sinais fornecidos por um sensor de posição angular (54) que detecta a posição de rotação de dita autoclave (14).
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