BR102013018666A2 - Equipment and continuous process of treatment of waste, food and other materials by cold plasma sterilization, deep drying, compaction and packaging - Google Patents
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Abstract
Equipamento e processo contínuo de tratamento de resíduos, alimentos e outros materiais, por esterilizaçao a plasma frio, secagem em profundidade, compactação e empacotamento, compreende equipamento (1) de secagem em profundidade, esterilização por plasma frio e empacotamento de resíduos sólidos destinado a satisfazer as funções de retirada de líquidos, esterilização a plasma e empacotamento de resíduos. O equipamento (1) destina-se aos processos de tratamento de resíduos onde há a separação do resíduo sólido (r) do líquido (l), secagem, esterilização por plasma frio e empacotamento do resíduo final; eliminação dos micro-organismos tais como fungo e bactérias; os resíduos finais podem ficar armazenados por meses sem o característico mau cheiro e contaminação dos micro-organismos tais como fungo e bactérias.; dependendo do tipo de resíduo (r) de entrada no equipamento (1), o insumo final pode ser usado como adubo, insumo para queima em caldeira, insumo para a geração de energia, reaproveitamento em pavimentos e outras finalidades.Equipment and continuous process for the treatment of waste, food and other materials by cold plasma sterilization, deep drying, compacting and packaging comprises equipment (1) for deep drying, cold plasma sterilization and solid waste packaging to satisfy the functions of liquid withdrawal, plasma sterilization and waste packaging. The equipment (1) is intended for waste treatment processes where solid waste (r) is separated from liquid (l), drying, cold plasma sterilization and final waste packaging; elimination of microorganisms such as fungus and bacteria; Final residues can be stored for months without the characteristic odor and contamination of microorganisms such as fungus and bacteria. Depending on the type of waste (r) from the equipment (1), the final input can be used as fertilizer, boiler burning input, power generation input, pavement reuse and other purposes.
Description
"EQUIPAMENTO E PROCESSO"EQUIPMENT AND PROCESS
CONTÍNUO DE TRATAMENTO DE RESÍDUOS, ALIMENTOS E OUTROS MATERIAIS, POR ESTERILIZAÇÃO A PLASMA FRIO, SECAGEM EM PROFUNDIDADE, COMPACTAÇÃO E EMPACOTAMENTO" PREÂMBULO O presente pedido de patente de invenção trata de um equipamento e processo industrial continuo de tratamento de resíduos, alimentos e outros materiais, por esterilização a plasma frio, secagem em profundidade com capacidade de satisfazer as funções de retirada de líquidos, e empacotamento de resíduos sólidos tais como, por exemplo, resíduos sólidos urbanos, lodo de esgoto, serragens, palha de arroz, palha e bagaço de cana de açúcar e outros assemelhados. Este equipamento destina-se a atender a todas as necessidades de descarte de resíduos sólidos em geral. O equipamento tratado no presente pedido de patente de invenção compreende uma pluralidade de compartimentos de processamento.CONTINUOUS WASTE, FOOD AND OTHER MATERIAL TREATMENT BY COLD PLASMA STERILIZATION, DEPTH DRYING, COMPACTING AND PACKAGING "PREAMBLE" This patent application is a continuous industrial process and equipment for the treatment of waste, food and other materials. , by cold plasma sterilization, deep drying capable of liquid withdrawal functions, and packaging of solid waste such as, for example, municipal solid waste, sewage sludge, sawdust, rice straw, straw and bagasse. sugar cane and the like This equipment is intended to meet all general solid waste disposal needs The equipment dealt with in this application comprises a plurality of processing compartments.
CAMPO DE APLICAÇÃO 0 equipamento ora proposto é destinado ao tratamento de resíduos de forma ambientalmente correta, abrange o uso de controles avançados e proporciona funcionalidades especificas. Referido equipamento de esterilização e secagem em profundidade é inexistente no mercado e vem a preencher esta lacuna e oferecer várias funcionalidades extras, sendo as principais funções desempenhadas pelo equipamento: - Prensagem contínua do material a ser tratado, como por exemplo, resíduos, já selecionados e triturados, resultando em líquido e sólido; - Separação de líquido do sólido; - Esterilização e tratamento do líquido; - Esterilização e tratamento do resíduo sólido por plasma f r i o; e - Tratamento e empacotamento do resíduo sólido.FIELD OF APPLICATION The equipment proposed here is intended for the treatment of waste in an environmentally sound manner, covers the use of advanced controls and provides specific functionality. Said sterilization and deep drying equipment is non-existent in the market and comes to fill this gap and offer several extra features, the main functions performed by the equipment: - Continuous pressing of the material to be treated, such as waste, already selected and crushed, resulting in liquid and solid; - Separation of liquid from solid; - Sterilization and treatment of the liquid; Sterilization and treatment of solid waste by cold plasma; and - Treatment and packaging of solid waste.
Todos os compartimentos possuem funções distintas, conectados uns aos outros com intercâmbio de informações críticas entre eles. São compostos por conjuntos mecânicos rotativos de vedação. A velocidade das esteiras de transporte dos resíduos dentro da câmara de plasma tem que estar em concordância com a velocidade de entrada de resíduos no equipamento de secagem em profundidade juntamente com a velocidade de compactação dos resíduos finais. Esse intercâmbio de informações entre os compartimentos é feito através de automação.All compartments have distinct functions, connected to each other with exchange of critical information between them. They consist of rotating mechanical sealing assemblies. The speed of the waste conveyor belts within the plasma chamber must be in accordance with the waste entry velocity into the deep-drying equipment together with the final waste compaction speed. This exchange of information between compartments is done through automation.
O "EQUIPAMENTO E PROCESSO CONTÍNUO DE TRATAMENTO DE RESÍDUOS, ALIMENTOS E OUTROS MATERIAIS, POR ESTERILIZAÇÃO A PLASMA FRIO, SECAGEM EM PROFUNDIDADE, COMPACTAÇÃO E EMPACOTAMENTO", objeto do presente pedido de patente de invenção, objetiva solucionar um sério problema ambiental que é o tratamento e descarte adequados dos resíduos produzidos pelas atividades humanas. Dentre esses resíduos, podemos citar o resíduo sólido urbano. Esse problema ocorre em todo o planeta, prejudicando os ecossistemas, pois além de causar contaminação das águas e do solo, na decomposição da matéria orgânica também ocorre a geração de gases que agravam o efeito estufa. O equipamento de esterilização e secagem em profundidade ora proposto é destinado, em uma primeira etapa, a separar o liquido do sólido; em uma segunda etapa, esterilizar o sólido e remover a parcela restante de liquido no sólido; em uma terceira etapa compactar e estrudar os resíduos sólidos; e em uma quarta etapa empacotar e cortar a porção sólida dos resíduos sólidos urbanos e resíduos assemelhados. 0 líquido será tratado por processo anexo independente de ozonização.The "EQUIPMENT AND CONTINUOUS PROCESS OF WASTE, FOOD AND OTHER MATERIALS TREATMENT BY COLD PLASMA STERILIZATION, DEEP DRYING, COMPACTING AND PACKAGING", object of this patent application, aims to solve a serious environmental problem which is the treatment and proper disposal of waste produced by human activities. Among these wastes, we can mention the urban solid waste. This problem occurs all over the planet, harming ecosystems, because in addition to causing contamination of water and soil, the decomposition of organic matter also occurs the generation of gases that aggravate the greenhouse effect. The proposed deep sterilization and drying equipment is intended, in a first step, to separate the liquid from the solid; in a second step, sterilize the solid and remove the remaining portion of liquid in the solid; in a third step compact and spoil the solid waste; and in a fourth step to package and cut the solid portion of municipal solid waste and similar waste. The liquid will be treated by an independent ozonation process.
ESTADO DA TÉCNICATECHNICAL STATE
Existem no mercado inúmeros métodos, processos, máquinas e equipamentos, cada um com sua finalidade e aplicações definidas, assim como diversas aplicações especificas e industriais, porém não se conhece no mercado nenhum equipamento com os respectivos processos, funcionalidades, configuração e aplicações, conforme descrito no presente pedido de patente de invenção.There are numerous methods, processes, machines and equipment on the market, each with its own purpose and defined applications, as well as various specific and industrial applications, but no equipment with its processes, features, configuration and applications is known on the market as described. in the present patent application.
Dos equipamentos pertencentes ao estado, da técnica, citamos: - PI0205134-6, EQUIPAMENTO PARA PROCESSAMENTO DE LIXO URBANO COM A UTILIZAÇÃO DE VAPOR D'AGUA EM ALTA PRESSÃO, consiste de um tanque cilíndrico alongado em aço, com portas nas extremidades fechadas hermeticamente. Na porta traseira do tanque existe uma união central articulada giratória com uma conexão em forma de T fixada ao suporte lateral pivotante onde estão instalados a válvula para a conexão do injetor de vapor d'água, a válvula termostática pré-regulada que vai controlar a temperatura interna do tanque, um manômetro de pressão e uma válvula de segurança, acionada automaticamente ou manualmente, que controla a pressão interna e permite a liberação da pressão do vapor d'água, que é reconduzido a caldeira por ocasião da abertura da porta dianteira. O tanque é apoiado em dois suportes laterais pivotantes e tem dois macacos hidráulicos montados um de cada lado, que permitem ao tanque executar movimentos de subida e descida. Esse conjunto é apoiado na base de sustentação. Internamente o tanque é dotado de espirais duplas com as bordas afiadas, que combinadas com o movimento rotativo, revolvem e rompem os sacos de lixo permitindo uma distribuição uniforme do lixo dentro do tanque. No interior do tanque, é instalada uma tela de aço que tem a função de reter o lixo, evitando que ele seja comprimido junto a tampa traseira. 0 movimento de rotação do tanque se dá através de um motor elétrico instalado junto ao suporte lateral pivotante. Esse motor transfere a força motriz ao tanque através de um redutor de velocidade acoplado a um dos roletes que sustenta o tanque. Combinada com a pressão e temperatura do vapor d'água o lixo é tratado de forma a transformá-lo em material inerte e reaproveitável. Na PI0205134-6, menciona-se o uso de caldeira, macacos hidráulicos e motor elétrico executando o movimento de rotação do tanque. Estes equipamentos são grandes consumidores de energia. Como visto, para fazer uso da pressão e temperatura do vapor de água, consome-se muita energia para descontaminar o lixo, além de ser feito por um processo lento e intermitente por batelada, constituído por um equipamento com uma câmara hermeticamente fechada, enquanto que o "EQUIPAMENTO E PROCESSO CONTÍNUO DE TRATAMENTO DE RESÍDUOS, ALIMENTOS E OUTROS MATERIAIS, POR ESTERILIZAÇÃO A PLASMA FRIO, SECAGEM EM PROFUNDIDADE, COMPACTAÇÃO E EMPACOTAMENTO", objeto do presente pedido de patente de invenção, faz esterilização de alta eficiência de forma continua e controlada, pois, é muito eficiente na eliminação de qualquer forma de vida microbiana tanto fungo como bactéria, tanto na forma vegetativa como também na forma de esporos, além disso, faz a secagem numa faixa pré-determinada, que pode ser controlada entre 2% a 50% de porção liquida remanescente; PI 94 02 716-1, EQUIPAMENTO PARA PROCESSAMENTO DE LIXO ORGÂNICO E ASSEMELHADOS, PELO SISTEMA DE TRITURAÇÃO MECÂNICA E DESIDRATAÇÃO FEITA POR BOMBARDEAMENTO DE MICROONDAS, TENDO COMO OBJETIVO FINAL, A TRANSFORMAÇÃO DO LIXO EM PÓ", se resume em Câmaras de processamento a saber: Câmara n° 1 -Esta Câmara é a que recebe o material no seu estado natural, antes de se dar inicio ao processamento; Câmara n° 2 - Nesta é depositado o material resultante da operação da Câmara n° 1 (trituração grossa) ; Câmara n° 3 - Esta é totalmente vedada por mecanismo automático, na qual ocorre o bombardeamento de microondas, para desidratação do material; Câmara n° 4 - Depósito armazenador do material resultante dos processos de trituração e desidratação; Câmara n° 5 - É um sistema opcional, para compactar ou não o material, transformando-o em pó, resultante das transformações anteriores. Na PI9402716-1, usa-se o bombardeamento de microondas, para desidratação do material em bagatela e compactar ou não o material, transformando-o em pó. Este processo normalmente consome muita energia, e pelo fato de ser intermitente torna-se lento, demandando muita movimentação de material e mão de obra. 0 "EQUIPAMENTO E PROCESSO CONTÍNUO DE TRATAMENTO DE RESÍDUOS, ALIMENTOS E OUTROS MATERIAIS, POR ESTERILIZAÇÃO A PLASMA FRIO, SECAGEM EM PROFUNDIDADE, COMPACTAÇÃO E EMPACOTAMENTO", objeto do presente pedido de patente de invenção, faz esterilização de alta eficiência de forma continua e controlada, pois, é muito eficiente na eliminação de qualquer forma de vida microbiana tanto fungo como bactéria, se está na forma vegetativa ou na forma de esporos, faz a secagem controlada numa faixa pré-determinada na faixa pode ser de 2% a 50% de porção líquida remanescente e ainda faz o empacotamento dos resíduos que podem ser usados como adubo, insumo para queima em caldeira, insumo para a geração de energia, reaproveitamento em pavimentos e outros aproveitamentos; - MU8800313, UNIDADE MÓVEL DE RECOLHIMENTO, TRATAMENTO E COMPACTAÇÃO DE LIXO TERRESTRE E EMBARCAÇÃO, é uma usina móvel de recolhimento e tratamento de detritos nas ruas. O recolhimento é feito pela unidade terrestre a beira das vias aquáticas pela unidade - embarcação, os detritos sofrem choques térmicos e radiação ultravioleta conduzidos por esteiras, os selecionadores classificam os detritos em compartimentos. Os detritos de origem orgânica e hospitalar são triturados e centrifugados. Materiais tóxicos e pequenos eletrônicos apenas secos, os demais triturados, secos e compactados, o liquido extraído é filtrado, 30% é borrifado pela unidade terrestre, pela unidade embarcação é derramado navegando, 70% reabastece a esterilização quando esgotados os compartimentos o condutor conduz o veiculo a central de coleta; se via terrestre semelhante a estação de trem se embarcação semelhante a um cais a capacidade de armazenagem é equivalente, para 150.000 habitantes; são equipadas de software operacional; o tamanho e capacidade são de acordo ao acesso e necessidades de cada localidade. Δ MU8800313 trata de uma usina móvel de recolhimento e tratamento de detritos que sofrem choques térmicos e radiação ultravioleta. Neste processo de tratamento de resíduo o equipamento tem uma função ambígua, de transporte e tratamento, encarecendo o deslocamento de material e limitando a sua verdadeira função de tratamento de resíduo. Diferente do "EQUIPAMENTO E PROCESSO CONTÍNUO DE TRATAMENTO DE RESÍDUOS, ALIMENTOS E OUTROS MATERIAIS, POR ESTERILIZAÇÃO A PLASMA FRIO, SECAGEM EM PROFUNDIDADE, COMPACTAÇÃO E EMPACOTAMENTO", objeto do presente pedido de patente de invenção, o qual faz secagem e esterilização por plasma frio de forma contínua e controlada e também o empacotamento dos resíduos que podem ser armazenados por até três meses sem nenhum tipo de contaminação; - PI0202143-9, USINA DE TRATAMENTO DE LIXO ORGÂNICO E INORGÂNICO, ATRAVÉS DO SISTEMA DE DESIDRATAÇÃO REDUZINDO O SEU VOLUME EM 80% (OITENTA POR CENTO) DEIXANDO-O INERTE E SEM QUEIMA, trata de uma patente de invenção para usina de tratamento de lixo orgânico e inorgânico, através do sistema de desidratação reduzindo o seu volume em 80% (oitenta por cento), deixando-o inerte e sem queima compreendida por um sistema de aproveitamento do lixo e reduz o volume em 80% (oitenta por cento), utilizando-se de desidratação e compondo-se de esteiras, secadores, trituradores, ciclones, silos de aeração, elevadores de canecas, sistema pneumático e silos de armazenamento, sendo projetados e formatados tais equipamentos, especificamente, para atender a este processo, objetivando além de um aproveitamento mais racional do lixo domiciliar evitar-se a implantação de novos aterros sanitários a céu aberto, atendendo inclusive a ditames legais sobre a preservação do meio ambiente. A PI0202143-9,trata-se de uma usina de tratamento de lixo orgânico e inorgânico, através do sistema de desidratação reduzindo o seu volume em 80% (oitenta por cento), deixando-o inerte. A usina compõe-se de esteiras, secadores, trituradores, ciclones, silos de aeração, elevadores de canecas, sistema pneumático e silos de armazenamento. No balanço energético, menciona-se na patente o uso de: esteiras, secadores, trituradores, ciclones, silos de aeração, elevadores de canecas, sistema pneumático. Todos estes equipamentos são consumidores de energia vorazes, com alta dependência do atrito mecânico. De qualquer forma, todos os processos de desidratação deste tipo são lentos e consomem muita energia. O "EQUIPAMENTO E PROCESSO CONTÍNUO DE TRATAMENTO DE RESÍDUOS, ALIMENTOS E OUTROS MATERIAIS, POR ESTERILIZAÇÃO A PLASMA FRIO, SECAGEM EM PROFUNDIDADE, COMPACTAÇÃO E EMPACOTAMENTO", objeto do presente pedido de patente de invenção, difere-se da patente descrita acima, pois, desidratação e esteriliza pelo processo de plasma frio de forma continua e controlada, e ainda faz o empacotamento dos resíduos; e - PI0105190-3, USINA INDUSTRIAL DE MINERALIZAÇAO-DESTINO t FINAL DO LIXO URBANO, informa em seu relatório descritivo que o Brasil produz 241.614 toneladas de lixo por dia 76% são depositados a céu aberto em lixões, 13% são depositados em aterros controlados, 10% são depositados em aterros sanitários, 0,9% são compostados em usinas e 0,1% são incinerados. Composição média do lixo domiciliar no Brasil: 65% da matéria orgânica, 25% papel, 4% metal, 3% vidro e 3% plástico, 53% deste total é de restos de comida desperdiçada. Estima-se que o Brasil perca por ano R$ 4,6 bilhões (cálculo de 1996) no mínimo, ao não reaproveitar o lixo que produz 40% dos municípios não recebem nenhum serviço de coleta de lixo, 40 mil toneladas de lixo ficam sem coleta diariamente. - Volume de lixo a ser beneficiado por dia: 20.000 Kg; - Volume de lixo a ser beneficiado por hora: 833.33 Kg; - Necessidade de insuf lamento de ar por hora: 2.738,989 m3/h; - Volume de gases á exaurir por hora: 4.583,315 m3/hora; - Volume de calor gerado por hora de operação: 406.816,53 K cal/h; - Temperatura de operação do forno; Mínima = 500°C; Média 850 °C; Máxima = 1200 °C; - Volume da fornalha: 7.4 6 m3; - Área da fornalha 6.28 m2; - Relação volume / área : 132 Kg / m2 x h; - Fixando-se a secção do duto de exaustão em 0,25 m2 de área, a velocidade de exaustão dos gases no interior do forno será de : 1.150 m/h. ; - O tempo de combustão não deve ser inferior a 02 segundos por quilo de permanência de material no interior do forno. Memorial de cálculo realizado por Domingos Fernandes Neto. Assim sendo, a PI0105190-3 trata de um incinerador que beneficia 20.000 Kg de lixo por dia com temperatura e insuflamento de ar estabelecidos, com dutos de exaustão no interior do forno. Pelo fato de ser em batelada, o processo torna-se intermitente, lento e demanda muita movimentação de material e mão de obra. Além disso, processos de incineração não são considerados processos ambientalmente adequados de tratamento de resíduos, pois lançam na atmosfera materiais particulados e gases poluentes. Por outro lado, o "EQUIPAMENTO E PROCESSO CONTÍNUO DE TRATAMENTO DE RESÍDUOS, ALIMENTOS E OUTROS MATERIAIS, POR ESTERILIZAÇÃO A PLASMA FRIO, SECAGEM EM PROFUNDIDADE, COMPACTAÇÃO E EMPACOTAMENTO", objeto da presente patente, não utiliza nenhuma forma de queima, mas usa apenas um processo que desidrata e esteriliza os resíduos por um processo ambientalmente eficaz, sem gerar emissões atmosféricas, eliminando todos os agentes microbianos por plasma frio.From state-of-the-art equipment, we cite: - PI0205134-6, URBAN WASTE PROCESSING EQUIPMENT USING HIGH PRESSURE STEAM, consists of an elongated steel cylindrical tank with hermetically sealed doors at the ends. At the rear door of the tank there is a swiveling hinged central joint with a T-shaped fitting attached to the pivoting side bracket where the valve for the water vapor injector connection, the pre-set thermostatic valve that will control the temperature, is installed. internal tank, a pressure gauge and an automatically or manually operated safety valve that controls the internal pressure and allows the release of water vapor pressure, which is re-driven to the boiler upon opening the front door. The tank is supported on two pivoting side supports and has two hydraulic jacks mounted on either side, which allow the tank to perform up and down movements. This set is supported on the support base. Internally the tank is endowed with sharp-edged double spirals, which combined with rotary movement, revolve and rupture the garbage bags allowing even distribution of the garbage within the tank. Inside the tank, a steel screen is installed that has the function of retaining the waste, preventing it from being compressed near the back cover. The rotational movement of the tank is through an electric motor installed next to the pivoting side support. This engine transfers the driving force to the tank through a speed reducer coupled to one of the rollers supporting the tank. Combined with water vapor pressure and temperature the waste is treated to make it inert and reusable material. PI0205134-6 mentions the use of boiler, hydraulic jacks and electric motor performing the rotational movement of the tank. These equipments are big energy consumers. As seen, to make use of water vapor pressure and temperature, a lot of energy is consumed to decontaminate the waste, as well as a slow and intermittent batch process consisting of equipment with a hermetically sealed chamber, while The "Continuous Waste, Food and Other Treatment, Equipment and Process for Cold Plasma Sterilization, Deep Drying, Compaction and Packaging", object of this patent application, makes continuous and controlled high-efficiency sterilization It is very efficient in eliminating any fungal or bacterial microbial life, both in vegetative and spore form. It also dries within a predetermined range, which can be controlled from 2% to 50% of remaining net portion; PI 94 02 716-1, EQUIPMENT FOR THE PROCESSING OF ORGANIC WASTE AND SIMILAR WASTE BY MECHANICAL CRUSHING AND DEHYDRATION SYSTEM MADE BY MICROWAVE PUMPING, PURPOSING THE PURPOSE OF WASTE ", is limited to Processing Chambers : Chamber No. 1 - This Chamber is the one that receives the material in its natural state before processing begins; Chamber No. 2 - In this is deposited the material resulting from the operation of Chamber No. 1 (coarse crushing); Chamber # 3 - This is completely sealed by an automatic mechanism in which microwave bombardment occurs to dehydrate the material; Chamber # 4 - Storage depot of the material resulting from the grinding and dehydration processes; Chamber # 5 - It is a optional system for compacting or not compacting the material into powder as a result of previous transformations.In PI9402716-1 microwave bombardment is used for dehydration of the material. in a trifle and compact or not the material, turning it into powder. This process usually consumes a lot of energy, and because it is intermittent it becomes slow, requiring a lot of material and labor movement. 0 "CONTINUOUS WASTE, FOOD AND OTHER MATERIAL TREATMENT EQUIPMENT AND PROCESSING, BY COLD PLASMA STERILIZATION, DEEP DRYING, COMPACTING AND PACKAGING", subject to this patent application, continuously and controlled high-efficiency sterilization as it is very efficient in eliminating any microbial life form either fungus or bacteria, whether in vegetative or spore form, controlled drying in a predetermined range in the range can be from 2% to 50% of remaining liquid portion and still packaging the waste that can be used as fertilizer, boiler burning input, power generation input, pavement reuse and other uses; - MU8800313, MOBILE WASTE COLLECTION, TREATMENT AND COMPACTING UNIT, is a mobile street waste collection and treatment plant. The collection is made by the ground unit by the waterway by the boat unit, the debris suffers thermal shocks and ultraviolet radiation driven by mats, the selectors classify the debris in compartments. Organic and hospital waste is crushed and centrifuged. Toxic materials and small electronic only dry, the other crushed, dry and compacted, the extracted liquid is filtered, 30% is sprayed by the ground unit, by the vessel unit is spilled sailing, 70% replenishes sterilization when the compartments the driver drives the vehicle to collection center; if by rail similar to train station if by quay vessel the storage capacity is equivalent for 150,000 inhabitants; are equipped with operating software; The size and capacity are according to the access and needs of each location. Δ MU8800313 is a mobile waste collection and treatment plant that suffers thermal shocks and ultraviolet radiation. In this waste treatment process the equipment has an ambiguous transport and treatment function, making material displacement more expensive and limiting its true waste treatment function. Unlike the "Continuous Waste, Food and Other Treatment Equipment and Process for Cold Plasma Sterilization, Deep Drying, Compaction and Packaging", which is the subject of this cold plasma drying and sterilization. continuously and controlled and also the packaging of waste that can be stored for up to three months without any contamination; - PI0202143-9, ORGANIC AND INORGANIC WASTE TREATMENT PLANT, THROUGH THE 80% (EIGHT PERCENT) DEHYDRATION SYSTEM BY LEAVING IT INERT AND WITHOUT BURNING, this patent is a invention patent organic and inorganic waste through the dehydration system reducing its volume by 80% (eighty per cent), leaving it inert and unburned by a waste disposal system and reducing the volume by 80% (eighty per cent) , using dehydration and consisting of conveyors, dryers, crushers, cyclones, aeration silos, tank elevators, pneumatic system and storage silos, being designed and formatted such equipment specifically to meet this process, aiming In addition to a more rational use of household waste, the implementation of new open landfills should be avoided, including compliance with legal requirements regarding the preservation of the environment. PI0202143-9 is an organic and inorganic waste treatment plant, through the dehydration system reducing its volume by 80% (eighty percent), leaving it inert. The plant consists of conveyors, dryers, crushers, cyclones, aeration silos, tank lifts, pneumatic system and storage silos. In the energy balance, the patent mentions the use of: conveyors, dryers, crushers, cyclones, aeration silos, tank lifts, pneumatic system. All these equipments are voracious energy consumers, with high dependence on mechanical friction. However, all dehydration processes of this type are slow and energy intensive. "CONTINUOUS WASTE, FOOD AND OTHER MATERIAL TREATMENT EQUIPMENT AND PROCESSING, BY COLD PLASMA STERILIZATION, DEEP DRYING, COMPACTING AND PACKAGING", which is the subject of the above patent application, therefore, dehydration and sterilization by the cold plasma process continuously and controlled, and even packaging the waste; and - PI0105190-3, INDUSTRIAL DESTINATION INDUSTRIAL PLANT t FINAL URBAN WASTE, reports in its descriptive report that Brazil produces 241,614 tons of waste per day 76% is landfilled in dumps, 13% is landfilled in controlled landfills 10% is landfilled, 0.9% is composted and 0.1% incinerated. Average composition of household waste in Brazil: 65% of organic matter, 25% paper, 4% metal, 3% glass and 3% plastic, 53% of this total is waste food. It is estimated that Brazil loses R $ 4.6 billion per year (1996 calculation) at least, by not reusing the garbage that produces 40% of the municipalities receive no garbage collection service, 40 thousand tons of garbage are left without collects daily. - Volume of garbage to be benefited per day: 20,000 Kg; - Volume of garbage to be benefited per hour: 833.33 Kg; - Air supply required per hour: 2,738,989 m3 / h; - Exhaust gas volume per hour: 4,583,315 m3 / hour; - Heat volume generated per hour of operation: 406,816.53 K cal / h; - Oven operating temperature; Minimum = 500 ° C; Average 850 ° C; Maximum = 1200 ° C; - Furnace volume: 7.4 6 m3; - Furnace area 6.28 m2; - Volume / area ratio: 132 Kg / m2 x h; - If the exhaust pipe section is fixed at 0.25 m2, the exhaust gas velocity inside the oven will be: 1,150 m / h. ; - The combustion time should not be less than 02 seconds per kilogram of material inside the oven. Memorial of calculation made by Domingos Fernandes Neto. Therefore, PI0105190-3 deals with an incinerator that benefits 20,000 kg of waste per day with established temperature and air supply, with exhaust ducts inside the furnace. Because it is in batch, the process becomes intermittent, slow and demands a lot of material and labor movement. In addition, incineration processes are not considered environmentally sound waste treatment processes as they release particulate materials and polluting gases into the atmosphere. On the other hand, the "EQUIPMENT AND CONTINUOUS PROCESS FOR WASTE, FOOD AND OTHER MATERIALS, BY COLD PLASMA STERILIZATION, DEEP DRYING, COMPACTING AND PACKAGING", the object of this patent, does not use any form of burning, but uses only a process that dehydrates and sterilizes waste through an environmentally effective process without generating atmospheric emissions, eliminating all microbial agents by cold plasma.
OBJETIVOS O "EQUIPAMENTO E PROCESSO CONTÍNUO DE TRATAMENTO DE RESÍDUOS, ALIMENTOS E OUTROS MATERIAIS, POR ESTERILIZAÇÃO A PLASMA FRIO, SECAGEM EM PROFUNDIDADE, COMPACTAÇÃO E EMPACOTAMENTO", objeto do presente pedido de patente de invenção, trabalha com processo físico de tratamento de resíduos de forma contínua e controlada.OBJECTIVES The "EQUIPMENT AND CONTINUOUS PROCESS FOR TREATMENT OF WASTE, FOOD AND OTHER MATERIALS BY COLD PLASMA STERILIZATION, DEPTHING, COMPACTING AND PACKAGING", the subject of the present patent application, works with physical process of waste treatment. continuous and controlled way.
Como demonstrado acima, não há equipamento pertencente ao estado da técnica com tratamento de resíduos por plasma frio, com capacidade de tornar os resíduos livres de fungos e bactérias e nem com dispositivos de empacotamentos dos resíduos finais.As shown above, there is no state-of-the-art cold plasma waste treatment equipment capable of rendering waste free of fungi and bacteria, nor with final waste packaging devices.
DESCRIÇÃO DAS FIGURAS A seguir, para que o "EQUIPAMENTO E PROCESSO CONTÍNUO DE TRATAMENTO DE RESÍDUOS, ALIMENTOS E OUTROS MATERIAIS, POR ESTERILIZAÇÃO A PLASMA FRIO, SECAGEM EM PROFUNDIDADE, COMPACTAÇÃO E EMPACOTAMENTO", seja mais bem compreendido, o presente pedido de patente de invenção será descrito em maiores detalhes, com base nas figuras abaixo relacionadas, nas quais: A figura 1 ilustra esquematicamente o "EQUIPAMENTO E PROCESSO CONTÍNUO DE TRATAMENTO DE RESÍDUOS, ALIMENTOS E OUTROS MATERIAIS, POR ESTERILIZAÇÃO A PLASMA FRIO, SECAGEM EM PROFUNDIDADE, COMPACTAÇÃO E EMPACOTAMENTO", objeto do presente pedido de patente de invenção, destacando seus compartimentos e componentes funcionais; A figura 2 ilustra os principais conjuntos do equipamento ora proposto; A Figura 3 ilustra o conjunto separador de sólidos/líquido; A Figura 4 ilustra detalhes dos discos perfurados compreendidos na câmara de esmagamento e separação; A Figura 5 ilustra o conjunto de vácuo e a câmara de plasma frio; A figura 6 ilustra didaticamente o conjunto extrusor de resíduos sólidos tratados; A figura 7 ilustra de forma esquemática o conjunto de embalagem dos resíduos sólidos; A figura 8 ilustra esquematicamente o conjunto de vácuo; e A figura 9 ilustra esquematicamente e de forma destacada o conjunto de captação e tratamento do líquido.DESCRIPTION OF THE DRAWINGS below, so that the "CONTINUOUS WASTE, FOOD AND OTHER MATERIAL TREATMENT EQUIPMENT AND PROCESS, BY COLD PLASMA STERILIZATION, DRYING, COMPACTING AND PACKAGING", is better understood The invention will be described in greater detail based on the following related figures, in which: Figure 1 schematically illustrates the "Continuous Waste, Food and Other MATERIAL EQUIPMENT AND PROCESS FOR COLD PLASMA STERILIZATION, DEPTH DRYING, COMPACTING AND PACKAGING ", object of the present patent application, highlighting its compartments and functional components; Figure 2 illustrates the main sets of equipment proposed here; Figure 3 illustrates the solids / liquid separator assembly; Figure 4 illustrates details of the perforated discs comprised in the crush and separation chamber; Figure 5 illustrates the vacuum assembly and cold plasma chamber; Figure 6 didactically illustrates the treated solid waste extruder assembly; Figure 7 schematically illustrates the solid waste packaging assembly; Figure 8 schematically illustrates the vacuum assembly; and Figure 9 schematically and prominently illustrates the liquid uptake and treatment assembly.
Em seguida descreve-se uma forma preferencial não restritiva de realização do presente equipamento, objeto deste pedido de patente de invenção, onde a figuração e aplicação podem variar na forma adequada para cada modelo desejado; descrevendo uma das possibilidades construtivas que levam a concretizar o objeto descrito e a forma em que o mesmo funciona.The following describes a non-restrictive preferred embodiment of the present equipment, object of this patent application, wherein the figuration and application may vary in the form appropriate to each desired model; describing one of the constructive possibilities that lead to the concretization of the object described and the way in which it works.
DESCRIÇÃO DETALHADADETAILED DESCRIPTION
"EQUIPAMENTO CONTÍNUO DE TRATAMENTO DE RESÍDUOS, ALIMENTOS E OUTROS MATERIAIS, POR ESTERILIZAÇÃO A PLASMA FRIO, SECAGEM EM PROFUNDIDADE, COMPACTAÇÃO E EMPACOTAMENTO", objeto do presente pedido de patente de invenção, é indicado pela referencia numérica 1 e compreende: conjunto separador de sólidos/líquido 2, câmara de plasma frio 3, conjunto extrusor de resíduos sólidos tratados 4, conjunto de embalagem dos resíduos sólidos 5, conjunto de corte do residuo extrusado 6, conjunto de vácuo 7, conjunto de captação e tratamento do liquido 8 e painel de controle 9. O conjunto separador sólidos/liquido 2 compreende câmara de entrada de resíduos 2A, câmara de esmagamento e separação 2B, câmara de vedação 2C e grupo motoredutor 2D. Dito conjunto separador sólidos/liquido 2 abrange um eixo com rosca sem-fim 2E acoplado a um grupo motoredutor 2D. Uma porção lisa 2F do eixo é disposta sequencialmente à rosca sem fim 2E. Discos perfurados 2G são dispostos ao longo da porção lisa 2F formando a câmara de esmagamento e separação 2B, a qual apresenta em sua porção inferior um duto 2H. A seguir da câmara de esmagamento e separação 2B está disposta a câmara de vedação 2C que compreende um afunilamento 21 e orifício de saída 2J."CONTINUOUS WASTE, FOOD AND OTHER MATERIAL TREATMENT EQUIPMENT BY COLD PLASMA STERILIZATION, DEEP DRYING, COMPACTING AND PACKAGING", the subject of this application, is indicated by reference number 1 and comprises: solids separator set / liquid 2, cold plasma chamber 3, treated solid waste extruder assembly 4, solid waste packaging assembly 5, extruded waste cutting assembly 6, vacuum assembly 7, liquid collection and treatment assembly 8, and control panel. control 9. The solid / liquid separator assembly 2 comprises waste inlet chamber 2A, crushing and separation chamber 2B, sealing chamber 2C and 2D gearmotor assembly. Said solid / liquid separator assembly 2 comprises a worm threaded shaft 2E coupled to a 2D gearmotor assembly. A smooth portion 2F of the shaft is arranged sequentially to the endless thread 2E. Perforated discs 2G are disposed along the smooth portion 2F forming the crushing and separation chamber 2B, which has in its lower portion a duct 2H. Next to the crushing and separation chamber 2B is sealing chamber 2C comprising a taper 21 and outlet port 2J.
Referidas câmaras e partes componentes são convenientemente projetadas em razão do tipo de resíduo R que será processado, tipo e quantidade de líquido L que se deseja retirar. A câmara de plasma frio 3 compreende um compartimento 3A dotado de bocal de entrada 3B, bocal de saída 3C, bocal 3D para bomba de vácuo ou conjunto de bombas de vácuo, uma pluralidade de esteiras transportadoras 3E, 3F, 3G, ânodo 3H e cátodo 31, fonte de alta tensão (não ilustrada), medidores de vácuo 3J, sensores 3K, sistema de acionamento 3L das correias transportadoras 3E, 3F, 3G, visores 3M e tampas articuladas 3N.Said chambers and component parts are conveniently designed because of the type of waste R to be processed, type and amount of liquid L to be removed. Cold plasma chamber 3 comprises a housing 3A provided with inlet nozzle 3B, outlet nozzle 3C, 3D vacuum pump nozzle or vacuum pump assembly, a plurality of conveyor belts 3E, 3F, 3G, anode 3H and cathode 31, high voltage source (not shown), 3J vacuum meters, 3K sensors, 3L drive system of 3E, 3F, 3G conveyor belts, 3M displays and 3N hinged covers.
Os bocais de entrada 3B e de saída 3C são respectivamente dotados de flanges de Acoplamento 3B' e 3C', enquanto que o sistema de acionamento (3L) é dotado de mancai especial de vedação 3P.The inlet nozzles 3B and outlet 3C are respectively provided with Coupling flanges 3B 'and 3C', while the drive system (3L) has a special sealing sleeve 3P.
As esteiras transportadoras 3E, 3 F, 3G são aqui descritas e ilustradas em número de três, mas não limitadas a essa quantidade. Referidas Esteiras transportadoras 3E, 3F, 3G são construídas e dispostas umas sobre as outras, de forma defasada. Assim Sendo, a primeira esteira 3E apresenta-se posicionada na Porção superior da câmara de plasma frio 3, a segunda Esteira 3F é posicionada imediatamente abaixo da primeira e deslocada horizontalmente em relação à esta, e a terceira esteira 3G é posicionada abaixo da segunda esteira 3F e des locada horizontalmente em relação à mesma, sendo preferencialmente alinhada verticalmente com a primeira esteira 3E. O Conjunto extrusor de resíduos sólidos tratados 4 compreende uma estrutura tubular 4A, dotada de bocal de entrada 4B, flanges de acoplamento 4C e 4D respectivamente configuradas para acoplamento de um motoredutor 4E e um bocal de saída 4F configurado como um cone redutor 4G. No interior da estrutura tubular 4A são previstos mancais 4H, para suportar um eixo 41 dotado de rosca sem-fim. Referido eixo 41 é acoplado ao motoredutor 4E, este com controle de rotação através do painel de controle 9. O conjunto de embalagem dos resíduos sólidos 5, que é um sistema conhecido e usado pela indústria em processos de embalagem, compreende um tubo extensor 5A, dotado de guia 5B e suporte continuo 5C. O conjunto de corte do resíduo extrusado 6 é disposto sequencialmente ao conjunto de embalagem dos resíduos sólidos 5 e compreende conjuntos de lâminas, serras ou arames (não ilustrados), que de forma intermitente cortam os resíduos extrusados em tamanhos pré-determinados ou outros tipos de corte conforme necessário. 0 conjunto de vácuo 7, prevê uma bomba de vácuo 7A ou conjunto de bombas de vácuo, destinados a promover o vácuo a partir do momento em que a câmara de plasma 3 está isolada, vedada, em ambas extremidades, quando além do ar, remove a porção líquida presente no resíduo, a qual é evaporada através da incidência do plasma frio sobre os resíduos R. 0 conjunto de vácuo 7 compreende uma estrutura 7A, preferencialmente tubular, dotada de flanges 7B e 7C, respectivamente dispostos no bocal de conexão à câmara de plasma 7D e bocal de conexão à bomba de vácuo 7E. Dita estrutura tubular 7A prevê ainda uma câmara de condensação 7F, a qual é dotada de placas condensadoras 7G também denominadas "armadilhas", abaixo das quais há uma região de captação de líquido 7H provida de duto de dreno 71 e válvula de dreno 7J. A câmara de condensação tem a função de condensar os vapores V vindos da câmara de plasma, destinando-os ao tanque intermediário de líquido 8A. O conjunto de captação e tratamento de liquido 8 prevê um tanque intermediário de liquido 8A, bomba de circulação de liquido (8B), tanque de armazenamento 8C e dutos ou tubulações 8D, 8E, 8F, 8G, 8H. 0 conjunto de captação e tratamento de liquido 8 destina-se a captar o liquido resultante da prensagem ocorrida no conjunto separador sólidos/liquido 2, armazenando-o no reservatório intermediário de liquido 8A, onde é feita a correção do ph. Em seguida, por meio da bomba de circulação de liquido 8B, o liquido é enviado para o tanque de armazenamento 8C.Conveyor belts 3E, 3 F, 3G are described and illustrated here in three but not limited to that amount. Said conveyor belts 3E, 3F, 3G are constructed and arranged one after the other. Thus, the first mat 3E is positioned in the upper portion of the cold plasma chamber 3, the second mat 3F is positioned just below the first and offset horizontally thereto, and the third mat 3G is positioned below the second mat 3F and moved horizontally relative thereto, preferably being aligned vertically with the first mat 3E. The treated solid waste extruder assembly 4 comprises a tubular structure 4A having inlet nozzle 4B, coupling flanges 4C and 4D respectively configured for coupling a 4E geared motor and an outlet nozzle 4F configured as a 4G taper. Inside the tubular frame 4A, bearings 4H are provided to support a shaft 41 provided with worm thread. Said axis 41 is coupled to the geared motor 4E, which is rotationally controlled via the control panel 9. The solid waste packaging assembly 5, which is a known system used by the industry in packaging processes, comprises an extension tube 5A, provided with guide 5B and continuous support 5C. The extruded waste cutting assembly 6 is arranged sequentially to the solid waste packaging assembly 5 and comprises sets of blades, saws or wires (not shown) that intermittently cut extruded waste to predetermined sizes or other types of waste. cut as needed. Vacuum assembly 7 provides a vacuum pump 7A or set of vacuum pumps, designed to promote vacuum from the moment the plasma chamber 3 is insulated, sealed at both ends, when in addition to air, removes the liquid portion present in the residue which is evaporated by the incidence of cold plasma on the residues R. Vacuum assembly 7 comprises a preferably tubular structure 7A provided with flanges 7B and 7C respectively disposed in the nozzle connecting to the chamber. 7D plasma and 7E vacuum pump connection nozzle. Said tubular structure 7A further provides a condensation chamber 7F, which is provided with condenser plates 7G also called "traps", below which there is a liquid uptake region 7H provided with drain pipe 71 and drain valve 7J. The condensation chamber has the function of condensing vapors V from the plasma chamber to the intermediate liquid tank 8A. The liquid collection and treatment assembly 8 comprises a liquid intermediate tank 8A, liquid circulation pump (8B), storage tank 8C and ducts or pipes 8D, 8E, 8F, 8G, 8H. The liquid uptake and treatment assembly 8 is intended to capture the liquid resulting from pressing occurred in the solid / liquid separator assembly 2 by storing it in the intermediate liquid reservoir 8A, where ph is corrected. Then, via the liquid circulation pump 8B, the liquid is sent to the storage tank 8C.
Compreende ainda o conjunto de captação e tratamento de liquido 8, a tubulação 8G, que encaminha o liquido recolhido na câmara de condensação 7F para o tanque de armazenamento 8C e a tubulação 8H, que é destinada à coleta do liquido recolhido. Ressaltamos que o liquido obtido na câmara de condensação 7F, por ser decorrente da evaporação pelo efeito do plasma frio e posterior condensação, já se encontra esterilizado. 0 equipamento 1 ora proposto, prevê preferencialmente que todas as partes que entram em contato com o material beneficiado, resíduos R e líquido L sejam constituídas em aço inox, ou outro material que seja resistente mecânica e quimicamente ao tipo de resíduo R a ser tratado pelo equipamento 1.It further comprises liquid collection and treatment assembly 8, tubing 8G, which forwards liquid collected in the condensation chamber 7F to storage tank 8C and piping 8H, which is intended for collection of collected liquid. We emphasize that the liquid obtained in the condensation chamber 7F, due to the evaporation by the effect of cold plasma and subsequent condensation, is already sterilized. The proposed equipment 1 preferably provides that all parts that come into contact with the beneficiated material, waste R and liquid L will be made of stainless steel, or another material that is mechanically and chemically resistant to the type of waste R to be treated by the material. equipment 1.
Referido equipamento 1 pode ser parcialmente ou totalmente automatizado, dependendo das necessidades. Pode também ser dimensionado em razão do volume de resíduo que se objetiva tratar, desde que sejam resguardadas as devidas proporções, associando a geometria às condições dos processos. Assim sendo, o equipamento 1 pode ser fabricado em diversos tamanhos e configurações, desde uma capacidade de processamento de 10 quilos de residuos/hora até 10 toneladas de residuos/hora ou mais. "PROCESSO CONTÍNUO DE TRATAMENTO DE RESÍDUOS, ALIMENTOS E OUTROS MATERIAIS, POR ESTERILIZAÇÃO A PLASMA FRIO, SECAGEM EM PROFUNDIDADE, COMPACTAÇÃO E EMPACOTAMENTO", objeto do presente pedido de patente de invenção, compreende processo que em uma primeira etapa, os resíduos R previamente triturados são inseridos no equipamento 1 através da câmara de entrada de resíduos 2A, disposta no conjunto separador sólidos/líquidos 2, sendo assim dispostos no início da rosca sem fim 2E, a qual tem a função de arrastar e empurrar os resíduos para a câmara de esmagamento e separação 2B onde é feita a separação do sólido do líquido de forma contínua. Quando impulsionado pela rosca sem fim 2E, o resíduo R triturado encontrará uma porção lisa 2F do eixo, sequencial à rosca sem fim 2E, onde sofre a compreensão deste eixo rotativo interno contra os discos perfurados 2G dispostos ao longo desta porção lisa 2F do eixo, extraindo desta maneira o líquido L, o qual desce por gravidade para um tanque intermediário de líquido 8A, o qual compreende meios para correção do pH do líquido L nele contido.Said equipment 1 may be partially or fully automated depending on the needs. It can also be sized according to the volume of waste that is intended to be treated, provided that the appropriate proportions are safeguarded, associating the geometry with the process conditions. Accordingly, the equipment 1 can be manufactured in various sizes and configurations, from a processing capacity of 10 kilos of waste / hour to 10 tons of waste / hour or more. "CONTINUOUS WASTE, FOOD AND OTHER MATERIAL TREATMENT PROCESS, BY COLD PLASMA STERILIZATION, DEEP DRYING, COMPACTING AND PACKAGING", the subject-matter of this first application, comprises process which, in a first step, previously crushed R-waste are inserted into the equipment 1 through the waste inlet chamber 2A disposed in the solid / liquid separator assembly 2 and are thus arranged at the beginning of the endless thread 2E which has the function of dragging and pushing the waste into the crushing chamber and separation 2B where the solid is separated from the liquid continuously. When driven by the endless thread 2E, the ground residue R will find a smooth portion 2F of the shaft, sequential to the endless thread 2E, where this internal rotary shaft undergoes understanding against the perforated discs 2G disposed along this smooth portion 2F of the shaft, thereby extracting the liquid L, which gravitatively descends into a liquid intermediate tank 8A, which comprises means for correcting the pH of the liquid L contained therein.
Em seguida, referido líquido L é bombeado para o reservatório de armazenamento de líquidos 8C por meio da bomba de circulação de líquido 8B.Said liquid L is then pumped to the liquid storage reservoir 8C by the liquid circulation pump 8B.
Os resíduos sólidos R, dos quais já foi removida uma primeira parcela de líquido L, conforme descrito, permanecem no processo, dirigindo-se para o orifício de saída 21 do conjunto separador de sólido/líquido 2, passando pelo final do eixo da rosca sem fim 2E, entrando por um afunilamento 2H o qual provoca um acúmulo de resíduos compactados no duto de passagem, que promove a vedação de entrada de ar neste ponto do duto de passagem, necessária ao funcionamento da câmara de plasma frio 3. A segunda etapa do processo, que ocorre na câmara de plasma frio 3, necessita ambiente de baixa pressão, assim sendo, uma primeira porção do resíduo R inserido no equipamento 1, necessita chegar até o cone redutor 4G, para promover a vedação da câmara de plasma frio 3, conforme será explicado mais adiante. Essa primeira porção de resíduo R deve ser recolhida e reprocessada.Solid residues R, from which a first portion of liquid L has already been removed, as described, remain in the process going into the outlet hole 21 of the solid / liquid separator assembly 2, passing through the end of the threadless shaft. end 2E, entering a taper 2H which causes an accumulation of compacted debris in the through-pipe, which promotes the air inlet sealing at this point in the through-pipe required for the operation of cold plasma chamber 3. The second stage of This process, which occurs in the cold plasma chamber 3, requires a low pressure environment, so a first portion of the residue R inserted in the equipment 1 needs to reach the reducing cone 4G to seal the cold plasma chamber 3, as will be explained later. This first portion of residue R must be collected and reprocessed.
Assim sendo, uma vez que esteja isolada a câmara de plasma frio 3 em razão da vedação do orifício de saída 21 do duto de passagem e o cone redutor 4G ocorre o processo de plasma frio, onde o resíduo sólido R já compactado, do qual foi removida uma primeira quantidade de líquido, sai do conjunto separador de sólidos/líquido 2, e por gravidade cai na primeira esteira metálica transportadora 3E, posicionada na porção superior da câmara de plasma frio 3.Thus, once the cold plasma chamber 3 is isolated due to the sealing of the exit duct 21 of the through-pipe and the reducing cone 4G, the cold plasma process occurs, where the solid waste R already compacted, from which a first amount of liquid is removed, it exits the solids / liquid separator assembly 2, and by gravity falls on the first conveyor belt 3E positioned in the upper portion of the cold plasma chamber 3.
Nesta etapa os parâmetros operacionais de processo, pressão negativa, tempo de exposição e imersão no plasma, volume movimentado e tamanho das partículas, são determinantes do resultado final a ser obtido.At this stage the operating parameters of the process, negative pressure, exposure time and plasma immersion, volume moved and particle size are determinants of the final result to be obtained.
Além da pressão negativa para se obter o plasma frio, o sistema de plasma frio é constituído de eletrodos, sendo o polo positivo, ânodo 3H e o negativo, cátodo 31, os quais são alimentados eletricamente por uma fonte de alta tensão (não ilustrada). O plasma frio é feito num ambiente de vácuo, obtido por meio de um conjunto de vácuo 7, que compreende bomba de vácuo 7A ou conjunto de bombas de vácuo, especificadas conforme volume e características do resíduo R a ser tratado pelo equipamento 1. No presente pedido de patente de invenção, o equipamento 1 permite que o plasma frio seja obtido no ambiente atmosférico até a pressão de IO"5 Torr dependendo de sua geometria, necessidades e resíduos R a serem tratados. O plasma frio, além de inúmeras aplicações conhecidas, tem a capacidade de secagem em profundidade e também de esterilização de alta eficiência de forma contínua e controlada. No que tange a esterilização, o plasma frio é muito eficiente na eliminação de qualquer forma de vida microbiana, fungos e bactérias, estando eles tanto na forma vegetativa como na forma de esporos. O Plasma frio utilizado no presente pedido de patente de invenção é feito em câmara de vácuo e com controle e bombeamento adequados, dessa forma também é promovida a secagem dos sólidos de maneira contínua e controlada, o que permite deixar o resíduo sólido com uma porção líquida numa faixa pré-determinada anteriormente, a qual é obtida através do controle da velocidade de passagem e tempo de imersão do resíduo ao plasma no equipamento 1 ora proposto. Dita porção líquida remanescente no resíduo pode ser entre 2 a 50% da quantidade de líquido presente no resíduo no início do processo ora proposto. A secagem controlada numa faixa pré-determinada e a esterilização simultaneamente feitas nessa etapa do processo é praticada já considerando a câmara de plasma 3 isolada, vedada, nas duas extremidades e o bombeamento se fazendo com a remoção do ar e de parte da porção líquida que é evaporada por meio do plasma frio nesta etapa do processo.In addition to the negative pressure to obtain cold plasma, the cold plasma system consists of electrodes, the positive pole, anode 3H and the negative, cathode 31, which are electrically powered by a high voltage source (not shown). . Cold plasma is made in a vacuum environment obtained by a vacuum assembly 7 comprising vacuum pump 7A or vacuum pump assembly, specified according to the volume and characteristics of the residue R to be treated by equipment 1. At present According to the patent application, equipment 1 allows cold plasma to be obtained in the atmospheric environment up to a pressure of 10 5 Torr depending on its geometry, needs and residues R to be treated. Cold plasma, in addition to numerous known applications, It has the ability of deep drying and also high efficiency continuous and controlled sterilization.As far as sterilization is concerned, cold plasma is very efficient in eliminating any microbial life form, fungi and bacteria, both being in the form The cold plasma used in this patent application is made in a vacuum chamber and controlled and pumped Thus, solid and continuous drying of the solids is also promoted, allowing the solid residue to be left with a liquid portion in a predetermined range, which is obtained by controlling the speed of passage and immersion time. the plasma residue in the proposed equipment 1. Said liquid portion remaining in the waste may be between 2 to 50% of the amount of liquid present in the waste at the beginning of the proposed process. Controlled drying in a predetermined range and simultaneous sterilization at this stage of the process is practiced by considering the isolated, sealed plasma chamber 3 at both ends and pumping by removing air and part of the liquid portion which has been removed. it is evaporated by cold plasma at this stage of the process.
Referida porção líquida evaporada vinda da câmara de plasma frio 3 é levada pelo vácuo para a câmara de condensação 7F, onde por meio das placas condensadoras 7G, o vapor V é condensado, sendo o líquido L coletado na região de captação de líquido 7H, e por meio do duto de dreno 71 e válvula de dreno 7J, destinado ao tanque intermediário de líquido 8A.Said evaporated liquid portion from the cold plasma chamber 3 is carried by vacuum to the condensation chamber 7F, where by means of the condenser plates 7G, the vapor V is condensed, the liquid L being collected in the liquid uptake region 7H, and via drain pipe 71 and drain valve 7J for the intermediate liquid tank 8A.
Assim sendo, os resíduos R a serem secos e esterilizados cairão constantemente na primeira esteira metálica 3E da Câmara de Plasma 3, que os carregará e, no seu final, cairão para a segunda esteira metálica 3F por gravidade e assim sucessivamente até a terceira esteira metálica 3G, ou mais esteiras, conforme necessidade definida no início do projeto de cada equipamento 1 em função dos tipos de resíduos R a serem tratados e líquido L a ser coletado. O tempo de exposição e velocidade de carregamento são controlados através do painel de controle 9, ou opcionalmente de forma remota, para que sejam obtidas a esterilização e secagem suficientes e necessárias.As such, the residues R to be dried and sterilized will constantly fall on the first 3E mat of the Plasma Chamber 3, which will carry them and eventually fall to the second 3F mat by gravity and so on to the third mat. 3G, or more mats, as defined at the beginning of the design of each equipment 1 depending on the types of waste R to be treated and liquid L to be collected. Exposure time and loading speed are controlled via the control panel 9 or optionally remotely so that sufficient and necessary sterilization and drying are achieved.
A disposição defasada das esteiras metálicas 3E, 3F, 3G, obriga que os resíduos R percorram um caminho em zigue-zague, no qual ocorrem quedas na forma de cascatas quando da mudança para os níveis de esteiras metálicas inferiores, promovendo dessa forma a agitação dos resíduos R de maneira intensa. 0 percurso dos resíduos R é feito em tempos determinados, exigidos conforme a necessidade do nível de líquido remanescente e degradação que se deseja obter nos resíduos R tratados, e se há uma necessidade maior ou não da exposição das partículas na atuação e imersão no plasma.The lagged arrangement of the 3E, 3F, 3G metal tracks forces the R debris to travel along a zigzag path where cascading falls occur when moving to the lower metal levels, thus promoting agitation of the waste R intensely. The pathway of the residues R is carried out at specified times, as required by the remaining liquid level and degradation desired in the treated residues R, and whether or not there is a greater need for exposure of the particles to actuation and immersion in the plasma.
Após processo na câmara de Plasma 3 com a devida exposição ao plasma frio, os resíduos sólidos R tratados passam para a terceira etapa, onde caem da esteira inferior 3G da câmara de plasma 3 direto e por gravidade para o conjunto extrusor de resíduos sólidos tratados 4.After processing in the Plasma chamber 3 with proper exposure to cold plasma, the treated solid waste R proceeds to the third stage, where they fall from the lower mat 3G of the direct and gravity plasma chamber 3 to the treated solid waste extruder assembly 4. .
Nesta terceira etapa, os resíduos R caem diretamente sobre a rosca sem fim 41 acoplada a um motoredutor 4E e são instantaneamente arrastados e deslocados para dentro da estrutura tubular 4A, ao final do qual há um cone redutor de passagem 4G, estrangulando a saída do sistema, causando dessa forma um acúmulo de material compactado e promovendo a vedação de entrada de ar e ao mesmo tempo compactando o residuo R sob pressão do deslocamento positivo da rosca sem fim 41, diminuindo com isso o volume e facilitando o manuseio e armazenagem.In this third step, the residues R fall directly onto the endless thread 41 coupled to a 4E gearmotor and are instantly dragged and displaced into the tubular frame 4A, at the end of which is a 4G through-cone reducing the system outlet. thereby causing an accumulation of compacted material and promoting air inlet sealing while compressing the residue R under pressure of the positive displacement of the endless screw 41 thereby reducing volume and facilitating handling and storage.
Na sequência do processo de benef iciamento, o residuo R, ao sair do cone redutor 4G, entra na quarta etapa, que ocorre no conjunto de embalagem dos resíduos sólidos 5, o qual compreende um sistema de tubo extensor 5A, usual no estado da técnica, o qual prevê um guia 5B e suporte contínuo 5C para encaixe do filme plástico 10 previamente fechado em forma tubular contínua, que arrastado pelo próprio resíduo R vai se embalando no conjunto de embalagem dos resíduos sólidos 5 e, em seguida, numa sexta etapa, que ocorre no conjunto de corte do resíduo esxtrusado 6, onde o resíduo sólido já seco, compactado e extrusado, é cortado por lâmina ou arame aquecido (não ilustrados) de forma intermitente em tamanhos pré-determinados ou outros tipos de corte.Following the beneficiation process, the residue R, upon leaving the reducing cone 4G, enters the fourth step, which occurs in the solid waste packaging assembly 5, which comprises an extender tube system 5A, usual in the state of the art. , which provides a guide 5B and continuous support 5C for engaging the pre-enclosed continuous tubular plastic film 10, which is dragged by the waste R itself into the solid waste packaging assembly 5 and then in a sixth step, which occurs in the extruded waste cut assembly 6, where the already dried, compacted and extruded solid waste is intermittently cut by heated blade or wire (not shown) to predetermined sizes or other types of cut.
CONCLUSÃO O "EQUIPAMENTO E PROCESSO CONTÍNUO DE TRATAMENTO DE RESÍDUOS, ALIMENTOS E OUTROS MATERIAIS, POR ESTERILIZAÇÃO A PLASMA FRIO, SECAGEM EM PROFUNDIDADE, COMPACTAÇÃO E EMPACOTAMENTO", objeto do presente pedido de patente de invenção, tem seu uso destinado à secagem, esterilização e empacotamento de resíduos R de tal forma que podem ser resíduos sólidos urbanos, Iodos, serragens, palha de arroz, palha e bagaço de cana e outros assemelhados. No equipamento 1 ora proposto, todas as partes em contato com o material beneficiado são construídas preferencialmente em aço inox, ou outro material que seja resistente mecânica e quimicamente ao tipo de residuo R a ser tratado pelo equipamento 1. O equipamento 1 ora proposto pode ser parcialmente ou totalmente automatizado, dependendo das necessidades. Pode também ser dimensionado em razão do volume de residuo R que se objetiva tratar, desde que sejam resguardadas as devidas proporções, associando a geometria às condições dos processos. Assim sendo, pode ser fabricada de diversos tamanhos, desde uma capacidade de processamento de 10 quilos de residuos/hora até 10 toneladas de resíduos/hora ou mais.CONCLUSION The "CONTINUOUS WASTE, FOOD AND OTHER MATERIAL TREATMENT EQUIPMENT AND PROCESS FOR COLD PLASMA STERILIZATION, DEPTH DRYING, COMPACTING AND PACKAGING" is the subject of this application for drying, sterilization and packaging of waste R such that it may be municipal solid waste, iodine, sawdust, rice straw, sugarcane bagasse and the like. In the proposed equipment 1, all parts in contact with the benefited material are preferably constructed of stainless steel, or other material that is mechanically and chemically resistant to the type of residue R to be treated by equipment 1. The proposed equipment 1 may now be partially or fully automated depending on needs. It can also be dimensioned according to the volume of residue R that is intended to be treated, provided that the appropriate proportions are safeguarded, associating the geometry with the process conditions. Therefore, it can be manufactured in various sizes, from a processing capacity of 10 kilograms of waste / hour to 10 tons of waste / hour or more.
Desta forma, "EQUIPAMENTO E PROCESSO CONTÍNUO DE TRATAMENTO DE RESÍDUOS, ALIMENTOS E OUTROS MATERIAIS, POR ESTERILIZAÇÃO A PLASMA FRIO, SECAGEM EM PROFUNDIDADE, COMPACTAÇÃO E EMPACOTAMENTO", objetos do presente pedido de patente de invenção, conforme descritos acima propõem configurações inovadoras e únicas, as quais apresentam grandes vantagens em relação às outras máquinas e equipamentos, presentes no estado da técnica. Dentre essas vantagens podemos citar: o fato do equipamento 1 poder ser autônomo com capacidade de funcionar por si só e fazer os processos de: separação do sólido do liquido, secagem em profundidade, esterilização e empacotamento do residuo R, o que se constitui em grande inovação tecnológica; velocidade de tratamento e reaproveitamento do residuo R; eliminação dos micro-organismos tais como fungo e bactérias; processo limpo; baixo consumo de energia; equipamento compacto, que não ocupa muito espaço; simples de operar; os resíduos tratados R podem ficar armazenados por meses sem o característico mau cheiro e contaminação dos microorganismos; processo limpo redução no volume do lixo; reaproveitamento do insumo final; dependendo do tipo de resíduo R de entrada no equipamento 1, o insumo final pode ser usado para adubo, insumo para queima em caldeira, insumo para a geração de energia, reaproveitamento em pavimentos e outros aproveitamentos. Dependendo também do resíduo R de entrada, é possível retirar nutrientes do líquido e/ou do insumo sólido final.Accordingly, "CONTINUOUS WASTE, FOOD AND OTHER MATERIAL TREATMENT EQUIPMENT AND PROCESS, BY COLD PLASMA STERILIZATION, DEPTH DRYING, COMPACTING AND PACKAGING", the subject-matter of this invention, as described above, propose innovative and unique configurations. , which have great advantages over other machines and equipment present in the state of the art. Among these advantages we can mention: the fact that the equipment 1 can be autonomous with the ability to work on its own and do the processes of: solid separation from the liquid, deep drying, sterilization and packaging of the residue R, which constitutes in large part tecnologic innovation; rate of treatment and reuse of residue R; elimination of microorganisms such as fungus and bacteria; clean process; low energy consumption; compact equipment that does not take up a lot of space; simple to operate; R treated waste can be stored for months without the characteristic odor and contamination of microorganisms; clean process reduction in waste volume; reuse of final input; Depending on the type of waste R input to equipment 1, the final input can be used for manure, boiler burning input, power generation input, pavement reuse and other uses. Depending also on the input residue R, it is possible to remove nutrients from the liquid and / or the final solid input.
II
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| BRBR102013018666-0A BR102013018666A2 (en) | 2013-07-22 | 2013-07-22 | Equipment and continuous process of treatment of waste, food and other materials by cold plasma sterilization, deep drying, compaction and packaging |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111396892A (en) * | 2020-04-12 | 2020-07-10 | 林仲谋 | Industrial waste treatment incineration tail gas denitration device and application method thereof |
| WO2021012025A1 (en) | 2019-07-19 | 2021-01-28 | BAGGIO, Fábio Eduardo | Electrical household appliance and additional electropasteurizer and electrosterilizer module for food and utensils, through the harmonic synchronicity of electric fields, magnetic fields and electromagnetic wave condensing system |
| WO2021016693A1 (en) | 2019-07-26 | 2021-02-04 | Duvoisin Charles Adriano | System and method for electrosterilizing animal stall bedding, through the synergism of pulsed electric fields and condensed electromagnetic waves applied to corresponding agricultural equipment/implements |
-
2013
- 2013-07-22 BR BRBR102013018666-0A patent/BR102013018666A2/en not_active Application Discontinuation
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