BR112016024286B1

BR112016024286B1 - Método para tratar material residual incluindo papel residual

Info

Publication number: BR112016024286B1
Application number: BR112016024286-6A
Authority: BR
Inventors: David Christer Henriksson; Wayne Frederick Winkler; Bradley E. Lucas
Original assignee: Juno Llc
Priority date: 2014-04-18
Filing date: 2015-04-17
Publication date: 2022-01-04
Also published as: EP3132089A1; JP6509324B2; TR201818726T4; CA2944899C; CN106460323B; CA2944899A1; AU2015247488B2; RU2683928C2; PL3132089T3; AU2015247488A1; EP3132089B1; AU2015247488C1; RU2016144164A3; US20150299950A1; ES2714364T3; US9353476B2; RU2016144164A; MX2016013685A; KR102482031B1; EP3132089A4

Abstract

método para reciclar material residual com emissão de odor reduzida trata-se de um método para reciclar material residual que inclui papel residual que compreende as etapas de introduzir o material residual em um vaso de pressão, repolpar o papel residual no vaso de pressão em uma temperatura e uma pressão de processamento elevadas para formar um material residual tratado que inclui papel residual substancialmente repolpado, após isso, introduzir água de resfriamento no vaso de pressão de modo a resfriar o material residual tratado no vaso de pressão a uma temperatura de descarga abaixo da temperatura de processamento elevada e reduzir o odor emitido pelo material residual tratado, e, após isso, descarregar o material residual tratado a partir do vaso de pressão. a fração de polpa de papel recuperada é adequada como uma matéria-prima na fabricação de uma variedade de produtos de papel que incluem produtos de lenço de papel e de toalha de papel.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se, de modo geral, ao tratamento de papel residual para o uso em produtos de papel reciclados. Mais especificamente, esta invenção se refere a um processo para preparar polpa de papel reciclado a partir de material residual que inclui ou forma compostos odorosos durante o processamento.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] O papel residual reciclado é uma fonte principal de matéria-prima para a fabricação de produtos de papel. Alguns materiais residuais, tais como resíduo municipal, comercial e residencial, incluem compostos odorosos além do papel residual ou podem formar compostos odorosos durante o processamento dos materiais residuais de papel, ou ambos, e odores emitidos por tais compostos odorosos podem ser inde-sejáveis ou desagradáveis. Consequentemente, há uma necessidade de um método para reciclar material residual, incluindo papel residual, com emissão de odor reduzida.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[003] A necessidade supracitada é alcançada pela presente invenção que fornece um método para reciclar material residual que inclui papel residual que compreende as etapas de introduzir o material residual em um vaso de pressão, repolpar o papel residual no vaso de pressão em uma temperatura e uma pressão de processamento elevadas para formar um material residual tratado que inclui papel residual substancialmente repolpado, após isso, introduzir água de resfriamento no vaso de pressão de modo a resfriar o material residual tratado no vaso de pressão a uma temperatura de descarga abaixo da temperatura de processamento elevada e reduzir o odor emitido pelo material residual tratado, e, após isso, descarregar o material residual tratado a partir do vaso de pressão. A fração de polpa de papel recuperada é adequada como uma matéria-prima na fabricação de uma variedade de produtos de papel que incluem, porém, sem limitação, produtos de lenço, toalha e embalagem.

[004] Esses e outros objetivos, recursos e vantagens se tornarão mais evidentes a partir da descrição fornecida abaixo.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[005] A invenção é descrita em detalhes abaixo em conexão com diversas modalidades e Figuras. Nas Figuras:

[006] A Figura 1 é uma vista em elevação lateral de um vaso de pressão usado em uma das modalidades preferidas desta invenção;

[007] A Figura 2 é uma vista do vaso da Figura 1, em corte parcial, que mostra o tambor de rotação, e que mostra o painel de fechamento do vaso na posição aberta;

[008] A Figura 3 é uma vista de extremidade em elevação do vaso de pressão da Figura 1; essa vista mostra a correia de acionamento e o motor usados para acionar o tambor em rotação;

[009] A Figura 4 é uma vista de extremidade do vaso da Figura 1, que ilustra a operação do painel de fechamento.

[010] A Figura 5 é uma vista em elevação lateral do aparelho da Figura 1, em corte parcial, que mostra pás de suspensão dispostas em um arranjo espaçado em torno do interior do tambor de rotação, sendo que a localização de um defletor helicoidal é indicada pelo uso de linhas tracejadas;

[011] A Figura 6a é uma vista em corte transversal tomada ao longo das linhas 6a-6a da Figura 5;

[012] A Figura 6b é uma vista em corte transversal tomada ao longo das linhas 6b-6b da Figura 5;

[013] A Figura 7 indica a relação entre as pás de suspensão e o defletor helicoidal disposto em torno da superfície interior do tambor de rotação das Figuras 1 a 6b;

[014] A Figura 8 é um desenho em escala ampliada de uma pá de suspensão típica utilizada em conexão com esta invenção, que também mostra uma porção adjacente do tambor em corte transversal, sendo que a extremidade de painel de fechamento do tambor é voltada em direção ao lado esquerdo conforme visto nessa Figura;

[015] A Figura 9 é uma representação esquemática de um sistema a vácuo usado em conexão com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[016] A presente invenção é descrita em detalhes em conexão com diversas modalidades para propósitos ilustrativos apenas. Os parâmetros de etapas, componentes e recursos diferentes das modalidades são descritos separadamente, porém, podem ser combinados consistentemente com esta descrição e reivindicações, para permitir que outras modalidades também sejam entendidas por aqueles versados na técnica. Diversos termos, conforme usados no presente documento são definidos de modo semelhante na seguinte descrição. As concentrações em por cento são em por cento em peso, a menos que o contexto indique o contrário.

[017] Conforme resumido acima, esta invenção fornece um método para reciclar material residual que inclui papel residual que compreende as etapas de introduzir o material residual em um vaso de pressão, repolpar o papel residual no vaso de pressão em uma temperatura de processamento elevada e pressão de processamento elevada para formar um material residual tratado que inclui papel residual substancialmente repolpado, após isso, introduzir água de resfriamento no vaso de pressão de modo a resfriar o material residual tratado no vaso de pressão a uma temperatura de descarga abaixo da temperatura de processamento elevada e reduzir o odor emitido pelo material residual tratado, e, após isso, descarregar o material residual tratado a partir do vaso de pressão. A fração de polpa de papel recuperada é adequada como uma matéria-prima na fabricação de uma variedade de produtos de papel que incluem, porém, sem limitação a produtos de lenço, toalha e embalagem de papel.

[018] A adição da água de resfriamento reduz ou elimina o odor que é ou seria, de outro modo, emitido quando o material residual tratado é descartado. A água e o material residual tratado no vaso de pressão formam uma pasta fluida de material residual tratado no vaso de pressão. Embora não deseje se ater à teoria, acredita-se que a água de resfriamento reduza o odor reduzindo a temperatura do material tratado ou diluindo a pasta fluida de material tratado ou ambos. Acredita-se também que a água de resfriamento absorva compostos odorosos no material tratado. Tais compostos odorosos podem estar presentes no material residual ou serem produzidos durante a repolpação da pasta fluida de material residual tratado ou ambos. Em algumas modalidades desta invenção, fontes de compostos odorosos incluem resíduos de alimentos ou bebidas ou ambos.

[019] O termo "repolpar" significa desafixar ou pelo menos separar parcialmente umas das outras as fibras que foram afixadas a, unidas com, ou entrelaçadas umas às outras, tais como fibras celulósicas em papel. No contexto dessa descrição, papel de repolpação significa pelo menos parcialmente separar as fibras celulósicas de papel umas das outras para formar uma polpa de fibra celulósica solta.

[020] De acordo com uma modalidade desta invenção, é fornecido um processo para reciclar material residual, que inclui papel residual e material residual poli- mérico, que utiliza um vaso de pressão de configuração, de modo geral, cilíndrica montado para ser acionado em rotação inclinada em torno do seu eixo geométrico longitudinal, em que o dito processo compreende as etapas de: a) introduzir o material residual e água de diluição através de uma entrada do vaso de pressão; b) adicionar energia térmica ao material residual no vaso de pressão para transmitir uma temperatura de processamento elevada e uma pressão de processamento elevada para o material residual dentro do vaso de pressão a um nível acima pressão atmosférica; c) rotacionar o vaso de pressão em torno do seu eixo geométrico longitudinal, de modo a agitar o material residual para realizar a repolpação da fração de papel fibroso; d) despressurizar o vaso ventilando-se o vapor através de um condensador seguido por puxar um vácuo no condensador a fim de começar o resfriamento do material e) após isso, introduzir água de resfriamento no vaso de pressão de modo a resfriar o material residual tratado no vaso de pressão a uma temperatura de descarga abaixo daquela alcançável na etapa anterior e reduzir odor emitido pelo material residual tratado; e f) descarregar o material residual tratado a partir do vaso de pressão, em que a dita fração de papel é repolpada substancialmente e desafixada substancialmente do dito material residual polimérico e outros contaminantes nos ditos materiais residuais. Em uma modalidade da invenção, o material residual polimérico é operacional para concentrar contaminantes que incluem corpos com cor a partir do material residual.

[021] De acordo com ainda outra modalidade desta invenção, é fornecido um processo em que um aparelho de rotação chamado na técnica de aparelho Roto- clave.RTM. (disponível junto à Tempico, Inc., Madisonville, La., EUA) é usado. Uma quantidade desejada de material residual é colocada em um tambor do rotoclave permitindo-se o movimento de rotação de palhetas auguradas no tambor para extrair o material residual para o interior de uma câmara do tambor. O material residual inclui papel residual e um ou mais compostos odorosos ou materiais que forma um ou mais compostos odorosos durante a repolpação. A porta de vaso de pressão é fechada e vedada, a água de diluição é adicionada e um vácuo é criado na câmara para eliminar os efeitos da pressão parcial de ar preso no vaso. A câmara de rotoclave é, então, isolada e o vapor é introduzido através de uma válvula de entrada de vapor até que a temperatura e a pressão de processamento desejadas sejam alcançadas. O tambor de rotoclave é rotacionado enquanto o material residual é contido no tambor na temperatura e na pressão de processamento desejadas para um tempo de reação presente para formar um material residual tratado. O vapor é usado para manter a temperatura e a pressão ao longo de todo o tempo de reação presente. Após o tempo de reação presente, uma válvula de vapor para introduzir o vapor no tambor é fechada e o tambor é ventilado para a pressão atmosférica, que, por sua vez, também reduz a temperatura na câmara. Seguindo-se a primeira etapa de ventilação, é criado um vácuo para reduzir adicionalmente a temperatura do material residual tratado. O tambor é, então, ventilado para a atmosfera novamente e uma água de resfriamento é, após isso, introduzida na câmara para resfriar adicionalmente o material residual tratado a uma temperatura de descarga e diluir os um ou mais compostos odorosos e a câmara é aberta. O material tratado dentro do tambor é, então, removido revertendo-se a rotação de tambor de modo que as palhetas auguradas distribuam o material tratado para a parte frontal do tambor em que o mesmo, então, sai em uma transportadora de descarga para triagem adicional para remover o material bruto.Vaso de Pressão

[022] De acordo com uma modalidade desta invenção, o vaso de pressão pode, de modo geral ser um vaso alongado de configuração cilíndrica montado para ser acionado em rotação em torno do seu eixo geométrico longitudinal, sendo que o vaso tem uma entrada em uma extremidade uma saída na outra extremidade, e é dotado de meios de agitação que incluem um arranjo de pás de suspensão fixas presentes no interior do dito vaso. A agitação dos materiais residuais pode compreender a ação das pás de suspensão no vaso, simultânea a rotação do dito vaso. De acordo com uma modalidade desta invenção, o vaso pode ser dotado de um membro configurado de modo helicoidal.

[023] Qualquer vaso de pressão adequado que resulta nos efeitos necessários no processamento do material residual desta invenção pode ser empregado em conexão a esta invenção. De acordo com uma modalidade desta invenção, no entanto, o vaso de pressão pode ser equipado de modo vantajoso com meios de agitação adequados para facilitar a agitação adequada do material residual. Um vaso de pressão adequado de acordo com uma modalidade desta invenção é um vaso de pressão de configuração, de modo geral, cilíndrica montado para ser acionado em rotação inclinada em torno do seu eixo geométrico longitudinal, conforme revelado nas Patentes nos U.S. 5.119.994; U.S. 4.974.781; e U.S. 6.458.240, em que as revelações são incorporadas no presente documento a título de referência em sua totalidade. Tal vaso de pressão é equipado com meios adequados para a agitação para misturar uniformemente o material residual e quebrar os materiais residuais que contêm plástico e que contêm papel. Os exemplos de meios de agitação adequados incluem dispositivos mecânicos, hidromecânicos ou elétricos. Os exemplos específicos dispositivos mecânicos incluem misturadores, agitadores, mescladores, misturadores por tombamento, mecânicos e semelhantes. Constatou-se que um arranjo de pás de suspensão fixas e um membro configurado de modo helicoidal montado em uma seção interior de um vaso de pressão coopera como um exemplo de meios de agitação para uma modalidade desta invenção. De acordo com uma modalidade, os meios de agitação são fornecidos no interior de um tambor, que é montado de modo rotativo em uma inclinação dentro de um vaso de pressão.

[024] Desse modo, um aparelho de acordo com uma modalidade desta invenção envolve, de modo geral, vaso cilíndrico montado em um ângulo de inclinação ligeiro com relação ao plano horizontal, sendo que o ângulo de inclinação é de uma modalidade de cerca de 7°, em que a extremidade superior do vaso tem uma abertura para receber material residual e a extremidade inferior do vaso está fechada. O vaso pode ser projetado com um dispositivo de fechamento altamente eficaz na abertura que, quando fechada, veda o vaso da atmosfera para permitir que um aumento de pressão ocorra dentro do vaso durante sua operação, ou, alternativamente, permitir que um vácuo seja mantido dentro do vaso pelo funcionamento de um sistema a vácuo adequado.

[025] Conforme o tambor é rotacionado de acordo com uma modalidade desta invenção, acredita-se que o material residual no tambor seja misturado por tomba- mento em contato com a parede lateral do tambor, uma distância igual ao ângulo de resposta dos materiais vezes o coeficiente de atrito dos materiais vezes a taxa de rotação do tambor. De acordo com uma modalidade, o ângulo de resposta do material tratado é de aproximadamente 45° e o coeficiente de atrito é de aproximadamente 0,2.

[026] Referindo-se às Figuras 1 a 9, é mostrado um aparelho para praticar um processo de acordo com uma modalidade da presente invenção conforme revelado na Patente n° U.S. 6.458.240. O aparelho inclui um vaso de pressão de processamento de parede pesada A que é, de modo geral, de configuração cilíndrica. As paredes pesadas são usadas na construção do vaso de pressão A a fim de que o mesmo possa operar sob condições de pressão interna alta bem como uma ocasião, sob condições de vácuo, conforme observado acima. O vaso de pressão A é montado de uma maneira não rotativa em um suporte estacionário robusto 26 e tem uma base sufici-entemente ampla de modo a gerar muita estabilidade. O suporte 26 pode utilizar membros de aço estruturais projetados para a transferência eficaz do peso do processador e seus materiais contidos para a fundação sob o processador.

[027] O tambor de rotação que será descrito, que é utilizado dentro do invólucro do vaso A, transfere suas forças para o transportador e rolamentos de suporte, que, por sua vez, transferem tal carga para o interior do invólucro do vaso A e se tornam uma parte da carga suportada pelos suportes estruturais do invólucro, e, desse modo, transferidas para a fundação abaixo do processador.

[028] Um dispositivo de fechamento ou porta em formato de domo 40, dotado de uma vedação 41, é montado de modo articulado adjacente à entrada 30 do vaso A de modo que a pressão substancial ou um vácuo possa ser estabelecido dentro do vaso em tempos selecionados, conforme mencionado anteriormente.

[029] Um tambor, de modo geral, cilíndrico D é localizado dentro do vaso não rotativo A montado de modo a ser rotativo em qualquer direção em seu eixo geométrico, em que o eixo geométrico é coincidente com o eixo geométrico do vaso A. O tambor D é dotado de um anel de condução ou anel de suporte 12 adjacente a sua extremidade frontal 50, em que os rolos ou rolamentos de munhão 58 são posicionados no interior de vaso A para entrar em contato com o anel 12, e, desse modo, fornece suporte para a extremidade frontal 50 do tambor D. A extremidade frontal 50 do tambor D é aberta, enquanto que a extremidade traseira ou inferior 56 do tambor é fechada e vedada a estanque de água.

[030] O eixo de acionamento 16 é afixado à extremidade traseira ou inferior 56 do tambor D, que é disposta para suportar a extremidade traseira do tambor D e acionar a mesma em rotação. O eixo é suportado de modo rotativo por rolos ou rolamentos de esfera 17 que são, por sua vez, suportados por um membro estrutural 19 afixado ao vaso A. Essa disposição de suporte é designada para fixar a localização do tambor D na medida em que seu posicionamento horizontal dentro do vaso A está relacionado.

[031] O eixo de acionamento 16 do tambor D penetra no invólucro do vaso A e é vedado da atmosfera por uma vedação 33 para permitir que uma pressão selecionada ou um vácuo selecionado seja mantido de tempos em tempos dentro do vaso A, e, evidentemente, dentro do tambor D.

[032] A taxa de rotação típica para o tambor D está entre 2 e 30 rpm e, de preferência, aproximadamente de 8 a 15 rpm para facilitar um carregamento uniforme de forças no mecanismo de acionamento 14 utilizado para acionar o tambor em rotação.

[033] O tambor D tem a capacidade para ser rotacionado em qualquer direção em seu eixo geométrico horizontal através do conjunto de acionamento 14 retratado na Figura 1 que pode, por exemplo, utilizar um motor elétrico reversível 20 e engrenagens de redução adequadas 18 conectadas ao eixo de acionamento 16 do tambor para virar o tambor D na direção selecionada. Prefere-se usar uma corrente de trabalho de pesado 22 que passa através de rodas dentadas 23 e 24 para transferir a rota- ção do motor para o eixo de acionamento, em uma disposição familiar àqueles versados na técnica, conforme retratado nas Figuras 1 e 3.

[034] Colando-se o tambor D dentro do vaso de pressão A, é possível ter as mesmas vantagens de agitação não obstruída de materiais que teria em um tambor rotativo autônomo. Projetando-se o tambor para ter paredes de contenção adequadas, os materiais que são processados e os aditivos a serem inseridos naqueles materiais são contidos no interior do tambor durante processamento. Devido, de acordo com essa modalidade, ao fato de o tambor ser disposto no interior de um vaso de pressão, os materiais de construção do tambor são consideravelmente mais leves que o exigido para um tambor rotativo autônomo, que exigiria que a integridade estrutural suportasse as forças de pressão bem como as forças associadas ao vácuo que serão utilizados de tempos em tempos no processo.

[035] O interior de tambor D é equipado com uma série de pás de suspensão 70 e um comprimento útil do trado 80 para facilitar a agitação e o movimento de materiais residuais como uma consequência de rotação do tambor D. As pás de suspensão usadas para a presente invenção e o comprimento útil são descritos em maiores detalhes abaixo.

[036] O vaso A, de acordo com desta invenção, é operado preferencialmente em uma inclinação. Um ângulo de inclinação adequado é de 7° a partir da horizontal, com a extremidade frontal ou de entrada 30 maior que a extremidade inferior fechada 36 do vaso. O ângulo de inclinação ajuda na contenção dos materiais a serem processados dentro do tambor D em que os materiais residuais serão movidos através do tambor D em direção à extremidade posterior, pelo menos parcialmente sob a influência da gravidade conforme o tambor é rotacionado.

[037] Embora não haja limitação para o tamanho de tambor D, observa-se também que um dispositivo que utiliza um tambor de aproximadamente 3,05 metros (dez pés) de comprimento é de um tamanho que pode ser utilizado de modo eficaz em uma estação de reciclagem. Em outras palavras, uma versão de tamanho menor de um processador de resíduo, de acordo com esta invenção, assumiria a forma de uma unidade que poderia ser colocada dentro de uma área relativamente limitada, para manipular uma escala menor de qualquer tipo especial de materiais residuais gerados nesse.

[038] Ao mesmo tempo, é, obviamente, possível usar unidades maiores para realizar operações de escala maiores, e através da menção anterior de um processador de um tamanho a ser usado em uma instalação de eliminação não se destina a limitar a grandeza ou insignificância de qualquer processador, exceto pelo fato de que o diâmetro do vaso não deve ser suficientemente grande para aceitar materiais medi-ante os quais uma redução de tamanho anterior não ocorreu. Qualquer combinação de diâmetros e comprimentos razoáveis pode ser utilizada de acordo com esta invenção, limitada apenas pela praticabilidade.

[039] Voltando-se aos detalhes desta invenção, as pás de suspensão 70 são montadas no interior do tambor D e são dispostas de modo a minimizar qualquer obstrução de fluxo de materiais dentro do tambor. As pás de suspensão são distribuídas em seções ao longo da dimensão horizontal do tambor, conforme mostrado na Figura 5, e são niveladas em intervalos de aproximadamente 45° a partir de uma seção à próxima.

[040] As pás de suspensão 70 são afixadas ao perímetro interior do tambor D perpendicular ao invólucro do tambor, conforme mostrado nas Figuras 6a e 6b, e são orientadas na direção do comprimento para corresponder à dimensão longitudinal do tambor, conforme é mostrado nas Figuras 5 e 7.

[041] Conforme se pode mais bem observar na Figura 8, a perna perpendicular 72 é afixada à parede lateral interior do tambor, e o membro angulado 74 é afixado na sua linha média 77 à porção radialmente interna da perna perpendicular. O membro angulado 74 tem superfícies externas 75 e 76, em que a superfície 75 está em um ângulo de aproximadamente 45° da perna perpendicular 72 da pá de suspensão, e em que a superfície 76 está em um ângulo semelhante à perna 72. As superfícies 76 são consideradas preferencialmente como as primeiras porções e as superfícies 75 das pás são consideradas como as segundas porções. A linha média 77 do membro angulado 74 pode estar em um ângulo de aproximadamente 52° com relação à superfície interior do tambor D, e conforme mostrado na Figura 8, a linha média 77 é colocada em uma direção que está em direção à extremidade superior do tambor D. Declarado de forma ligeiramente diferente, as porções interiores 78 das pás de suspensão estão voltadas para a extremidade fechada 56 do tambor D, que está no lado esquerdo, conforme visto a partir da perspectiva da Figura 8.

[042] Em uma modalidade, o ângulo de inclinação do tambor é de cerca de 7° com relação à horizontal, de modo que o ângulo de inclinação das porções angulares 75 e 76 da pá de suspensão seja de 52° com relação à parede de invólucro do tambor D, e isso resulta nas porções angulares 75 e 76 da pá de suspensão que operam em um ângulo de 45° com relação à horizontal.

[043] O comprimento útil do trado ou defletor 80 é afixado ao perímetro interior do tambor D de modo a minimizar a obstrução do fluxo de material residual dentro do tambor, e pode estar em uma frequência correspondente a um ciclo completo da hélice em uma distância igual ao diâmetro do tambor, medida ao longo do comprimento do tambor. A angularidade do comprimento útil do trado é tal que quando o tambor D for rotacionado no que é chamado primeira direção de rotação, o material residual a ser processado é movido para frente, em direção à extremidade inferior fechada 56 do tambor, enquanto que a rotação do tambor na segunda direção de rotação faz com que os materiais sejam movidos para trás na direção da abertura de entrada 50 do tambor. O comprimento útil do trado é contínuo, que significa que as pás de suspensão ocasionais 70 devem ser eliminadas em determinadas localizações a fim de tornar a fabricação possível.

[044] O tamanho e a frequência das pás de suspensão, o ângulo de inclinação do tambor e a taxa de rotação do tambor são variáveis e são uma função da taxa de movimento exigida de materiais dentro do tambor e a quantidade de material a ser processado em uma determinada quantidade de tempo.

[045] O diâmetro do tambor pode ser suficiente para aceitar uma quantidade selecionada de material residual a ser processado, com um espaço adicional de aproximadamente 40 por cento do volume do diâmetro interior do tambor necessário para permanecer vago para permitir que os materiais caiam e sejam misturados dentro do tambor conforme o mesmo rotaciona. Em um projeto desse tipo de dispositivo, a capacidade de processamento adicional é adicionada ao processador aumentando-se seu comprimento. A razão de diâmetro para o comprimento é variável e depende da quantidade de material a ser processada em uma determinada quantidade de tempo de acordo com o tamanho e a frequência dos mecanismos de agitação do tambor para garantir a mistura completa do material residual e da água.

[046] Dispositivos para monitorar e controlar o processo incluem, por exemplo, tubulação de água, tubulação de vapor, tubulação de vácuo, controladores de pressão e outros instrumentos necessários. No uso de um tambor rotativo autônomo, cada um desses dispositivos pode ser afixado à linha central do eixo geométrico da rotação do tambor rotativo, que complica os dispositivos de fechamento em tal vaso e, por necessidade, coloca esses dispositivos nas extremidades do tambor. No caso de controladores de pressão, conexões a vácuo e instrumentos de controle de temperatura, essa não é uma localização adequada. Em vez disso, dispositivos desse tipo podem mais bem monitorar e controlar o processo a partir de uma localização que é mais próxima do ponto no processo em que a reação ocorre, e não adjacente a ou na extremidade oposta da injeção de aditivos ao processo. Desse modo, algumas modalidades utilizam um vaso de pressão no qual um tambor de rotação é utilizado.

[047] A indução de pressão e vácuo complica adicionalmente a utilização de um tambor de rotação autônomo. O vácuo, em particular, exige que o dispositivo tenha resistência considerável para impedir o colapso, e isso equaciona, de modo geral, componentes imensos, exigindo cavalos de potência consideráveis se tais componentes forem acionados na rotação.

[048] Adicionalmente, a introdução de objetos grandes que não são, de modo geral, de fluxo livre, que não são reduzidos convenientemente em tamanho antes de suas introduções ao processo pode exigir que o dispositivo de fechamento seja de tamanho grande. Devido ao fato de seus tamanhos grandes e devido ao fato de as condições de pressão e vácuo do processo, os dispositivos de fechamento seriam muito difíceis de manipular manualmente. Operadores de dispositivo de fechamento automático que seriam afixados a um tambor de rotação autônomo podem ser complicados. Nessa modalidade, o tambor é rotacionado por um período de tempo durante o qual o dispositivo de fechamento está aberto, e, desse modo, o dispositivo de fechamento e seu operador não devem interferir com a habilidade do tambor de rotacionar sob essas circunstâncias.

[049] Referindo-se à Figura 1, o vaso A é equipado com tubulação 90 para a adição seletiva de vapor e a tubulação 92 para a adição seletiva tanto de água de diluição quanto resfriamento, em que as válvulas adequadas são utilizadas a fim de controlar o fluxo. A tubulação de vapor e a tubulação de água são combinadas em um tubo de injeção único 94 conforme mostrado na Figura 1, permitindo que vapor e água sejam conduzidos através da parede lateral do vaso A e, então, injetados na extremidade de abertura do tambor D, através do tubo fixado curvado 95.

[050] Durante uma fase da operação do dispositivo, o vácuo é induzido no vaso A por um sistema a vácuo, tal como o tipo fabricado por Nash Engineering Company da Norwalk, Conn. ou Croll-Reynolds Company, Inc. da Westfield, N.J., conectado ao vaso por conexão a vácuo 46; observar Figura 9.

Indução de Material Residual

[051] O material residual para produzir polpa de papel reciclado de acordo com esta invenção inclui pelo menos papel residual. De acordo com uma modalidade desta invenção, papel residual adequado inclui, porém, sem limitação, jornais ou outros produtos de papel com tinta, revistas, caixas de papelão, recipientes, copos, folhetos, panfletos, envelopes, papel-cartão, caixas, bolsas, folhas de papel impressas ou não impressas, pôsteres e semelhantes. De acordo com outra modalidade desta invenção, o material residual pode incluir um ou mais compostos odorosos ou materiais que formam um ou mais compostos odorosos durante a repolpação. Materiais que incluem um ou mais compostos odorosos ou materiais que formam um ou mais compostos odorosos durante a repolpação incluem, porém, sem limitação, resíduos alimentícios e resíduos de bebida ou ambos, junto com materiais poliméricos residuais possíveis, tais como copos plásticos, garrafas plásticas, recipientes plásticos e semelhantes. De acordo com ainda outras modalidades desta invenção, o material residual pode incluir resíduos comerciais, resíduos residenciais, resíduos sanitários ou resíduos industriais.

[052] De acordo com uma modalidade desta invenção, a matéria-prima de material residual pode incluir papel residual e resíduo polimérico, tal como matéria-prima revestida dotada de revestimentos, enchimentos de látex e semelhantes. Os revestimentos ou componentes poliméricos podem incluir polímeros sintéticos, tais como acrilatos e acetatos de vinila ou polímeros e pastas naturais de amido ou pastas orgânicas, bem como adesivos naturais e sintéticos. O material polimérico pode estar na forma de um revestimento, um aglutinante ou simplesmente associado ao componente de fibra de papel conforme no caso de embalagem com um componente de papelão e componente de filme plástico. De acordo com determinadas modalidades, a matéria-prima de material residual pode incluir tanto papel que contém fibra celulósica quanto um componente polimérico de resina que é aglomerado durante o processo e operacional para segregar outros contaminantes a partir da fibra de fabricação de papel liberada.

[053] Os exemplos específicos adicionais de materiais residuais difíceis de processar processáveis de acordo com algumas modalidades desta invenção incluem papelão revestido com plástico de um lado e dos dois lados que tem resina de resistência a úmido, papelão revestido com plástico de um lado e dos dois lados que não tem resina de resistência a úmido, aparamento de impressora lustrosos bilaterais, es-toques revestidos com tinta curada ultravioleta (UV) e misturas dos mesmos. Os exemplos adicionais de papelões revestidos com plástico incluem papelão de alimento plástico revestido dos dois lados (C2S) que tem resina de resistência a úmido, tais como caixas de papelão de leite ou outras caixas de papelão usadas para armazenamento de alimentos secos e semelhantes. Os exemplos adicionais de papelões revestidos com plástico que não tem resina de resistência a úmido incluem recipientes de sorvete, diversas outras embalagens de alimentos congelados e semelhantes. Exemplos ainda adicionais incluem aparamento de foto lustrosa de dois lados, partes superiores de sorvete, papel colorido não impresso, jornais e semelhantes.

[054] Referindo-se novamente às Figuras 1 a 9 e de acordo com uma modalidade desta invenção, material residual que inclui resíduo de papel, e opcionalmente resíduo, junto com odor ou compostos que produzem odor são é realizado por uma transportadora adequada e introduzido através da abertura de entrada 30, quando a porta 40 tiver sido movida para a posição aberta, e para a extremidade de abertura 50 do tambor D. Visto que o resíduo não é embalado em nenhum tamanho particular e também pode conter um sortimento de materiais que varia em tamanho, formato e densidade, e que pode não ser necessariamente de fluxo livre, a abertura de entrada 30 no vaso A e a abertura 50 no tambor são largas o suficiente e sem obstruções de modo a permitir que resíduo não processado anteriormente seja introduzido diretamente no processador.

[055] O tambor D é rotacionado na primeira direção de rotação enquanto o resíduo é transportado para o interior do tambor, e, por meio do comprimento útil do trado 80 e do ângulo de inclinação do tambor, uma quantidade suficiente do material, embora não seja de fluxo livre, será carregada no interior do tambor para o processamento.

[056] Quando o tambor D tiver sido enchido com uma quantidade suficiente de material a ser processada, o dispositivo de fechamento 40 é fechado e é preso por um anel de travamento 42, tal como o tipo fabricado por Klinge Products Company da Dinamarca.

[057] De modo geral, a porcentagem em peso de sólidos residuais (isto é, material não polpável) nos materiais residuais está na faixa de cerca de 1 por cento em peso a cerca de 80 por cento em peso com base no peso seco total dos materiais residuais; enquanto que, a porcentagem em peso de sólidos residuais nos materiais residuais pode, de outra forma, estar na faixa de cerca de 20 por cento em peso a cerca de 70 por cento em peso com base no peso seco total dos materiais residuais.

[058] Tipicamente, o papel residual contém não mais que cerca de 80 por cento em peso do material residual polimérico com base no peso total de polpa de papel e material residual polimérico. Em alguns casos, os materiais residuais contêm menos que cerca de 10 por cento do material residual polimérico com base no peso total da polpa e do material residual polimérico.

[059] Conforme usado no presente documento, a terminologia "polimérico", "plástico", "polímero" e termos semelhantes significam e incluem todos os materiais poliméricos orgânicos, sintéticos, naturais ou processados naturalmente tais como acetato de celulose, que inclui resinas, adesivos, espumas, filmes, folhas e ligas (com-pósitos) que são moldados, fundidos, extrudados, removidos ou laminados ou aplicados de outra forma sobre ou dentro de objetos ou filmes. Tal aplicação pode ser realizada com o uso de qualquer uma dentre as retículas à base de água ou de óleo e através de qualquer um dentre os conjuntos de procedimentos conhecidos na técnica. Exemplos de conjuntos de procedimentos de revestimento incluem revestimento de lâmina, revestimento por imersão, revestimento por aspersão e semelhantes. Exemplos específicos de materiais poliméricos incluem polímeros adicionais tais como polímeros de vinila, que incluem acrilatos e acetato de vinila, látex dos mesmos, poliole- finas, polímeros de condensação tais como, poliésteres ou policarbonatos e seme-lhantes.

Água de Diluição

[060] Voltando-se para a modalidade ilustrada nas Figuras 1 a 9, uma quantidade substancial de água de diluição é adicionada ao material residual a ser processado, em que isso é realizado injetando-se água de diluição através do tubo 92, de modo que água de diluição suficiente seja colocada em contato com o material residual no tambor, através do tubo estacionário curvado 95. A água de diluição normalmente é adicionada ao tambor D de vaso de pressão para alcançar o teor de água no tambor D entre 30 por cento e 75 por cento em peso do material residual e água total no tambor, com aproximadamente 70 por cento sendo a quantidade, de acordo com uma modalidade particular. De acordo com outra modalidade, a água de diluição é introduzida no tambor D de vaso de pressão através do tubo 92 em uma quantidade de até cerca de 3 partes em peso água de diluição a cerca de 1 parte em peso de material residual, ou uma quantidade de até cerca de 7 partes em peso de água de diluição a cerca de 3 partes em peso de material residual, ou uma quantidade a partir de cerca de 0,43 partes a cerca de 3 partes em peso água de diluição a cerca de 1 parte em peso de material residual.

[061] De acordo com as modalidades da invenção, a água de diluição pode ser água substancialmente pura, porém, pode ser água potável ou não potável. A água de diluição pode conter aditivos tais como auxiliares químicos descritos em maiores detalhes abaixo.

[062] O tambor D é rotacionado de modo comum na primeira direção de rotação durante a adição de água de diluição para melhorar o contato dos materiais residuais com a água de diluição.

[063] Uma vez que todo o material tenha sido carregado para o interior do vaso, a porta de vaso de pressão é fechada e vedada. O tambor D é, então, rotacio- nado na primeira direção de rotação, durante a qual um vácuo pode ser criado na câmara por um período de tempo curto, de cerca de cinco minutos ou cinco a dez minutos. Um dos propósitos da aplicação de um vácuo nesse estágio é impedir o aumento de pressão dos gases não condensáveis presos. No fim do período de extração de vácuo, o vácuo é desligado e o sistema é isolado fechando-se a válvula. Após o período de extração de vácuo ser completado, a água de diluição é adicionada à câ-mara de tambor D.

Auxiliares Químicos

[064] De acordo com as modalidades da invenção, a adição de auxiliares químicos adequados durante o processo de agitação pode aprimorar a qualidade da fração de papel polpada. A extensão de repolpação pode aumentar a partir do uso de auxiliares químicos. Além disso, a polpa formada na presença de determinados auxiliares químicos pode ser mais brilhante pode reduzir a extensão de etapas de processo adicionais. O auxiliar químico pode ser introduzido no vaso de pressão antes ou depois da porta de tambor ter sido fechada e travada e pode ser adicionado ao vaso de pressão antes, com ou após o material residual, ou com a água de diluição.

[065] Desse modo, de acordo com uma modalidade desta invenção, pode ser opcionalmente incluído pelo menos um auxiliar químico selecionado a partir do grupo que consiste em agente alcalino, tampão, agente alvejante, detergentes, surfactantes, solventes, dispersantes, agentes quelantes, sequestrantes e misturas dos mesmos. Esses auxiliares químicos, sozinhos ou em combinação com os mesmos, podem ser usados em suas formas a granel ou em solução, preferencialmente como soluções em água. Qualquer quantidade desses auxiliares químicos pode ser usada para resultar no benefício desejado, no entanto, os auxiliares químicos e as quantidades preferidas são descritas em maiores detalhes abaixo.

[066] Qualquer agente alcalino conhecido atualmente ou doravante no presente documento desenvolvido para o uso com material celulósico que produz pH alcalino em água pode ser usado com as modalidades desta invenção. Os exemplos de tais agentes alcalinos são hidróxido de lítio, hidróxido de sódio, hidróxido de potássio e outros metais alcalinos ou hidróxidos de elemento de alcalino terroso. De acordo com uma modalidade, o hidróxido de sódio pode ser usado. De acordo com algumas modalidades, a concentração total de compostos alcalinos na solução usada é, em geral, selecionada para ser maior que 0,5% do peso total do material residual e da água de diluição adicionado ao tambor de vaso de pressão. De acordo com algumas modalidades, escolhe-se para ser maior que 0,8% do peso total do material residual e da água de diluição adicionado ao tambor de vaso de pressão. De acordo com al-gumas modalidades, essa concentração é mantida em menos que 5% do peso total do material residual e da água de diluição adicionada ao tambor de vaso de pressão. De acordo com algumas modalidades, as concentrações podem estar entre 1% e 2,5%, ou 3%, ou até cerca de 5% ou até cerca de 10% do peso total do material residual e da água de diluição adicionada ao tambor de vaso de pressão. De acordo com algumas modalidades, um agente alcalino tal como hidróxido de sódio está presente na solução de água de diluição em uma concentração de pelo menos de cerca de 1% com base no peso de água de diluição e hidróxido de sódio introduzido no interior do tambor inclinado. Mais tipicamente, o hidróxido de sódio está presente na solução de água de diluição em uma concentração de pelo menos cerca de 2% com base no peso de água de diluição e no hidróxido de sódio introduzido no interior do tambor inclinado, enquanto, preferencialmente, em alguns casos o hidróxido de sódio está presente na solução de água de diluição em uma concentração de pelo menos cerca de 3% com base no peso de água de diluição e no hidróxido de sódio introduzido no interior do tambor inclinado.

[067] Qualquer material tampão conhecido atualmente ou desenvolvido doravante no presente documento, que é útil para controlar o pH do meio na faixa de pH de 8 a 10 pode ser usado como um tampão de acordo com algumas modalidades desta invenção. Um exemplo de tal tampão é silicato de sódio, quer atua como um tampão dentro dessa faixa de pH.

[068] De acordo com uma modalidade desta invenção, agentes alvejantes podem ser adicionados ao material residual para obter uma fração de papel polpada que tem valores de brilho aceitáveis. De acordo com uma modalidade desta invenção, qualquer agente alvejante conhecido agora ou desenvolvido doravante no presente documento para material celulósico alvejante semelhante pode ser usado para praticar a presente invenção. De acordo com uma modalidade desta invenção, a quantidade de agente alvejante usado pode ser a partir de cerca de 0,5 a cerca de 1,3 por cento em peso da quantidade total de água de diluição e material residual adicionada ao vaso de pressão. Algumas modalidades da invenção incluem peróxido de hidrogênio como o agente alvejante em uma quantidade de cerca de 1 por cento em peso da quantidade total de água de diluição e do material residual adicionado ao vaso de pressão para as misturas de polpa de processamento que contêm os materiais residuais que contêm papel e que contêm plástico. O hipoclorito de sódio também pode atuar como um agente alvejante adequado bem como um biocida em algumas modalidades.

[069] De acordo com algumas modalidades desta invenção, diversos outros auxiliares químicos tais como detergentes, surfactantes, solventes, dispersantes, agentes quelantes, sequestrantes, sozinhos ou em combinação com os mesmos, podem ser adicionados ao material residual para o uso durante a repolpação. Todos esses auxiliares químicos conhecidos atualmente ou desenvolvidos doravante no presente documento para tal propósito podem ser usados em quantidades suficientes para resultar no benefício desejado. No entanto, esses auxiliares químicos são usados apenas e a polpa formada a partir desses exibir qualidades aceitáveis.

[070] De acordo com algumas modalidades desta invenção, os auxiliares químicos preferidos são hidróxido de sódio sozinho ou em combinação com peróxido de hidrogênio.

Condições de Repolpação

[071] De acordo com as modalidades desta invenção, o processamento do material residual, que inclui papel residual, é alcançado com a adição de calor e energia mecânica para repolpar suficientemente e, incidentalmente, esterilizar o material residual. Por meio da água de diluição adicionada, que aumenta a condução de calor para o interior do material residual que é processado, os materiais residuais que podem, de outra forma, produzir um efeito isolante para os mesmos e sobre outros materiais são penetrados completa e rapidamente pelo calor exigido, desse modo, evitando a criação de bolsos nos quais materiais infecciosos podem ser protegidos contra calor suficiente para realizar a repolpação completa. Devido à redução no tamanho das frações polpáveis dos resíduos conforme as mesmas são processadas, conforme descrito anteriormente, e devido ao fato de que o calor do processo faz com que as frações de plástico dos resíduos, quando presentes, se tornem distorcidas por calor e se achatem em formas mais compactas, a quantidade inteira do resíduo é agitada mais completamente e, portanto, colocada mais em contato pelo calor.

[072] Voltando-se para a modalidade ilustrada nas Figuras 1 a 9, na primeira direção de rotação, tomada como o sentido horário quando vista a partir da extremidade de abertura do tambor, o material residual é cruzado pelo comprimento útil direcional 80 e é movido através do tambor em direção a extremidade posterior ou inferior fechada 56 do tambor. Simultaneamente, as pás de suspensão bidirecionais 70, por meio da porção angular de cada pá, direcionam uma porção do material residual con- tracorrente em direção à extremidade de entrada do tambor conforme cada uma das pás entra em contato com o material durante a rotação do tambor. Esse movimento para frente e para trás simultâneo dos materiais dentro do tambor pela ação do comprimento útil do trado 80 e pelas superfícies 76 das pás de suspensão inovadoras 70 durante a rotação do tambor D na direção desejada resulta no processamento de uma agitação vantajosa e muito completa dos materiais. Devido à essas ações e à água de diluição adicionada, a repolpação dos materiais polpáveis dos materiais residuais é realizada de modo muito eficaz.

[073] Em algumas modalidades, o aparelho de tambor de rotação é rotacio- nado em uma velocidade de pelo menos cerca de 6 revoluções por minuto (rpm), ou pelo menos cerca de 8 revoluções por minuto (rpm), ou pelo menos cerca de 10 rpm.

[074] De acordo com algumas modalidades desta invenção, o calor é adicionado ao vaso de pressão durante o processamento dos materiais residuais. Nesse caso, o vapor pode ser adicionado vantajosamente ao vaso pela tubulação de vapor 90 e injetado nos materiais residuais pela injeção tubulação 94 enquanto o tambor é rotacionado na primeira direção de rotação; observar Figura 1. Conforme descrito an-teriormente, a adição de calor faz com que os materiais plásticos, quando presentes, se tornem macios e se separem enquanto o tambor é rotacionado, desse modo, permitindo que a fração de papel que está em contato próximo com o plástico seja agitada completamente e colocada em contato com a umidade adicionada e o calor adicionado. Pressão desejada é mantida no vaso A pelo uso adequado das válvulas do sistema de controle de pressão associado ao tubo de pressão 60 e a conexão de ventilação 62. A válvula 61a controla o tubo de pressão 60, e a válvula 61b controla o tubo de ventilação 62. O tubo 68 forma a conexão para o interior de vaso A. O auxiliar químico, conforme descrito anteriormente, pode ser adicionado, adicionalmente, como um líquido ou um vapor na linha de vapor ou, alternativamente, na linha de água.

[075] De acordo com algumas modalidades, uma quantidade suficiente de vapor é introduzida durante a etapa de agitação de modo a resultar em temperatura interna na faixa de cerca de 100 °C (212°F) a cerca de 140,56 °C (285 °F) e pressão na faixa de cerca de 0 Mpa (0 psig) até cerca de 0,34 Mpa (50 psig) ou na faixa de cerca de 0,06 Mpa (10 psig) a cerca de 0,34 Mpa (50 psig). De acordo com algumas modalidades, uma temperatura de pelo menos cerca de 110 °C (230 °F) e a pressão de pelo menos cerca de 0,10 Mpa (15 psig) para reduzir o tempo exigido para realizar a polpação são preferidas.

[076] De acordo com algumas modalidades, as condições são controladas de modo que o tempo exigido para realizar a repolpação seja, de modo geral, de cerca de 30 a 90 minutos, e, tipicamente, o tempo exigido para realizar a repolpação pode ser de cerca de 60 minutos.

[077] Em uma modalidade em que uma quantidade suficiente de vapor é introduzida durante a etapa de agitação de modo a resultar em uma temperatura interna de cerca de 135 °C (275 °F) e uma pressão de cerca de 0,20 MPa (30 psig) para reduzir o tempo exigido para realizar a repolpação que pode ser de cerca de 40 a 80 minutos em alguns casos; novamente, o tempo exigido para realizar a polpação é tipicamente de cerca de 60 minutos ou menos. Em algumas modalidades, pelo menos cerca de 80 por cento do papel é repolpado, e, em algumas modalidades, pelo menos 90 por cento do papel é repolpado. Em algumas modalidades, pelo menos 65 por cento do papel presente é repolpado.

[078] De acordo com algumas modalidades, o material residual é mantido em uma temperatura de pelo menos cerca de 100 °C (212°F) por um período de pelo menos cerca de 90 minutos durante a etapa de repolpação, em uma pressão de aproximadamente 0,10 Mpa (15 psig), ou em uma temperatura de cerca de 140,56 °C (285°F) para um período de pelo menos 40 minutos, em uma pressão de aproximadamente 0,03 Mpa (50 psig), ou outras combinações de pressão, temperatura e tempo, conforme foi mostrado para realizar a repolpação completa e eficaz de resíduo contaminado. De acordo com algumas modalidades, uma quantidade suficiente de vapor é introduzida no vaso de pressão durante a rotação de tambor enquanto o material residual é agitado de modo a resultar em uma temperatura interna de cerca de 110 °C (230 °F) e uma pressão de cerca de 0,12 MPa (18 psig) para reduzir o tempo exigido para realizar a repolpação, em que o tempo é de cerca de 40 a 60 minutos, ou de 60 minutos. De acordo com outras modalidades, a temperatura interna é de cerca de 135 °C (275 °F) em uma pressão de cerca de 45 psig, o tempo para realizar a repolpação é de cerca de 40 a 80 minutos ou de cerca de 60 minutos.

Redução de Pressão Pós-Repolpação

[079] Após os materiais residuais terem sido processados por uma quantidade suficiente de tempo em uma temperatura suficientemente alta, o vapor injeção para o sistema é desligado, o tambor de vaso de pressão é ventilado a pressão atmosférica, e, então, o sistema a vácuo 46 retratado na Figura 9 é ligado enquanto continua a rotacionar o tambor na primeira direção de rotação para induzir um vácuo na câmara de vaso de pressão para resfriar o material residual tratado no vaso de pressão. Conforme o vácuo é induzido, os materiais residuais tratados são resfriados a partir da temperatura de processamento de repolpação a uma temperatura inferior. De acordo com algumas modalidades, a vácuo induziu faixas a partir de cerca de -0,03 MPa (-5 psig) a cerca de -0,10 Mpa (-15 psig) ou cerca de -0,06 Mpa (-10 psig) e reduzir a temperatura do material tratado para tão baixo quanto cerca de 76,67 °C (170°F) ou cerca de 71,11 °C (160 °F) ou tão baixo quanto cerca de 65,56 °C (150°F).

Água de Resfriamento

[080] A água de resfriamento é introduzida no vaso de pressão para continuar a resfriar o material residual tratado no vaso de pressão a uma temperatura de descarga abaixo da temperatura de processamento de repolpação elevada e para reduzir o odor emitido pelo material residual tratado. A adição da água de resfriamento reduz ou elimina o odor que é ou seria, de outro modo, emitido quando o material residual tratado é descartado. A água e o material residual tratado no vaso de pressão formam uma pasta fluida de material residual tratado no vaso de pressão. Embora não deseje se ater à teoria, acredita-se que a água de resfriamento reduza o odor reduzindo a temperatura do material tratado ou diluindo a pasta fluida de material tratado ou ambos. Acredita-se que a água de resfriamento absorva compostos odorosos no material tratado que seriam, de outro modo, liberados na atmosfera circundante. Tais compos-tos odorosos podem estar presentes no material residual ou serem produzidos durante a repolpação da pasta fluida de material residual tratado ou ambos. Em algumas modalidades desta invenção, fontes de compostos odorosos incluem resíduos de alimentos ou bebidas ou ambos.

[081] Voltando-se para a modalidade ilustrada nas Figuras 1 a 9, uma quantidade de água de resfriamento é adicionada ao material residual tratado, em que isso é realizado injetando-se água de resfriamento através do tubo 92, de modo que água de resfriamento suficiente seja colocada em contato com o material residual no tambor D, através do tubo estacionário curvado 95. A água de resfriamento é adicionada ao tambor D de vaso de pressão para alcançar o teor de água total no tambor D de entre 78 por cento e 95 por cento em peso do material residual e água total no tambor, com aproximadamente 80 por cento sendo a quantidade de acordo com uma modalidade particular. De acordo com outra modalidade, a água de resfriamento é introduzida no tambor D de vaso de pressão através do tubo 92 em uma quantidade de modo que uma quantidade total de água presente no vaso de pressão após a etapa de resfriamento seja pelo menos de cerca de 3,5 partes em peso a cerca de 1 parte em peso material residual tratado ou pelo menos de cerca de 3,8 partes em peso a cerca de 1 parte em peso do material residual tratado.

[082] De acordo com as modalidades desta invenção, a água de resfriamento é adicionada ao material residual tratado em uma quantidade suficiente para reduzir a temperatura do material residual tratado no vaso de pressão por pelo menos cerca de -12,22 °C (10 °F), ou em cerca -12,22 °C (10 °F) a cerca de 10 °C (50 °F), ou cerca de -12,22 °C (10 °F) a cerca de -1,11 °C (30 °F). De acordo com modalidades desta invenção, a água de resfriamento é adicionada ao material residual tratado em uma quantidade suficiente para reduzir a temperatura do material residual tratado no vaso de pressão a partir de uma temperatura de pelo menos cerca de 76,67 °C (170°F) a uma temperatura de não mais que cerca de 60 °C (140 °F), ou a partir de uma tempe-ratura de pelo menos cerca de 71,11 °C (160 °F) a uma temperatura de não mais que cerca de 60 °C (140 °F), ou a partir de uma temperatura de pelo menos cerca de 71,11 °C (160 °F) a uma temperatura de não mais que cerca de 55,44 °C (130 °F).

[083] De acordo com as modalidades desta invenção, a água de resfriamento é adicionada ao material residual tratado em uma temperatura até cerca de 55,44 °C (130 °F), ou até cerca de 120°F, ou a partir de cerca de 21,11 °C (70 °F) a cerca de 55,44 °C (130 °F), ou a partir de cerca de 21,11 °C (70 °F) a cerca de 120°F, ou a partir de cerca de 21,11 °C (70 °F) a cerca de 46,11 °C (115 °F).

[084] De acordo com as modalidades desta invenção, a água de resfriamento é adicionada ao material residual tratado em uma quantidade suficiente para aumentar o teor de água total no vaso de pressão em pelo menos cerca de 5% em peso do teor de material residual e água total do vaso de pressão, ou pelo menos cerca de 10% em peso do teor de material residual e água total do vaso de pressão, ou em cerca de 5% a cerca de 40% em peso do teor de material residual e água total do vaso de pressão.

[085] De acordo com as modalidades da invenção, a água de resfriamento pode ser água substancialmente pura, porém, pode ser água potável ou não potável. A água de resfriamento pode conter aditivos tais como modificadores de odor e/ou biocidas.

Descarregamento de Resíduo Tratado

[086] Após o resfriamento com a água de resfriamento, os materiais são descarregados do vaso de rotação para a recuperação dos materiais repolpados para reciclagem. De acordo com algumas modalidades, a fração de polpa descarregada contém concentração sólida de cerca de 5 por cento em peso a cerca de 50 por cento em peso com base no peso úmido total da fração de polpa descarregada. Preferenci-almente, a concentração sólida está na faixa de cerca de 10 por cento em peso a cerca de 25 por cento em peso com base no peso úmido total da fração de polpa descarregada.

[087] Ademais, conforme declarado acima no presente documento, a fração de papel residual é essencialmente repolpada. De acordo com algumas modalidades, o papel residual é repolpado em pelo menos de cerca de 80 por cento ou a fração de papel residual é repolpada em pelo menos cerca de 90 por cento.

[088] Voltando-se para a modalidade nas Figuras 1 a 9, o dispositivo de fechamento 40 é aberto e o tambor D é rotacionado na segunda direção de rotação. Na segunda direção de rotação, tomando-se a rotação no sentido anti-horário, os materiais residuais processados são cruzados pelo comprimento útil do trado 80 e são direcionados em direção à extremidade de entrada do tambor D pela ação do comprimento útil do trado 80. Visto que o tambor D continua a rotacionar, os materiais processados também são suspensos e direcionados para a extremidade de entrada do vaso pelas superfícies 75 das pás de suspensão em formato de "Y" 70, conforme descrito anteriormente.

[089] As superfícies angulares 75 e 76, em cada lado da superfície perpendicular das pás, funciona de maneira igual em ambas as direções de rotação, auxiliadas, evidentemente, em cada ocorrência pelo membro disposto verticalmente 72.

[090] Deve-se observar que as pás de suspensão 70 funcionam de maneira contracorrente ou refluxo com relação ao comprimento útil do trado 80 durante o pro- cessamento, em que as superfícies 76 servem de uma maneira primeira em tal momento. Apenas após os materiais residuais terem sido completamente processados a direção de rotação do tambor D é revertida, de modo a permitir que o comprimento útil do trado 80 descarregue o material sobre o rebordo 51 do tambor para o interior de um sistema de descarregamento adequado. Nesse momento de descarga, as superfícies 75 das pás 70 servem de uma maneira primária, cooperando em efeito com a ação do comprimento útil do trado 80.

[091] Os materiais processados são, desse modo, descarregados do vaso pela ação combinada do comprimento útil do trado 80 e as superfícies 72 e 75 das pás de suspensão 70 durante a rotação do tambor D na segunda direção de rotação. Devido ao fato de o rebordo externo 51 do tambor D se projetar além do aro externo do vaso A, os materiais processados descarregados caem fora do vaso. Por meio da repolpação dos materiais de papel, o volume do material residual processado é reduzido para aproximadamente 1/3 do seu volume original.

[092] A taxa de descarga dos materiais processados, conforme é evidente para àqueles versados na técnica, é dependente da taxa de rotação do tambor D, do tamanho e frequência do comprimento útil do trado 80 e do tamanho e número das pás de suspensão 70 e essas variáveis são dependentes da quantidade de material a ser processado em uma determinada quantidade de tempo, e não se limitam a uma única combinação dessas variáveis.

[093] A conexão de drenagem 64 é equipada com uma válvula adequada 66, que pode ser aberta para permitir que a umidade seja drenada do invólucro (vaso de pressão A) mediante o acumulo excessivo da mesma.

[094] Os materiais processados são, então, direcionados para triagens para a separação e recuperação da fração de papel repolpada e, ademais, para coletar os materiais plásticos separados. Conforme descrito anteriormente, a fração de papel repolpada pode, então, ser submetida a etapas de processamento adicionais para formar folha, lenço ou papelão reciclado.

Produtos de Papel Reciclado

[095] Em algumas modalidades do processo desta invenção, a fração de papel repolpada é submetida adicionalmente a uma etapa de processamento subsequente para produzir um produto de papel. Em algumas modalidades, o produto de papel é um lenço de papel ou uma toalha de produto de papel. Em algumas modalidades, o processo inventivo inclui adicionalmente utilizar a fração de papel repolpada do resí-duo para a produção de um produto de papel que contém fibra reciclada, tal como papelão que contém fibra reciclada adequado para produzir placas de papel ou folha de papel absorvente que contém fibra reciclada ou lenço de papel que contém fibra reciclada ou toalha de papel que contém fibra reciclada ou papel de jornal impresso ou produto de papel-cartão que contém fibra reciclada, produto de papel-cartão corrugado que contém fibra reciclada. Desse modo, também o papel para escrita que contém fibra reciclada é preparado prontamente.

[096] Para propósitos descritivos e de definição dos presentes ensinamentos, observa-se que o termo "substancialmente" é utilizado no presente documento para representar o grau herdado de incerteza que pode ser atribuído a qualquer comparação quantitativa, valor, medição ou outra representação. O termo "substancialmente" também é utilizado no presente documento para representar o grau pelo qual uma representação quantitativa pode variar a partir de uma referência declarada sem resultar em uma mudança na função básica da matéria em questão.

[097] Embora os ensinamentos sejam descritos com relação a diversas modalidades, deve-se perceber que esses ensinamentos também têm a capacidade para uma ampla variedade de modalidades adicionais e outras modalidades dentro do es-pírito e do escopo da revelação anexa.

Claims

1. Método para tratar material residual incluindo papel residual CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de:introduzir o material residual e água de diluição em um vaso de pressão;tratar o material residual no vaso de pressão em uma temperatura de processamento elevada de pelo menos cerca de 100°C (212°F) e uma pressão de processamento elevada maior do que pressão atmosférica para formar um material residual tratado incluindo papel residual substancialmente repolpado;após isso introduzir água de resfriamento no vaso de pressão de modo a resfriar o material residual tratado no vaso de pressão a uma temperatura de descarga abaixo de cerca de 60°C (140°F) e reduzir odor emitido pelo material residual tratado; eapós isso descarregar o material residual tratado a partir do vaso de pressão, em que a água de diluição é introduzida ao vaso de pressão em uma quantidade de até cerca de 3 partes por peso de uma quantidade total de água no vaso de pressão a cerca de 1 parte por peso de material residual e a água de resfriamento é introduzida ao vaso de pressão em uma quantidade de modo que a quantidade total de água presente no vaso de pressão depois da etapa de resfriamento seja de pelo menos cerca de 3,5 partes por peso a cerca de 1 parte por peso de material residual tratado.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o material residual tratado inclui compostos odorosos que são diluídos pela água de resfriamento.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o material residual compreende material orgânico que inclui compostos odorosos ou, quando submetido à etapa de tratamento, forma compostos odorosos que são diluídos pela água de resfriamento.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o material orgânico compreende alimento residual, bebida residual, ou ambos.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o material residual inclui material residual polimérico e o método compreende ainda a etapa de separar o papel residual substancialmente repolpado do material residual polimérico após a etapa de introduzir a água de resfriamento.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda adicionar água de diluição ao vaso de pressão em adição ao ou junto com o material residual para uso durante a etapa de tratamento.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o vaso de pressão é montado para rotacionar em torno de um eixo geométrico inclinado equipado com meios de agitação adequados para misturar completamente o dito material residual e água de diluição.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a água de diluição é introduzida no vaso de pressão em uma quantidade de até cerca de 3 partes em peso de uma quantidade total de água a cerca de 1 parte em peso de material residual e a água de resfriamento é introduzida no vaso de pressão em uma quantidade de modo que a quantidade total de água presente no vaso de pressão após a etapa de resfriamento mas antes da etapa de descarga seja de pelo menos cerca de 3,8 partes em peso a cerca de 1 parte em peso de material residual tratado.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a pressão de processamento elevada é de pelo menos cerca de 0,03 MPa (5 psig).

10. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a água de resfriamento tem uma temperatura menor que cerca de 46,11 °C (115 °F).

11. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de tratamento inclui agitar o material residual no vaso de pressão.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de agitação é conduzida na temperatura e pressão de processamento elevadas por um tempo suficiente para substancialmente repolpar o papel residual, de modo que componentes do material residual tratado possam ser separados por densidade e tamanho.

13. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de tratamento inclui introduzir energia térmica no vaso de pressão para alcançar a temperatura e a pressão de processamento elevadas dentro do vaso de pressão.

14. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de tratamento inclui introduzir vapor no vaso de pressão para alcançar a tempera-tura e a pressão de processamento elevadas dentro do vaso de pressão.

15. Método, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que os um ou mais auxiliares químicos incluem pelo menos um produto químico selecionado a partir do grupo consistindo em agentes alcalinos, tampões, agentes alvejantes, detergentes, surfactantes, solventes, dispersantes, agentes quelantes, seques- trantes e misturas dos mesmos.

16. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de tratamento inclui introduzir um ou mais auxiliares químicos no vaso de pressão para facilitar repolpação do papel residual.

17. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o vaso de pressão inclui um tambor rotativo para conter o material residual e a etapa de agitação compreende rotacionar o tambor.

18. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de tratamento é conduzida por um período de tempo a partir de cerca de 30 minutos a cerca de 90 minutos.

19. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito vaso de pressão é um vaso alongado de configuração geralmente cilíndrica montado para ser acionado em rotação em torno do seu eixo geométrico longitudinal.

20. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda a etapa de reduzir a pressão de processamento elevada no vaso de pressão após a etapa de tratamento e antes da etapa de introdução de água de resfriamento através do uso de um respiro ou edutor ou ambos.