BR112018075916B1 - Método e aparelho para separar plástico e celulose de produtos sanitários absorventes pós-consumo - Google Patents

Método e aparelho para separar plástico e celulose de produtos sanitários absorventes pós-consumo Download PDF

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Abstract

Método para separar plástico e celulose de produtos sanitários absorventes pós-consumo, compreendendo: - esterilizar lotes sucessivos de produtos sanitários absorventes pós-consumo em pelo menos uma autoclave rotativa (18), - fragmentar os produtos sanitários absorventes esterilizados e obter material contendo plástico e celulose esterilizado e fragmentado, - secar o material esterilizado e fragmentado contendo plástico e celulose, e - separar a celulose do plástico do dito material esterilizado, fragmentado e seco em pelo menos um separador centrífugo (66).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO
[0001] A presente invenção se refere à reciclagem de produtos sanitários absorventes pós-consumo.
[0002] O termo “produtos sanitários absorventes” geralmente se refere a produtos absorventes descartáveis, tais como fraldas para bebês, almofadas de incontinência para adultos, toalhas sanitárias, revestimentos de cama, etc.
[0003] A presente invenção especificamente se refere a um método e um aparelho para separar plástico e celulose de produtos sanitários absorventes pós-consumo.
DESCRIÇÃO DA TÉCNICA ANTERIOR
[0004] Os produtos sanitários absorventes descartáveis são geralmente compostos de diversos materiais, incluindo folhas impermeáveis de material plástico, elementos absorventes formados de felpa de celulose e polímeros superabsorventes, folhas permeáveis de pano não tecido, elementos elásticos, etc. A reciclagem de produtos sanitários absorventes consiste de separar os produtos principais, tipicamente plástico e celulose.
[0005] Os métodos e aparelhos para a reciclagem de produtos sanitários absorventes são divididos em duas categorias dependendo de se eles são intencionados para tratar produtos sanitários absorventes pós-produção ou produtos sanitários absorventes pós-consumo.
[0006] Os produtos sanitários absorventes pós-produção são os produtos residuais de métodos de produção. A separação de plástico e celulose de produtos sanitários absorventes pós-produção é tipicamente obtida pela fragmentação dos produtos sanitários absorventes pós-produção e separação centrífuga de plástico e celulose do material fragmentado. Os separadores centrífugos usados para separar plástico e celulose compreendem um tambor perfurado e um rotor girando dentro do tambor perfurado, que projeta a massa fragmentada radialmente para fora. As fibras de celulose são coletadas fora do tambor perfurado e o material plástico permanece dentro do tambor perfurado e é axialmente extraído por um fluxo de ar produzido pela rotação do rotor. Um exemplo de um método de separação de plástico e celulose de produtos sanitários absorventes pós-produção é descrito na US 9393546 B2.
[0007] Os aparelhos usados para separar plástico e celulose de produtos sanitários absorventes pós-produção não podem ser usados para tratar produtos sanitários absorventes pós-consumo porque os produtos sanitários absorventes pós- consumo contêm excreções orgânicas, bactérias, e têm um alto teor de umidade. A reciclagem de produtos sanitários absorventes pós-consumo requer uma etapa de esterilização para eliminar bactérias.
[0008] Os métodos para separar plástico e celulose de produtos sanitários absorventes pós-consumo são conhecidos, e eles envolvem lavar os produtos sanitários absorventes pós-consumo em água, álcali e sabão e separar a celulose do plástico durante a lavagem. Os exemplos desta técnica de reciclagem são descritos na WO94/20668 e WO96/27045.
[0009] A US 5292075 descreve um método no qual os produtos sanitários absorventes pós-consumo são preliminarmente fragmentados. O material fragmentado é lavado em uma máquina de lavagem compreendendo um tambor cilíndrico perfurado que segura o material plástico dentro dele. O líquido contendo a polpa de celulose é coletado fora do tambor cilíndrico perfurado e subsequentemente desidratado.
[0010] A EP-A-2596810 pelo mesmo Requerente descreve uma autoclave rotativa para esterilizar produtos sanitários absorventes pós-consumo. A autoclave é carregada com produtos sanitários absorventes pós-consumo sem a fragmentação prévia dos produtos. A autoclave contendo uma carga de produtos esterilizados é fechada e aquecida a uma temperatura de esterilização pela circulação de vapor sem contato circulando nas paredes da autoclave e pelo vapor de contato que entra em contato direto com os produtos.
OBJETIVO E SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[0011] A presente invenção visa prover um método e um aparelho para separar plástico e celulose de produtos sanitários absorventes pós-consumo que sejam mais eficientes do que os sistemas de acordo com a técnica anterior.
[0012] De acordo com a presente invenção, este objetivo é obtido por um método e por um aparelho tendo as características de formar o objeto das reivindicações.
[0013] As reivindicações formam uma parte integral da divulgação aqui fornecida em relação à invenção.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0014] A presente invenção será agora descrita em detalhes com referência aos desenhos anexos, dados puramente por via de exemplo não limitante, em que: - A Figura 1 é uma vista plana de um aparelho de acordo com a presente invenção, - A Figura 2 é uma seção transversal longitudinal de uma autoclave rotativa indicada pela seta II na Figura 1, - A Figura 2A é um detalhe ampliado da Figura 2, - A Figura 3 é uma vista em perspectiva de um fragmentador indicado pela seta III na Figura 1, - A Figura 4 é uma vista lateral esquemática de uma unidade secadora indicada pela seta IV na Figura 1, - A Figura 5 é uma vista lateral esquemática de um separador centrífugo indicado pela seta V na Figura 1,
DESCRIÇÃO DETALHADA
[0015] A Figura 1 mostra um aparelho 10 para separar plástico e celulose de artigos sanitários absorventes pós-consumo.
[0016] O aparelho 10 compreende um recipiente de armazenagem 12 no qual produtos sanitários absorventes pós-consumo são recolhidos da coleta de reciclagem. Veículos de coleta de resíduo descarregam os produtos sanitários absorventes pós- consumo dentro de uma área de descarga 14 e um transportador 16 carrega os produtos sanitários absorventes pós-consumo dentro do recipiente de armazenagem 12. Os produtos sanitários absorventes pós-consumo têm uma densidade da ordem de 150 a 300 kg/m3 e um teor de umidade na ordem de 65 a 80%.
[0017] O aparelho 10 compreende pelo menos uma autoclave rotativa 18 para esterilizar os produtos sanitários absorventes pós-consumo. Com referência à Figura 2, a autoclave rotativa 18 compreende um corpo cilíndrico 19 alongado ao longo de um eixo horizontal A e sustentado em uma maneira rotativa em torno do eixo A por meio de suportes rotativos 21. A autoclave rotativa 18 tem uma porta 20 que pode ser aberta para carga e descarga dos produtos. A parede interna da autoclave 18 tem uma costela saliente helicoidal 22 fixa ao corpo cilíndrico 19. Como ilustrado em detalhes na Figura 2A, o corpo 19 e a costela helicoidal 22 têm as respectivas câmaras 24, 26 para circulação de vapor. O corpo 19 é provido com um tubo de distribuição rotativo (não ilustrado) para fornecer vapor para as câmaras 24, 26 da autoclave 18. O tubo de distribuição rotativo também permite a injeção direta de vapor dentro do corpo cilíndrico 19. O tubo de distribuição rotativo também é provido com canais para descarregar ar e vapor de dentro do corpo cilíndrico 19 e para extrair a condensação das câmaras 24, 26.
[0018] No exemplo ilustrado na Figura 1, o aparelho 10 compreende duas autoclaves 18, que são carregadas alternadamente com produtos sanitários absorventes pós-consumo que se originam do recipiente de armazenagem 12. Um transportador 28 apanha os produtos do recipiente de armazenagem 12 e os transporta para a autoclave 18. Dois carregadores 30 carregam os produtos dentro das respectivas autoclaves 18. Durante a carga dos produtos, a porta 20 é aberta e separada do corpo 19, e o corpo cilíndrico 19 é girado em torno de um eixo A para progressivamente deslocar os produtos para a traseira. Uma vez que a carga tenha acabado, a porta 20 é fechada e a autoclave 18 é aquecida e pressurizada por meios do fornecimento direto e indireto de vapor, até que a mesma atinja uma temperatura de cerca de 130°C e uma pressão interna de cerca de 2,5 bar. Durante o tratamento de esterilização, a autoclave 18 é alternadamente girada nos sentidos horário e anti- horário em torno do eixo A. O tratamento de esterilização tem o objetivo de levar a temperatura dos produtos até acima de 121°C, que é a temperatura para esterilizar completamente as bactérias.
[0019] No final do tratamento de esterilização, o vapor contido dentro da autoclave 18 é extraído e purificado em um lavador 34. A porta 20 é depois aberta e o corpo 19 é rotacionado para descarregar os produtos. A costela helicoidal 22 atua como uma rosca que move o produto na direção do eixo A na direção da abertura de carga/descarga. O material esterilizado que deixa as autoclaves 18 é recolhido em um vaso de armazenagem 32.
[0020] O tratamento de esterilização dos produtos na autoclave 18 é do tipo por batelada. No exemplo da Figura 1, duas autoclaves 18 são providas, que operam em uma maneira alternada. Enquanto uma primeira autoclave 18 realiza o tratamento de esterilização, a outra autoclave 18 realiza as operações de descarregar o material esterilizado e carregar um novo lote. Deste modo, é possível obter um fluxo essencialmente contínuo de material esterilizado à jusante das autoclaves 18.
[0021] O material esterilizado que deixa as autoclaves 18 têm uma densidade de cerca de 300 a 400 kg/m3, uma temperatura de 80 a 100°C e um teor de umidade da ordem de 70 a 85%.
[0022] Do vaso de armazenagem 32, o material esterilizado é enviado para um fragmentador 36 por meio de uma correia transportadora 38. A Figura 3 ilustra um exemplo de um fragmentador 36 que pode ser usado para fragmentar produtos sanitários absorventes pós-consumo esterilizados. O fragmentador 36 compreende dois rotores 40 acionados por um motor 42. Os rotores 40 são providos com dentes que realizam a fragmentação do material. Na saída do fragmentador 36, o material tem uma densidade da ordem de 400 a 500 kg/m3, uma temperatura de cerca de 75 a 95°C e um teor de umidade da ordem de 70 a 85%.
[0023] Com referência às Figuras 1 e 4, o material esterilizado e fragmentado que sai do fragmentador 36 é enviado para um secador 42 por meio de um transportador 44. O secador 42 compreende uma caixa 46 dentro da qual transportadores perfurados horizontais 48 são alojados, acionados alternadamente em direções opostas e verticalmente sobrepostas. O transportador 44 descarrega o material no transportador superior 48. Na saída de cada transportador horizontal 48, o material cai no transportador que está por baixo. Enquanto o material é transportado horizontalmente e passa sequencialmente de um transportador para outro que está por baixo, um fluxo de ar aquecido passa através da caixa 46 do fundo para cima. O fluxo de ar passa através dos transportadores perfurados 48 e o material localizado sobre eles. O fluxo de ar é gerado por um ventilador 50 conectado a um filtro 52. O fluxo de ar é aquecido em uma bateria de trocadores de calor 54 abastecidos com vapor. O fluxo de ar que sai do trocador de calor 42 é aspirado por um segundo ventilador 56 e é enviado para um dispositivo de descarga de condensação 58 e para um lavador 60. Na saída do secador 42, o material é descarregado sobre uma correia transportadora 62. P secador 42 pode ser equipado com geradores de micro-onda voltados para o transportador superior 48, para acelerar o aquecimento do material e para aumentar o efeito de secagem. O material na entrada do secador tem uma temperatura de cerca de 70 a 90°C. A temperatura do ar de secagem dentro do secador 42 é de cerca de 140°C. O produto na saída do secador 42 tem uma temperatura de cerca de 50 a 70°C, uma densidade de cerca de 35 a 50 kg/m3 e uma umidade de cerca de 5 a 20%.
[0024] A jusante do secador 42, o material esterilizado, fragmentado e secado é enviado para uma unidade de separação 64 na qual a separação de plástico e celulose é realizada. A unidade de separação 64 compreende pelo menos um separador centrífugo. No exemplo ilustrado, dois separadores centrífugos 66, 67 são fornecidos em cascata.
[0025] Com referência à Figura 5, o separador centrífugo 66 compreende uma base 68 tendo uma entrada 70 para o material ser separado. O separador centrífugo 66 compreende uma câmara de separação 72 no qual um filtro cilíndrico perfurado 74 é alojado, dentro do qual um rotor 76 é montado, rotacionável em torno de um eixo horizontal. A entrada de material é projetada radialmente do lado de dentro para fora contra o filtro perfurado 74. A celulose tem dimensões menores do que o plástico, e passa através do filtro e é recolhido em uma primeira saída 77, enquanto que o plástico permanece dentro com respeito ao filtro 74 e é recolhido em uma segunda saída 78. Preferivelmente, o plástico que deixa o primeiro separador centrífugo 66 é enviado para um segundo separador centrífugo 67 tendo um filtro com perfurações menores. Na saída do primeiro separador centrífugo 66, a celulose é obtida com uma pureza da ordem de 85 a 95%, e plástico com uma pureza da ordem de 60 a 80%. Na saída do segundo separador centrífugo, a celulose é obtida com uma pureza da ordem de 85 a 95% e plástico com uma pureza da ordem de 85 a 97%.
[0026] Com referência à Figura 1, na saída dos separadores centrífugos 66, os fluxos de celulose 80 podem ser enviados para um fragmentador de celulose e para um peletizador de celulose 82. Alternativamente, os fluxos de celulose pode ser enviados para um outro aparelho separador para separar a celulose e AGM, para se obter celulose com um alto grau de pureza.
[0027] O plástico que sai do segundo fragmentador 66 pode ser enviado para um fragmentador de plástico 84 e subsequentemente para uma extrusora ou densificador 86.
[0028] Naturalmente, sem prejudicar o princípio da invenção, os detalhes de construção e as modalidades podem ser amplamente variadas com respeito àqueles descritos e ilustrados, sem deste modo divergir do escopo da invenção como definida pelas reivindicações que seguem.

Claims (9)

1. Método para separar plástico e celulose de produtos sanitários absorventes pós-consumo, compreendendo esterilizar lotes sucessivos de produtos sanitários absorventes pós-consumo em pelo menos uma autoclave rotativa (18), caracterizado por - fragmentar os produtos sanitários absorventes esterilizados e obter material esterilizado e fragmentado contendo plástico e celulose, - secar o material esterilizado e fragmentado contendo plástico e celulose, e - separar a celulose do plástico do dito material esterilizado, fragmentado e seco em pelo menos um separador centrífugo (66).
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que na extremidade da dita etapa de fragmentação, o material esterilizado e fragmentado tem uma umidade entre 70 e 85%.
3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que no final da dita etapa de fragmentação, o material esterilizado e fragmentado tem uma densidade entre 400 e 500 kg/m3.
4. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que no final da dita etapa de secagem, o material esterilizado, fragmentado e seco tem uma umidade entre 5 e 20%.
5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que no final da dita etapa de secagem, o material esterilizado, fragmentado e seco tem uma densidade entre 35 e 50 kg/m3.
6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o material esterilizado, fragmentado e seco é enviado para um primeiro separador centrífugo (66), na saída do qual celulose é obtida com uma pureza entre 85 e 95% e plástico com uma pureza entre 60 e 80%.
7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o plástico que sai do dito primeiro separador centrífugo (66) é enviado para um segundo separador centrífugo (67) e em que na saída do dito segundo separador centrífugo (67) celulose é obtida com uma pureza entre 85 e 95% e plástico com uma pureza entre 85 e 97%.
8. Aparelho para separar plástico e celulose de produtos sanitários absorventes pós-consumo, compreendendo pelo menos uma autoclave rotativa (18) para esterilizar produtos sanitários absorventes pós-consumo, caracterizado por - um fragmentador (36) disposto para fragmentar material esterilizado da dita pelo menos uma autoclave rotativa (18), - um secador (42) disposto para secar o material esterilizado e fragmentado do dito fragmentador (36), e - uma unidade de separação (64) compreendendo pelo menos um separador centrífugo (66) disposto para receber o material do dito secador (42).
9. Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o dito secador (42) compreende uma caixa (46) na qual uma pluralidade de transportadores de correia perfurada (48) é alojada, sobrepostos na direção vertical, e acionados alternadamente em direções opostas, os ditos transportadores (48) sendo atingidos por um fluxo de ar aquecido direcionado para cima.
BR112018075916-3A 2016-09-28 2017-09-25 Método e aparelho para separar plástico e celulose de produtos sanitários absorventes pós-consumo BR112018075916B1 (pt)

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