DE102015115785A1

DE102015115785A1 - Verfahren zum Entsorgen von Essensabfällen oder organischem Abfall

Info

Publication number: DE102015115785A1
Application number: DE102015115785.3A
Authority: DE
Inventors: Giuseppina Cerea
Original assignee: Ambiente e Nutrizione SRL
Current assignee: Vomm Impianti e Processi SpA
Priority date: 2015-09-18
Filing date: 2015-09-18
Publication date: 2017-04-20

Abstract

Verfahren zum Behandeln von Essensabfällen vorgeschlagen, das die Schritte a) Zermahlen, b) Kochen und Entkeimen und c) Trocknen der vorgenannten Essensabfälle, wobei ein Turbokocher (T) vorgesehen ist, um die vorgenannten Koch- und Entkeimungsschritte durchzuführen, wobei der Turbokocher ein zylindrisches röhrenförmiges Gehäuse (1) mit beheizbarer Innenwand (2) aufweist, das an seinen gegenüberliegenden Enden durch Endplatten (3, 4) verschlossen ist und Einlaß- (5) und Auslaßöffnungen (6) aufweist und innen drehbar gelagert einen koaxialen Rotor (7) mit Klingen (8) aufweist und wobei der Koch- und Entkeimungsschritt die folgenden Schritte umfaßt: – Zuführen eines kontinuierlichen Stromes von Essensabfällen aus dem Zermahlschritt a) in den vorgenannten Turbokocher (T), in dem der Rotor (7) mit den Klingen mit einer Drehzahl von 150 Umdrehungen pro Minute oder mehr rotiert; – Zentrifugieren des kontinuierlichen Stromes gegen die Innenwand (2) des Turbokochers unter Ausbildung einer hochturbulenten, dynamischen, dünnen, röhrenförmigen Schicht, in der die Partikel der zermahlenen Essensreste getrieben durch die Klingen (8) sich mit Kontakt im Wesentlichen zur auf eine Temperatur von mindestens 90°C aufgeheizten Innenwand des Turbokochers zur Auslaßöffnung (6) hin vorwärtsbewegen; – Auslassen aus der Auslaßöffnung eines kontinuierlichen Stromes von entkeimten, zermahlenen Essensabfällen und eines kontinuierlichen Stromes von Wasserdampf.

Description

Gebiet der Anmeldung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entsorgen von Essensabfällen oder organischem Müll.
Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Entsorgen von Essensabfällen von Cateringdiensten auf Schiffen, insbesondere Kreuzfahrtschiffen oder von organischen Abfällen, bestehend aus Essensabfällen und Zelluloseabfällen, insbesondere Papier- oder Kartonabfällen.
Stand der Technik
Die neueste Generation von Kreuzfahrtschiffen ist ausgelegt, um mehr als 3.000 Passagiere aufzunehmen und folglich servieren die Cateringdienste auf diesen Schiffen täglich mehrere zehntausend Mahlzeiten. Ein bedeutender Teil des täglich servierten Essens wird nicht tatsächlich oder vollständig verzehrt und daher fällt eine große Menge von Essensabfällen an, die entsorgt werden muß.
Das Problem ist jedoch nicht auf Kreuzfahrtschiffe allein beschränkt, sondern betrifft alle Schiffe, die eine große Zahl von Passagieren befördern, beispielsweise Schiffe der Marine.
Entsprechend der internationalen Regelungen, die derzeit in Kraft sind (MARPOL – Anlage V), ist es möglich, diese Essensabfälle, nachdem diese zermahlen wurden, durch Entsorgungsmittel in ausreichendem Abstand von der Küste in dem Meer zu verklappen, während das Schiff in Fahrt ist. Es ist jedoch wahrscheinlich und auch unter Aspekten des Umweltschutzes wünschenswert, daß die Regelungen, die das Entsorgen von Essensabfällen betreffen, geändert werden, so daß das Verklappen, auch nach vorherigem Zermahlen, nicht mehr zulässig ist.
Es wäre stattdessen wünschenswert, daß die fraglichen Abfälle hinsichtlich ihres Volumens und ihres Gewichtes reduziert werden und in ein Produkt umgewandelt werden, das aus mikrobiologischer Sicht sicher ist, das stabil und wiederverwendbar ist.
Ein weiteres Problem, das auf Kreuzfahrtschiffen anfällt, ist die große Menge an Papier und Karton, die anfällt und die nicht zur Entsorgung in Häfen abgeladen werden kann, da sie Mikroorganismen enthalten könnte, die für die lokale Flora schädlich sind. Daher werden Papier und Karton derzeit an Bord verbrannt und hierfür werden spezielle, teure Vorrichtungen benötigt.
Schließlich werden an Bord Kunststoffbehälter für Lebensmittel und Getränke, weitgehend aus PET, in großen Mengen verwendet und die leeren Behälter müssen für die spätere Entsorgung im Hafen eingesammelt werden. Daher werden an Bord große Müllräume benötigt, um diese große Menge an Kunststoffabfällen aufzubewahren.
Zusammenfassung der Erfindung
Um das obengenannte Ziel der Reduzierung des Volumens und des Gewichtes von Essensabfällen und seine Umwandlung in ein mikrobiologisch sicheres Produkt zu erreichen, wird im Rahmen der Erfindung ein Verfahren zum Behandeln von Essensabfällen vorgeschlagen, das die Schritte a) Zermahlen, b) Kochen und Entkeimen und c) Trocknen der vorgenannten Essensabfälle, wobei ein Turbokocher vorgesehen ist, um die vorgenannten Koch- und Entkeimungsschritte durchzuführen, wobei der Turbokocher ein zylindrisches röhrenförmiges Gehäuse mit beheizbarer Innenwand aufweist, das an seinen gegenüberliegenden Enden durch Endplatten verschlossen ist und Einlaß- und Auslaßöffnungen aufweist und innen drehbar gelagert einen koaxialen Rotor mit Klingen aufweist und wobei der Koch- und Entkeimungsschritt die folgenden Schritte umfaßt:

– Zuführen eines kontinuierlichen Stromes von Essensabfällen aus dem Zermahlschritt a) in den vorgenannten Turbokocher, in dem der Rotor mit den Klingen mit einer Drehzahl von 150 Umdrehungen pro Minute oder mehr rotiert;
– Zentrifugieren des kontinuierlichen Stromes gegen die Innenwand des Turbokochers unter Ausbildung einer hochturbulenten, dynamischen, dünnen, röhrenförmigen Schicht, in der die Partikel der zermahlenen Essensreste sich mit Kontakt im Wesentlichen zur auf eine Temperatur von mindestens 90°C aufgeheizten Innenwand des Turbokochers zur Auslaßöffnung hin vorwärtsbewegen;
– Auslassen aus der Auslaßöffnung eines kontinuierlichen Stromes von entkeimten, zermahlenen Essensabfällen und eines kontinuierlichen Stromes von Wasserdampf.

Vorzugsweise wird der vorgenannte Trocknungsschritt c) durchgeführt, indem ein Turbotrockner vorgesehen wird, der ein zylindrisches röhrenförmiges Gehäuse mit beheizbarer Innenwand aufweist, das an seinen gegenüberliegenden Enden verschlossen ist und Einlaß- und Auslaßöffnungen aufweist und innen drehbar gelagert einen koaxialen Rotor mit Klingen aufweist. Unter Verwendung dieser Vorrichtung umfaßt der Trocknungsschritt c) die folgenden Schritte:

– Zuführen eines kontinuierlichen Stromes von entkeimten Essensabfällen aus dem Koch- und Entkeimschritt b) in den vorgenannten Turbotrockner, in dem der Rotor mit den Klingen mit einer Drehzahl von 150 Umdrehungen pro Minute oder mehr rotiert;
– Zentrifugieren des kontinuierlichen Stromes gegen die Innenwand des Turbotrockners unter Ausbildung einer hochturbulenten, dynamischen, dünnen, röhrenförmigen Schicht, in der die Partikel der entkeimten und zermahlenen Essensreste sich mit Kontakt im Wesentlichen zur auf eine Temperatur von mindestens 160°C aufgeheizten Innenwand des Turbokochers zur Auslaßöffnung hin vorwärtsbewegen;
– Auslassen aus der Auslaßöffnung eines kontinuierlichen Stromes von entkeimten, zermahlenen Essensabfällen mit einem Wassergehalt von 25 Gew.-% oder weniger und eines kontinuierlichen Stromes von Wasserdampf.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine gleichzeitige Behandlung von den vorgenannten Essensabfällen zusammen mit Zelluloseabfällen, bestehend aus Papier und Karton, vorgesehen.
Der kombinierte Abfall bestehend aus Essensabfällen und dem erwähnten Zellulosematerial wird im folgenden „organischer Abfall” genannt.
Gemäß diesem Aspekt wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Verfahren für die Behandlung von organischem Abfall geschaffen, der aus Essensabfällen und Zellulosematerial besteht, das die Schritte a) Zermahlen, b) Kochen und Entkeimen und c) Trocknen der vorgenannten Essensabfälle, wobei ein Turbokocher vorgesehen ist, um die vorgenannten Koch- und Entkeimungsschritte durchzuführen, wobei der Turbokocher ein zylindrisches röhrenförmiges Gehäuse mit beheizbarer Innenwand aufweist, das an seinen gegenüberliegenden Enden durch Endplatten verschlossen ist und Einlaß- und Auslaßöffnungen aufweist und innen drehbar gelagert einen koaxialen Rotor mit Klingen, die helixförmig angeordnet sind, aufweist und wobei der Koch- und Entkeimungsschritt die folgenden Schritte umfaßt:

– Zuführen eines kontinuierlichen Stromes von Essensabfällen aus dem Zermahlschritt a) in den vorgenannten Turbokocher, in dem der Rotor mit den Klingen mit einer Drehzahl von 150 Umdrehungen pro Minute oder mehr rotiert;
– Zentrifugieren des kontinuierlichen Stromes gegen die Innenwand des Turbokochers unter Ausbildung einer hochturbulenten, dynamischen, dünnen, röhrenförmigen Schicht, in der die Partikel der zermahlenen Essensreste sich mit Kontakt im Wesentlichen zur auf eine Temperatur von mindestens 90°C aufgeheizten Innenwand des Turbokochers zur Auslaßöffnung hin vorwärtsbewegen;

– Auslassen aus der Auslaßöffnung eines kontinuierlichen Stromes von entkeimten, zermahlenen Essensabfällen und eines kontinuierlichen Stromes von Wasserdampf.
Vorzugsweise umfaßt der Trocknungsschritt c) die folgenden Schritte:

– Vorsehen eines Turbotrockners, der ein zylindrisches röhrenförmiges Gehäuse mit beheizbarer Innenwand aufweist, das an seinen gegenüberliegenden Enden verschlossen ist und Einlaß- und Auslaßöffnungen aufweist und innen drehbar gelagert einen koaxialen Rotor mit Klingen aufweist.
– Zuführen durch die Einlaßöffnung eines kontinuierlichen Stromes von entkeimten Essensabfällen aus dem Koch- und Entkeimschritt b) in den vorgenannten Turbotrockner, in dem der Rotor mit den Klingen mit einer Drehzahl von 150 Umdrehungen pro Minute oder mehr rotiert;
– Zentrifugieren des kontinuierlichen Stromes gegen die Innenwand des Turbotrockners unter Ausbildung einer hochturbulenten, dynamischen, dünnen, röhrenförmigen Schicht, in der die Partikel der entkeimten und zermahlenen Essensreste sich mit Kontakt im Wesentlichen zur auf eine Temperatur von mindestens 120°C aufgeheizten Innenwand des Turbotrockner zur Auslaßöffnung hin vorwärtsbewegen;
– Auslassen aus der Auslaßöffnung eines kontinuierlichen Stromes von entkeimten, zermahlenen Essensabfällen mit einem Wassergehalt von 25 Gew.-% oder weniger und eines kontinuierlichen Stromes von Wasserdampf.

Das Gewichtsverhältnis zwischen den Essensabfällen und den Zelluloseabfällen in dem obengenannten organischen Abfall liegt zwischen 1:10 und 10:1 und vorzugsweise zwischen 1:4 und 4:1.
Die Innenwand sowohl des zylindrischen röhrenförmigen Gehäuses des Turbokochers als auch die Innenwand des Turbotrockners kann durch Heizmittel bestehend aus elektrischen Widerständen oder Radiowellengeneratoren, die auf die Außenwand des zylindrischen röhrenförmigen Gehäuses einwirken oder einen koaxialen Außenmantel, in dem ein Heizfluid zirkuliert, vorzugsweise bestehend aus Wasserdampf oder diathermischem Öl, beheizt werden.
In dem vorgenannten Koch- und Entkeimungsschritt b) beträgt die durchschnittliche Verweilzeit der zermahlenen Essensabfälle in dem Turbokocher vorzugsweise zwischen 1 und 12 Minuten.
In dem vorgenannten Trocknungsschritt c) beträgt die durchschnittliche Verweilzeit der zermahlenen Essensabfälle in dem Turbotrockner vorzugsweise zwischen 1 und 12 Minuten. Die Temperatur der Innenwand des vorgenannten Turbokochers beträgt vorzugsweise zwischen 90 und 130°C.
Die Temperatur der Innenwand des vorgenannten Turbotrockners beträgt vorzugsweise zwischen 120 und 240°C.
Der Wassergehalt der getrockneten und entkeimten zermahlenen Essensabfälle oder des organischen Abfalls beträgt beim Austritt aus dem Turbotrockner vorzugsweise zwischen 10 und 20 Gew.-%, wobei der mittlere Wassergehalt der eingebrachten Essensabfälle oder organischen Abfälle im Bereich von 80 Gew.-% beträgt.
Vorzugsweise wird der kontinuierliche Strom von entkeimten zermahlenen Essensabfällen oder organischem Abfall durch die Auslaßöffnung des Turbokochers in eine Vorrichtung eingebracht, um diese entkeimten und zermahlenen Essensabfälle oder organischen Abfall von dem Wasserdampf zu trennen, der in dem Turbokocher freigesetzt wird, bevor er den Trocknungsschritt c) durchläuft.
Vorzugsweise umfaßt das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung einen Schritt des Einbringens durch die Einlaßöffnung in gleicher Fließrichtung wie der Strom von entkeimten und zermahlenen Essensabfällen oder organischen Abfällen eines auf eine Temperatur zwischen 120°C und 240°C erhitzten Gasstromes, vorzugsweise eines Luftstromes, in den Turbotrockner.
Das Zermahlen der in den Turbokocher einzuführenden Essensabfälle oder des organischen Abfalls erfolgt mit herkömmlichen Mahlwerken, wie sie auf Schiffen verwendet werden oder vorzugsweise mit einer Turbomühle, die eine Vorrichtung ähnlich dem oben beschriebenen Turbokocher ist und die ebenfalls ein zylindrisches röhrenförmiges Gehäuse mit beheizbarer Innenwand aufweist, das an seinen gegenüberliegenden Enden verschlossen ist und Einlaß- und Auslaßöffnungen aufweist und innen drehbar gelagert einen Rotor aufweist, der in diesem Falle einen Schaft umfaßt, an dem Hämmer helixförmig angeordnet sind.
Der mit Hämmern versehene Rotor rotiert mit hoher Drehzahl in dem zylindrischen röhrenförmigen Gehäuse der Turbomühle und dies führt zu einem Zermahlen der Essensabfälle oder organischen Abfälle, die kontinuierlich in die Turbomühle eingebracht werden, bis zermahlener Abfall mit einer Größe von wenigen Millimetern (typischerweise 0,2 bis 10 mm) am Auslaß erhalten wird.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich gemäß einem ihrer Aspekte auf eine Anlage zum Durchführen des obengenannten Verfahrens, die umfaßt:
einen Turbokocher, umfassend
ein zylindrisches röhrenförmiges Gehäuse mit beheizbarer Innenwand aufweist, das an seinen gegenüberliegenden Enden durch Endplatten verschlossen ist und Einlaß- und Auslaßöffnungen aufweist und innen drehbar gelagert einen koaxialen Rotor mit Klingen, die helixförmig angeordnet sind, aufweist und der ausgebildet ist, um mit einer Drehzahl von 150 Umdrehungen pro Minute oder mehr zu rotieren; und
Heizmittel zum Beheizen der obengenannten Innenwand, bestehend aus elektrischen Widerständen oder Radiowellengeneratoren, die auf die Außenwand des zylindrischen röhrenförmigen Gehäuses einwirken oder einen koaxialen Außenmantel, in dem ein Heizfluid zirkuliert;
und wobei die Anlage vorzugsweise weiterhin eine Vorrichtung zum Trennen des kontinuierlichen Stromes von durch die Auslaßöffnung austretenden entkeimten zermahlenen Essensabfällen oder organischem Abfall von dem kontinuierlichen Strom von Wasserdampf, der ebenfalls durch die Auslaßöffnung austritt, aufweist.
Das mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erhaltene Produkt, bestehend aus zermahlenen Essensabfällen oder organischen Abfällen (Partikelgröße im Wesentlichen zwischen 0,2 mm und 10 mm), das keimfrei und getrocknet (Wassergehalt 25% oder weniger, vorzugsweise 10 bis 20%) ist in mikrobiologischer Hinsicht von perfekter Sicherheit.
Darüber hinaus ist es durch das Kochen in dem Turbokocher, wodurch die Proteinfraktion des Essens oder des organischen Abfalls koaguliert und alle enthaltenen Enzyme oder Mikroorganismen inhibiert werden, von ausgezeichneter Stabilität.
In Hinblick auf diese mikrobiologische Stabilisierung und Sicherheit kann das fragliche Produkt für verschiedene Recyclinganwendungen in Frage kommen. Beispielsweise kann es als Futtermittel, als Dünger oder auch als Biodiesel recycelt werden.
Weiterhin können als Ergebnis der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens Umweltschäden, die durch das Verklappen von auf Schiffen entstandenen Essensabfällen verursacht werden, verhindert werden.
Ebenfalls wird, wenn das erfindungsgemäße Verfahren bei organischen Abfällen angewendet wird, z. B. einer Mischung von Essensabfällen und Papier- oder Kartonabfällen, ein Endprodukt erhalten, das besonders für die Verwendung im Gartenbau und im Pflanzenbau geeignet ist, da es zusätzlich zu seiner düngenden Wirkung auch stark wasserabsorbierend ist und daher als Wasserreservoir für Pflanzen fungiert.
Selbstverständlich werden durch die Behandlung von Papier- und Kartonabfällen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren alle Probleme vermieden, die mit der Notwendigkeit des Verbrennens von derartigen Abfällen an Bord zusammenhängen.
Falls erwünscht, kann der Papier- und Kartonabfall auch getrennt von den Essensabfällen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden. In solch einem Fall wird ein Endprodukt erhalten, das ein stark reduziertes Gewicht und Volumen im Vergleich zum Ausgangsprodukt aufweist, welches unter mikrobiologischen Aspekten beanstandungslos sicher ist und das dank seiner Fähigkeit, Wasser zu adsorbieren und der Möglichkeit, als Wasserreservoir zu dienen, vorteilhafterweise in dem Gartenbau und Pflanzenbau eingesetzt werden kann.
Schließlich kann die erfindungsgemäße Anlage auch zum Behandeln von PET-Abfällen verwendet werden, wie leeren Flaschen, Verpackungen, etc., um PET mit einer hohen intrinsischen Viskosität zu erhalten, das somit geeignet ist, gemäß dem Verfahren, das in dem Patent EP 1 590 393 beschrieben ist, als Ausgangsprodukt für Extrusionsverfahren und (Spritz-)Gießverfahren zu dienen. Insbesondere kann das Verfahren mit einer Turbomühle durchgeführt werden, um den PET-Abfall zu zermahlen und mit einem Turbokocher, dessen Innenwand auf eine Temperatur von mindestens 200°C aufheizbar ist, durchgeführt werden.
Die vorliegende Erfindung wird näher mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung und zwei nichtbeschränkende Ausführungsbeispiele erläutert
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine schematische Querschnittszeichnung durch eine Anlage zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Ausführliche Beschreibung
Mit Bezug auf diese Figur umfaßt eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens einen Turbokocher T, umfassend ein zylindrisches, röhrenförmiges Gehäuse 1, mit beheizbarer Innenwand 2, das an seinen gegenüberliegenden Enden durch Endplatten 3, 4 verschlossen ist und eine Einlaßöffnung 5 und eine Auslaßöffnung 6 aufweist und in dem drehbar gelagert ein koaxialer Rotor 7 mit Klingen angeordnet ist, dessen Klinge 8 helixförmig angeordnet sind. Das zylindrische, röhrenförmige Gehäuse 1 ist koaxial und außen mit Heizelementen 9 versehen, die schematisch dargestellt sind und aus elektrischen Widerständen oder Radiowellengeneratoren bestehen, die auf die Außenwand des zylindrischen röhrenförmigen Gehäuses 1 einwirken oder mit einem koaxialen Außenmantel, in dem ein Heizfluid zirkuliert, vorzugsweise bestehend aus Wasserdampf oder diathermischem Öl.
Die Anlage umfaßt weiterhin einen Turbotrockner T', umfassend ein zylindrisches, röhrenförmiges Gehäuse 101, mit beheizbarer Innenwand 102, das an seinen gegenüberliegenden Enden durch Endplatten 103, 104 verschlossen ist und eine Einlaßöffnung 105 und eine Auslaßöffnung 106 aufweist und in dem drehbar gelagert ein koaxialer Rotor 107 mit Klingen angeordnet ist, dessen Klinge 108 helixförmig angeordnet sind. Das zylindrische, röhrenförmige Gehäuse 101 ist koaxial und außen mit Heizelementen 109 versehen, die schematisch dargestellt sind und aus elektrischen Widerständen oder Radiowellengeneratoren bestehen, die auf die Außenwand des zylindrischen röhrenförmigen Gehäuses 101 einwirken oder mit einem koaxialen Außenmantel, in dem ein Heizfluid zirkuliert, vorzugsweise bestehend aus Wasserdampf oder diathermischem Öl.
Die Anlage kann auch eine Vorrichtung 10 zum Trennen des kontinuierlichen Stromes von durch die Auslaßöffnung 6 des Turbokochers T austretenden entkeimten zermahlenen Essensabfällen oder organischem Abfall von dem kontinuierlichen Strom von Wasserdampf, der ebenfalls durch die Auslaßöffnung 6 austritt, aufweisen. Die Vorrichtung 10 zum Trennen kann beispielsweise aus einem Zyklon bestehen.
Es ist auch möglich, eine der vorbeschriebenen Vorrichtung 10 ähnliche Vorrichtung 110 zum Trennen des kontinuierlichen Stromes von durch die Auslaßöffnung 106 des Turbotrockners T' austretenden getrockneten, entkeimten und zermahlenen Essensabfällen oder organischem Abfall von dem kontinuierlichen Strom von Wasserdampf, der ebenfalls durch die Auslaßöffnung 106 austritt, vorzusehen. Die Vorrichtung 110 zum Trennen kann beispielsweise aus einem Zyklon bestehen.
Unter Verwendung der oben beschriebenen Vorrichtung kann das erfindungsgemäße Verfahren in einem nichtbeschränkenden Ausführungsbeispiel wie folgt durchgeführt werden: Essensabfälle mit einem durchschnittlichen Wassergehalt von 75 bis 85%, die vorher in einer Turbomühle zermahlt wurden, um Teile mit Dimensionen von 0,2 bis 10 mm zu erhalten, werden in einem kontinuierlichen Fluß durch die Einlaßöffnung 5 in den Turbokocher T eingespeist, dessen mit Klingen versehener Roter 7 mit einer Drehzahl von 150 Umdrehungen pro Minute oder mehr, vorzugsweise zwischen 200 und 400 Umdrehungen pro Minute, dreht.
Dieser kontinuierliche Fluß von zermahlenen Essensabfällen, wird aufgrund der intensiven mechanischen Einwirkung durch die Klinge 8 des Rotors 7 zentrifugal gegen die Innenwand 2 des Turbokochers gedrückt, wobei sich eine hochturbulente, dynamische, dünne, röhrenförmige Fluidschicht ausbildet, die durch die Klinge 8 bewegt wird und in der die Partikel der entkeimten und zermahlenen Essensreste sich mit Kontakt im Wesentlichen zur auf eine Temperatur von mindestens 90°C, typischerweise zwischen 100 und 130°C aufgeheizten Innenwand des Turbokochers zur Auslaßöffnung 6 hin vorwärtsbewegen.
Die kinetische Energie, die von den Klingen des Rotors eingebracht wird, sorgt in Verbindung mit der thermischen Energie, die durch den engen Kontakt mit der beheizten Wand 2 des zylindrischen röhrenförmigen Gehäuses 1 für ein Koagulieren der Proteinfraktion der Partikel von Essensabfällen, für eine totale Inhibition der darin enthaltenen Enzyme und für eine Entkeimung dieser Essensabfälle, wobei dies auch durch den Wasserdampf unterstützt wird, der in dem Turbokocher freigesetzt wird.
Die helixförmige Anordnung der Klinge 8 des Rotors 7 ist derart, daß die turbulente, dynamische, dünne, röhrenförmige Fluidschicht nach einer Verweilzeit der Partikel in den Essensabfällen in dem Turbokocher von etwa 1 bis 12 Minuten, vorzugsweise von etwa 4 bis 10 Minuten, zu der Auslaßöffnung hin getrieben wird, womit sichergestellt ist, daß eine totale mikrobielle Entkeimung erfolgt.
Nach diesem Zeitraum werden ein kontinuierlicher Strom von entkeimten und zermahlenen Essensabfällen und ein kontinuierlicher Strom von Wasserdampf aus der Auslaßöffnung 6 entnommen und zu dem Zyklon 10 überführt, um diese voneinander zu trennen.
Der Wasserdampf, der aus dem Zyklon austritt kann in die Atmosphäre abgegeben werden oder kann unter Verwendung herkömmlicher Kondensationsvorrichtungen kondensiert werden.
Die zermahlenen und entkeimten Essensabfälle, die dem Turbokocher 1 entnommen werden, haben einen Wassergehalt von etwa 60%. Ein kontinuierlicher Strom dieses entkeimten Abfalls wird durch die Einlaßrichtung 105 in den Turbotrockner T' eingespeist und in gleicher Flußrichtung kann auch ein kontinuierlicher Gasstrom, wobei Stickstoff oder Luft verwendet werden kann und welcher auf eine Temperatur von mindestens 200°C aufgeheizt wurde, eingespeist werden. Der mit Klingen versehene Rotor 107 des Turbotrockners T' rotiert mit einer Drehzahl von mindestens 150 Umdrehungen pro Minute, vorzugsweise zwischen 200 und 400 Umdrehungen pro Minute.
Dieser kontinuierliche Strom von entkeimten und zermahlenen Essensabfällen, der einer intensiven mechanischen Einwirkung der Messer 108 des Rotors 107 ausgesetzt wird, wird gegen die Innenwand 102 des Turbotrockners zentrifugiert, wobei sich hochturbulente, dynamische, dünne, röhrenförmige Fluidschichten ausbilden, in denen die Partikel des entkeimten und zermahlenen Essensabfälle sich getrieben durch die Klingen 108 mit Kontakt im Wesentlichen zu der Innenwand des Turbotrockners vorwärts zu der Auslaßöffnung hin bewegen und auf eine Temperatur von mindestens 120°C, typischerweise zwischen 140 und 200°C aufgeheizt werden.
Die thermische Energie, die durch den engen Kontakt zwischen der beheizten Innenwand 102 des zylindrischen röhrenförmigen Gehäuses 1 und wahlweise auch mit dem aufgeheizten Gasstrom führt zur Freisetzung einer großen Menge an Wasserdampf, der zusammen mit dem Strom der entkeimten und zermahlenen Essensabfälle mit einem Wassergehalt von 10 bis 20% austritt.
Die helixförmige Anordnung der Klingen 108 des Rotors 107 ist derart, daß die turbulente, dünne, röhrenförmige Fluidschicht nach einer durchschnittlichen Verweilzeit der Partikel der Essensabfälle in dem Turbokocher von etwa 1 bis 2 Minuten, vorzugsweise von 5 bis 10 Minuten zur Auslaßöffnung hin getrieben wird, womit sichergestellt wird, daß der obengenannte Wassergehalt erreicht wird.
Nach diesem Zeitraum treten ein kontinuierlicher Strom von entkeimten und zermahlenen Essensabfällen und ein kontinuierlicher Strom von Wasserdampf aus der Auslaßöffnung 106 aus und wird zur Trennung in den Zyklon 10 geleitet.
Der aus dem Zyklon austretende Dampfstrom kann in die Atmosphäre abgegeben werden oder kann unter Verwendung herkömmlicher Kondensationstechniken kondensiert werden.
Die vorliegende Erfindung wird näher anhand zweier nichtbeschränkender Ausführungsbeispiele für die Implementierung des Verfahrens beschrieben.
BEISPIEL 1
Essensabfälle mit einem durchschnittlichen Wassergehalt von etwa 80%, die vorher in einer Turbomühle zermahlen werden, bis Partikel mit Dimensionen zwischen 0,2 und 10 mm erhalten werden, werden durch die Einlaßöffnung 5 in einem kontinuierlichen Strom mit einer Fließrate von 100 Kg/h in den Turbokocher T eingeleitet, in dem der mit Klingen versehene Rotor 7 mit einer Drehzahl von 200 Umdrehungen pro Minute gedreht wird. Die Temperatur der Innenwand 2 des Turbokochers T wurde durch Heizmittel in Form von Heizwiderständen oder Radiowellenquellen in der Außenwand des zylindrischen röhrenförmigen Gehäuses 1 bei etwa 120°C gehalten.
Nach einer mittleren Verweilzeit von 10 Minuten wurde durch die Auslaßöffnung 6 ein kontinuierlicher Strom von zermahlenen und keimfreien Essensabfällen mit einem Wassergehalt von etwa 60% abgelassen, zusammen mit einem kontinuierlichen Strom von Wasserdampf. Diese Ströme wurden in den Zyklon 10 eingeleitet, um sie voneinander zu trennen.
Die entkeimten Lebensmittelabfälle im Ausgang des Zyklons 10 wurden in einem kontinuierlichen Strom in den Turbotrockner T' durch die Einlaßöffnung 105 eingeführt und ein kontinuierlicher Strom von Luft (Flußrate 1000 m³/h) bei einer Temperatur von 200°C in gleicher Fließrichtung eingespeist wie dieser Strom. Der mit Klingen versehene Rotor 107 des Turbotrockners T' wurde mit einer Drehzahl von etwa 250 Umdrehungen pro Minute gedreht.
Die Temperatur der Innenwand 102 des Turbotrockners T' wurde durch Beheizen mittels elektrischer Widerstände oder Radiowellenquellen, die in der Außenwand des zylindrischen röhrenförmigen Gehäuses 101 angeordnet sind, bei etwa 180°C gehalten.
Nach einer durchschnittlichen Verweilzeit von 10 Minuten wurde ein kontinuierlicher Strom von zermahlenen und entkeimten Essensabfällen mit einem Wassergehalt von etwa 15% durch die Auslaßöffnung 106 abgelassen, zusammen mit einem kontinuierlichen Strom von Wasserdampf. Diese Ströme wurden in den Zyklon 110 eingeleitet, um sie voneinander zu trennen.
BEISPIEL 2
Essensabfälle mit einem durchschnittlichen Wassergehalt von etwa 80% wurden in einer Turbomühle zusammen mit Papier- und Kartonabfällen mit einem durchschnittlichen Wassergehalt von 6% zermahlen, bis organische Abfallpartikel mit Dimensionen zwischen 0,2 und 10 mm erhalten wurden. Das Gewichtsverhältnis zwischen den Essensabfällen und den Papier- und Kartonabfällen betrug etwa 2:1. Der so erhaltene zermahlene Abfall wurde durch die Einlaßöffnung in einem kontinuierlichen Strom mit einer Flußrate von 100 kg/h in den Turbokocher T eingeführt, in dem der mit Klingen versehene Rotor 7 mit einer Drehzahl von 190 Umdrehungen pro Minute gedreht wurde. Die Temperatur der Innenwand 2 des Turbokochers T wurde durch Beheizen mittels elektrischer Widerstände oder Radiowellenquellen, die in der Außenwand des zylindrischen röhrenförmigen Gehäuses 1 angeordnet sind, bei etwa 120°C gehalten.
Nach einer mittleren Verweilzeit von 10 Minuten wurde durch die Auslaßöffnung 6 ein kontinuierlicher Strom von zermahlenen und keimfreien organischen Abfällen mit einem Wassergehalt von etwa 50% abgelassen, zusammen mit einem kontinuierlichen Strom von Wasserdampf. Diese Ströme wurden in den Zyklon 10 eingeleitet, um sie voneinander zu trennen.
Die entkeimten organischen Abfälle im Ausgang des Zyklons 10 wurden in einem kontinuierlichen Strom in den Turbotrockner T' durch die Einlaßöffnung 105 eingeführt und ein kontinuierlicher Strom von Luft (Flußrate 1000 m³/h) bei einer Temperatur von 200°C in gleicher Fließrichtung eingespeist wie dieser Strom. Der mit Klingen versehene Rotor 107 des Turbotrockners T' wurde mit einer Drehzahl von etwa 250 Umdrehungen pro Minute gedreht.
Die Temperatur der Innenwand 102 des Turbotrockners T' wurde durch Beheizen mittels elektrischer Widerstände oder Radiowellenquellen, die in der Außenwand des zylindrischen röhrenförmigen Gehäuses 101 angeordnet sind, bei etwa 170°C gehalten.
Nach einer durchschnittlichen Verweilzeit von 10 Minuten wurde ein kontinuierlicher Strom von zermahlenen und entkeimten organischen Abfällen mit einem Wassergehalt von etwa 14% durch die Auslaßöffnung 106 abgelassen, zusammen mit einem kontinuierlichen Strom von Wasserdampf. Diese Ströme wurden in den Zyklon 110 eingeleitet, um sie voneinander zu trennen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1590393 [0034]

Claims

Verfahren zum Behandeln von Essensabfällen vorgeschlagen, das die Schritte a) Zermahlen, b) Kochen und Entkeimen und c) Trocknen der vorgenannten Essensabfälle, wobei ein Turbokocher (T) vorgesehen ist, um die vorgenannten Koch- und Entkeimungsschritte durchzuführen, wobei der Turbokocher ein zylindrisches röhrenförmiges Gehäuse (1) mit beheizbarer Innenwand (2) aufweist, das an seinen gegenüberliegenden Enden durch Endplatten (3, 4) verschlossen ist und Einlaß- (5) und Auslaßöffnungen (6) aufweist und innen drehbar gelagert einen koaxialen Rotor (7) mit Klingen (8) aufweist und wobei der Koch- und Entkeimungsschritt die folgenden Schritte umfaßt: – Zuführen eines kontinuierlichen Stromes von Essensabfällen aus dem Zermahlschritt a) in den vorgenannten Turbokocher (T), in dem der Rotor (7) mit den Klingen mit einer Drehzahl von 150 Umdrehungen pro Minute oder mehr rotiert; – Zentrifugieren des kontinuierlichen Stromes gegen die Innenwand (2) des Turbokochers unter Ausbildung einer hochturbulenten, dynamischen, dünnen, röhrenförmigen Schicht, in der die Partikel der zermahlenen Essensreste getrieben durch die Klingen (8) sich mit Kontakt im Wesentlichen zur auf eine Temperatur von mindestens 90°C aufgeheizten Innenwand des Turbokochers zur Auslaßöffnung (6) hin vorwärtsbewegen; – Auslassen aus der Auslaßöffnung eines kontinuierlichen Stromes von entkeimten, zermahlenen Essensabfällen und eines kontinuierlichen Stromes von Wasserdampf.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der vorgenannte Trocknungsschritt c) die Schritte umfaßt: – Vorsehen eines Turbotrockners (T') umfassend ein zylindrisches röhrenförmiges Gehäuse (101) mit beheizbarer Innenwand (102), das an seinen gegenüberliegenden Enden durch Endplatten (103, 104) verschlossen ist und Einlaß- (105) und Auslaßöffnungen (106) aufweist und innen drehbar gelagert einen koaxialen Rotor (107) mit Klingen aufweist; – Zuführen durch die Einlaßöffnung (105) eines kontinuierlichen Stromes von entkeimten Essensabfällen aus dem Koch- und Entkeimschritt b) in den vorgenannten Turbotrockner (T'), in dem ein Rotor (107) mit Klingen mit einer Drehzahl von 150 Umdrehungen pro Minute gedreht wird; – Zentrifugieren des kontinuierlichen Stromes gegen die Innenwand (102) des Turbotrockners (T') unter Ausbildung einer hochturbulenten, dynamischen, dünnen, röhrenförmigen Schicht, in der die Partikel der entkeimten und zermahlenen Essensreste sich mit Kontakt im Wesentlichen zur auf eine Temperatur von mindestens 160°C aufgeheizten Innenwand (102) des Turbokochers (T') zur Auslaßöffnung hin vorwärtsbewegen; – Auslassen aus der Auslaßöffnung (106) eines kontinuierlichen Stromes von entkeimten, zermahlenen Essensabfällen mit einem Wassergehalt von 25 Gew.-% oder weniger und eines kontinuierlichen Stromes von Wasserdampf.
Verfahren für die Behandlung von organischem Abfall, der aus Essensabfällen und Zellulosematerial besteht, das die Schritte a) Zermahlen, b) Kochen und Entkeimen und c) Trocknen der vorgenannten Essensabfälle, wobei ein Turbokocher (T) vorgesehen ist, um den vorgenannten Koch- und Entkeimungsschritt b) durchzuführen, wobei der Turbokocher ein zylindrisches röhrenförmiges Gehäuse (1) mit beheizbarer Innenwand (2) aufweist, das an seinen gegenüberliegenden Enden durch Endplatten (3, 4) verschlossen ist und Einlaß- (5) und Auslaßöffnungen (6) aufweist und innen drehbar gelagert einen koaxialen Rotor (7) mit Klingen (8), die helixförmig angeordnet sind, aufweist und wobei der Koch- und Entkeimungsschritt die folgenden Schritte umfaßt: – Zuführen eines kontinuierlichen Stromes von Essensabfällen aus dem Zermahlschritt a) in den vorgenannten Turbokocher, in dem der Rotor (7) mit den Klingen mit einer Drehzahl von 150 Umdrehungen pro Minute oder mehr rotiert; – Zentrifugieren des kontinuierlichen Stromes gegen die Innenwand (2) des Turbokochers unter Ausbildung einer hochturbulenten, dynamischen, dünnen, röhrenförmigen Schicht, in der die Partikel der zermahlenen Essensreste getrieben durch die Klingen (8) sich mit Kontakt im Wesentlichen zur auf eine Temperatur von mindestens 90°C aufgeheizten Innenwand des Turbokochers zur Auslaßöffnung (6) hin vorwärtsbewegen; – Auslassen aus der Auslaßöffnung eines kontinuierlichen Stromes von entkeimten, zermahlenen Essensabfällen und eines kontinuierlichen Stromes von Wasserdampf.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Trocknungsschritt c) die folgenden Schritte umfaßt: – Vorsehen eines Turbotrockners (T'), der ein zylindrisches röhrenförmiges Gehäuse (101) mit beheizbarer Innenwand (102) aufweist, das an seinen gegenüberliegenden Enden durch Endplatten (103, 104) verschlossen ist und Einlaß- (105) und Auslaßöffnungen (106) aufweist und innen drehbar gelagert einen koaxialen Rotor (107) mit Klingen aufweist. – Zuführen durch die Einlaßöffnung (105) eines kontinuierlichen Stromes von entkeimten Essensabfällen aus dem Koch- und Entkeimschritt b) in den vorgenannten Turbotrockner (T'), in dem der Rotor (107) mit den Klingen mit einer Drehzahl von 150 Umdrehungen pro Minute oder mehr rotiert; – Zentrifugieren des kontinuierlichen Stromes gegen die Innenwand (102) des Turbotrockners (T') unter Ausbildung einer hochturbulenten, dynamischen, dünnen, röhrenförmigen Schicht, in der die Partikel der entkeimten und zermahlenen Essensreste sich mit Kontakt im Wesentlichen zur auf eine Temperatur von mindestens 120°C aufgeheizten Innenwand (102) des Turbotrockners (T') zur Auslaßöffnung hin vorwärtsbewegen; – Auslassen aus der Auslaßöffnung (106) eines kontinuierlichen Stromes von entkeimten, zermahlenen Essensabfällen mit einem Wassergehalt von 25 Gew.-% oder weniger und eines kontinuierlichen Stromes von Wasserdampf.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Innenwand (2) des zylindrischen röhrenförmigen Gehäuses (1) des Turbokochers (T) durch Heizmittel (9) bestehend aus elektrischen Widerständen oder Radiowellengeneratoren, die auf die Außenwand des zylindrischen röhrenförmigen Gehäuses einwirken oder einen koaxialen Außenmantel, in dem ein Heizfluid zirkuliert, vorzugsweise bestehend aus Wasserdampf oder diathermischem Öl, beheizt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei die Innenwand (102) des zylindrischen röhrenförmigen Gehäuses (101) des Turbotrockners (T') durch Heizmittel (109) bestehend aus elektrischen Widerständen oder Radiowellengeneratoren, die auf die Außenwand des zylindrischen röhrenförmigen Gehäuses (101) einwirken oder einen koaxialen Außenmantel, in dem ein Heizfluid zirkuliert, vorzugsweise bestehend aus Wasserdampf oder diathermischem Öl, beheizt wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in dem Koch- und Entkeimungsschritt b) die durchschnittliche Verweilzeit der zermahlenen Essensabfälle in dem Turbokocher (T) vorzugsweise zwischen 1 und 12 Minuten beträgt.
Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei in dem Trocknungsschritt die durchschnittliche Verweilzeit der zermahlenen Essensabfälle in dem Turbotrockner (T') vorzugsweise zwischen 1 und 12 Minuten beträgt.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Temperatur der Innenwand (2) des vorgenannten Turbokochers (T) zwischen 90 und 280°C beträgt.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Temperatur der Innenwand (2) des vorgenannten Turbotrockners (T') zwischen 120 und 240°C beträgt.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der kontinuierliche Strom von entkeimten zermahlenen Essensabfällen oder organischem Abfall durch die Auslaßöffnung (6) des Turbokochers (T) in eine Vorrichtung (10) eingebracht wird, um diese entkeimten und zermahlenen Essensabfälle oder organischen Abfall von dem Wasserdampf zu trennen, der in dem Turbokocher freigesetzt wird, bevor er den Trocknungsschritt c) durchläuft.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 2 und 4 bis 11, das den Schritt des Einbringens durch die Einlaßöffnung (105) in gleicher Fließrichtung wie der Strom von entkeimten und zermahlenen Essensabfällen oder organischen Abfällen eines auf eine Temperatur zwischen 120°C und 240°C erhitzten Gasstromes, vorzugsweise eines Luftstromes, in den Turbotrockner umfaßt.
Anlage zum Durchführen des obengenannten Verfahrens, die umfaßt: einen Turbokocher (T), umfassend ein zylindrisches röhrenförmiges Gehäuse (1) mit beheizbarer Innenwand (2), das an seinen gegenüberliegenden Enden durch Endplatten (3, 4) verschlossen ist und Einlaß- (5) und Auslaßöffnungen (6) aufweist und innen drehbar gelagert einen koaxialen Rotor (7) mit Klingen (8), die helixförmig angeordnet sind, aufweist und der ausgebildet ist, um mit einer Drehzahl von 150 Umdrehungen pro Minute oder mehr zu rotieren; und Heizmittel (9) zum Beheizen der obengenannten Innenwand, bestehend aus elektrischen Widerständen oder Radiowellengeneratoren, die auf die Außenwand des zylindrischen röhrenförmigen Gehäuses (1) einwirken oder einen koaxialen Außenmantel, in dem ein Heizfluid zirkuliert; Einen Turbotrockner (T'), umfassend ein zylindrisches röhrenförmiges Gehäuse (101) mit beheizbarer Innenwand (102), das an seinen gegenüberliegenden Enden durch Endplatten (103, 104) verschlossen ist und Einlaß- (105) und Auslaßöffnungen (106) aufweist und innen drehbar gelagert einen koaxialen Rotor (107) mit helixförmig angeordneten Klingen (108) aufweist und der ausgebildet ist, um mit einer Drehzahl von 150 Umdrehungen oder mehr zu rotieren; Heizmittel (109) zum Beheizen der obengenannten Innenwand, bestehend aus elektrischen Widerständen oder Radiowellengeneratoren, die auf die Außenwand des zylindrischen röhrenförmigen Gehäuses (101) einwirken oder einen koaxialen Außenmantel, in dem ein Heizfluid zirkuliert.
Anlage gemäß Anspruch 13, die weiterhin eine Vorrichtung zum Trennen des kontinuierlichen Stromes von durch die Auslaßöffnung (6) des Turbokochers (T) austretenden entkeimten zermahlenen Essensabfällen oder organischem Abfall von dem kontinuierlichen Strom von Wasserdampf, der ebenfalls durch die Auslaßöffnung (6) austritt, aufweist.