ES1299984U - Dispositivo domestico para procesamiento de residuos organicos - Google Patents

Abstract

Un dispositivo doméstico para procesamiento de residuos orgánicos caracterizado porque consiste en las siguientes partes: - cabezal triturador que incluye: una tolva (1) de recepción de materiales a procesar, una tapa de tolva (35), un émbolo (34) de empuje de la placa (40) para presionar sobre el material descargado en la tolva (1), un eje (18) de cuchillas (15) y contra cuchillas (16) accionado por el motor (2), una zona de inoculación del material triturado mediante el pico pulverizador (37), y un medio de engarce (23) inferior de dicho cabezal triturador con el cartucho de almacenamiento (8); - cartucho de almacenamiento (8) de fondo cónico invertido (43) donde se recibe y acumula el material triturado e inoculado, que incluye: un medio de engarce (23) contraparte de correspondiente al del cabezal triturador, un par de agarres de manija (12), una platina circular perforada (25), un purgador de gases (10) y una válvula de descarga para líquidos (26); - tanque de lixiviado (11) donde se recibe, acumula y almacena un producto líquido, de fondo interno plano (32), suavemente inclinado hacia un lado de la pared lateral del recipiente (11) donde se encuentra la válvula de desagote (31), donde dicho tanque de lixiviado (11) incluye: un orificio receptor (28), un medio de agarre de manija (30), la válvula de desagote (31), y una moldura de engarce (33) superior con el cartucho de almacenamiento (8, 8'); - sistema de control eléctrico y electrónico programable (5) desde el cual se controla la operación del dispositivo cuando lleva a cabo sus funciones de triturado, de inoculado y de seguridad.

Description

DESCRIPCIÓN

DISPOSITIVO DOMÉSTICO PARA PROCESAMIENTO DE RESIDUOS ORGÁNICOS

[001] El presente Modelo de Utilidad está comprendido en el área de la Biotecnología y de la Ingeniería Ambiental aplicada a residuos orgánicos. En particular el presente Modelo de Utilidad se refiere específicamente a un dispositivo de escala doméstica para el procesamiento de residuos orgánicos que se generan durante los procesos de preparación de alimentos y en las actividades culinarias en un hogar. Este dispositivo tiene las dimensiones y las características para ser incluido y utilizado en un hogar corriente similar al uso asignado a un electrodoméstico común. Por esa razón, su operación, mantenimiento y limpieza es simple. Con estas características el dispositivo de la invención está dirigido a generar una herramienta para que a los miembros de un conjunto habitacional o los habitantes de una ciudad se les simplifique la clasificación de sus residuos orgánicos y puedan darles destino adecuado, de una manera práctica, efectiva y económica.

ANTECEDENTE Y ESTADO DE LA TÉCNICA

[002] Es una necesidad creciente de la sociedad actual diseñar sistemas que promuevan, faciliten y aporten eficiencia en la clasificación, reutilización y revalorización de los residuos ORGÁNICOS urbanos domésticos y comerciales (hoteles, restaurantes, mercados).

[003] Es sabido también que esta clase de residuos son uno de los principales problemas en las ciudades sobre todo cuando estos residuos quedan derramados fuera de los contenedores convirtiéndose en foco de aparición de animales carroñeros, de insectos y de emanación de olores desagradables. También es sabido que buena parte de estos materiales forman parte de las descargas desechadas en vertederos o relleno sanitarios, los cuales termina su ciclo contaminando las napas y produciendo gases de efecto invernadero, tales como metano y dióxido de carbono.

[004] En el estado del arte se encuentran soluciones muy variadas, pero a la vez muy complejas y costosas, que esencialmente están dirigidas al procesamiento de residuos orgánicos industriales o al tratamiento de grandísimas cantidades de residuos orgánicos provenientes de la recolección en bruto de la basura domiciliaria, incluso aunque ella haya sido preclasificada para separar los residuos orgánicos. También existen algunas invenciones, las menos, que están dirigidas a residuos de escala doméstica, pero todos ellos fallan o en el tamaño de los dispositivos para ser colocados en un recito menor, o en la complejidad de distintos dispositivos acoplados unos a otros para cubrir las etapas de procesamiento, o en que la descomposición es parcialmente anaeróbica o simplemente la descomposición es aeróbica, incluso a cielo abierto. Algunas soluciones propuestas en el arte previo implican un mantenimiento costoso, complejo y muy frecuente.

[005] Las diferencias más significativas que el actual modelo de utilidad presenta con respecto a la tecnología anterior podrían resumirse en que:

[006] Es un dispositivo de uso doméstico a escala de los amoblamientos de cocinas domésticas, a diferencia de la gran mayoría de las invenciones que se orientan a procesos de escala industrial;

[007] Las etapas del procesamiento de los residuos orgánicos se encuentran concentradas en un único dispositivo físico, lo cual, a escala doméstica, facilita el manejo del proceso y lo hace amigable para los usuarios. Esta característica no se ha identificado en el arte previo, aunque existen algunas invenciones que sólo tienen alguna/s de las etapas de la presente invención;

[008] El paso principal del proceso es una fermentación mediante anaerobiosis promovido por microorganismos, lo cual contribuye a la aceptabilidad del proceso por no desprender olores desagradables dentro de un recinto hogareño;

[009] Consume menos energía eléctrica, contiene menos partes mecánicas y requiere bajo mantenimiento.

[0010] En la patente China CN209872558 de Nanjing Shengrui Environmental Protection Technology Co Ltd, titulada “Environment-friendiy domestic wastewater waste treatment device", cercana al arte de la presente invención, se describe un dispositivo de uso doméstico para tratar residuos de cocina sólidos y líquidos. Sin embargo, este dispositivo sólo modifica el estado físico de los residuos luego del proceso que propone. En efecto, el material extrudado resulta ser únicamente una mezcla desecha y mezclada de los residuos procesados sin ningún cambio químico que impida el almacenamiento de residuos por período de días sin que se produzca aumento de presión en el recipiente de proceso, emanación de desagradables olores de gases de descomposición no controlada y atracción de insectos. Sobre el producto final del proceso no se aplica fase anaerobiosis y no se usan microorganismos eficientes (ME). El diseño mecánico de funcionamiento del dispositivo de CN209872558 requiere además de circulación de agua cuando se opera, por lo que aumentan considerablemente los volúmenes producidos, sobre todo de la fase lixibiable, todo lo cual atenta contra un diseño compacto con el de la presente invención.

[0011] Otra solución fue propuesta en la patente China CN110314919 de Shenzhen Tangjia Kitchen Equipment Co Ltd titulada “Kitchen garbage treatment device of environmental protectiorí’ que los inventores también han identificado como cercana al arte de la presente invención.

CN110314919 divulga un dispositivo para el tratamiento de los residuos de cocina amigable con el ambiente. Comprende una tolva de alimentación, una etapa de trituración y otra de separación de los sólido y los líquido. El eje está dispuesto de modo horizontal pero la estructura general se asemeja al dispositivo de la presente invención. Incluye ranuras para ventilación y un ventilador o soplador de aire para aumentar la eficiencia.

[0012] Si bien CN110314919 refiere a un artefacto de uso doméstico para promover el reciclaje y reutilización de residuos orgánicos domésticos, la invención difiere mucho de la presente. Hay una primera etapa de trituración, a la cual le sigue otra de extrusión y separación de la fase liquida de la sólida, pero esta última retiene un alto contenido de humedad. Luego sobre la fase liquida se aplica un tratamiento por filtración y luz ultravioleta para lograr sanitización de la misma. Sobre la fase solida se genera desecación completa por aire forzado y también luz UV para eliminar patógenos. En consecuencia, el dispositivo que lleva a cabo el proceso incluye mecanismos para generar aire forzado y circuitos para emitir luz UV, pero no utiliza el método de fermentación en anaerobiosis para estabilizar el material, ni usa ME. Resulta un dispositivo de mayor complejidad, sobre el cual se requiere mayor control de proceso y tiene un mayor consumo energético.

[0013] Otro dispositivo está presentado en la patente de modelo de utilidad española ES1176384(U) titulada “Sistema para la gestión integral de desechos domésticos" que los inventores también han identificado como cercano al arte de la presente invención. ES1176384(U) está descripta como un sistema o dispositivo para el almacenamiento por separación y posterior procesamiento de los residuos domésticos que consta de una base fija con 4 orificios donde se instalan los diferentes contenedores, un contenedor para la recogida de residuos plásticos y metálicos, un contenedor para la recogida de residuos orgánicos, un contenedor para la recogida de vidrio y asas para la colocación de bolsas de papel para la recogida de residuos de papel. Si bien el diseño y el modo de uso y ubicación es aplicable a los objetivos de la presente invención, la patente ES1176384(U) no realiza pretratamiento de los residuos, no es específico para desechos orgánicos, no es apropiado para disminuir el volumen de los desechos, no estabiliza el material orgánico recolectado para que el almacenamiento pueda ser de varios días, ni separa los lixiviados.

[0014] La presente invención en primer lugar proporciona una solución al MANEJO de residuos orgánicos e inorgánicos de manera sencilla en el ámbito de los hogares de manera amigable con el ambiente en el contexto de la vida urbana de hoy en día e indirectamente impulsa un estímulo para que se realice la CLASIFICACIÓN de tales residuos a escala doméstica.

[0015] En segundo lugar, el dispositivo de la invención está diseñado para la UTILIZACIÓN en las zonas de elaboración de alimentos DE HOGARES DE TODO TIPO, incluyendo también, dichas zonas en restaurantes, comercios, hoteles e instituciones, y también expendio móviles de comidas y alimentos.

[0016] En tercer lugar, promueve el proceso de autogestión de residuos orgánicos mejorando los tiempos de incorporación de ellos en suelos y sustratos, evitando tener que realizar un compostaje a cielo abierto con los inconvenientes que esto genera.

[0017] En cuarto lugar, el dispositivo de la invención tiene un diseño específico para ser el primer eslabón de la cadena de un sistema gestión integral de residuos orgánicos, que, combinado con otros dispositivos físicos a los cuales se acopla apropiadamente, tiene como objetivo la RECUPERACIÓN y REVALORIZACIÓN del residuo orgánico, culminado su proceso con la producción de energía verde y/o biofertilizante.

[0018] Es el objeto del presente modelo de utilidad proporcionar el dispositivo con el que se ejecuta la primera fase de dicho sistema gestión integral de residuos orgánicos en la escala doméstica o de bajos volúmenes, el cual se describe y especifica en los párrafos siguientes.

[0019] Es otro objeto del presente modelo de utilidad proporcionar un dispositivo que facilite y promueva la clasificación en origen de la basura doméstica, de tan fácil operación como cualquier otro electrodoméstico del hogar, que evite el uso de bolsas plásticas convencionales o envases descartables para contener o transportar residuos, que retire de forma sencilla y económica del circuito tradicional de acumulación de residuos la fracción orgánica que representa más del 50% de la misma, que facilite la reducción de hasta un 40 o 50% más sobre el volumen de dicha fracción al separar la humedad natural de este tipo de desechos, y que permita estabilizar el material tratado para estacionarlo o acumularlo sin los típicos olores empireumáticos de los procesos de descomposición.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

[0020] El dispositivo de la invención es un ingenio para uso doméstico, diseñado para utilizar en cualquier hogar común en, por ejemplo, adjunto a las mesadas de una cocina o cualquier otro sitio donde sea requerido.

Este dispositivo tiene aptitud para procesar residuos orgánicos, transformarla y recuperarla mediante un procesamiento que se realiza con 4 etapas:

1- Trituración del material

2- Inoculación con microorganismos eficientes (ME)

3- Estacionamiento en anaerobiosis

4- Separación de lixiviados.

[0021] Como resultado de este proceso se obtiene por un lado un material orgánico estabilizado de consistencia pastosa con un 75 a 80% de contenido de humedad y pH de 4 a 4,5, lo cual permite que en condiciones de anaerobiosis el material se pueda conservar en el tiempo sin que se descomponga, y por otro un lixiviado orgánico líquido.

[0022] En concordancia con las etapas del proceso, el dispositivo de la invención está constituido por 3 partes:

• Cabezal triturador que incluye una zona de inoculación

• Cartucho de almacenamiento

• Tanque de lixiviado

• Panel de Control eléctrico y electrónico programable

[0023] Las partes del dispositivo se encuentran ensambladas funcionalmente en el interior de una unidad modular, lo cual le da apariencia de un mobiliario estándar de cocina.

[0024] Según la presente invención, por “unidad modular” se entiende todas las partes y elementos del dispositivo conformados y dispuestos conjuntamente dentro de un mueble o similar. En una realización preferida, la unidad modular es un mueble modular con la apariencia de un mobiliario de cocina, tal como se describe más adelante, ubicable, por ejemplo, a nivel de mesada o de bajo mesada.

[0025] El dispositivo de la invención también está diseñado como un primer dispositivo autónomo de un sistema de procesamiento integral. Dicho sistema incluye otros instrumentos apropiados para recibir y acumular los productos finales del dispositivo de la invención, y para transportar dichos acumuladores a una planta final de procesamiento del material acumulado. Dichos productos finales son potenciales sustratos de alto valor biológico para biodigestores y/o producción de compost para fertilización orgánica.

Los dispositivos de recepción y acumulación, y de transporte no forman parte de lo que se reivindica en la presente invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Y FIGURAS.

[0026] Las figuras que a continuación se describen brevemente, ilustran la invención de manera gráfica. En ellas se insertaron los códigos numéricos a los cuales se harán referencia más adelante en la Descripción detallada de la Invención.

[0027] El significado de cada código numérico se lista inmediatamente debajo

I - Tolva y cabezal del triturador

2- Motor Eléctrico

3- Bomba de inoculación

4- Depósito del inoculante

5- Sistema de Control Eléctrico y Electrónico Programable

6- Transformador

7- PLC (Control programable)

8- Cartucho de Almacenamiento en operación

8’- Cartucho de Almacenamiento para recambio

9- Ventana de inspección del cartucho de almacenamiento

10- Purgador de aire

11- Tanque de lixiviados del cartucho en operación

I I ’- Tanque de lixiviados del cartucho de recambio

12- Agarres de manija

13- Triturador

14- Sección transversal del paredes lateral del mueble

15- Cuchillas

16- Contra cuchillas

17- Bujes de separación entre cuchillas

18- Eje de giro de cuchillas

19- Cuerpo de la tapa del cartucho de almacenamiento

20- Manija rebatible

21- Enganche de la tapa del cartucho de almacenamiento

22- Enganche de la tapa del purgador de aire

23- Unión Toggle Latch

24- Junta O-ring de sellado

25- Platina circular perforada

26- Válvula de descarga del lixiviado

28- Válvula de carga del lixiviado

29- Tapa de válvula de carga de lixiviado

30- Agarre de manija del tanque de lixiviado

31 - Válvula de descarga del lixiviado

32- Plano inclinado de la base del tanque de lixiviados

33- Moldura ortogonales para engarce del tanque de lixiviado en el plano inferior del cartucho de almacenamiento

34- Émbolo de empuje

35- Tapa superior de la tolva

36- Pestañas inferior de detención de la carrera del émbolo

37- Pico pulverizador del inoculante

38- Conexión a depósito de inoculante

39- Buje

40- Placa horizontal inferior del émbolo

41 - Platina de engarce triturador/cartucho de almacenamiento

42- Boca del depósito de inoculantes

43- Fondo cónico invertido del cartucho de almacenamiento

44- Zona de engarce cartucho de almacenamiento/tanque de lixiviados

45- Anclaje fijo del agarre de manija del cartucho de almacenamiento

46- Anclaje rebatible del agarre de manija del cartucho de almacenamiento

47- Tapa superior del mueble modular

A- Volumen funcional interior superior

B- Volumen funcional interior inferior

48- Tabique interno que separa volumen A y B

[0028] Figura 1. Plano completo del Dispositivo de la invención mostrando sus partes constitutivas y su ubicación en el mobiliario que lo contiene.

[0029] Figura 2A. Vista del plano superior de la unidad de trituración (Triturador) de desechos según la invención.

[0030] Figura 2B. Vista del plano frontal del Triturador en el que se identifican los elementos constituyentes: tolva, émbolo, tapa, sistemas de cuchillas y contra-cuchillas; eje de rotación, aspersor, enganche tipo Toggle Latch.

[0031] Figura 2C. Vista del plano lateral del triturador.

[0032] Figura 3A. Plano que muestra la tapa del Cartucho de Almacenamiento con el engarce y cierre hermético (estanco) del tipo Toggle Latch con el cuerpo del Cartucho de Almacenamiento.

[0033] Figura 3B Plano que muestra la tapa del Cartucho de Almacenamiento con el engarce y cierre hermético (estanco) del tipo Rosca de cuarto de vuelta y O-ring con el cuerpo del cartucho de almacenamiento.

[0034] Figura 4A. Plano que muestra el cuerpo del Cartucho de Almacenamiento de forma cilíndrica con los detalles del cierre tipo Toggle Latch, visor de inspección, tubo purgador, platina perforada, válvula de ingreso de lixiviados y agarres de manija.

[0035] Figura 4B. Describe el sistema de agarradera de manija fijas al cuerpo del Cartucho de Almacenamiento de la Figura 4.

[0036] Figura 4C. Describe el sistema de agarradera de manija giratorias rebatibles al cuerpo del Cartucho de Almacenamiento de la Figura 4.

[0037] Figura 5. Plano frontal del recipiente de recolección de lixiviados mostrando los detalles del tubo de ingreso de líquidos y su tapa, válvula de descarga, agarre de manija, plano inclinado de fondo de tanque.

[0038] Figura 6A. Muestra el plano de la Vista lateral de la tolva y el cabezal de trituración con las medidas de la realización preferencial (prototipo) de la invención.

[0039] Figura 6B. Muestra el plano de la Vista frontal de la tolva y el cabezal de trituración con las medidas de la realización preferencial (prototipo) de la invención.

[0040] Figura 6C. Muestra el plano de la Vista superior de la tolva y el cabezal de trituración con las medidas de la realización preferencial (prototipo) de la invención.

[0041]

DESCRIPCIÓN MÁS DETALLADA DE LA INVENCIÓN.

[0042] El dispositivo de la invención es un ingenio para procesar a pequeña y mediana escala residuos orgánicos, transformarla y recuperar su valor biológico y energético mediante un proceso que se realiza con 4 etapas:

1- Trituración del material

2- Inoculación con microorganismos eficientes (ME)

3- Estacionamiento en anaerobiosis

4- Separación de lixiviados.

[0043] Concordante con estas etapas, el dispositivo posee los medios mecánicos, eléctricos y bioquímicos para llevarlo a cabo. El conjunto de partes y piezas están ensambladas funcionalmente en el interior de un mueble modular, lo cual le da apariencia de un mobiliario estándar.

[0044] La Figura 1 muestra el plano general del dispositivo ensamblado en su mueble modular (14) cuyos elementos esenciales son: un cabezal triturador constituido por una tolva (1), una trituradora (13), un cartucho de almacenamiento (8), y un depósito de lixiviados (11). El mueble modular (14) está seccionado en dos volúmenes internos, uno superior (A) donde se encuentran los elementos de preparación de los residuos orgánicos: tolva (1), trituradora (13), motor de la trituradora (2), depósito de inoculante (4), bomba de presurización de inoculación (3), y el sistema de control eléctrico y electrónico programable (5); y otro volumen inferior (B) que contiene los cartuchos de almacenamiento (8,8’) y el Tanque o depósito de lixiviados (11).

[0045] En particular, el mueble modular ha sido diseñado para contener dos cartuchos de almacenamiento, un primer cartucho (8) que se encuentra en operación engarzado a la abertura inferior de la trituradora (13), y un segundo cartucho (8’) para recambio, intercambiable con el primero cuando por la ventana de inspección visual (9) o cualquier otro dispositivo de control de nivel, por ejemplo, sistema de control electrónico mediante sensores, se advierta que el nivel del contenido de desechos orgánicos ha superado la altura de esta. La manipulación de dichos cartuchos de almacenamiento (8,8’) se realiza con el par de agarres de manija (12).

[0046] El diseño del mueble modular prevé cuatro sitios para el acceso del usuario desde el exterior: (a) la boca de la tolva (1) para descargar los residuos orgánicos, (b) el orificio del depósito del inoculante (4) para recargar dicho depósito, (c) el sistema de control eléctrico y electrónico programable (5) para encender y controlar la operación del dispositivo, y (d) un par de puertas frontales para manipular los cartuchos de almacenamiento (8,8’). La boca de la tolva (1) está protegida por una tapa (35, Figura 2B y 2C).

[0047] En adelante, la expresión “dimensionado del dispositivo” debe entenderse como el conjunto de valores de los parámetros que definen las características de cada componente del dispositivo (tolva, trituradora, motor, cartucho, depósitos) en función de la cantidad de residuo orgánicos que serán procesados y de la frecuencia de uso del dispositivo. Así, por ejemplo, pero no limitativo, el dimensionado del dispositivo será diferente si su uso está destinado a una cocina de un hogar estándar, o de un expendio de comidas, o de un restorán. En particular, el dimensionado del volumen del recipiente donde se descargan los residuos orgánicos triturados (el cartucho de almacenamiento, 8), y el del depósito de lixiviados (11) guardan relación entre ellos, teniendo en cuenta las experiencias realizadas para determinar la relación volumen de residuos procesados/volumen de lixiviados obtenido, tal como será descripto en la sección de ejemplos.

Cabezal triturador (Fig. 1: 1, 13; Figs. 2A, 2B y 2C)

[0048] Es un recipiente de sección rectangular que consiste en un volumen hueco de descarga donde se depositan los residuos orgánicos.

[0049] En la parte inferior de dicho volumen está el mecanismo de trituración que consiste en:

[0050] Contra cuchillas (16) orientadas horizontalmente y fijas a la zona interior del cuerpo principal (1). Estas contra cuchillas son desmontables para facilitar la limpieza y recambio.

[0051] Un eje principal macizo (18), de sección cuadrada que atraviesa el cuerpo (1) longitudinalmente, y contiene las cuchillas (15) trituradoras, que se distribuyen simétricamente a lo largo del eje. Las cuchillas (15) tienen un largo total y espesor dimensionados de acuerdo con el volumen de residuo que procesará el dispositivo. El eje (18) en uno de sus extremos es pasante a través del cuerpo (1) mediante un buje y fijado con chaveta. En el otro extremo, también es pasante con buje y el cuadrante acopla directamente con el motor (2) que hace girar las cuchillas (15). Dicho acople posee un mecanismo simple que facilite al usuario desacoplar el cabezal cuando sea necesario, por ejemplo, para la limpieza.

Motor (Fig. 1: 2; Fig. 2)

[0052] La velocidad, el Rango de Potencia mínima, la Tensión de alimentación eléctrica y frecuencia, el sistema automático de cambio de sentido de giro por sobrepaso del par motor nominal, ya sea mecánico o electrónico, el tamaño máximo del motor son parámetros de dimensionamiento que dependerán del volumen de residuos que serán procesados y la frecuencia de uso del dispositivo.

[0053] El motor (2) se enciende cuando el usuario oprime un interruptor en el sistema de control eléctrico y electrónico programable (5). Dicho encendido hará que el motor realice ciclos de t segundos, donde t es un parámetro que debe ser especificado de acuerdo con el dimensionamiento. El sistema eléctrico está vinculado directamente con el switch de seguridad de tapa cerrada aplicado sobre la tapa (35) de la tolva (1). Cuando un segundo sensor ubicado en el motor (2) detecta la detención del torque de giro del eje (18) del motor (2), interrumpe el circuito que suministra energía eléctrica al sistema de control eléctrico y electrónico programable (5). El módulo PLC (7) según sea programado dependiendo del dimensionamiento, realiza el control de operación y de seguridad, tal como se usa en el arte.

Sistema de pulverización del líquido con microorganismos inoculantes (Fig. 1: 4,3; Fig.2C: 37,38)

[0054] Dentro del volumen funcional interior superior (A) está dispuesto un depósito (4) para almacenamiento del líquido inoculante. El depósito (4) posee una tapa de acceso en la superficie superior del mueble modular (14) para el rellenado del mismo con la solución que contiene los microrganismos eficientes (ME) inoculantes. Colocada en la base del depósito (4) la bomba dosificadora (3) se acciona mediante el PLC (7) para que mediante la manguera conectada a la entrada del pico pulverizador (37,38) descargue dentro del cartucho de almacenamiento (8) la dosis correspondiente de los ME inoculantes.

[0055] La mezcla del material orgánico triturado que sale de (13) con la solución inoculante que sale de (37) es un requisito fundamental del proceso que se ejecuta en el dispositivo de la invención. Por lo cual, en la cara inferior de la superficie inferior del dispositivo de trituración (13) del cabezal (1) está dispuesto el pico pulverizador (37) que posee una entrada para manguera (38) que lo conecta con la bomba (3) del depósito (4) para la inyección de líquido inoculante (microorganismos).

[0056] La dosificación es automática y comienza luego de los primeros 3 segundos de comienzo de ciclo del motor y continúa encendida hasta unos 3 segundos posterior a la terminación del ciclo.

Cierre del cabezal (Fig. 1: 1; Fig. 2C: 34,35,36)

[0057] En el extremo superior, el cabezal del triturador (1) se obtura mediante una tapa (35) de sección cuadrangular de las mismas dimensiones que la boca de la tolva. Dicha tapa superior (35) actúa como sello de hermeticidad del dispositivo con el exterior. y la tapa inferior (36) genera presión de empuje sobre los residuos.

[0058] Una placa inferior (40) se desplaza verticalmente dentro de la tolva (1) mediante un pistón o émbolo (34) que atraviesa la tapa superior (35) en el centro mediante un buje (39) pasante. El émbolo está limitado en su carrera vertical descendiente por pestañas (36) que le impiden alcanzar el área de acción de las cuchillas. La tapa superior (35) posee un switch o sensor (no dibujado) que indica en el panel de control (7) el estado de apertura/cierre de la tapa (35).

[0059] El extremo inferior y por debajo de la zona de cuchillas, el cabezal del triturador (1) presenta un mecanismo de engarce y cierre con el cartucho de almacenamiento (8), que consiste en una platina (41) horizontal que posee un orificio central de diámetro igual al diámetro del cartucho (8). De la cara inferior de la platina (41) se desprende hacia abajo una pestaña circular, cuya circunferencia es de diámetro apenas mayora al diámetro del cartucho (8) de forma tal que permita el acople por dentro de dicha pestaña del cartucho (8) y se asiente por contacto y presión sobre la cara inferior de la platina (41). El cierre del cartucho (8) y el cabezal (1) se opera mediante cierre tipo Tapa-Rosca de cuarto de vuelta. La zona de contacto Cartucho(8)/Cabezal(1) se hace mediante un sello para asegurar la estanqueidad entre el cartucho (8) y el cabezal (1) para evitar la liberación de olores al ambiente.

Cartucho de almacenamiento (Fig. 1: 8,8’; Figs. 4A, 4B y 4C)

[0060] Los cartuchos de almacenamiento (8,8’) son de sección cilíndrica, de diámetro y altura que dependen del dimensionado del dispositivo. Son los recipiente del dispositivo en los que se almacena el material orgánico estabilizado.

[0061] El interior del cartucho (8,8’) cilindrico está conformado por una pieza (10) que cumple varias funciones: sostener el material orgánico estabilizado, permitir que el líquido lixiviado fluya hacia el depósito inferior (11), y sacar el material orgánico acumulado una vez se llene el cartucho. Esta pieza (10) está constituida por:

[0062] un disco inferior perforado (25), platina de sección cilíndrica de diámetro y de espesor según dimensionamiento, con orificios de 5 mm de diámetro, distribuidos radialmente en toda su área. Posee prolongaciones verticales a modo de patas de apoyo distribuidas en el perímetro que se apoyan en el fondo del cilindro o cartucho principal (8).

[0063] un purgador de aire (10) compuesto por un tubo de acero inoxidable de largo, diámetro y espesor según dimensionado, que comunica la zona inferior del cartucho con la superior. El purgador (10) tiene una cobertura en la parte superior diseñado de manera tal que permite por un lado proteger que no se obture el tubo y por otro acoplar o engarzar con la tapa (19) que se colocará para su transporte hasta otro dispositivo de descarga. El engarce (22,24) de esta pieza con la tapa (19) cumple una función específica en el momento de retirar el material orgánico estabilizado en el contenedor, lo cual será explicado más adelante.

[0064] un piso de cartucho (platina) (25) de forma cónica invertido en cuyo vértice central se encuentra una válvula de retención (26) de tipo resorte. Esta válvula (26) permite el flujo del líquido lixiviado hacia el depósito inferior (11) cuando el cartucho (8) se encuentra ensamblado con el depósito (11), según el modo de accionamiento de dicha válvula (26) como se describe más adelante.

[0065] un mecanismo de acople y cierre con el depósito inferior de lixiviado (11), para mantener la estanqueidad con el depósito (11) y evitar la liberación al ambiente de gases con olores desagradables.

[0066] dos agarres de manija (12) en sentido vertical, alineadas verticalmente, una superior y otra inferior, fijas (fig. 4B) o rebatibles (fig. 4C), en la posición que determine el dimensionamiento. Estos agarres permiten la manipulación y posicionamiento de los cartuchos (8,8’).

Depósito inferior del lixiviado (Fig. 1: 11; Fig. 5)

[0067] El depósito inferior de lixiviados (11) es cilindrico del mismo diámetro que el cartucho de almacenamiento del material orgánico y de altura de acuerdo con el dimensionado.

[0068] En una posición lateral inferior posee la válvula esférica (31) de acción manual que permite desagotar todo el liquido lixiviado.

[0069] En el centro de la superficie tapa del depósito (11), se encuentra un tubo (28) saliente que engarza en la válvula (26) del cartucho (8,8’) superior empuje el cierre de resorte de la válvula (26) y permita que el cartucho (8,8’) y el depósito (11) queden comunicados y el lixiviado descienda a dicho depósito. El rebaje (33) circular en el contorno superior del depósito (11), permite el engarce estanco entre el cartucho (8,8’) y el depósito (11). El depósito (11) posee un agarre (30) lateral para facilitar la manipulación y acople/desacople del cartucho (8,8’).

[0070] El piso (32) del depósito (11) está levemente inclinado en dirección a la posición de la válvula (31), para permitir el vaciado completo del depósito.

Sellado de acoples y engarces

[0071] Todos las zonas de junturas entre las partes del dispositivo descriptas anteriormente contienen entre las superficies adyacentes acopladas sellos hidráulicos o neumáticos del tipo O-rings de perfil circular y/o plano, y bandas sellantes rectas con perfiles “L”, “U” o “H”, y construidos con materiales tales como los que se conocen comercialmente usados para la industria mecánica hidráulica o neumática.

[0072] Estos sellos incluyen sitios del dispositivo de la invención tales como, tapa (35) de la tolva y cabezal de trituración (1), engarces inferiores entre trituradora (1) y cartucho de almacenamiento (8), engarce entre cartucho de almacenamiento (8,8’) y depósito de lixiviados (11), extremos del eje de rotación (18) del sistema de cuchillas (15), buje (35) de la tapa (35), engarce de la tapa (19) por el método Toggle Latch (fig. 3A) o tapa-rosca de cuarto de vuelta (fig.

3B) como se muestra específicamente en (21), entre otras.

[0073] Estos sellamientos, en general, no están ni dibujados ni referenciados en las figuras que se presentan, pero deben ser supuestos de la forma como se describió en este párrafo.

Sistema de Control Eléctrico y Electrónico

[0074] El dispositivo de la invención contiene un Sistema de Control Eléctrico y Electrónico contiene los elementos eléctricos y electrónicos que controlan la actuación del dispositivo. Además del elemento módulo de PLC (7) descripto en los párrafos [0053], [0054], [0058], el Sistema de Control incluye una pantalla/monitor para la interacción del usuario con el Sistema similares a las conocidas en el arte. Dicha pantalla/monitor no está dibujada ni referenciada en las figuras que se presentan, pero deben ser supuesta de la manera como se describió en este párrafo.

MODO DE USO DEL DISPOSITIVO

[0075] El modo de uso del dispositivo de la invención consiste en las siguientes etapas:

[0076] una vez retirada la tapa (35) conjuntamente con el émbolo (34) y la placa inferior (40), los residuos orgánicos a ser procesados se vierten dentro de la tolva (1). La boca de la tolva (1) se vuelve a tapar con la tapa (35) de forma de activar el switch de seguridad (no dibujado) que habilita la posibilidad de accionar el motor (2) de la trituradora.

[0077] se enciende el motor (2) desde el sistema de control eléctrico y electrónico programable (5) cuyo curso de acción en ciclos de rotación y trituración se programa desde el PLC (7) simultáneamente con el ingreso a través del pico aspersor (37) de las dosis de microorganismo eficientes (ME).

[0078] la mezcla de materia orgánica triturada e inoculada con ME cae hacia el interior del cartucho (8) y se acumula sobre la platina (25) a través de la cual, por los orificios perforados, lixivian los líquidos que va soltando la materia orgánica triturada, hacia dentro del depósito (11).

[0079] Las etapas 1), 2) y 3) se repiten un número de veces tal que, en función del dimensionado del dispositivo, es posible visualizar por la ventana de inspección (9) el llenado del cartucho de almacenamiento (8). Las sucesivas descargas de material orgánico triturado implican sucesivas descargas de líquidos de lixiviado con lo cual el depósito (11) también se va completando. La válvula (31) permite desagotar el contenido cuando el usuario lo desee.

[0080] El dispositivo de la invención incluye dos cartuchos de almacenamiento (8,8’). En efecto, mientras uno de ellos está en uso (8), el otro (8’) espera para sustituirlo cuando aquel alcance su volumen máximo de residuos triturados descargados. En este momento, uno es intercambiado con el otro usando los agarres de manija (12), desengarzando el que está en uso (8) abriendo los cierres tipo Toggle Lach (23) y colocando en su lugar el cartucho vacío sustituto (8’), luego de que el contenido de este fuere descargado en los recipientes receptores de material orgánico estabilizado y escurrido, como se describió en el párrafo [0024]. El cartucho (8) sustituido se tapa herméticamente con la tapa (19) y se mantiene en reserva dentro del mueble modular (14) hasta un nuevo reemplazo, posterior a su descarga del contenido estabilizado y escurrido, en los recipientes receptores (párr. [0024]).

[0081] Mientras el cartucho en operación (8) recibe nuevo material orgánico triturado e inoculado, el cartucho en reserva (8’), herméticamente cerrado, continúa el proceso de los ME sobre la materia orgánica en un proceso microbiológico facultativo, y además acumulando más cantidad de lixiviados y de gases producto de la acción de los ME, los cuales quedan atrapados en el cartucho (8’) herméticamente cerrado.

[0082] El purgador de aire (10) facilita que el aire contenido en el volumen inferior del cartucho (8,8’) entre la platina perforada (25) y el fondo cónico (43) fluya libremente hacia el volumen superior del cartucho (8,8’), favoreciendo el drenaje del lixiviado.

[0083] Los períodos de mantenimientos y limpieza de los elementos del dispositivo son regulados por el propio usuario.

EJEMPLOS DE REALIZACIÓN

[0084] El dispositivo de la invención fue realizado y comprobado para una de las realizaciones más preferidas: su uso a escala familiar, con diseño para ser colocado como mueble modular anexado al mobiliario estándar de una cocina doméstica típica. Por lo tanto, el dimensionamiento del dispositivo corresponde a dichas necesidades.

[0085] Ejemplo 1. Respuesta del comportamiento del material orgánico en el dispositivo de la invención.

[0086] Una muestra de 2.35 L de desechos orgánicos de cocina consistentes de restos de materia prima de alimentos, cáscaras y restos de comida procesada fueron procesados mediante trituración en un dispositivo como el descripto en esta Memoria.

[0087] Se inocula el triturado con 50 ml de ME, y se asegura la estanqueidad del conjunto para no permitir ingreso de aire y se estaciona durante 15 días.

[0088] Se obtienen 380 ml de lixiviado a pH 4.2, de color amarillo, con olor típico de fermentación. Se obtuvieron 1,300 L de material solido fermentado que representa el 55% de la materia inicial.

[0089] Se comprueba que el material triturado inoculado con ME, y estacionado en condiciones anaeróbicas produce un proceso de fermentación y es posible separar dos fases independientes, una líquida y otra de consistencia pastosa con un 75 a 80% de humedad.

[0090] Ejemplo 2. Prueba Piloto.

[0091] Se diseñó un experimento a escala piloto para comprobar el funcionamiento del dispositivo de la invención y obtener datos para diseñar el dimensionamiento de un dispositivo preferido de la invención para uso a escala doméstica.

[0092] Se recolectaron los residuos orgánicos de 7 hogares a intervalos semanales, la cual fue procesada en concordancia con el procedimiento que se mencionó en esta memoria haciendo uso del dispositivo de la invención. La totalidad de los residuos recolectados semanalmente fueron reunidos como una única muestra, pesados y calculado su volumen.

[0093] Las Tablas 1 a 5 muestran los volúmenes de la recolección por hogar y por semana y los resultados luego de la trituración.

[0094] Tabla 1.

[0095] Tabla 2.

[0096] Tabla 3.

[0097] Tabla 4.

[0098] Tabla 5.

(*) El término “basura cruda” usado en las tablas 1 a 5 tal como se usa en la presente invención se refiere a la basura orgánica que se recogió tal como fue producida en la cocina respectiva y como fue entregada, sin ningún proceso adicional de ninguna especie.

[0098] Luego de 20 días de reposo de las recolecciones se junta el material recolectado el 05-05-2018 con el recolectado el 12-05-2018 para mediciones. Sobre total de los 50 L de material triturado, se retiran 10.6 L de lixiviado. El resto del material recolectado se estaciona durante 6, 7 y 12 meses. El material recolectado el 27-05-2018 fueron 31 Lel material recolectado el 27-05-2018 fueron 31 L y el aterial recolectado el 02-06-2018 fueron 24 L. En estas tres recolecciones se retira entre un 20 y 25% de lixiviado con pH 4.2 - 4.5 con olor a fermentado.

[0099] Ejemplo 3. Pruebas para Dimensionado del dispositivo.

[00100] Se llevan a cabo cinco ensayos adicionales específicos para establecer los valores del dimensionado de una realización preferida del dispositivo de la invención para uso en escala doméstica.

[00101] Tabla 6.

(*): Promedio de Cubicado de Residuos Orgánicos Crudos: 1 L = 618 g ± 4,3%

(**): R.O. = Residuo Orgánico

[00102] A partir de los datos de la Tabla 6 los inventores han podido concluir que en los diferentes escenarios planteados en las pruebas de la Tabla la relación entre el volumen después de la etapa de trituración de la B.O. que ingresó al cartucho de almacenamiento (8) y el volumen de lixiviado obtenido en el depósito (11) luego de un período de estacionamiento entre 15 y 25 días resulta en un rango muy estrecho entre 4,11 y 4,90, lo cual permite el dimensionamiento del dispositivo en base a los volúmenes (diámetro y altura) que deben tener el cartucho de almacenamiento (8) y el depósito de lixiviados (11) ubicado dentro de las cotas de altura, por ejemplo, de una mesada de una cocina de un hogar estándar, y para una recolección acumulada de una semana (7 días). Así se concluye que por cada volumen de lixiviado que se produce semanalmente se requieren 5 volúmenes para la B.O. triturada que ingresa al cartucho (8). Luego de este período el cartucho (8) debe ser reemplazado por el cartucho en espera (8’).

[00103] Ejemplo 4. Modo de realización preferida de la invención.

[00104] El dispositivo prototipo de la invención ha sido llevado a cabo según el siguiente dimensionamiento:

[00105] Tolva y Cabezal Triturador, las medidas se muestran en las Figuras 6A, 6B y 6C.

[00106] El cuerpo de la tolva y las paredes del cabezal triturados (1) se fabricaron de materiales plásticos, sin embargo, el uso de otros polímeros o metales tales como acero inoxidable son materiales de uso equivalente. El espesor del material del cuerpo de la tolva es de 2 mm. El espesor de la tapa (35) y de la placa inferior (40) del émbolo (34) son de 5 mm. La longitud del émbolo (34) es de 17.5 mm. Las contra-cuchillas (16) son de acero inoxidable de 40 mm de alto, 20 mm de largo y 5 mm de espesor. El eje de rotación (18) es de sección cuadrada de 8 mm x 8 mm, y contiene 9 cuchillas de trituración. Cada cuchilla (15) está fabricada en acero inoxidable, mide 50 mm de largo total y 2,5 mm de espesor. Los bujes de separación entre cuchillas son de 13 mm.

[00107] Motor de Trituradora. De una velocidad entre 80 y 120 rpm, rango de potencia 85-500 W, tensión de alimentación eléctrica 230V, frecuencia 50 Hz, dimensiones 150 x 150 mm [00108] Sistema de Pulverización de líquido inoculante. Volumen del depósito (4) 250 ml, bomba dosificadora (3) 5A - 12V, mangueras de 6 mm de diámetro, válvula pulverizadora de 6 mm.

[00109] Cartuchos de almacenamiento. Es un cilindro de plástico o polímero o metal de paredes de 5 mm de espesor, 160 mm de diámetro y 600 mm de altura. Contiene una platina (25) perforada de 155 mm de diámetro y 5 mm de espesor; un tubo purgador de aire de acero inoxidable de diámetro 1A” y 1,5 mm de espesor y 600 mm de largo.

[00110] Depósito de Lixiviados. De sección transversal circular de 5 mm de espesor, 160 mm de diámetro y 100 mm de alto, cuyo volumen máximos es de 2 L.

[00111] Mueble Modular (contenedor). Está construido en madera de 20 mm de ancho o en material similar. Es un prisma de base rectangular de 565 mm largo x 250 mm de ancho, y de 1074 mm de altura, que está apoyado sobre 4 patas esquineras de 74 mm de alto. Cada una de las dos puertas frontales batientes miden 960 mm de altura x 250 mm de ancho x 20 mm de espesor. El tabique interno (48) que separa los volúmenes funcionales internos se encuentra a 200 mm de la tapa superior (47) del mueble modular (14).

[00112] Resultará obvio para un experto en el arte que cualquier dispositivo que contenga los elementos descriptos en esta Memoria dispuestos de manera igual o semejante o equivalente, dimensionados con los criterios divulgados y para las utilidades declaradas en este documento, quedan natural y obviamente comprendidos en el alcance de la presente invención.

[00113] El ejemplo 4 no es limitativo y se divulga únicamente con el objetivo de demostrar un modo de realización de la invención. Dimensionamientos proporcionales o arreglos equivalentes con elementos equivalentes y materiales similares o equivalentes no deberían ser considerados ni mejoras ni modelos sorprendentes ni inesperados a menos que se demuestre lo contrario.

Claims (5)

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo doméstico para procesamiento de residuos orgánicos caracterizado porque consiste en las siguientes partes:

- cabezal triturador que incluye: una tolva (1) de recepción de materiales a procesar, una tapa de tolva (35), un émbolo (34) de empuje de la placa (40) para presionar sobre el material descargado en la tolva (1), un eje (18) de cuchillas (15) y contra cuchillas (16) accionado por el motor (2), una zona de inoculación del material triturado mediante el pico pulverizador (37), y un medio de engarce (23) inferior de dicho cabezal triturador con el cartucho de almacenamiento (8);

- cartucho de almacenamiento (8) de fondo cónico invertido (43) donde se recibe y acumula el material triturado e inoculado, que incluye: un medio de engarce (23) contraparte de correspondiente al del cabezal triturador, un par de agarres de manija (12), una platina circular perforada (25), un purgador de gases (10) y una válvula de descarga para líquidos (26);

- tanque de lixiviado (11) donde se recibe, acumula y almacena un producto líquido, de fondo interno plano (32), suavemente inclinado hacia un lado de la pared lateral del recipiente (11) donde se encuentra la válvula de desagote (31), donde dicho tanque de lixiviado (11) incluye: un orificio receptor (28), un medio de agarre de manija (30), la válvula de desagote (31), y una moldura de engarce (33) superior con el cartucho de almacenamiento (8,8’);

- sistema de control eléctrico y electrónico programable (5) desde el cual se controla la operación del dispositivo cuando lleva a cabo sus funciones de triturado, de inoculado y de seguridad.

2. El dispositivo de la reivindicación 1 donde el conjunto de partes están integradas funcionalmente en una única unidad modular (14) por encima del cual sobresale la boca de la tolva (1), su tapa (35) y el orificio de acceso al depósito de inoculante (4), y donde dicha unidad modular (14) incluye adicionalmente un segundo cartucho de almacenamiento (8’) acoplado a un segundo tanque de lixiviado (11’) no engarzado al cabezal triturador, estando dicho segundo cartucho (8’) y dicho segundo tanque (11’) en estado de stand by.

3. El dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2 donde para asegurar el estado estanco del conjunto de partes ensambladas las superficies de contacto en los engarces o uniones entre la tolva (1) y su tapa (35), entre el cabezal triturador y el cartucho de almacenamiento (8,8’), y entre el cartucho de almacenamiento (8,8’) y el tanque de lixiviado (11,11 ’) mediando sus respectivos medios de engarces (23) y (33), se realizan con sellos de seguridad de materiales seleccionados entre, goma, caucho, teflón, silicona.

4. El dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el cartucho de almacenamiento (8,8’) contiene adicionalmente una abertura (9) en su tercio superior conformada de vidrio.

5. El dispositivo de la reivindicación 1 donde la función de seguridad del sistema de control eléctrico y electrónico programable (5) consiste en:

- un primer sensor ubicado en la arista de la boca de la tolva (1) que es accionado cuando la tapa (35) de la tolva (1) se encuentra en su posición de cerrado, donde dicho sensor cierra el circuito que suministra energía eléctrica al sistema de control eléctrico y electrónico programable (5), y de

- un segundo sensor ubicado en el motor (2) que cuando detecta detención del torque de giro del eje (18) del motor (2) interrumpe el circuito que suministra energía eléctrica al sistema de control eléctrico y electrónico programable (5).