ES2311524T3 - Sistema y procedimiento de tratamiento de desechos infecciosos. - Google Patents
Sistema y procedimiento de tratamiento de desechos infecciosos. Download PDFInfo
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Abstract
Sistema para digerir o neutralizar materiales no deseables sometiéndolos a un ciclo de hidrólisis alcalina controlada para generar un producto resultante estéril apropiado para su desecho sanitario convencional o en vertedero, comprendiendo dichos materiales no deseables tejidos orgánicos, agentes biológicamente peligrosos o peligrosos y desechos médicos regulados, comprendiendo dicho sistema: medios (12) para recibir los materiales no deseables, pudiendo dichos medios de recepción formar un recipiente de reacción cerrado; medios (18) para determinar el peso de los materiales no deseables recibidos dentro de dicho recipiente y para generar datos de salida de peso; medios para controlar el funcionamiento del sistema, para recibir y considerar los datos de salida de peso generados por dichos medios de determinación de peso para determinar las cantidades apropiadas de agua y de compuesto alcalino a introducir en el interior del recipiente; medios (20b) para introducir agua en el interior de dicho recipiente en una cantidad determinada por dichos medios de control basados en los datos de salida de peso; medios (28) para introducir un compuesto alcalino en el interior de dicho recipiente en una cantidad determinada por dichos medios de control basados en los datos de salida de peso; medios (30) para calentar el interior del recipiente a un primer nivel de temperatura predeterminada después de la introducción del agua y del compuesto alcalino en el interior del recipiente durante un periodo de tiempo suficiente para producir un producto resultante desechable de manera segura, medios (28) para mezclar el contenido del recipiente para favorecer la interacción entre el compuesto alcalino y los materiales no deseables; y medios (34) para ventilar el interior (14) del recipiente, pudiendo dichos medios de ventilación ser accionados para esta n estado abierto al iniciarse el ciclo y cerrarse mediante medios de control cuando la temperatura dentro del recipiente alcanza un primer nivel predeterminado; medios (20c) para enfriar el interior (14) del recipiente después del desarrollo del ciclo de hidrólisis alcalina introduciendo un refrigerante en el recipiente; medios (40) para crear un vacío en el interior (14) de dicho recipiente; medios (46) para equilibrar el vacío creado por dichos medios de vacío (40) dentro del recipiente para prevenir que el vacío que existe dentro de dicho recipiente sobrepase un nivel predeterminado durante el funcionamiento del sistema admitiendo selectivamente aire ambiente en el interior del recipiente durante el ciclo; y medios (20) para iniciar un aclarado por rociado para aclarar la solución digestiva de los restos sólidos.
Description
Sistema y procedimiento de tratamiento de
desechos infecciosos.
La invención se refiere al campo de la
eliminación de desechos, y más particularmente a un sistema y un
procedimiento para la digestión y la eliminación sanitaria de
material de desecho infeccioso, y otros desechos biológicamente
peligrosos o radiactivos.
Muchas instalaciones, tales como hospitales,
diversas instalaciones de atención sanitaria e instituciones de
investigación y enseñanza, instalaciones de preparación de comidas y
similares, producen cantidades considerables de desechos
infecciosos, peligrosos para el medioambiente o radiactivos. Tales
desechos pueden incluir tejidos quirúrgicos y patológicos, tejidos
animales, cadáveres, sangre y otros fluidos corporales, materias
desechables expuestas a sangre, y otros fluidos potencialmente
infecciosos o peligrosos de pacientes o animales.
Tales desechos se clasifican en los Estados
Unidos como "desechos médicos regulados" (DMR) según las
normativas estatales se deben desechar cumpliendo estrictamente las
normativas gubernamentales aplicables. Las organizaciones y las
agencias regulatorias gubernamentales relacionadas con la salud se
han ido preocupando cada vez más de la competencia sobre los
procedimientos existentes de limpieza y eliminación. Se ha
descubierto que algunos agentes potencialmente nocivos para el
medioambiente, tales como las células procariotas, o las proteínas
infectivas (priones) sobreviven de hecho a procedimientos estándar
de autoclave. De este modo, se han buscado técnicas de
esterilización más eficaces para tratar desechos biomédicos sólidos
infecciosos y soluciones acuosas que contienen tales
desechos.
desechos.
Además, las universidades y otras instalaciones
de investigación producen igualmente cantidades considerables de
tales desechos. Por ejemplo, al realizar experimentos en líneas
celulares, tejidos o animales, es común introducir colorantes,
químicos tóxicos o agentes infecciosos dentro del sujeto sometido a
ensayo. Además, los materiales radiactivos se usan comúnmente como
herramienta para favorecer la investigación química, bioquímica,
farmacéutica, biomédica u biológica cuando estos compuestos se
metabolizan e incorporan dentro del cuerpo. Después de la
conclusión del ensayo y de los análisis, debido a la introducción de
agentes infecciosos o material peligroso para el medioambiente o
radiactivo en el tejido, el tejido restante o la carcasa del animal
puede ser clasificada como "residuo médico regulado", desecho
peligroso para el medio ambiente o residuo radiactivo de bajo nivel
(RRBN). Además, los desechos animales, camas de animales, materiales
de manipulación y otras materias expuestas a cualesquiera fluidos o
excreciones corporales animales también necesitan ser tratados como
material de desecho infeccioso o peligroso para el medioambiente,
requiriendo de este modo la eliminación según las normativas
gubernamentales aplicables.
Además, hoy en día es habitual que las
organizaciones sanitarias limpien el material, los instrumentos o
las áreas superficiales expuestas a agentes infecciosos, incluyendo
los agentes zoonóticos, con desinfectantes tales como formaldehído
o glutaraldehído. La solución de limpieza usada se considera desecho
líquido peligroso para el medio ambiente y se debe desechar también
cumpliendo las normativas gubernamentales. El coste de la
eliminación de tales desechos, sobre una base institucional, puede
ser bastante alto. Además, el formaldehído, el glutaraldehído, los
fenoles y materiales similares, se usan comúnmente para embalsamar
tejidos y en la fijación de materiales biológicos infecciosos. De
este modo, estos tejidos y los agentes fijadores también se pueden
eliminar como "desechos médicos regulados", desechos peligrosos
para el medioambiente, o desechos mixtos según las normativas
gubernamentales
aplicables.
aplicables.
Además, las carcasas animales que contienen
compuestos marcados con ^{14}C o ^{3}H u otros radioisótopos se
clasifican como RRNB. Debido al hecho d que las directrices
estatales y federales regulan la eliminación de RRNB, se deben
tomar precauciones especiales en su eliminación. Actualmente, los
dos procedimientos comúnmente utilizados en la eliminación de este
tipo de residuos son la incineración y el enterramiento.
Actualmente, las leyes federales permiten la incineración solamente
cuando la carcasa del animal contiene una concentración de
radioisótopos inferior a un nivel determinado. Sin embargo, incluso
cuando las concentraciones de radioisótopos son inferiores a este
nivel, la incineración se puede ver limitada, además, por las
agencias estatales y locales. Cuando los niveles de radiactividad
en las carcasas de los animales son inferiores a los niveles de
minimis aceptables definidos por las autoridades federales,
estatales y locales, la eliminación de las mismas no está sujeta a
ninguna normativa adicional como desecho radiactivo. Sin embargo,
para complicar aun más la cuestión, se prohíbe en cualquier
circunstancia la incineración de carcasas animales radiactivas
en algunas de las principales áreas metropolitanas. Sin embargo, el
propio procedimiento general de incineración, incluso cuando no
están implicados materiales radiactivos, está sujeto a normativas
adicionales, tales como las que requieren la autorización de una
agencia medioambiental estatal o local. Además, los futuros mayores
requisitos para los diseños y el funcionamiento de las
incineradoras en las normativas de aire limpio ponen en duda la
disponibilidad continuada de la incineración con método práctico
para la eliminación de las carcasas animales clasificadas como RRNB
o para cualesquiera carcasas no-radiactivas o
desechos patológicos humanos.
Actualmente, la única alternativa real a la
incineración de carcasas animales radiactivas es enterrar las
carcasas en una instalación autorizada de eliminación de RRNB. Este
procedimiento conlleva el empaquetado de todas las carcasas con cal
y absorbentes, volver a empaquetarlas en tambores especiales y
transportar los tambores a un sitio RRNB. Actualmente hay solamente
dos sitios de este tipo en los Estados Unidos, situados en Hanford,
Washington, y
Bandwell, Carolina del Sur. Debido al número limitado de sitio de enterramiento, que funcionan actualmente en los Estados Unidos es extremadamente costoso eliminar cualquier desecho radiactivo por este procedimiento; es desproporcionadamente caro para las carcasas animales que contienen desechos radiactivos de bajo nivel debido a la dimensión y el peso de la carcasa. Debido al coste extremadamente elevado asociado al enterramiento y a las limitaciones de acceso a los sitios actuales, la viabilidad del enterramiento como procedimiento de eliminación de carcasas animales clasificadas como RRNB sigue siendo dudosa.
Bandwell, Carolina del Sur. Debido al número limitado de sitio de enterramiento, que funcionan actualmente en los Estados Unidos es extremadamente costoso eliminar cualquier desecho radiactivo por este procedimiento; es desproporcionadamente caro para las carcasas animales que contienen desechos radiactivos de bajo nivel debido a la dimensión y el peso de la carcasa. Debido al coste extremadamente elevado asociado al enterramiento y a las limitaciones de acceso a los sitios actuales, la viabilidad del enterramiento como procedimiento de eliminación de carcasas animales clasificadas como RRNB sigue siendo dudosa.
Es conocido en la técnica que los niveles bajos
de algún desecho radiactivo se pueden eliminar en un alcantarillado
sanitario según las normativas federales con registro y/o vigilancia
apropiada. Esto incluye los isótopos en solución acuosa a niveles
inferiores a la concentración máxima permisible (CMP) definida por
10. C.R.P. 20 y los radioisótopos en desechos humanos. Tal
tratamiento se ha utilizado, por ejemplo, en la eliminación de
desechos radiactivos generados por muchos pacientes sometidos a
tratamientos contra el cáncer. Hoy en día, un procedimiento
habitual para tratar el cáncer es la radioterapia, que a menudo
implica la absorción de compuestos radiactivos. Muchos de estos
compuestos radiactivos salen eventualmente del cuerpo a través de
las excreciones fecales y urinarias. Estas excreciones contendrán
pequeñas cantidades de material radiactivo. Sin embargo, este
material radiactivo se elimina a través de la red general de
alcantarillas porque el nivel de los materiales radiactivos
descargados por el cuerpo en el sistema de alcantarillado está
suficientemente diluido de manera que ya no plantea ningún peligro
para la seguridad y la sanidad pública. Este procedimiento es bueno
en lo concerniente a las normativas estatales y federales de
eliminación de RRNB. Sin embargo, los RRNB contenidos en restos
animales no se puede eliminar fácilmente a través de tales medios
porque los animales son desechos naturalmente sólidos.
También es conocido en la técnica que las
sustancias que contienen queratina, tales como el cabello o las
uñas, se pueden disolver mediante hidrólisis ácida o alcalina, como
se revela en el documento US-A- 1.974.554. Además,
es conocido que la hidrólisis de proteínas que contienen keratina se
puede llevar a cabo con disolvente alcalinos. Además, se revela
incluso en el documento
US-A-5,332,532 que tal hidrólisis se
puede utilizar sobre proteínas contaminadas con materiales
radiactivos.
El documento
US-A-5,332,532 revela un
procedimiento para eliminar tejido animal que contiene materiales
radiactivos produciendo una solución que contiene una concentración
sustancialmente de minimis de materiales radiactivos mediante
hidrólisis alcalina y dilución del tejido animal que contiene los
materiales radiactivos seguido de la eliminación de la solución de
minimis en un sistema de alcantarillado o sistema séptico. Además,
se presenta un aparato para poner en práctica el procedimiento
anterior que comprende un tanque capaz de formar un recipiente de
reacción cerrado con un disolvente altamente básico en su interior.
El aparato comprende, además, un medio para calentar el disolvente
altamente básico y medios para filtrar y eliminar la solución de
radiactividad de minimis formada dentro del tanque.
El documento
US-A-5,384,092 revela la
esterilización de desechos hospitalarios infecciosos para generar un
residuo que es apropiado eliminar. Se proporciona una primera etapa
de digestión a temperaturas elevadas y en condición altamente
alcalina durante una a tres horas. Esta etapa se combina con la
fragmentación necesaria, por ejemplo trituración, pulverización y
similar, para garantizar una licuefacción sustancialmente completa
de los residuos. Los productos líquidos de reacción de la primera
etapa se neutralizan a un pH ligeramente alcalino, por ejemplo
7,5-9,5, y el desecho se somete entonces a digestión
enzimática con una enzima proteolítica apropiada durante un corto
periodo de tiempo. Preferiblemente, este tratamiento de proteinasa
se combina con otra fragmentación para reducir, además,
cualesquiera partículas sobredimensionadas que puedan permanecer en
el desecho después del tratamiento. Se continúa el tratamiento
enzimático durante un periodo de entre 30 y 90 minutos a
temperaturas más apropiadas para la enzima seleccionada y da como
resultado una hidrólisis sustancialmente completa de las proteínas
en el desecho. Finalmente, el desecho tratado a partir de la segunda
etapa de digestión enzimática se inocula con entre el 8 y el 20% de
un esterilizante, preferiblemente hipoclorito sódico y el pH se
reduce a un pH ácido de entre aproximadamente 3 y aproximadamente 6,
y el residuo inoculado se mantiene durante un periodo de tiempo
prolongado, de entre aproximadamente 30 y aproximadamente 120
minutos a una temperatura elevada para garantizar la esterilización
esencialmente completa del líquido que se puede concentrar o
deshidratar par su eliminación.
El documento
US-A-5,013,458 revela un
procedimiento y un aparato para la reducción de patógenos en un
desecho donde el lodo drenado que tiene un contenido sólido en el
intervalo del 10-60% se mezcla con un aditivo
seleccionado en el grupo constituido por el grupo óxido de calcio o
carbonato de calcio. La hidratación a hidróxido de calcio se
produce con una liberación asociada de calor. A continuación el pH
del lodo se eleva y se retiene el calor de la reacción de
hidratación dando como resultado la neutralización efectiva de los
patógenos.
De los procedimientos conocidos de eliminación
de desechos infecciosos, peligrosos para el medioambiente o
radiactivos de nivel bajo, cada uno se enfrenta a un futuro
indeterminable bajo una extensión siempre cambiante de las leyes
medioambientales. Además, poner una alcantarilla innecesaria en
presupuestos de investigación y gestión de desechos muy cargados de
hospitales, universidades y otras instituciones es extremadamente
costoso. De este modo, persiste la necesidad de medios para tratar
de manera segura y económica la materia de desecho que contiene
materiales infecciosos, peligrosos para el medioambiente o
radiactivos, y para la eliminación segura y adecuada de los
materiales de desechos acuosos y sólidos resultantes.
Esta necesidad se satisface y las limitaciones y
gastos de la técnica anterior se solucionan, según los principios
de la presente invención, proporcionando un sistema y un
procedimiento para producir una solución y un desecho sólido
desechables de manera segura a partir de tejidos humanos o animales
infecciosos o peligrosos para el medioambiente, desechos médicos
regulados, como se expone en las reivindicaciones 1 y 13. Las
realizaciones preferidas de la presente invención se pueden
desprender también de las reivindicaciones dependientes. Esta
invención proporciona un sistema para producir una solución estéril
y un desecho sólido estéril desechables de manera segura.
Los materiales peligrosos para el medioambiente
se pueden retirar de la digestión y ser eliminados por separado de
manera apropiada, tal como en un vertedero especialmente diseñado o
una incineradora. Se puede añadir parafina o cera a los DMR antes
de o después del ciclo de digestión. Al calentar los materiales, la
parafina ola cera se funde y se distribuye a través de la solución
acuosa. Después de haber sido digerido el desecho y enfriada la
solución acuosa, se separan los materiales lipídicos y estos flotan
en la superficie de la solución donde se vuelven a solidificar al
enfriarse a temperatura ambiente. Los materiales lipídicos de
desecho soluble se pueden retirar entonces de la fase acuosa por
separación de la fase sólida porque estos se han incorporado en la
fase lipídica. De esto modo, retirar la fase lipídica de la solución
elimina también de manera eficaz los materiales lipídicos solubles
peligrosos para el medioambiente no degradados o por el contrario
consumidos en el tratamiento alcalino.
Tal como se usa en la presente memoria,
"desecho médico regulado", significará cualquier desecho que
contenga potencialmente agentes infecciosos que puedan causar
infección en seres humanos o animales. Tal desecho médico regulado
incluye pero no se limita a tejidos (humanos o animales), ropa,
plástico, papel, carcasas animales, camas de animales y otras
materias que contengan potencialmente agentes infecciosos o
peligrosos para el medio ambiente.
Por consiguiente, un objeto de esta invención es
proporcionar un sistema y un procedimiento para tratar y eliminar
de manera segura materia de desecho que contenga elementos
indeseables, tales como elementos o agentes infecciosos, peligrosos
para el medioambiente, peligrosos o radiactivos.
\vskip1.000000\baselineskip
La figura 1 es una representación esquemática
del sistema provisto por una realización actualmente preferida de
la invención.
La figura 2 es una representación de un diagrama
de flujo del procedimiento provisto por una realización actualmente
preferida de la invención.
Las figuras 3A, 3B y 3C son vistas lateral,
superior e inferior, respectivamente, de un contenedor de retención
para recibir y almacenar la materia de desecho en el interior de la
cámara del recipiente durante el ciclo de digestión;
La figura 4A muestra una vista de despiece
ordenado de un único dispositivo equilibrador de vacío proporcionado
por la invención;
Las figuras 4B y 4C muestran el equilibrador de
vacío de la figura 4A en sus estados abierto y cerrado,
respectivamente; y
Las figuras 5A-5D muestran
diversas vistas de medios inyectores en agitación provistos por esta
invención.
\vskip1.000000\baselineskip
La invención comprende un sistema y un
procedimiento para tratar y eliminar de manera segura materia de
desecho que contiene agentes o elementos indeseables, tales como,
pero no limitándose a materiales infecciosos, peligrosos para el
medioambiente, peligrosos y radiactivos. El sistema y el
procedimiento de esta invención están diseñados y destinados a
satisfacer todas las leyes o normativas federales, estatales y
locales actualmente existentes aplicables a la eliminación de tales
desechos.
El procedimiento de la invención comprende las
etapas de proporcionar un recipiente hermético, proporcionar un
disolvente altamente básico, sumergir la materia de desecho que
contiene los elementos indeseables dentro del disolvente en el
interior del recipiente, calentar el disolvente y la materia de
desecho, y dejar que la materia de desecho permanezca dentro del
disolvente hasta que sea digerida, formando de este modo una
solución acuosa estéril y un desecho sólido estéril. La extensión
de la digestión o degradación de la materia de desecho se puede
aumentar tratando el desecho a presión superior a una atmósfera. A
continuación después del enfriamiento, el producto final de
postdigestión se puede eliminar directamente a través de un medio de
eliminación convencional, tal como alcantarillado sanitario o
vertedero o incluso se puede usar como agente de fertilización en
aplicaciones de usos agrícolas. Si se prefiere, la etapa de
postdigestión puede incluir también el aclarado o el enjuague del
producto de desecho resultante y del interior del recipiente. El
sistema y el procedimiento de esta invención reducen también
sustancialmente la cantidad de desecho sólido postdigestión a
eliminar.
Los inventores de la presente invención han
determinado que se puede determinar la digestión completa (curvas
de tiempo/temperatura) midiendo el índice de producción de
aminoácidos a medida que avanza el proceso de digestión. cuando
este proceso alcanza una asíntota, se considera completada la
digestión.
En funcionamiento, cuando el operador está listo
para eliminar la materia de desecho, tal como por ejemplo carcasas
o restos animales, la materia de desecho se coloca dentro de un
contenedor de retención que a continuación se coloca en el interior
del recipiente. La tapa del recipiente se fija mediante garras de
tapa convencionales. La carga de materia de desecho colocada en el
recipiente para su digestión debería ser al menos del 10% de la
capacidad del recipiente (en peso) pero no superior al 40% del peso
total de la capacidad del recipiente. Se inicia entonces el ciclo
de diges-
tión, dan finalmente como resultado la inmersión total de la materia de desecho en el disolvente altamente básico.
tión, dan finalmente como resultado la inmersión total de la materia de desecho en el disolvente altamente básico.
Para los fines de esta solicitud, un
"disolvente altamente básico" puede incluir una solución acuosa
1-2 molar (M) de un hidróxido de metal alcalino o
un hidróxido de metal alcalinotérreo. Preferiblemente, este
disolvente debería tener un pH al menos superior a 13,
preferiblemente en el intervalo de 13 a 14. Se prefiere una solución
acuosa de hidróxido de sodio (NaOH - también conocido comúnmente
como hidrato de sodio) o hidróxido de potasio (KOH - también
conocido comúnmente como potasa cáustica o hidrato de potasio.
Aunque se prefiere una solución acuosa de NaOH o KOH, también son
apropiada soluciones que contienen óxido de calcio (CaO - también
conocido comúnmente como cal quemada, cal cáustica o cal viva),
hidróxido de amonio (NH_{4}OH - también conocido comúnmente como
agua amoniacal) o hidróxido de magnesio. Un ejemplo de un disolvente
altamente básico apropiado puede consistir en una solución de 0,1 M
a 2,5 M de NaOH en agua. o aproximadamente hidróxido de sodio al
0,4% - 10% (en peso) en agua.
Durante la digestión, el material hidrolizable
se debería sumergir en una cantidad suficiente de disolvente de
manera que el material se pueda digerir. Una relación que garantiza
la base de exceso para llevar a cabo la digestión de la materia de
desecho hasta la conclusión, particularmente el tejido animal, es
una relación de 1:10 de hidróxido de metal alcalino respecto del
peso húmedo de tejido. Otra expresión de esta relación es 40 kilos
de NaOH disuelto en 900 litros de agua añadidos a 100 kilos de
proteína en seco o 40 kilos de NaOH en 500 L de H_{2}O añadidos a
500 kilo de materia de desecho fresca o congelada en peso. Estas
relaciones se dan solamente como instrucción de cómo llevar a cabo
el procedimiento y operar el sistema establecido en el presente
documento y no limitar la naturaleza o el alcance de la invención,
usando el sistema y el procedimiento descritos en el presente
documento se pueden encontrar relaciones más económicas y exactas
que la puesta en práctica por la invención. con el fin de
garantizar la degradación de todos los desechos infecciosos,
incluyendo las células procariotas, el disolvente altamente básico
se debería calentar a una temperatura de al menos 100ºC, y
preferiblemente 110ºC a 150ºC.
Se prefiere dejar que la reacción se lleve a
cabo en un recipiente de reacción cerrado después de sumergir la
materia de desecho en el disolvente. Reducir la cantidad de CO_{2}
disponible para la reacción es beneficioso para mantener el índice
y la estequiometría ideales de la reacción. Esto se puede hacer
retirando o limitando simplemente cualquier contacto que pudiese
tener el disolvente altamente básico con el medioambiente.
En el caso de que la reacción entre la materia
de desecho tal como una carcasa animal y el disolvente altamente
básico avance a su velocidad natural, podría tardar un tiempo poco
práctico. Por lo tanto, es ventajoso incrementar la velocidad de
reacción más allá de su progresión natural. Una manera de aumentar
la velocidad del proceso de reacción es calentar el disolvente,
preferiblemente a temperatura de entre 110ºC y 150ºC. Llevar a cabo
la reacción en un recipiente hermético a mayor presión atmosférica
reduce también el tiempo de reacción necesario para la digestión
del tejido animal. Una realización preferida incluye calentar el
disolvente a una temperatura de aproximadamente 150ºC durante un
periodo de aproximadamente tres (3) horas a una presión de
aproximadamente 2,8 atmósferas. Se ha encontrado que la regla
básica de la termodinámica o la "Regla Q 10" se aplica también
a esta invención porque para cada elevación de 10 grados Celsius de
temperatura, la velocidad de reacción para la reacción química que
se lleva a cabo dentro del recipiente cerrado se incrementa dos
veces, dando como resultado de este modo la reducción del tiempo de
reducción en aproximadamente el 50%. Tal fenómeno se basa en la
ecuación arrhenius. En la presente invención, se ha encontrado que
los siguientes tiempos mínimos de digestión y los tiempos d ciclos
programados automatizados son eficaces a algunas temperaturas
predeterminadas:
\vskip1.000000\baselineskip
Además, los detergentes a una concentración de
hasta el 1% respecto del disolvente, ejemplo de lo cual son
laurilsulfato o desoxicolato de sodio, también se pueden añadir para
aumentar la velocidad de digestión, si se desea. Se debería
subrayar que la adición de los detergentes al solvente también tiene
la ventaja añadida de dispersar los lípidos no saponificables, y
favorecer la esterilización de materiales biológicos.
Finalmente, la velocidad de reacción dependerá
de variables específicas tales como: la temperatura del disolvente,
la presión en el recipiente de reacción, la naturaleza y el volumen
de la materia de desecho, es decir, la dimensión física de las
carcasas o el tejido de desecho, y la relación de la materia de
desecho respecto del volumen del disolvente altamente básico. Como
la velocidad de reacción varía, el tiempo que la materia de desecho
debe permanecer sumergida en el disolvente también varía. Sin
embargo, sin tener en cuenta la velocidad, la materia de desecho
debería permanecer completamente sumergida dentro del disolvente
hasta solubilizarse e hidrolizarse. Dejando que la materia de
desecho permanezca en el disolvente hasta que se termine su
digestión ayudará también a producir una solución más estéril.
Una vez que se ha digerido la materia de desecho
tal como un tejido animal, quedan dos tipos de restos sólidos. el
primer tipo de resto consiste en materiales de goma, plástico o
celulósicos que el animal de laboratorio puede haber ingerido, así
como los restos que quedan de procedimientos experimentales o
quirúrgicos, tales como pinzas quirúrgicas, suturas, vidrio y
trozos de plástico o papel. Los elementos sólidos de este tipo
nunca incorporan isótopos radiactivos. Una vez esterilizados, tales
elementos tampoco se consideran desechos biomédicos por la mayoría
de las autoridades competentes. Este tipo de restos se puede a
menudo eliminar simplemente como desecho sólido estéril ordinario
al ser aislado de la solución y lavado.
El segundo tipo de restos sólidos que permanecen
sin disolver incluye partes inorgánicas de los dientes y la
estructura esquelética del animal. A menos que se use un
radioisótopo capaz de incorporarse dentro de la parte inorgánica de
los huesos y los dientes, el componente inorgánico de los restos
esqueléticos no contendrá el isótopo radiactivo y se podrá eliminar
como desecho estéril sólido. Los restos esqueléticos, cuando se
eliminan del disolvente y se lavan, son extremadamente friables.
Después de la digestión de la material de
desecho biológico en el disolvente y la eliminación de los restos
sólidos, la solución puede comprender una concentración diluida de
isótopos radiactivos que cumplen los requisitos MCP de las
normativas federales, así como una mezcla alcalina de sales de metal
alcalino de aminoácidos y péptidos, ácidos de azúcar, nucleótidos,
pequeños péptidos, ácidos grasos de lípidos, fosfatos de lípidos y
descomposición de ácido nucleico, sales de calcio solubles,
pigmentos, azúcares, alcoholes de azúcar, hidrocarburos, y ácidos
inorgánicos derivados de electrolitos normalmente en solución en
fluidos corporales. Estos subproductos son idénticos a los
liberados en grandes cantidades a partir de sobras de comida y
desechos de todas las cocinas comerciales y domésticas. De este
modo, la solución contiene compuestos no-tóxicos y
biodegradables por bacterias u hongos que se encuentran en sistemas
de tratamiento de suelo y alcantarillas y posiblemente una cantidad
muy diluida de soluto radiactivo.
Debido al hecho de que al final del ciclo de
digestión la solución contiene solamente materiales
no-tóxicos biodegradables y el agua liberado del
tejido animal, no se requiere otra dilución de la solución para una
eliminación segura. Sin embargo, se llevará a cabo otra dilución
para reducir la alcalinidad de la solución mediante el aclarado del
recipiente y los restos orgánicos con agua de exceso, por el
co-enjuague regulación de la temperatura para el
efluente, y el volumen general de efluente diario del sitio, la
institución o la compañía. (Normalmente las normativas aplicables
locales, estatales y federales no permiten la dilución deliberada
de desechos radiactivos solubles). Sin embargo, a estas alturas, la
concentración de radioisótopo en la solución debería ser buena
dentro del nivel que se puede liberar con seguridad a una
alcantarilla sanitaria.
Esta solución acuosa neutra y estéril que
contiene los productos de descomposición de células y tejidos, y
puede contener restos de solutos radioisotópicamente marcados, se
puede eliminar con seguridad utilizando procedimientos comúnmente
utilizados para eliminar sustancias diarias biodegradables y
no-tóxicas. Es completamente seguro eliminar esta
solución utilizando medios de eliminación tales como sistemas de
alcantarillado sanitario y otros medios de eliminación apropiados
para la eliminación de estos compuestos biodegradables simples.
Volviendo ahora a la figura 1, se muestra
esquemáticamente un sistema 10 preferido para llevar a cabo la
invención, que comprende una cámara o recipiente de reacción
cerrada 12 capaz de contener la solución de disolvente y la materia
de desecho como el tejido o la carcasa animal o desecho médico
regulado. Una parte del recipiente 12 se define mediante una
estructura de doble pared para los fines mencionados más adelante.
Naturalmente, el recipiente se debe construir a partir de material
capaz de resistir los niveles de pH, las temperaturas y las
presiones empleadas en esta invención. Tal material apropiado es
acero inoxidable. el recipiente 12 debe también ser capaz de
cerrarse de una manera estanca al aire para proporcionar el entorno
necesario dentro interior del recipiente 14 para que el ciclo de
hidrólisis alcalina controlada sea realizado hasta su terminación.
De este modo, la tapa o cubierta 16 del recipiente 12 debe ser capaz
de cerrarse herméticamente, ser estanco al aire y a la presión,
para resistir las temperaturas y las presiones del ciclo de
digestión y prevenir la introducción inadvertida de atmósfera
(particularmente dióxido de carbono) en el interior del recipiente,
o lo que es más importante, prevenir el escape o la salida
inadvertida del contenido del interior del recipiente hacia la
atmósfera. Tal cierre del recipiente se puede conseguir por garraras
convencionales de tapa bien conocidas en la industria (no
mostradas).
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El sistema y el procedimiento llevados a cabo
por esta invención son controlados por un medio controlador lógico
programable convencional (PLC) (no mostrado) definido por un
controlador de máquina multibucle programable, informatizado para
funcionamiento automatizado. Tal medio de control incluye
preferiblemente una pantalla de información, una unidad de disco
para el software de programa de automatización, y un teclado para la
introducción o funcionamiento manual alternativa.
El sistema 10 incluye, además, un transductor de
peso 18 (mostrado esquemáticamente) acoplado a una o más de las
patas del recipiente 12 o que determina el peso de la materia de
desecho recibida dentro del recipiente y o para generar una señal
de salida que indica tales datos de peso. El transductor se
preajusta de manera que el peso del recipiente sin el contenido es
igual a peso cero. Los datos de peso del contenido se introducen
entonces en el medio de control PLC para, basado en los datos de
salida del peso, determinar las cantidades apropiadas de agua y
disolvente a introducir en el interior del recipiente, utilizando
una fuente de alimentación de agua 20, mediante un conducto 20a, y
una bola o boquilla rociadora 20e situada en el interior del
recipiente 12, y una fuente de alimentación de disolvente 22, por
un conducto 24 de bucle de disolvente y una bomba 26. El disolvente
se inyecta en el interior del recipiente 12 a través de medios de
inyección 28, que se muestran esquemáticamente en la figura 1 y más
en detalle en las figuras 5A a 5D. Los medios de inyección 28
mezclan y agitan el contenido del interior del recipiente 14 y
favorecen la interacción entre el disolvente altamente básico y la
materia de desecho que está siendo digerida dirigiendo el flujo de
la solución de disolvente hacia arriba en la parte inferior 62 del
contenedor 60 (véase la figura 5A) para mantener el contenido dl
recipiente en movimiento y prevenir que la materia de desecho se
acumule en el fondo del recipiente 60 y sin mezclar a fondo con el
disolvente. De este modo, los medios inyectores de agitación también
acortan el tiempo de ciclo de digestión.
Se apreciará que esta invención no se limita a
los medios inyectores de agitación descritos y mostrados en la
presente memoria sino que contempla cualquier medio que introduce el
disolvente en el interior del recipiente. La simple introducción de
disolvente dentro del recipiente "mezclará" la solución de agua
alcalina con la materia de desecho. Introducir calor también induce
el mezclado. Además, la agitación del contenido se puede conseguir
por diversos medios, incluyendo mecanismos externos acoplados al
recipiente, tal como un conjunto basculante o agitador que mueve
físicamente el recipiente. Todos los medios alternativos de este
tipo para agitar o mezclar el contenido del recipiente son
contemplados por esta invención.
Como se ha mencionado anteriormente, el proceso
preferido requiere que la solución de disolvente se caliente para
acelerar el proceso de digestión para disolver por completo el
tejido animal, las carcasas animales o los desechos médicos. Con
este fin, se incluye, además, en el sistema 10 un medio de
calentamiento preferiblemente definido por una camisa de vapor 30
de acero inoxidable dispuesta circunferencialmente alrededor de los
lados verticales y la base del recipiente 12 para calentar el
interior del recipiente a un primer nivel de temperaturas
predeterminadas después de la introducción de agua y disolvente en
el interior del recipiente 14. El agua calentada o el vapor circula
entre las paredes del recipiente 12 de doble pared. Aunque la camisa
de vapor define una realización preferida, se podría utilizar
cualquier medio de calentamiento comúnmente conocido y usado para
calentar soluciones en esta invención. El vapor se suministra a la
camisa 30 mediante una fuente de alimentación 32 de vapor y un
conducto 32a provisto de una válvula de cierre 32b y una válvula de
regulación 32c. El sistema incluye, además, un orificio de purga
34, que está dispuesto en el estado abierto al inicio del ciclo y
que después se cierra mediante el medio de control PLC cuando la
temperatura dentro del recipiente alcanza una primera temperatura
predeterminada. Se indica la temperatura dentro del recipiente 12
mediante un termopar 36a de recipiente, mientras que la presión en
el interior del recipiente se indica mediante un transductor PSI
38. La temperatura dentro del bucle de disolvente se indica mediante
un termopar de bucle 36.
En la realización preferida, se utiliza un
aparato eductor 40 para crear el vacío en el interior 14 del
recipiente. Cuando el orificio de purga 34 se abre y se admite la
descarga de aire al eductor por la fuente de alimentación 20 de
agua a través del conducto 20b, la acción del eductor retira el aire
y cualquier gas oloroso del interior del recipiente a través del
conducto 34a, con lo cual el aire u el gas oloroso quedan
eventualmente atrapados con el gas de descarga en el eductor 40,
para, a su vez, ser retirado del sistema por un conducto de
evacuación 42a al desagüe sanitario 42. La temperatura del fluido
en el desagüe se puede indicar mediante un termopar 44 para vigilar
la temperatura del efluente antes de la eliminación en un sistema de
alcantarillado sanitario. El eductor creador de vacío reduce
considerablemente los gases olorosos que se pueden escapar de las
carcasas que se están pudriendo mientras el recipiente se está
llenando, antes de que se cierre la válvula de ventilación 34.
En el ciclo, una vez que se ha evacuado el
contenido del recipiente después del ciclo de digestión
(calentamiento y enfriamiento), se aclara el interior del
recipiente mediante la bola rociadora 20e con el desagüe 41 abierto.
Después de unos pocos minutos, el desagüe 41 se cierra para
permitir que el recipiente empiece a llenarse de agua. Una vez que
el recipiente está lleno hasta el punto donde se cubre la materia de
desecho, entonces se agita el contenido inyectando la solución de
agua a través de medios inyectores 28 durante unos pocos minutos
para incrementar el efecto de aclarado. A continuación se vuelve a
abrir el desagüe 41 y se evacua el contenido líquido del
recipiente. Después, si se desea o si fuese necesario, el desagüe 41
se cierra durante un segundo periodo de tiempo y se llena de nuevo
el recipiente de agua. A continuación de puede aplicar calor de
nuevo al recipiente para calentar el líquido dentro del recipiente
a aproximadamente 105ºC (190ºF), con lo que se inicia un
intercambio inverso de iones. El tiempo y la temperatura usados en
esta etapa de calentamiento postdigestión puede variar.
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Para equilibrar o controlar el vacío que se está
creando dentro del recipiente durante el ciclo de enfriamiento
postdigestión y para prevenir que el vacío impida la evacuación del
recipiente, se proporciona un dispositivo de equilibrado del vacío
46 mostrado y mencionado más adelante en relación con las figuras
4A-4C que admite selectivamente aire ambiente en el
interior del recipiente cuando la presión del vacío interno alcanza
o sobrepasa la presión de umbral del equilibrador de vacío 46.
Aunque el equilibrador de vacío mostrado y mencionado en la
presente memoria es de un diseño único, cualquier dispositivo
equilibrador de vacío que no tenga escapes de fluido o recoja
fluido condensado puede ser apropiado para el funcionamiento eficaz
de la invención.
En relación ahora con la figura 4A se muestra un
equilibrador de vacío en detalle que comprende una garra de vacío
47, un tapón de vacío 48, una caperuza de extremo anular 49, una
junta de vacío 50, una junta tórica 51, una arandela plana 52, un
tornillo de cabeza hueca 53, una parte de contera superior 54, una
parte de contera inferior 55, un resorte 56 y una caperuza de
termómetro 57. En su estado cerrado como se muestra en la figura
4C, un resorte 56 empuja el tornillo de caperuza 53, la arandela 52
y el tapón de vacío 48 hacia arriba de manera que la junta tórica
51 enganche colindantemente la junta de vacío 50, previniendo de
este modo que pase cualquier aire a través de la misma. Cuando la
presión de vacío interno dentro del recipiente 12 alcanza un cierto
punto, vencerá la fuerza del resorte 56, permitiendo de este modo
que el tapón 48 se desplace hacia abajo haciendo que la junta
tórica 51 se desenganche de la junta 50, como se muestra en la
figura 4B, para admitir aire ambiente en el interior del recipiente
mientras el eductor 40 expulsa el aire fuera del interior del
recipiente.
El sistema preferido incluye, además, un
contenedor permeable capaz de contener el tejido de desechos o
restos o desechos médicos en el interior del recipiente 14 durante
el ciclo de digestión para sumergir completamente el tejido de
desecho dentro de la solución de disolvente. Como se muestra en las
figuras 3A-3C, tal contenedor incluye
preferiblemente un artículo cilíndrico 60 definido por una malla de
acero 62 que tiene una parte de reborde superior 64, una parte de
reborde inferior 66 y una tapa 68 para encerrar el tejido de desecho
dentro del recipiente 60. (Aunque la forma preferida del contenedor
es cilíndrica, otras formas no-cilíndricas son
apropiadas y se deberían considerar como pertenecientes al alcance
de la invención). Fijado a la tapa 68 hay preferiblemente un mango
68a. Como se muestra en las figuras 3B y 3C, tanto la tapa 68 como
el fondo del contenedor incluyen la malla de acero inoxidable 62,
que está preferiblemente construida a partir de malla de acero
inoxidable que tiene una malla de 0,312 cm a 0,625 cm. La tapa 68
se puede fijar amoviblemente al cuerpo 61 del contenedor mediante
medios convencionales. El mango 68a puede ir equipado de una parte
de ojete 68b para recibir medios de fijación para bajar y elevar el
contenedor dentro y fuera del interior del recipiente. Cuando se
digiere el tejido de desecho, el contenedor permeable 60 puede ser
levantado fuera del recipiente 12, o retirado fuera de otro
orificio dispuesto en el lateral del recipiente 12 durante una
eliminación de "lado limpio" como se menciona más adelante,
eliminando de este modo los residuos sólidos no digeridos que restan
dentro del contenedor 60. La altura "h" (figura 3A) y el
diámetro "d" (figura 3C) del contenedor pueden variar para
recibir cantidades variables de tejido de desecho o carcasas o
animales de dimensiones variables o de desechos médicos de volumen
y cantidad variables. Para los contenderos de mayor dimensión, puede
ser necesario emplear un sistema de grúa mecánica para bajar las
cargas más pesadas o más voluminosas de las carcasas de animales más
grandes o mayores cantidades de desecho médico en el interior del
recipiente.
Como se ha reseñado anteriormente, la
realización preferida incluye medios inyectores de agitación 28
mostrados en las figuras 5A-5D para acelerar la
velocidad de reacción entre la solución de disolvente y el tejido de
desecho manteniendo el disolvente en movimiento mientras se produce
la reacción. Tal medio se lleva a cabo haciendo circular el
disolvente por el bucle 24 y la bomba 26 (figura 1) e introduciendo
el disolvente en el interior del recipiente inyectándolo por
múltiple orificios de chorro formando ángulos variables generalmente
dirigidos al fondo del contendor de retención 60 (véase la figura
5A). Tal disposición mantiene el disolvente en movimiento en el
interior del recipiente, evitando también que la materia de desecho
se acumule en el fondo del contenedor 60, lo cual da como resultado
la prolongación o ralentización del proceso de digestión. Los
medios inyectores de agitación 28 comprenden preferiblemente una
pluralidad de reductores o boquillas de flujo concéntricos 28a
acoplados a miembros acodados respectivos 28b, que a su vez, se
acoplan en arco a miembros de tubo respectivos 28c, que finalmente
se acoplan a miembros en cruz respectivos 28d. Cada miembro en cruz
28d se conecta a un miembro de acoplamiento de tornillo 28e para
fijar el medio inyector al extremo superior del conducto acodado
24a. En una realización preferida, las boquillas opuestas 29a se
disponen formando un ángulo A incluido A de aproximadamente 22,5
grados (figura 5C) mientras que las boquillas opuestas 29b se
disponen formando un ángulo incluido B de aproximadamente 45 grados
(figura 5D), para mejorar la agitación y la acción de mezcla de los
inyectores para facilitar la reacción de digestión.
Como se muestra en la figura 5A, el conducto de
flujo entrante 24a que distribuye disolvente al inyector 28 se
extiende dentro y, de manera coaxial, y se extiende hacia arriba a
través del conducto de flujo saliente 24b. El conducto de flujo
entrante 24a es inferior en diámetro al conducto de flujo saliente
24b, de manera que el contenido interior acuoso del recipiente 24b
se puede evacuar hacia abajo dentro del conducto de flujo saliente
24b como se muestra por las flechas de referencia "a" en la
figura 5A. El conducto de flujo saliente 24b devuelve el disolvente
al bucle de disolvente 24 y la bomba 26 (véase la figura 1), y
cuando es necesario, a través de la válvula de evacuación 41 al
desagüe sanitario 42. Se entenderá por los expertos en la técnica
que los puntos de conexión "b" mostrados en la figura 5A deben
ser estancos y resistir el entorno altamente básico, de temperatura
elevada y de presión elevada. Se entenderá, además, que los medios
inyectores pueden incluir boquillas de inyección separadas
dispuestas en disposiciones fijas alrededor del interior del
recipiente para dirigir el disolvente a la materia de desecho. Se
pueden utilizar tales inyecciones fijas separadas en lugar de o
además del conjunto de inyectores 28 mostrado y descrito en la
presente memoria.
La figura 2 presenta un diagrama de flujo que
representa el proceso de ciclo de esta invención. En funcionamiento,
la materia de desecho se pesa y la relación de peso y agua y
disolvente se determina automáticamente por los medios de control
PLC (ventana a). La cantidad apropiada de agua (ventana b) y
disolvente (ventana c) se introduce entonces en el interior del
recipiente basándose en los cálculos de peso hechos por los medios
de control PLC. Se añade agua a la proporción del 60% de agua
respecto del 40% de tejido en peso. La solución alcalina se añade a
la concentración predeterminada sobre la base del peso del tejido.
Esto es típicamente equivalente a una solución de NaOH al 50%
añadida en peso a una relación del 15 al 20% del peso total de
tejido. El medio de calentamiento 30 (figura 1) calienta entonces
el interior del recipiente (ventana d) a la temperatura del ciclo
de digestión mientras se cierra el orificio de ventilación 34
(ventana e). el sistema 10 mantiene entonces esta temperatura
elevada durante un periodo de tiempo predeterminado (ventana f) como
el calculado por los medios de control PLC sobre la base del peso
de materia de desecho colocada en el recipiente para su digestión.
El sistema mantiene típicamente la temperatura de digestión a
aproximadamente 150ºC (302ºF) durante aproximadamente 3 horas, o si
funciona a temperatura inferior, durante un tiempo de al menos el
doble del tiempo de digestión para esa temperatura (doblando el
tiempo mínimo de digestión por cada incremento de temperatura de 10
grados Celsius) según la ecuación de termodinámica mencionada más
adelante.
A continuación, el sistema pasa a un ciclo de
enfriamiento después de la digestión en el cual se admite agua de
enfriamiento en el interior de la camisa de vapor 30 procedente de
la fuente de alimentación de agua 20 (figura 1) por el conducto 20c
para reducir la temperatura del interior del recipiente (ventana g).
Esto continua hasta que la presión interna en el interior del
recipiente alcance aproximadamente la presión atmosférica (101,3
kilopascales/14,7 PSI), mostrada como una lectura de cero en el
transductor o indicador de presión, que mide la presión superior a
1,0 atmósfera, Una vez que el sistema se enfría suficientemente, el
recipiente se evacua a la alcantarilla (desagüe sanitario 42)
mediante el medio de control que abre el orificio de ventilación 34
(ventana h) y desagüe 41 (ventana u) para evacuar el contenido
líquido del interior del recipiente hacia abajo a un punto
predeterminado, en cuyo punto el desagüe 41 se cierra (ventana j)
mientras el agua de aclarado continua introduciendo para enjuagar
el interior del recipiente (ventana k) hasta que el interior esté
preferiblemente medio lleno. En este punto en el ciclo, el interior
del recipiente se rocía con líquido de aclarado y se hace circular
el contenido a través de los inyectores 28 durante un tiempo
predeterminado antes de que se vuelva a abrir el desagüe para
evacuar cualquier material residual que quede en el interior del
recipiente (ventanas l y m). El desagüe se abre de nuevo (ventana n)
y el recipiente se vuelve a llenar parcialmente y se lleva a cabo
un ciclo final de aclarado caliente (ventanas o, p y q). En esta
etapa, se termina el ciclo de digestión y enfriamiento, y el
recipiente se puede abrir y el contenedor de retención se puede
retirar y vaciar. El contenedor vacío se vuelve entonces a poner en
su sitio en el interior del recipiente dejando listo el sistema para
un posterior funcionamiento.
Esta invención también presenta un procedimiento
para diferir o neutralizar materia de desecho que comprende tejido
orgánico o agentes infecciosos, biológicamente peligrosos,
peligrosos o radiactivos, sometiendo la materia de desecho a un
ciclo de hidrólisis alcalina controlada y generando un producto
resultante estéril apropiado para la eliminación sanitaria
convencional. El procedimiento preferido comprende las etapas
de:
- a)
- proporcionar un recipiente de reacción cerrado 12 acoplado a un medio de calentamiento-enfriamiento;
- b)
- recibir la materia de desecho dentro del recipiente de reacción cerrado 12;
- c)
- determinar el peso de la materia de desecho recibida dentro de dicho recipiente y generar datos de salida de peso mediante un transductor de peso 18 acoplado al recipiente 12;
- d)
- controlar la operación del sistema, incluyendo recibir y considerar los datos de salida de peso generados por el transductor 18 de determinación de peso y determinar las cantidades apropiadas de agua y disolvente a introducir en el interior del recipiente 12;
- e)
- después de determinar las cantidades apropiadas de agua y disolvente a introducir en el interior del recipiente en una cantidad determinada por el controlador PLC mediante la fuente de alimentación de agua 20 y el conducto 20a sobre la base de los datos de salida de peso, e introducir el disolvente altamente básico dentro del recipiente en una cantidad determinada por el controlador PLC sobre la base de los datos de salida de peso;
- f)
- calentar el interior del recipiente a un primer nivel de temperatura predeterminada mediante el medio de calentamiento (camisa de vapor 30) después de la introducción del agua y la solución alcalina en el interior del recipiente;
- g)
- (mezclar o agitar el contenido del recipiente para favorecer la interacción entre el disolvente y el tejido mediante los medios inyectores de agitación 28;
- h)
- seguir ventilando el interior del recipiente mediante el orificio de ventilación 34 al iniciarse el ciclo de digestión y cerrar el orificio de ventilación cuando la temperatura en el interior del recipiente alcanza una primera temperatura predeterminada;
- i)
- calentar el interior del recipiente a la temperatura del ciclo de digestión y mantener esta temperatura durante un periodo de tiempo predeterminado;
- j)
- enfriar el interior del recipiente después del funcionamiento del ciclo de digestión introduciendo agua de enfriamiento procedente de la fuente a de alimentación 20 al medio de calentamiento 30;
- k)
- hacer funcionar el eductor 40 y abrir el orificio de ventilación 34, creando por lo tanto un vacío, para retirar cualesquiera gases olorosos del interior del recipiente a lo largo de todo el resto del proceso de postdigestión;
- l)
- equilibrar el vacío creado por el eductor 40, por el equilibrador de vacío 46, para prevenir que tal vacío interfiera con la evacuación del recipiente admitiendo selectivamente aire ambiente en el interior del recipiente durante el resto del proceso de postdigestión;
- m)
- abrir el desagüe 41 para evacuar la parte de líquido digerido del contenido del recipiente e iniciar un aclarado por rociado abriendo la línea 20a para eliminar cualquier resto de la solución de disolvente de los restos de desecho sólido en el interior del recipiente;
- n)
- cerrar el desagüe 41 mientras se mantiene la línea de rociado 20a abierta para continuar el aclarado por rociado mediante la bola rociadora 20e, y abrir la línea de agua 20d para volver a llenar el recipiente de agua a aproximadamente 15,24 cm (6 pulgadas) por encima del fondo del contenedor de digestión 60 y volverá poner en marcha la bomba 26 para que recircule la solución de aclarado por todos los restos de desecho sólido a través del bucle 24 durante un tiempo predeterminado para permitir un aclarado adicional de los restos de desecho sólido;
- o)
- abrir el desagüe 41 para evacuar la parte de líquido de aclarado del contenido de recipiente;
- p)
- iniciar otro aclarador por rociado abriendo la línea 20a para eliminar, además, cualquier resto de solución de aclarado de disolvente de los restos sólidos;
- q)
- cerrar el desagüe 41 mientras se mantiene la línea de rociado 20a abierta y abrir la línea desagua 20d para, de nuevo volver a llenar el recipiente de agua a aproximadamente 15,24 cm (6 pulgadas) por encima del fondo del contenedor de digestión 60 y volver a poner en marcha la bomba 26 para recircular una solución de aclarado por todos los restos de desecho sólido durante un segundo tiempo;
- r)
- calentar la segunda solución de aclarado a una temperatura predeterminada y recircular la segunda solución de aclarado calentada durante un tiempo predeterminado para permitir eliminar cualquier solución de digestión arrastrada de los restos de desecho sólido.
- s)
- abrir el desagüe 41 para permitir la evacuación de la segunda solución de aclarado calentada;
- t)
- abrir la línea de rociado 20a para un aclarado final del interior del recipiente y los restos de desecho sólido mientras se mantiene el desagüe 41 abierto; y
- u)
- cerrar la línea de rociado 20a para interrumpir el aclarado y permitir la evacuación del contenido líquido del recipiente; y
- v)
- finalmente, abrir la tapa 16 del recipiente y eliminar los restos de desecho de la abertura primaria para su eliminación en un vertedero sanitario o para su uso como material fertilizante sólido.
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Como se ha mencionado anteriormente, una
característica adicional del recipiente cerrado es permitir la
eliminación de los restos de desecho sólido de a partir de una
abertura secundaria (no mostrada) dispuesta en el lado vertical del
recipiente. Esta característica permite que el recipiente se
posicione en tal configuración de manera que la abertura se pueda
situar dentro de una parte contaminada de la instalación, mientras
que las partes restantes del sistema se sitúan dentro de una parte
limpia de la instalación. Esto permitiría procesar y estilizar los
materiales contaminados, para que los restos de desecho estéril y
sólido sean eliminados por la abertura secundaria como restos
estériles en un área limpia de eliminación final. Después, la
abertura secundaria se cerrará antes de abrir la abertura primaria
para la carga de desecho para otro ciclo de procesamiento. Tal
configuración se denomina "alimentación de lado sucio/eliminación
de lado limpio". Tal realización modificaría la etapa (u)
anterior y quedaría como sigue:
- (u)
- finalmente, abrir el recipiente y retirar los restos de desecho sólido de la abertura secundaria para su eliminación en un vertedero sanitario o para su uso como material fertilizante sólido, a continuación cerrar y volver a sellar la abertura secundaria antes de abrir la abertura primaria para la carga de nuevos materiales de desecho para un posterior ciclo, en el cual la puerta o tapa del lado sucio y la puerta o tapa de lado limpio se bloquean electrónicamente para garantizar el cumplimiento de las normativas y prevenir la contaminación del lado limpio.
Finalmente, se expone a continuación un ejemplo
del sistema de esta invención y su procedimiento de funcionamiento
en uso.
Ejemplo
Uno
Antes de llenar el recipiente con, por ejemplo,
carcasas animales que contienen agentes infecciosos o peligrosos,
la tapa del recipiente se cierra adoptando la posición "cero"
en la escala de carga. A continuación la tapa se abre y se llena el
recipiente de materia de desecho hasta el volumen deseado.
Preferiblemente, la carga debería ser de al menos el 20% de la
capacidad del recipiente (en peso) pero no más de la capacidad en
peso del recipiente, en cuyo caso el sistema no funcionará y el se
deberá eliminar el exceso de peso. A continuación se cierra y
asegura la tapa del recipiente. El controlador PLC se activa
entonces para iniciar el proceso de digestión determinado en primer
lugar el peso de la materia de desecho en el interior del
recipiente. A continuación se inicia el ciclo de digestión con lo
cual el desecho se añade preferiblemente a la proporción del 60% de
desecho respecto del 40% de tejido en peso, se añade solución
alcalina a la concentración predeterminada sobre la case del peso
de tejido. Tal concentración es normalmente equivalente a una
solución de HaOH al 50% añadida en peso a una proporción del 15 al
20% del peso total de tejido.
A continuación se inicia la etapa de
calentamiento para elevar la temperatura del interior del recipiente
a la primera temperatura predeterminada del ciclo digestivo durante
un periodo de tiempo predeterminado para digerir completamente las
carcasas. En una realización preferida, el ciclo mantiene la
temperatura de digestión a al menos 110ºC, preferiblemente
aproximadamente 130ºC, y más preferiblemente aproximadamente 150ºC.
A 150ºC, el ciclo de digestión es normalmente aproximadamente de 3
horas de duración.
Una vez completado el ciclo digestivo, el medio
de control PLC inicia el ciclo de enfriamiento, utilizando agua
fría descargada a través de la camisa 30 del recipiente. Una vez
suficientemente enfriado, el recipiente se evacua al alcantarillo,
a continuación se rellena parcialmente de agua fría y se aclara el
interior. A continuación el recipiente se aclara de nuevo, se
rellena parcialmente de nuevo y esta segunda solución de aclarado
se calienta si se desea. Después de este aclarado caliente, el
recipiente se evacua y su contenido se rocía con un aclarado de
rociado. A continuación se completa el ciclo de enfriamiento y el
sistema se cierra mientras el desagüe se abre para vaciar
completamente el interior del recipiente.
Si el operador está presente al concluir el
ciclo de enfriamiento, el recipiente, en este punto se puede abrir
y retirar y vaciar el cesto que lleva el desecho. A continuación se
vuelve a colocar el cesto, dejando el sistema listo para un nuevo
ciclo. Sin embargo, en el caso en que no esté presente el operador
cuando se termina el ciclo de enfriamiento, cuando el ciclo
funciona por la noche, por ejemplo, el operador debería iniciar el
ciclo de aclarado durante un periodo de tiempo corto,
preferiblemente 30 segundos. Después de terminar el rociado final,
el recipiente se puede abrir y se puede eliminar de manera segura el
desecho.
Aunque la invención se ha descrito con una
realización preferida, los expertos en la técnica entenderán que se
pueden hacer modificación y variaciones sin salirse del alcance de
las invenciones expuestas en las siguientes reivindicaciones. Tales
modificaciones y variaciones se consideran dentro del ámbito y el
alcance de las reivindicaciones anexas.
Claims (24)
-
\global\parskip0.930000\baselineskip
1. Sistema para digerir o neutralizar materiales no deseables sometiéndolos a un ciclo de hidrólisis alcalina controlada para generar un producto resultante estéril apropiado para su desecho sanitario convencional o en vertedero, comprendiendo dichos materiales no deseables tejidos orgánicos, agentes biológicamente peligrosos o peligrosos y desechos médicos regulados, comprendiendo dicho sistema:- medios (12) para recibir los materiales no deseables, pudiendo dichos medios de recepción formar un recipiente de reacción cerrado;
- medios (18) para determinar el peso de los materiales no deseables recibidos dentro de dicho recipiente y para generar datos de salida de peso;
- medios para controlar el funcionamiento del sistema, para recibir y considerar los datos de salida de peso generados por dichos medios de determinación de peso para determinar las cantidades apropiadas de agua y de compuesto alcalino a introducir en el interior del recipiente;
- medios (20b) para introducir agua en el interior de dicho recipiente en una cantidad determinada por dichos medios de control basados en los datos de salida de peso;
- medios (28) para introducir un compuesto alcalino en el interior de dicho recipiente en una cantidad determinada por dichos medios de control basados en los datos de salida de peso;
- medios (30) para calentar el interior del recipiente a un primer nivel de temperatura predeterminada después de la introducción del agua y del compuesto alcalino en el interior del recipiente durante un periodo de tiempo suficiente para producir un producto resultante desechable de manera segura,
- medios (28) para mezclar el contenido del recipiente para favorecer la interacción entre el compuesto alcalino y los materiales no deseables; y
- medios (34) para ventilar el interior (14) del recipiente, pudiendo dichos medios de ventilación ser accionados para esta n estado abierto al iniciarse el ciclo y cerrarse mediante medios de control cuando la temperatura dentro del recipiente alcanza un primer nivel predeterminado;
- medios (20c) para enfriar el interior (14) del recipiente después del desarrollo del ciclo de hidrólisis alcalina introduciendo un refrigerante en el recipiente;
- medios (40) para crear un vacío en el interior (14) de dicho recipiente;
- medios (46) para equilibrar el vacío creado por dichos medios de vacío (40) dentro del recipiente para prevenir que el vacío que existe dentro de dicho recipiente sobrepase un nivel predeterminado durante el funcionamiento del sistema admitiendo selectivamente aire ambiente en el interior del recipiente durante el ciclo; y
- medios (20) para iniciar un aclarado por rociado para aclarar la solución digestiva de los restos sólidos.
- 2. Sistema según la reivindicación 1 que comprende, además:medios para drenar el contenido del interior de dicho recipiente,estando dicho medios de calentamiento adaptados para calentar el interior del recipiente a una segunda temperatura predeterminada de ciclo durante un periodo de tiempo predeterminado, después del cual dichos medios reducen la temperatura del interior del recipiente a una tercera temperatura predeterminada con lo cual la presión interna dentro del recipiente alcanza una presión cercana a 0 atmósferas, después de lo cual dichos medios de introducción de agua enjuagan el interior del recipiente y dicho medios de control abren dicho medio de ventilación y dicho medio de evacuación evacua el contenido del interior del recipiente hacia abajo a un nivel predeterminado, después de lo cual dicho medio de evacuación se cierra mientras los medios de introducción de agua siguen enjuagando el interior del recipiente hasta que es interior se llena parcialmente, después de lo cual se rocía el interior del recipiente con un líquido de aclarado final para aclarar y sacar por los medios de drenaje todos los compuestos que quedan en el interior del recipiente.
- 3. Sistema según la reivindicación 1, en el cual dicho líquido de aclarado comprende agua.
- 4. Sistema según la reivindicación 1, en el cual dicho refrigerante comprende agua.
- 5. Sistema según la reivindicación 1, en el cual dichos materiales no deseables comprenden, además, tejidos humanos y animales, carcasas animales, cadáveres humanos, desechos patológicos, desechos médicos regulados o tejidos radiactivamente contaminados.
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- 6. Sistema según la reivindicación 1, en el cual dichos materiales no deseables comprenden agentes de embalsamamiento, contaminantes tóxicos, patógenos, agentes antineoplásicos o agentes microbianos.
- 7. Sistema según la reivindicación 1, en el cual dichos agentes de embalsamamiento incluyen formaldehído, glutaraldehído y fenol.
- 8. Sistema según la reivindicación 1, en el cual dicho compuesto alcalino comprende hidróxido de sodio (NaOH).
- 9. Sistema según la reivindicación 1, en el cual dicho compuesto alcalino comprende hidróxido de potasio, óxido de calcio, hidróxido de amonio o hidróxido de magnesio.
- 10. Sistema según la reivindicación 1, en el cual dichos medios para determinar el peso (18) comprenden transductores de peso acoplados al recipiente.
- 11. Sistema según la reivindicación 1, que comprende, además, medios de termopar (36a) para vigilar la temperatura en el interior (14) del recipiente.
- 12. Sistema según la reivindicación 1, en el cual dichos medios para introducir compuesto alcalino y agua (20b, 28) comprenden un sistema de alimentación de bucle que incluye medios de conducto (24), una bomba (26) para bombear el compuesto alcalino desde una fuente de alimentación al recipiente por los medios de conducto a introducir en el interior del recipiente (14) a través de dichos medios de agitación (28) y un medio de termopar (36b) para vigilar la temperatura de bucle.
- 13. Procedimiento para digerir o neutralizar materiales no deseables tales como tejido orgánico, biológicamente peligrosos o peligrosos o desecho médico regulado sometiéndolos a un ciclo de hidrólisis alcalina controlada y generando un producto resultante estéril apropiado para la eliminación sanitaria convencional para su aplicación al terreno, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de:
- a)
- proporcionar un recipiente de reacción cerrado (12) acoplado a un medio de calentamiento-enfriamiento (30);
- b)
- recibir los materiales no deseables dentro de dicho recipiente;
- c)
- determinar el peso de los materiales no deseables recibidos dentro de dicho recipiente y generar datos de salida de peso;
- d)
- controlar el funcionamiento del sistema, incluyendo considerar los datos de salida de peso y determinar las cantidades apropiadas de agua y compuesto alcalino a introducir en el interior del recipiente;
- e)
- después de la etapa (d), introducir un compuesto alcalino dentro de dicho recipiente en una cantidad basada en los datos de salida de peso;
- f)
- después de la etapa (d) introducir agua en el interior de dicho recipiente en una cantidad basada en los datos de salida de peso;
- g)
- después de las etapas (e) y (f), calentar el interior (14) del recipiente a una primera temperatura durante un periodo de tiempo suficiente para producir un producto resultante desechable con seguridad;
- h)
- durante las etapas (e) y (f), iniciar un vacío dentro del orificio de ventilación (34a) del recipiente para eliminar los olores de desechos mientras se llena el recipiente;
- i)
- durante las etapas (e) y (f), mezclar el contenido del recipiente para favorecer la interacción entre el compuesto alcalino y los materiales no deseados;
- j)
- después de la etapa (g), enfriar el interior del recipiente a una temperatura predeterminada después del desarrollo del ciclo de digestión;
- k)
- después de la etapa (j) ventilar el interior del recipiente al alcanzar el recipiente una segunda temperatura predeterminada y la presión alcanza aproximadamente una (1) atmósfera;
- l)
- durante la etapa (k), crear un vacío en el interior del recipiente para eliminar los olores de su interior;
- m)
- durante la etapa (k), equilibrar el vacío así creado para prevenir que dicho vacío interfiera con la evacuación del recipiente;
- n)
- después de la etapa (m), evacuar la parte de solución líquida del contenido del recipiente del interior del recipiente; y
- o)
- después de la etapa (n), aclarar el interior del recipiente para eliminar cualquier residuo de solución restante de cualesquiera restos sólidos de los materiales no deseables.
- 14. Procedimiento según la reivindicación 13, que comprende, además, las etapas de:
- p)
- durante la etapa (o) , cerrar el desagüe mientras sigue el aclarado y rellenar parcialmente el recipiente y agitar la solución de aclarado por todo los lugares donde quedan desechos sólidos;
- q)
- después de la etapa (p), hacer circular la solución de aclarado durante un periodo de tiempo predeterminado para permitir que la solución de aclarado elimine cualquier solución de digestión arrastrada de cualesquiera restos de desecho sólido de los materiales no deseables; y
- r)
- después de la etapa (q), drenar la solución de aclarado del interior del recipiente.
- 15. Procedimiento según la reivindicación 14, que comprende, además, la etapa de calentar la solución de aclarado durante las etapas (p) o (q).
- 16. Procedimiento según la reivindicación 14, que comprende, además, las etapas de:
- s)
- después de la etapa (r), llevar a cabo un aclarado posterior del interior del recipiente para eliminar cualesquiera restos de desecho sólido de los materiales no deseables; y
- t)
- durante la etapa (s), desechar el efluente resultante por medios convencionales.
- 17. Procedimiento según la reivindicación 16, que comprende, además, la etapa de:
- u)
- después de la etapa (t) abrir el recipiente y eliminar dichos restos de desecho sólido para su desecho en un vertedero sanitario o su uso como fertilizante sólido.
- 18. Procedimiento según la reivindicación 13, en el cual dicho disolvente altamente básico tiene un pH de al menos aproximadamente 13.
- 19. Procedimiento según la reivindicación 13, en el cual dicho disolvente altamente básico comprende una mezcla de agua y un hidróxido de metal alcalino o hidróxido de metal alcalinotérreo.
- 20. Procedimiento según la reivindicación 13, en el cual dicha etapa de calentamiento (h) se lleva a cabo a una temperatura de al menos 110ºC.
- 21. Procedimiento según la reivindicación 13, en el cual dicha etapa de calentamiento (h) se lleva a cabo a una temperatura de al menos 130ºC.
- 22. Procedimiento según la reivindicación 13, en el cual dicha etapa de calentamiento (h) se lleva a cabo a una temperatura de al menos 150ºC.
- 23. Procedimiento según la reivindicación 13, en el cual dicha etapa de calentamiento (h) se lleva a cabo a una presión de al menos aproximadamente 2,8 atmósferas.
- 24. Procedimiento según la reivindicación 13 en el cual la etapa de calentamiento (i) se lleva a cabo introduciendo vapor en los medios de calentamiento-enfriamiento, yen el cual la etapa de enfriamiento (j) se lleva a cabo introduciendo agua en dichos medios de calentamiento-enfriamiento.
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