IT201900010062A1

IT201900010062A1 - Procedimento per la sterilizzazione e la decontaminazione di prodotti sanitari assorbenti post-consumo contaminati da composti organici derivati dal metabolismo umano

Info

Publication number: IT201900010062A1
Application number: IT102019000010062A
Authority: IT
Inventors: Marcello Somma; Giorgio Vaccaro; Giorgio Pignalosa; Nicola D'alessio; Tonino Caruso; Laura Palombi
Original assignee: Fater Spa
Priority date: 2019-06-25
Filing date: 2019-06-25
Publication date: 2020-12-25
Also published as: MX2021012657A; BR112021025623A2; KR20220033470A; EP3990199A1; AU2020307314A1; US20220257823A1; WO2020260972A1; JP2022537619A; ZA202107225B; IL287209A; CA3136047A1

Description

DESCRIZIONE dell’invenzione industriale dal titolo:

“Procedimento per la sterilizzazione e la decontaminazione di prodotti sanitari assorbenti post-consumo contaminati da composti organici derivati dal metabolismo umano”

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Campo dell'invenzione

La presente descrizione si riferisce al riciclaggio di prodotti sanitari assorbenti post-consumo. In particolare, la presente descrizione riguarda procedimenti di sterilizzazione e di decontaminazione da composti organici derivati dal metabolismo umano di prodotti igienici sanitari assorbenti post-consumo per la persona (P.A.P.).

Sfondo dell’invenzione

I prodotti sanitari assorbenti per la persona sono generalmente composti da diversi materiali, fra cui, ad esempio, film di materiale plastico, fluff di cellulosa, polimeri superassorbenti (SAP), fogli traspiranti in materiale fibroso sintetico. Tali prodotti sanitari contengono, pertanto, materiali pregiati il cui recupero per un riutilizzo nel mercato risulta essere un obiettivo decisamente auspicabile.

Criticità legate al trattamento di prodotti sanitari assorbenti post-consumo riguardano non solo la presenza di escrezioni organiche e di contaminazioni batteriche ma anche la presenza di composti chimici di natura postmetabolica che derivano da farmaci impiegati dall’utilizzatore per specifici trattamenti terapeutici.

Prodotti sanitari assorbenti post-consumo devono, pertanto, essere non solo sterilizzati ma anche decontaminati da un punto di vista chimico per essere successivamente riciclati e commercializzati come materie prime recuperate (e non come rifiuti).

L’esposizione di prodotti sanitari assorbenti postconsumo ad una temperatura di sterilizzazione, tuttavia, può non essere sufficiente ad ottenere anche la decontaminazione da residui organici di natura postmetabolica ad esempio derivati da farmaci.

D’altra parte, procedimenti che prevedono di sottoporre prodotti sanitari assorbenti post-consumo a fasi di riscaldamento a temperatura e pressione molto elevate possono presentare criticità non trascurabili.

Sono ad oggi noti procedimenti, ad esempio descritti nel documento EP 3 162 455 B1, che prevedono di trattare prodotti sanitari assorbenti post-consumo ad una temperatura di almeno 200°C e a una pressione superiore a 20 bar. Tali regimi di temperatura e di pressione, tuttavia, seppur potenzialmente efficaci anche da un punto di vista di decontaminazione da residui chimici di natura post-metabolica, possono risultare decisamente aggressivi per il materiale misto sottoposto al trattamento. In particolare, la componente a base cellulosa (un carboidrato composto da unità di glucosio) va incontro ad imbrunimento oltre i 140°C, a caramellizzazione oltre i 160°C e a depolimerizzazione oltre i 200°C, con conseguente riduzione della sofficità e della capacità assorbente, mentre la plastica inizia a rammollire oltre i 160°C, fino a fondere inglobando gli altri materiali, e perdendo di conseguenza delle proprietà meccaniche intrinseche. Di conseguenza, la resa e la qualità del materiale riciclato può risultare compromessa.

Scopo e sintesi dell'invenzione

La presente descrizione si prefigge lo scopo di fornire un procedimento per il trattamento di prodotti sanitari assorbenti post-consumo che consenta di ottenere la sterilizzazione e la decontaminazione da composti organici derivati dal metabolismo umano, ad esempio residui di farmaci, al tempo stesso preservando la qualità dei prodotti recuperati dal materiale post-consumo per un conveniente riutilizzo o riciclo nel mercato.

I prodotti sanitari assorbenti post-consumo da sottoporre al procedimento della presente descrizione possono comprendere ad esempio pannolini per bambini, assorbenti per adulti incontinenti, assorbenti igienici femminili, rivestimenti per letti. Tali prodotti assorbenti possono comprendere plastica, polimeri super-assorbenti, cellulosa oppure anche solo plastica e polimeri superassorbenti.

Secondo la presente descrizione, tale scopo viene raggiunto grazie ad un procedimento avente le caratteristiche formanti oggetto delle rivendicazioni allegate. Le rivendicazioni formano parte integrante dell'insegnamento qui somministrato in relazione al procedimento descritto.

Una forma di realizzazione della presente descrizione fornisce un procedimento per la sterilizzazione e la decontaminazione di prodotti sanitari assorbenti postconsumo contaminati da composti organici, detti prodotti sanitari assorbenti post-consumo comprendenti le frazioni di plastica, di polimeri super-assorbenti (SAP), ed opzionalmente di cellulosa, il procedimento comprendendo almeno le fasi di:

- sterilizzare detti prodotti sanitari assorbenti post-consumo mediante riscaldamento ad una temperatura pari o inferiore a 140°C e ad una pressione inferiore a 4 bar, - decontaminare detti prodotti sanitari assorbenti post-consumo da composti organici mediante trattamento con una composizione ossidante comprendente almeno un composto selezionato nel gruppo costituito da perossido di idrogeno, percarbonato di sodio, percarbonato di potassio, perborato di sodio, perborato di potassio, monopersolfato di potassio, persolfato di ammonio, persolfato di sodio, persolfato di potassio, ozono.

In una o più forme di attuazione, il trattamento con la composizione ossidante prevede di porre a contatto prodotti sanitari assorbenti post-consumo con tale composizione.

In una o più forme di attuazione, la composizione ossidante è una soluzione acquosa comprendente l’almeno un composto selezionato nel gruppo costituito da perossido di idrogeno, percarbonato di sodio, percarbonato di potassio, perborato di sodio, perborato di potassio, monopersolfato di potassio, persolfato di ammonio, persolfato di sodio, persolfato di potassio, ozono.

Il procedimento può inoltre comprendere almeno una delle fasi di - triturare detti prodotti sanitari assorbenti post-consumo e ottenere prodotti sanitari assorbenti post-consumo triturati - essiccare detti prodotti sanitari assorbenti post-consumo triturati e ottenere detti prodotti sanitari assorbenti post-consumo triturati ed essiccati comprendenti plastica, polimeri super-assorbenti (SAP) e opzionalmente cellulosa, -separare plastica, polimeri super-assorbenti (SAP) e opzionalmente cellulosa da detti prodotti sanitari assorbenti post-consumo triturati ed essiccati.

La fase di decontaminazione può essere condotta mediante trattamento dei prodotti sanitari assorbenti postconsumo con la composizione ossidante contemporaneamente alla fase di sterilizzazione.

In una o più forme di attuazione, la fase di decontaminazione può essere condotta mediante trattamento dei prodotti sterilizzati con la composizione ossidante contemporaneamente alla fase di triturazione e/o mediante trattamento dei prodotti sterilizzati e triturati con detta composizione ossidante contemporaneamente a detta fase di essiccazione.

In una o più forme di attuazione, la fase di decontaminazione è condotta mediante trattamento di detta plastica e/o di cellulosa con la composizione ossidante.

In una o più forme di attuazione, la fase di sterilizzazione dei prodotti sanitari assorbenti postconsumo è condotta a una temperatura compresa tra 120°C e 140°C e ad una pressione compresa tra 1 e 3,6 bar.

Il procedimento oggetto della presente descrizione favorisce l’ottenimento della componente cellulosica, di plastica e di polimeri super-assorbenti (SAP) recuperate da prodotti sanitari assorbenti post-consumo contaminati da composti organici sterilizzate e decontaminate con caratteristiche che le rendono adatte a un riciclo o a un riutilizzo.

In una o più forme di attuazione, la presente descrizione concerne plastica, polimeri super-assorbenti (SAP) e cellulosa derivate da prodotti sanitari assorbenti post-consumo contaminati da composti organici, quali ad esempio residui di natura post-metabolica derivati da farmaci, ottenute con il procedimento descritto.

L’almeno un composto ossidante può essere impiegato in una quantità pari o superiore al 2% in peso rispetto al peso secco dei prodotti sanitari assorbenti post-consumo.

La composizione ossidante può comprendere perossido di idrogeno in una quantità superiore al 5% in peso, preferibilmente superiore al 10% in peso, più preferibilmente tra il 10% e il 90% rispetto al peso secco dei prodotti sanitari assorbenti post-consumo.

Il peso secco dei prodotti sanitari assorbenti postconsumo è determinato secondo il metodo ufficiale UNI 936 UNICHIM 10506/1996.

In una o più forme di attuazione, la composizione ossidante comprende perossido di idrogeno e monopersolfato di potassio, preferibilmente in un rapporto in peso compreso tra 3:1 e 20:1, preferibilmente tra 5:1 e 18:1.

Breve descrizione dei disegni

Il procedimento verrà ora descritto dettagliatamente con riferimento ai disegni allegati, dati a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:

- la figura 1 rappresenta uno schema di un procedimento di sterilizzazione e separazione di plastica, polimeri super-assorbenti (SAP) e cellulosa da prodotti sanitari assorbenti post-consumo;

- la figura 2 è una vista in pianta di un'apparecchiatura impiegabile per il procedimento schematizzato in figura 1;

- la figura 3 rappresenta uno schema di un procedimento secondo una forma di attuazione della presente descrizione in cui è prevista una fase di decontaminazione da composti chimici condotta contemporaneamente alla fase di sterilizzazione;

- la figura 4 rappresenta uno schema di un procedimento secondo una forma di attuazione della presente descrizione in cui la fase di decontaminazione da composti chimici è condotta contemporaneamente alla fase di triturazione;

- la figura 5 rappresenta uno schema di un procedimento secondo una forma di attuazione della presente descrizione in cui la fase di decontaminazione da composti chimici è condotta contemporaneamente alla fase di essiccazione;

- la figura 6 rappresenta uno schema di un procedimento secondo un’ulteriore forma di attuazione della presente descrizione in cui la fase di decontaminazione da composti chimici è condotta a valle della fase di essiccazione,

- la figura 7 rappresenta il grafico che illustra la percentuale di degradazione di 43 composti chimici in funzione del loro potenziale di ossidazione, qualora le stesse siano sottoposte ad una reazione di ossidazione a 2.0V di potenziale;

- la figura 8 rappresenta il grafico che illustra la percentuale di degradazione di 43 composti chimici in funzione della temperatura, per effetto combinato ossidazione-temperatura.

Descrizione dettagliata

Nella descrizione che segue, vengono forniti numerosi dettagli specifici per permettere una comprensione approfondita di forme di realizzazione. Le forme di realizzazione possono essere messe in pratica senza uno o più dei dettagli specifici o con altri procedimenti, componenti, materiali ecc. In altri casi, non sono mostrate/mostrati o descritte/descritti dettagliatamente strutture, materiali od operazioni ben note/noti per evitare di confondere aspetti delle forme di realizzazione.

Il riferimento in tutta la presente descrizione a “una (aggettivo numerale) forma di realizzazione” o “una (articolo indeterminativo) forma di realizzazione” indica che un/una particolare aspetto, struttura o caratteristica descritto/descritta in riferimento alla forma di realizzazione è incluso/inclusa in almeno una forma di realizzazione. Così, le forme delle espressioni “in una (aggettivo numerale) forma di realizzazione” o “in una (articolo indeterminativo) forma di realizzazione” in vari punti in tutta la presente descrizione non sono necessariamente tutte riferite alla stessa forma di realizzazione. Inoltre, i/le particolari aspetti, strutture o caratteristiche possono essere combinati/combinate in qualsiasi modo adatto in una o più forme di realizzazione. I titoli forniti in questa sono solo per comodità e non interpretano l’ambito o lo scopo delle forme di realizzazione.

Come anticipato nelle sezioni che precedono, procedimenti di sterilizzazione di prodotti sanitari assorbenti post-consumo possono non garantire la decontaminazione da residui organici di natura postmetabolica ad esempio derivati da farmaci dal materiale trattato.

Gli Inventori della presente domanda hanno identificato specifiche condizioni operative di un procedimento in grado di favorire la sterilizzazione e al tempo stesso la decontaminazione da composti organici di prodotti sanitari assorbenti post-consumo senza la necessità di ricorrere a condizioni operative (ad esempio fasi di riscaldamento a una temperatura superiore a 200°C e a una pressione superiore a 20 bar) che potrebbero inficiare la qualità delle componenti separate e recuperate da tali prodotti assorbenti post-consumo, quali ad esempio cellulosa, plastica, polimeri super-assorbenti (SAP).

In particolare, il procedimento oggetto della presente descrizione è un procedimento per la sterilizzazione e la decontaminazione di prodotti sanitari assorbenti postconsumo contaminati da composti organici, detti prodotti sanitari assorbenti post-consumo comprendenti le frazioni di plastica, di polimeri super-assorbenti (SAP), ed opzionalmente di cellulosa, il procedimento comprendendo almeno le fasi di:

Con l’espressione “prodotti sanitari assorbenti" si indicano in generale i prodotti assorbenti monouso, ad esempio pannolini per bambini, assorbenti per adulti incontinenti, assorbenti igienici femminili, rivestimenti per letti. Tali prodotti assorbenti possono comprendere plastica, polimeri super-assorbenti, cellulosa oppure anche solo plastica e polimeri super-assorbenti.

In una o più forme di attuazione, il trattamento della fase di decontaminazione prevede di porre a contatto i prodotti sanitari assorbenti post-consumo con la composizione ossidante.

In una o più forme di attuazione, la fase di sterilizzazione viene condotta mediante riscaldamento dei prodotti sanitari assorbenti post-consumo a una temperatura compresa tra 120°C e 140°C e ad una pressione compresa tra 1 e 3,6 bar.

L’intervallo di tempo della conduzione della fase di sterilizzazione può essere compreso tra 20 minuti e 2 ore.

In una o più forme di attuazione, l’almeno un composto ossidante può essere presente nella composizione ossidante in una quantità pari o superiore al 2% rispetto al peso secco dei prodotti sanitari assorbenti post-consumo.

In una o più forme di attuazione, la composizione ossidante può comprendere almeno un composto scelto tra perossido di idrogeno e monopersolfato di potassio.

In una o più forme di attuazione, la composizione può comprendere perossido di idrogeno in una quantità superiore al 5% in peso, preferibilmente superiore al 10% in peso, più preferibilmente tra il 20% e il 90% rispetto al peso secco dei prodotti sanitari assorbenti post-consumo da trattare.

In una o più forme di attuazione, la composizione può comprendere perossido di idrogeno quale unico composto ossidante, preferibilmente in una quantità superiore al 5% in peso, preferibilmente superiore al 10% in peso, più preferibilmente tra il 10% e il 90% in peso rispetto al peso secco dei prodotti sanitari assorbenti post-consumo da trattare.

In una o più forme di attuazione, la composizione comprende monopersolfato di potassio, preferibilmente in una quantità superiore al 2% in peso, preferibilmente superiore al 10% in peso rispetto al peso secco dei prodotti sanitari assorbenti post-consumo da trattare.

In una o più forme di attuazione, la composizione può comprendere perossido di idrogeno e monopersolfato di potassio. La composizione può comprendere perossido di idrogeno in quantità superiore al 5% in peso e monopersolfato di potassio in una quantità superiore al 2% in peso rispetto al peso secco dei prodotti sanitari assorbenti post-consumo da trattare.

In una o più forme di attuazione, la composizione ossidante comprende perossido di idrogeno e monopersolfato di potassio in un rapporto in peso compreso tra 3:1 e 20:1, preferibilmente tra 5:1 e 18:1.

In una o più forme di attuazione, la composizione ossidante consiste di perossido di idrogeno e monopersolfato di potassio in un rapporto in peso compreso tra 3:1 e 20:1, preferibilmente tra 5:1 e 18:1.

In una o più forme di attuazione, composti ossidanti preferibilmente esclusi dalla composizione sono ipoclorito di sodio, dicromato di potassio, cloro, fluoro, permanganato di potassio.

Risultati particolarmente vantaggiosi si sono osservati quando i prodotti sanitari assorbenti postconsumo sono stati trattati con la composizione ossidante ad una temperatura superiore a 50°C.

Il procedimento oggetto della presente descrizione consente di ottenere prodotti recuperati dal materiale post-consumo - cellulosa, plastica, polimeri superassorbenti (SAP) – in cui la qualità viene preservata per un conveniente riutilizzo nel mercato. Come schematicamente illustrato ad esempio in Figura 1, il procedimento può comprendere le fasi di triturazione dei prodotti sanitari assorbenti post-consumo SH, di essiccazione dei prodotti triturati DR, di separazione SEP I dei prodotti triturati ed essiccati in plastica e cellulosa e di separazione SEP II della cellulosa in polimeri super-assorbenti SAP e fluff di cellulosa, come ad esempio descritto nel documento WO 2018/060827 della medesima Richiedente.

In particolare, il procedimento può comprendere una fase di raccolta ST dei prodotti sanitari assorbenti postconsumo provenienti dalla raccolta differenziata in un contenitore di accumulo. La Figura 2 illustra una apparecchiatura 10 in cui il contenitore di accumulo è indicato con numero di riferimento 12. I veicoli per la raccolta di rifiuti scaricano i prodotti sanitari assorbenti post-consumo in un'area di scarico 14 e un trasportatore 16 carica i prodotti sanitari assorbenti post-consumo nel contenitore di accumulo 12.

I prodotti sanitari assorbenti post-consumo raccolti possono presentare una densità dell'ordine di 150-300 kg/m<3 >e un'umidità totale dell'ordine di 65-80%.

L'umidità totale del materiale, intesa come percentuale di acqua in esso contenuta, è calcolata dal peso secco del campione (secondo metodiche IRSA-CNR 1984-quaderno 64 e UNI 936 UNICHIM 10506/1996).

Dopo la fase di raccolta ST, segue la fase di sterilizzazione SR, ad esempio condotta mediante caricamento dei prodotti in una autoclave rotativa 18.

Nell'esempio illustrato nella figura 2 l’apparecchiatura 10 comprende due autoclavi 18 che vengono caricate alternativamente con prodotti sanitari assorbenti post-consumo provenienti dal contenitore di accumulo 12. Un trasportatore 28 preleva i prodotti del contenitore di accumulo 12 e li trasporta verso le autoclavi 18. Due caricatori 30 caricano i prodotti all'interno delle rispettive autoclavi 18. Durante il carico dei prodotti il portello 20 delle autoclavi è aperto, il corpo cilindrico viene azionato in rotazione per spostare progressivamente i prodotti verso la parte posteriore. Terminato il carico, il portello 20 viene chiuso e l’autoclave 18 viene riscaldata e pressurizzata mediante l'alimentazione di vapore diretto e indiretto, fino a raggiungere una temperatura di circa 135°C e una pressione interna di circa 3,1 bar.

Durante il trattamento di sterilizzazione l’autoclave può essere alternativamente azionata in rotazione in senso orario e antiorario attorno al proprio asse al fine di consentire la movimentazione dei prodotti contenuti.

La fase di sterilizzazione SR ha lo scopo di portare la temperatura dei prodotti al di sopra di 121°C ovvero ad una temperatura alla quale è possibile ottenere una completa sterilizzazione della carica batterica. La fase di sterilizzazione può essere condotta per un intervallo di tempo compreso tra 20 minuti e 2 ore.

Al termine del trattamento di sterilizzazione, il vapore contenuto all'interno dell'autoclave 18 viene estratto e depurato in uno scrubber 34. Quindi il portello 20 viene aperto e il corpo viene azionato in rotazione per lo scarico dei prodotti. Nell'esempio di figura 2 sono previste due autoclavi 18 che operano in modo alternato. Mentre una prima autoclave 18 effettua il trattamento di sterilizzazione l'altra autoclave 18 effettua le operazioni di scarico del materiale sterilizzato e di carico di un nuovo batch. In questo modo, a valle delle autoclavi 18 è possibile ottenere un flusso sostanzialmente continuo di materiale sterilizzato.

Al termine del trattamento di sterilizzazione, il materiale sterilizzato in uscita dall’autoclave viene raccolto in un recipiente di stoccaggio 32. Il materiale sterilizzato all'uscita della autoclave può avere una densità di circa 300-400 kg/m<3>, una temperatura di 80-100°C e un'umidità totale dell'ordine di 70-85%.

Dal contenitore di stoccaggio 32 il materiale sterilizzato viene inviato a un trituratore 36 tramite un nastro trasportatore 38. Il trituratore può comprendere ad esempio due rotori azionati da un motore. I rotori sono provvisti di denti che effettuano la triturazione del materiale. La triturazione consente di ottenere materiale triturato avente una pezzatura (particle size) di dimensioni inferiori a 10 cm, preferibilmente inferiori a 3 cm, più preferibilmente inferiori a 1 cm. Dopo la triturazione SH, il materiale può presentare una densità dell'ordine di 400-500 kg/m<3>, una temperatura di circa 75-95°C e un'umidità totale dell'ordine di 70-85%.

Il materiale sottoposto alle fasi di sterilizzazione e di triturazione viene inviato tramite un trasportatore 44 a un essiccatore 42 dove viene condotta la fase di essiccazione DR. L’essiccatore 42 comprende un involucro all'interno del quale sono alloggiati trasportatori orizzontali perforati, azionati alternativamente in direzioni opposte e sovrapposti fra loro in direzione verticale. Il trasportatore 44 scarica il materiale sul trasportatore superiore. All'uscita di ciascun trasportatore orizzontale il materiale cade sul trasportatore sottostante. Mentre il materiale viene trasportato in direzione orizzontale e passa in sequenza da un trasportatore a quello sottostante, un flusso d'aria riscaldata attraversa l’involucro dal basso verso l'alto. Il flusso d'aria attraversa i trasportatori perforati e il materiale situato su di essi. Il flusso d'aria viene generato da un ventilatore 50 collegato a un filtro. Il flusso d'aria viene riscaldato in una batteria di scambiatori di calore 54 alimentati con vapore. Il flusso d'aria in uscita dallo scambiatore di calore 42 viene aspirato da un secondo ventilatore e viene inviato a un dispositivo di scarico condensa e a uno scrubber. All'uscita dell'essiccatore 42 il materiale viene scaricato su un nastro trasportatore 62. L’essiccatore 42 può essere provvisto di generatori a microonde affacciati al trasportatore superiore, per accelerare il riscaldamento del materiale e incrementare l'effetto di essiccazione. Il materiale all'ingresso dell'essiccatore ha una temperatura di circa 70-90°C. La temperatura dell'aria di asciugatura all'interno dell'essiccatore 42 è di circa 140°C. Il prodotto all'uscita dell'essiccatore 42 ha una temperatura di circa 50-70°C, una densità di circa 35-50 kg/m<3 >e un'umidità totale di circa 5-20%.

A valle della fase di essiccazione DR, il materiale sterilizzato, triturato, essiccato viene inviato a un gruppo di separazione 64 nel quale viene effettuata la fase di separazione plastica e cellulosa (SEP I). Il gruppo di separazione 64 può comprendere almeno un primo separatore centrifugo comprendente una base ed avente un ingresso per il materiale da separare. Nell’esempio illustrato in Figura 2 sono previsti due separatori centrifughi 66, 67 disposti in cascata.

Il separatore centrifugo 66 può comprendere una camera di separazione nella quale sono alloggiati un filtro cilindrico perforato all'interno del quale è montato un rotore girevole attorno ad un asse orizzontale. Il materiale in ingresso viene proiettato in direzione radiale dall'interno verso l'esterno contro il filtro perforato. La cellulosa ha dimensioni minori della plastica e passa attraverso il filtro e viene raccolta in una prima uscita mentre la plastica rimane all'interno rispetto al filtro e viene raccolta in una seconda uscita. Preferibilmente, la plastica in uscita dal primo separatore centrifugo 66 viene inviata a un secondo separatore centrifugo 67 avente un filtro con perforazioni più piccole. All'uscita del primo separatore centrifugo si ottiene cellulosa con una purezza dell'ordine di 85-95% e plastica con una purezza dell'ordine di 60-80%. All'uscita del secondo separatore centrifugo si ottiene cellulosa con una purezza dell'ordine di 85-95% e plastica con una purezza dell'ordine di 85-97%.

Con riferimento alla figura 2, all'uscita dei separatori centrifughi 66 i flussi di cellulosa 80 possono essere inviati ad un trituratore di cellulosa e a una pellettatrice di cellulosa 82. In alternativa, i flussi di cellulosa possono essere inviati per una ulteriore fase di separazione SEP II ad un ulteriore apparecchio separatore per la separazione di cellulosa e polimeri super-assorbenti SAP per l’ottenimento di cellulosa con elevato grado di purezza.

La plastica in uscita dal separatore 66 può essere inviata a un trituratore di plastica 84 e successivamente a un estrusore o densificatore 86.

La fase di eliminazione di composti chimici ad esempio derivati da farmaci mediante trattamento con la composizione ossidante descritta nella presente domanda può essere condotta in fasi diverse del procedimento descritto, come schematicamente illustrato nelle Figure 3 a 6, al fine di ottenere il recupero dei diversi componenti, quali plastica, cellulosa, polimeri super-assorbenti sterilizzati e decontaminati.

In una o più forme di attuazione, come ad esempio illustrato in Figura 3, la fase di decontaminazione da composti organici DC può essere condotta contemporaneamente alla fase di sterilizzazione(SR+DC). In questo caso, la composizione ossidante come definita nella presente descrizione viene aggiunta al carico di prodotti sanitari post-consumo da sottoporre a sterilizzazione, preferibilmente in una autoclave rotativa (ad esempio come descritta nelle sezioni precedenti) al fine di consentire la movimentazione e la miscelazione dei prodotti attraverso rotazione. La composizione ossidante può essere irrorata sul materiale posto in autoclave, ad esempio mediante aspirazione.

I prodotti sanitari assorbenti sono sottoposti a riscaldamento a una temperatura compresa tra 120°C e 140°C e ad una pressione interna compresa tra 1 e 3,6 bar.

La temperatura dei prodotti sanitari assorbenti postconsumo sottoposti a sterilizzazione e al trattamento con la composizione ossidante può variare, durante la fase di sterilizzazione, da 30°C a 130°C.

L’intervallo di tempo di conduzione della fase di sterilizzazione e decontaminazione può essere compreso tra 20 minuti e 2 ore.

I prodotti sanitari assorbenti post-consumo sottoposti a sterilizzazione e contemporaneamente al trattamento con la composizione ossidante possono presentare un valore di umidità compreso tra 70% e 85%.

La composizione ossidante impiegabile può ad esempio comprendere monopersolfato di potassio dissolto in soluzione acquosa in una quantità pari o superiore al 5% in peso (ad esempio 10% o 15%) rispetto al peso secco dei prodotti sanitari assorbenti post-consumo.

In una o più forme di attuazione, la composizione è una soluzione di monopersolfato di potassio utilizzato in una quantità pari o superiore al 5% (ad esempio 10% o 15%) in peso rispetto al peso secco dei prodotti sanitari assorbenti post-consumo.

La Figura 4 illustra una forma di attuazione in cui la fase di decontaminazione DC è condotta, anziché contemporaneamente alla fase di sterilizzazione SR, a valle della stessa ovvero contemporaneamente alla fase di triturazione SH (SH+DC). In questo caso, la composizione ossidante oggetto della presente descrizione può essere aggiunta direttamente nel trituratore in cui è presente il materiale sterilizzato, ad esempio mediante irrorazione. L’irrorazione può essere condotta con ugelli in serie alimentati con pompa a pistoni che eroga 5L/minuto a 7 bar della composizione ossidante.

I prodotti sono triturati fino a generare una pezzatura finale di dimensioni inferiori a 10 cm, preferibilmente inferiori a 3 cm, ancor più preferibilmente inferiori a 1 cm. I prodotti triturati sono miscelati con coclee di trasporto. I prodotti sanitari sottoposti a triturazione e al trattamento con la composizione ossidante possono presentare una temperatura media compresa tra 75-95°C e un'umidità totale compresa tra 70-85%.

La fase di triturazione e trattamento con la composizione ossidante può essere condotta in un intervallo di tempo compreso tra 30 e 120 minuti.

La composizione ossidante può ad esempio comprendere perossido di idrogeno in combinazione con monopersolfato di potassio in un rapporto in peso compreso tra 5:1 e 18:1. Ad esempio, la composizione può comprendere una quantità di perossido di idrogeno e di monopersolfato di potassio – rispettivamente – del 89% e del 5% rispetto al peso secco dei prodotti sanitari assorbenti post-consumo.

La Figura 5 illustra un esempio di una forma di attuazione in cui la fase di decontaminazione DC è condotta in concomitanza della fase di essiccazione DR (DC+DR). In questo caso, ad esempio, la composizione ossidante oggetto della presente descrizione può comprendere acqua ossigenata e monopersolfato di potassio in un rapporto in peso compreso tra 5:1 e 18:1 (ad esempio in una quantità rispettivamente del 26% e del 5% in peso rispetto al peso del materiale secco). Al fine di produrre una tale composizione può essere utilizzata acqua ossigenata al 33% v/v in acqua in cui viene sciolto il monopersolfato di potassio.

La composizione ossidante può essere distribuita sui prodotti sanitari assorbenti post-consumo triturati e sottoposti a essiccazione mediante irrorazione al fine di imbibire il materiale derivato dal trituratore. L’irrorazione può essere condotta mediante ugelli in serie alimentati con pompa a pistoni che eroga 4L/minuto a 7bar della composizione ossidante.

L’umidità totale del materiale sottoposto a essiccazione e a trattamento con la composizione ossidante può variare tra un valore medio compreso tra 70% e 85% quando il materiale si trova in ingresso nell’essiccatore ed un valore medio compreso tra 5% e 20% al termine della fase di essiccazione, quando il materiale è in uscita dall’essiccatore.

I prodotti sanitari sottoposti a essiccazione e contemporaneamente al trattamento con la composizione ossidante possono presentare una temperatura media compresa tra 50-90°C.

La fase di essiccazione e trattamento con la composizione ossidante può essere condotta in un intervallo di tempo di circa 2 ore.

La Figura 6 illustra un esempio di un’ulteriore forma di attuazione in cui la decontaminazione DC è condotta a valle della fase di essiccazione DR, ad esempio a valle della fase di separazione SEP I plastica cellulosa. In questo caso, la composizione ossidante può essere utilizzata per trattare i singoli componenti separati. In una o più forme di attuazione, la composizione ossidante è posta direttamente a contatto con la cellulosa e/o la plastica derivate dalla fase di separazione.

In una o più forme di attuazione, la composizione ossidante comprende l’almeno un composto in una quantità pari o superiore al 2% in peso rispetto al peso secco di detta plastica e/o di detta cellulosa separate da detti prodotti sanitari assorbenti post-consumo triturati ed essiccati.

In una o più forme di attuazione, la composizione ossidante comprende perossido di idrogeno in una quantità superiore al 5% in peso, preferibilmente superiore al 10% in peso, più preferibilmente tra il 10% e il 90% in peso rispetto al peso secco di detta plastica e/o di detta cellulosa separate da detti prodotti sanitari assorbenti post-consumo triturati ed essiccati.

In una o più forme di attuazione, la composizione può comprendere perossido di idrogeno e monopersolfato di potassio. La composizione può comprendere perossido di idrogeno in quantità superiore al 5% in peso e monopersolfato di potassio in una quantità superiore al 2% in peso rispetto al peso secco di detta plastica e/o di detta cellulosa separate da detti prodotti sanitari assorbenti post-consumo triturati ed essiccati.

La composizione ossidante può essere applicata su plastica e/o cellulosa contenute in una unità di trattamento ossidativo, ad esempio un reattore chimico, attraverso un ugello. La distribuzione della composizione può avvenire mediante una miscelazione a pala o a coclea o per rotazione della camera di reazione.

Il materiale, plastica e/o cellulosa, sottoposto a trattamento con la composizione ossidante viene riscaldato a una temperatura compresa tra 30°C e 120°C, preferibilmente tra 50°C e 110°C e a una pressione compresa tra -1 bar e 2 bar, preferibilmente tra 1 bar e 2 bar.

Il tempo di permanenza del materiale (plastica e/o cellulosa) nel reattore è compreso tra 2 ore e 3 ore. L’umidità totale del materiale può essere compresa tra 5% e 25%.

In questo caso, la composizione ossidante può, ad esempio, comprendere acqua ossigenata in una quantità superiore al 5%, ad esempio pari al 26% in peso rispetto al peso secco della plastica e/o della cellulosa. La composizione ossidante può essere ottenuta mediante diluizione di acqua ossigenata di composizione al 30% (w/W) in acqua o al 50%(w/W) in acqua. La composizione può inoltre comprendere ozono in una quantità compresa tra 1% e 10% in peso (p/p) rispetto al peso secco della plastica e/o della cellulosa.

Il procedimento oggetto della presente descrizione favorisce la sterilizzazione dei prodotti sanitari assorbenti post-consumo ed anche una decontaminazione da composti organici superiore al 99% come abbattimento dei possibili quantitativi di residui organici di natura postmetabolica anche derivanti dall’uso di farmaci.

Il procedimento qui descritto consente quindi il riciclo e la commercializzazione dei prodotti sanitari trattati come materie prime recuperate (e non come rifiuti).

ESEMPI

La descrizione che segue è relativa a test sperimentali condotti dagli Inventori della presente domanda al fine di:

i) verificare l’entità di contaminazione da composti chimici di prodotti assorbenti sanitari post-consumo sottoposti a sterilizzazione,

ii) testare l’efficacia di specifiche composizioni ossidanti nell’ottenimento di una decontaminazione da composti chimici residuali nei prodotti assorbenti sanitari post-consumo trattati. I risultati che seguono dimostrano che una fase di decontaminazione condotta mediante il trattamento di prodotti assorbenti sanitari post-consumo con specifiche composizioni di ossidanti consente di ottenere l’abbattimento significativo di composti organici residuali, anche a livelli superiori al 99%.

Contaminazione chimica di prodotti sanitari postconsumo sottoposti a sterilizzazione

Gli Inventori della presente domanda hanno condotto una serie di test sperimentali in cui sono stati testati i seguenti campioni di materiale:

i) prodotti sanitari assorbenti post-consumo recuperati, ma non trattati mediante preliminare contaminazione,

ii) prodotti sanitari assorbenti post-consumo in cui sono stati aggiunti composti chimici “contaminanti” ad una concentrazione di 580 µg/kgss ,��microgrammi su Kg di materiale secco (campioni spiked ovvero fortificati), e iii) cellulosa post-consumo recuperata in fase di saparazione, in cui sono stati aggiunti composti chimici “contaminanti” ad una concentrazione di 1000 µg/kgss ,�microgrammi su Kg di materiale secco (campioni overspiked).

I composti chimici contaminanti sono stati aggiunti ai prodotti sanitari ad ottenere due quantitativi distinti di 580 e 1000 µg/kgss�� (microgrammi su Kg di materiale secco). Il peso secco del materiale è stato determinato secondo il metodo ufficiale 936 UNICHIM 10506/1994. La quantità pari a 580 µg/kgss è la quantità potenzialmente riscontrabile in prodotti sanitari assorbenti post-consumo (non fortificati), i cui utilizzatori abbiano assunto tutti alla massima dose tutti i farmaci scelti come indicatori. Il quantitativo di 580 µg/kgss deriva da una stima derivata da uno studio che ha considerato dosi di farmaci e farmacocinetica come unici parametri ponderabili. Il quantitativo di 1000 µg/kgss di conseguenza è una sovrastima utile a testare meglio l'efficienza del processo di decontaminazione.

I composti chimici contaminanti utilizzati ad ottenere i campioni fortificati sono elencati nella Tabella 1 che segue.

Tabella 1

I composti chimici contaminanti elencati in Tabella 1 sono composti selezionati come indicatori dell’efficienza del processo tra tutti i farmaci pertinenti con la tipologia di utilizzatore di P.A.P., anche attingendo a banche dati dell’AIFA (Agenzia Italiana del Farmaco) o delle Aziende Sanitarie Locali (ASL).

I campioni di materiale di cui ai punti i), ii), e iii) sono stati sottoposti a sterilizzazione condotta in autoclave a una temperatura di 135°C e a una pressione interna di 3,1 bar, per un periodo di 20 minuti.

La valutazione analitica del grado di decontaminazione dei campioni trattati è stata condotta mediante un test di cessione (lisciviazione) che ha consentito di ottenere dalla matrice solida una soluzione analizzabile. A tal fine, in assenza di normativa pertinente, sono state seguite in particolare le indicazioni suggerite dalle metodiche generali EN12457 (parti 1-2-3-4) ed EPA 3500C per individuare le condizioni più adeguate alla particolare natura assorbente del materiale. Sono state utilizzate le seguenti condizioni di base:

1. fase estraente: acqua/metanolo, 1:1 v/v;

2. rapporto liquido/solido, L/S, pari a 10L/Kg; 3. tempo di contatto liquido-solido: 24h di ammollo; 4. numero di estrazioni pari ad almeno 3.

La soluzione derivata è stata analizzata mediante cromatografia liquida accoppiata con rilevatore a spettrometria di massa.

Il riscontro chimico-analitico sui campioni testati ha dimostrato che un procedimento di sterilizzazione condotto in autoclave a una temperatura di 135°C ed a una pressione interna di 3,1 bar determina un’efficacia di decontaminazione da composti chimici parziale, e, quindi non soddisfacente, come nel seguito descritto.

In particolare, campioni di prodotti sanitari assorbenti post-consumo non fortificati presentano, a valle del procedimento operato in autoclave, ancora residui di metaboliti primari e/o secondari relazionabili all'uso di farmaci assunti dal soggetto utilizzatore dei prodotti sanitari in questione, per la cura di determinate patologie.

Nei campioni fortificati, ovvero nei prodotti sanitari assorbenti post-consumo in cui sono stati aggiunti i “contaminanti”, l’efficacia di decontaminazione chimica del solo procedimento di sterilizzazione risultava essere non superiore al 18%.

Verificata l’entità di contaminazione da composti chimici di prodotti assorbenti sanitari post-consumo sottoposti a sterilizzazione, gli Inventori hanno testato l’efficacia di specifiche composizioni ossidanti nell’ottenimento di una decontaminazione da composti chimici residuali nei prodotti assorbenti sanitari postconsumo.

Criteri di selezione di specifiche composizioni ossidanti nell’ottenimento di decontaminazione chimica La Tabella 2 elenca alcuni dei composti noti come “forti ossidanti chimici” e che sono stati ritenuti adatti alla decontaminazione ossidativa dei composti riportati in Tabella 1. La Tabella 2 riporta anche i valori dei potenziali standard E°, espressi in volt, V, per i composti ossidanti elencati.

Tabella 2

(s)solidi, (l) liquidi o (g) gassosi

Definito il target da ossidare (ovvero i composti chimici elencati in Tabella 1), gli Inventori hanno valutato per ciascun composto la tendenza intrinseca ad essere ossidato, così come la sua resistenza alla reazione di ossidazione. Da un punto di vista termodinamico, la facilità con cui procede una reazione di ossidazione tra due specie con diversi potenziali standard E°, dipende esponenzialmente dalla differenza tra i potenziali delle due specie coinvolte. Più la differenza è elevata, più la reazione è favorita. Gli Inventori della presente domanda hanno pertanto valutato, a monte, i potenziali di ossidazione dei composti di interesse, con l’obiettivo di stimare la loro resistenza all'ossidazione elettrochimica al fine poi di selezionare l'ossidante (o la miscela di ossidanti) più adeguata.

La Tabella 3 che segue riporta i composti chimici elencati in Tabella 1 in cui, per ciascuno, è indicato il relativo potenziale di ossidazione espresso in volt, V, e per convenzione rispetto al riferimento N.H.E. (Elettrodo normale ad idrogeno).

Tabella 3

È evidente che molti dei composti presi in esame presentano un valore di potenziale E°, V maggiore di uno. Questo impone che solo gli ossidanti chimici relativamente forti, come ad esempio i composti elencati in Tabella 2, possono essere in grado di decomporli in modo significativo.

Alcuni dei composti elencati in Tabella 2, tuttavia, sono stati esclusi dalla selezione operata dagli Inventori della presente domanda. Tra questi, ad esempio, l’ipoclorito di sodio, il dicromato di potassio, il cloro, il fluoro ed il permanganato di potassio, per i motivi che seguono. L'uso di ipoclorito di sodio è stato escluso in quanto tale composto presenta un valore di potenziale standard confrontabile con solo un terzo dei composti chimici elencati in Tabella 3. Il dicromato di potassio presenta un valore di potenziale standard confrontabile, invece, con gran parte delle sostanze elencate in Tabella 3 ma il suo impiego avrebbe richiesto l’aggiunta di acidi concentrati e, soprattutto, esso è una fonte di cromo, elemento tossico persistente. Il cloro presenta anch’esso un valore di potenziale standard confrontabile con molte delle sostanze elencate in Tabella 3, ma è altamente tossico e rischioso nel suo utilizzo. Il permanganato di potassio presenta un valore di potenziale standard confrontabile con molte delle sostanze elencate in Tabella 3, ma avrebbe richiesto, per il suo impiego, l’aggiunta di acidi concentrati. Inoltre innesca reazioni secondarie che portano alla formazione di diossido di manganese, marrone, e di scissione dei legami carbonio-carbonio dei dioli vicinali, quindi aggressivo con la cellulosa. Con riferimento al fluoro, invece, pur presentando esso il valore di potenziale standard più elevato, esso è altamente tossico nonché corrosivo.

La selezione di composti ossidanti, in particolare tra i composti elencati in Tabella 2, al netto dei composti preferibilmente esclusi, è ricaduta pertanto su ozono, monopersolfato, perossido di idrogeno, e persolfati, percarbonati, perborati sodici potassici o di ammonio. Tali composti presentano potenziali standard maggiori di 1,8V, e quindi sono stati ritenuti potenzialmente adatti ad ossidare i composti elencati in Tabella 3, la maggior parte dei quali presentano valori di potenziale minori. Inoltre, questi composti ossidanti offrono il vantaggio che dopo, o anche durante il loro uso, non lasciano, o rilasciano, residui tossici e/o irritanti, come quelli esclusi.

Gli Inventori della presente domanda hanno quindi focalizzato l’attenzione sull’individuazione delle condizioni limite operative (ad esempio potenziale di ossidazione, concentrazione, temperatura, tempi) che avrebbero potuto consentire di ottenere la più elevata percentuale di decomposizione dei composti chimici selezionati. Quanto al potenziale di ossidazione, noti i dati riportati nella Tabella 3, è ragionevole ipotizzare che solo in corrispondenza del valore di potenziale di ossidazione pari ad almeno 1,9V, è auspicabile un’elevata degradazione per ossidazione chimica delle stesse sostanze scelte come indicatrici. Questa ipotesi è stata verificata:

1. per ossidazione chimica diretta condotta in fase omogenea, ovvero soluzione acquosa a 100°C con MPS e KPS, ossidanti con potenziale maggiore di 1,9V. L’azione di questi ossidanti in fase omogenea è però troppo ideale rispetto la loro azione reale condotta invece su superficie.

2. per ossidazione elettrochimica, condotta in fase eterogenea, su superficie, mediante un circuito potenziostatico a tre elettrodi di una cella operante al potenziale controllato di 2,0V, valore prossimo a quello degli ossidanti chimici più forti.

L'ossidazione elettrochimica di ciascuno dei composti chimici, condotta a questo potenziale, ha consentito per ciascuna specie di ottenerne la relativa percentuale di degradazione, determinandone analiticamente il residuo recuperato inalterato a valle del processo di ossidazione. Le ossidazioni sono state condotte a 4 diverse temperature per poter poi estrapolare le percentuali di degradazione anche alle temperature più elevate, non realizzabili su scala laboratoriale, ed hanno prodotto i grafici cumulativi di Figura 7 e 8. Il grafico di Figura 7 indica la percentuale di degradazione dei composti riportati nella Tabella 1, in funzione del loro potenziale di ossidazione, ed è di validità generale alla luce dell'estesa correlazione a ben 43 composti. Si nota, intanto, che solo a valori di potenziale di ossidazione di una generica specie i-esima inferiore ad almeno 1V (e a temperature superiori ai 50°C) è attesa una decomposizione superiore all’80% di una quantità di sostanza sottoposta ad elettroossidazione a 2,0V. Questo valore di potenziale è un valore compatibile con quello di composti ossidanti quali MPS, KPS e affini (Tabella 2). E’ altresì evidente che, in corrispondenza di 2V, solo oltre gli 80°C e solo per i composti con bassi potenziali di ossidazione è possibile ottenere decomposizioni efficaci. Gli stessi dati di percentuale di degradazione ottenute ossidando a 2V, a 4 temperature diverse, e per 43 sostanze, sono riportabili in funzione della temperatura. L’estrapolazione dei dati sperimentali alle temperature più elevate, suggerisce che un ossidante chimico che opera a circa 2V è in grado di decomporre a 135°C oltre il 99% delle specie che presentano un potenziale di ossidazione inferiore ad almeno 1,1V operando ad 1 atm (Figura 8). La Figura 8 illustra proprio la percentuale di degradazione composti riportati nella Tabella 3, in funzione della temperatura, per effetto combinato ossidazione-temperatura.

Si nota che solo dalle specie i-esime con potenziale di ossidazione inferiori ad almeno 1,1V ci si può aspettare una decomposizione limite (a temperature di 135°C) superiore al 99%, ad opera di un ossidante con potenziale di almeno 2,0V; il potenziale di 2V è compatibile con composti quali ozono, persolfati, monopersolfati, e perossidi quali perossido di idrogeno o suoi analoghi.

Test di efficacia

L'efficacia di decontaminazione da composti chimici operata da composti ossidanti selezionati sulla base dei criteri riportati nella sezione precedente è stata testata sui residui post-metabolici presenti in prodotti sanitari assorbenti post-consumo non trattati (raw material), su prodotti sanitari assorbenti post-consumo fortificati con i composti elencati nella Tabella 1, e su cellulosa postconsumo recuperata in fase di separazione e fortificata con i composti elencati nella Tabella 1. Quest'ultimo materiale meglio si presta alle verifiche essendo il componente più assorbente dei prodotti sanitari assorbenti.

Monopersolfato di potassio (MPS o potassio perossimonosolfato)

Il monopersolfato di potassio (fornito da PeroxItalia, o da United Initiators) è stato immesso in soluzione acquosa in autoclave durante la fase di sterilizzazione in una quantità pari o superiore al 10% rispetto al peso secco dei prodotti sanitari assorbenti post-consumo. Il composto solido (sale triplo commerciale, di solubilità 250g/L a 20°C) è stato sciolto nel minimo quantitativo di acqua, pesandone una quantità pari o superiore al 10% rispetto al peso secco del materiale da sterilizzare fortificato in concentrazione pari a 580 µg/Kgss. Il peso secco del materiale è stato determinato secondo il metodo ufficiale 936 UNICHIM 10506/1994. La soluzione di MPS è stata nebulizzata sul materiale posto in autoclave, mediante aspirazione da serbatoio esterno condotta nella fase di vuoto. Il materiale è stato successivamente sottoposto a triturazione fino a generare una pezzatura finale di dimensioni minori di 10 cm, e quindi ad essiccazione.

La fase di decontaminazione così condotta ha determinato una decontaminazione superiore al 99%.

Un risultato analogo è stato ottenuto quando il monopersolfato di potassio in una quantità pari o superiore al 10% rispetto al peso secco del materiale è stato aggiunto in soluzione sui prodotti sanitari assorbenti post-consumo non fortificati in condizioni di umidità totale del materiale maggiore o uguale al 70%.

Monopersolfato di potassio (MPS) in combinazione con ozono

L'MPS è stato immesso in autoclave sotto forma di soluzione irrorata sul materiale fortificato con umidità finale del 70%. Il monopersolfato di potassio è stato immesso in autoclave ad una quantità inferiore al 10% (peso/peso) rispetto al peso secco dei prodotti sanitari assorbenti post-consumo. Anche in questo caso, il peso secco del materiale è stato determinato secondo il metodo ufficiale 936 UNICHIM 10506/1994. Sono state testate due diverse quantità, 5% e 8% in peso rispetto al peso secco del materiale. Il procedimento ha inoltre previsto l’immissione di un flusso di ozono (15L/h) nella fase di essiccazione del materiale.

Le analisi condotte sul materiale così trattato hanno dimostrato un livello di abbattimento dei composti aggiunti al materiale - in concentrazione pari a 580 µg/Kgss - del 72% e del 92% rispettivamente.

L'MPS è stato immesso in autoclave sotto forma di soluzione irrorata su cellulosa recuperata post-consumo fortificata con umidità finale del 70% e con pezzatura di dimensioni minori di 3 cm. Il monopersolfato di potassio è stato immesso in autoclave ad una quantità inferiore al 10% in peso rispetto al peso secco del materiale. Sono state testate tre diverse quantità, 2,4, 4,0 e 5,7% in peso rispetto al peso secco della cellulosa recuperata postconsumo. Il procedimento ha inoltre previsto l’immissione di un flusso di ozono (15L/h) nella fase di essiccazione del materiale.

Le analisi condotte hanno dimostrato un livello di abbattimento dei composti aggiunti alla cellulosa recuperata post-consumo - in concentrazione pari a 580 µg/Kgss - del 80, 98 e del >99% rispettivamente.

Percarbonato di sodio (PCS) in combinazione con ozono Il percarbonato di sodio è stato testato in diverse quantità ovvero al 4%, 9% e 10% rispetto al peso secco del materiale immesso in autoclave, determinato secondo il metodo ufficiale 936 UNICHIM 10506/1994.

E’ stato aggiunto come soluzione sul materiale fortificato che presentava un'umidità totale superiore al 45±5%. Il materiale è stato successivamente sottoposto a triturazione fino a generare una pezzatura finale di dimensioni minori di 10 cm.

Il procedimento ha inoltre previsto l’immissione di un flusso di ozono (15L/h) nella fase di essiccazione del materiale.

Le analisi condotte sul materiale così trattato hanno dimostrato che la decontaminazione si attesta a una percentuale di abbattimento dei contaminanti (aggiunti a una concentrazione di 580�g/Kgss) pari al 78%, 95% e 97%.

Perossido di idrogeno

L'azione del perossido di idrogeno (H2O2, acqua ossigenata) è stata testata su scala di laboratorio su cellulosa post consumo, recuperata in fase di separazione, frammentata con dimensioni non superiori a 3 cm, contaminata a una concentrazione di 1000μg/Kgss (overspiking) e poi trattata nelle condizioni di umidità totale, concentrazione, temperatura e tempo di azione come indicato nella Tabella 4 che segue.

Tabella 4

Condizioni di trattamento ossidativo effettuato su cellulosa post consumo recuperata, trattata su scala di laboratorio (100,0 g di materiale). Il valore % è inteso come rapporto in peso tra la sola H2O2 e la cellulosa secca trattata. L'umidità totale considera anche l'acqua prodotta dalla decomposizione di H2O2. Reattore posto ad 1 bar.

E’ stato scelto di valutare in primis solo il valore di COD (domanda chimica di ossigeno), che già rappresenta la quantità di ossigeno necessaria per la completa ossidazione per via chimica dei composti organici ed inorganici ossidabili eventualmente presenti nella matrice acquosa, estratta dal materiale sottoposto a decontaminazione. Un valore alto di questo parametro (>160mg/L), è reputato condizione sufficiente ad affermare che è altresì elevato il contenuto di residui organici, a valle di analisi chimiche finalizzate alla identificazione post-processo dei composti di cui alla Tabella 1, e relativi derivati.

Un trattamento ossidativo che ha determinato un valore di abbattimento di composti chimici superiore al 99% è corrisposto ad un valore rilevato di COD minore di 100mg/L (prove da 1 a 7 elencate in Tabella 4), al netto del bianco, ovvero il valore riscontrato su pari trattamento ma effettuato su cellulosa non contaminata.

Le prove condotte dimostrano l’efficacia del perossido di idrogeno utilizzato sia da solo sia in combinazione con monopersolfato di potassio.

Una decontaminazione particolarmente efficace si è osservata per le composizioni comprendenti perossido di idrogeno quale unico composto ossidante in quantità superiore al 50% rispetto al peso secco del materiale da decontaminare. Il tempo di applicazione ottimale ha previsto un periodo superiore a 1,5 ore ad una temperatura non inferiore a 60°C con una percentuale di acqua complessiva non inferiore al 53%.

Composizioni comprendenti perossido di idrogeno, in combinazione con monopersolfato di potassio, hanno determinato anch’esse una significativa decontaminazione da composti chimici, anche superiore al 99% (valori del COD<100mg/L).

Ad esempio, risultati vantaggiosi sono stati ottenuti con composizioni comprendenti perossido di idrogeno in quantità pari o superiore al 26% rispetto al peso secco del materiale e monopersolfato di potassio in quantità pari ad almeno il 5% rispetto al peso secco del materiale.

La decontaminazione da composti chimici è risultata particolarmente efficace quando il materiale da trattare presentava un'umidità totale superiore al 50%.

Il ruolo dell’acqua è evidentemente importante per i fenomeni di trasporto delle specie ossidanti e riducenti. Preserva inoltre l’integrità del materiale anche dai fenomeni esotermici, come la decomposizione del perossido di idrogeno ad acqua e ossigeno. L’eccesso di acqua può quindi migliorare il processo chimico.

La decontaminazione da composti chimici è risultata particolarmente efficace quando il materiale è stato trattato a una temperatura superiore a 60°C.

Condizioni particolarmente vantaggiose caratterizzate da un abbattimento dei residui chimici anche superiore al 99% nei campioni fortificati sono compatibili con la conduzione della fase di decontaminazione chimica nelle diverse fasi del procedimento come illustrato nelle Figure 3 a 6.

Inoltre, il trattamento con acqua ossigenata ha consentito di ottenere anche un effetto di sbiancamento del materiale trattato, che si manifesta a seguito della trasformazione chimica dei residui contaminanti in prodotti di decomposizione volatili.

Naturalmente, fermo restando il principio dell'invenzione, i particolari di costruzione e le forme di realizzazione potranno essere ampiamente variati senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione così come definito dalle rivendicazioni che seguono.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la sterilizzazione e la decontaminazione di prodotti sanitari assorbenti postconsumo contaminati da composti organici, detti prodotti sanitari assorbenti post-consumo comprendenti le frazioni di plastica, di polimeri super-assorbenti (SAP), ed opzionalmente di cellulosa, il procedimento comprendendo almeno le fasi di: - sterilizzare (SR) detti prodotti sanitari assorbenti post-consumo mediante riscaldamento ad una temperatura pari o inferiore a 140°C e ad una pressione inferiore a 4 bar, - decontaminare (DC) detti prodotti sanitari assorbenti post-consumo da composti organici mediante trattamento con una composizione ossidante comprendente almeno un composto selezionato nel gruppo costituito da perossido di idrogeno, percarbonato di sodio, percarbonato di potassio, perborato di sodio, perborato di potassio, monopersolfato di potassio, persolfato di ammonio, persolfato di sodio, persolfato di potassio, ozono.
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre la fase di: - triturare (SH) detti prodotti sanitari assorbenti post-consumo e ottenere prodotti sanitari assorbenti postconsumo triturati aventi una pezzatura (particle size) di dimensioni inferiori a 10 cm, preferibilmente inferiori a 3 cm, più preferibilmente inferiori a 1 cm.
3. Procedimento secondo la rivendicazione 2, comprendente inoltre la fase di essiccare (DR) detti prodotti sanitari assorbenti post-consumo triturati e ottenere prodotti sanitari assorbenti post-consumo triturati ed essiccati comprendenti plastica, polimeri super-assorbenti (SAP), ed opzionalmente cellulosa.
4. Procedimento secondo la rivendicazione 3, in cui il procedimento comprende inoltre la fase di separare plastica da detti prodotti sanitari assorbenti post-consumo triturati ed essiccati.
5. Procedimento secondo la rivendicazione 3 o la rivendicazione 4, in cui il procedimento comprende inoltre la fase di separare cellulosa da detti prodotti sanitari assorbenti post-consumo triturati ed essiccati.
6. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 3 a 5, in cui il procedimento comprende inoltre la fase di separare detti polimeri super-assorbenti (SAP) da detti prodotti sanitari assorbenti post-consumo triturati ed essiccati.
7. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la fase di decontaminazione (DC) da composti organici è condotta mediante trattamento dei prodotti sanitari assorbenti postconsumo con la composizione ossidante contemporaneamente alla fase di sterilizzazione (SR).
8. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2 a 6, in cui detta fase di decontaminazione (DC) è condotta mediante trattamento dei prodotti sanitari assorbenti post-consumo con la composizione ossidante contemporaneamente alla fase di triturazione (SH).
9. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 3 a 6, in cui detta fase di decontaminazione (DC) è condotta mediante trattamento dei prodotti sanitari assorbenti post-consumo triturati con detta composizione ossidante contemporaneamente a detta fase di essiccazione (DR).
10. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui l’almeno un composto è contenuto nella composizione ossidante in una quantità pari o superiore al 2% in peso rispetto al peso secco dei prodotti sanitari assorbenti post-consumo.
11. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta composizione ossidante comprende perossido di idrogeno in una quantità superiore al 5% in peso, preferibilmente superiore al 10% in peso, più preferibilmente tra il 10% e il 90% in peso rispetto al peso secco di detti prodotti sanitari assorbenti post-consumo.
12. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 4 a 6, in cui detta fase di decontaminazione (DC) è condotta mediante trattamento di detta plastica e/o di detta cellulosa separate da detti prodotti sanitari assorbenti post-consumo triturati ed essiccati con detta composizione ossidante.
13. Procedimento secondo la rivendicazione 12, in cui l’almeno un composto è contenuto nella composizione ossidante in una quantità pari o superiore al 2% in peso rispetto al peso secco di detta plastica e/o di detta cellulosa separate da detti prodotti sanitari assorbenti post-consumo triturati ed essiccati.
14. Procedimento secondo la rivendicazione 12 o 13, in cui detta composizione ossidante comprende perossido di idrogeno in una quantità superiore al 5% in peso, preferibilmente superiore al 10% in peso, più preferibilmente tra il 10% e il 90% in peso rispetto al peso secco di detta plastica e/o di detta cellulosa separate da detti prodotti sanitari assorbenti post-consumo triturati ed essiccati.
15. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui la fase di sterilizzazione (ST) è condotta mediante riscaldamento di detti prodotti sanitari assorbenti post-consumo a una temperatura compresa tra 120°C e 140°C e ad una pressione compresa tra 1 e 3,6 bar.
16. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta composizione ossidante comprende monopersolfato di potassio.
17. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta composizione ossidante comprende perossido di idrogeno e monopersolfato di potassio in un rapporto in peso perossido di idrogeno:monopersolfato di potassio compreso tra 3:1 e 20:1, preferibilmente tra 5:1 e 18:1.
18. Plastica separata da prodotti sanitari assorbenti post-consumo contaminati da composti organici ottenibile mediante un procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 4 a 17.
19. Cellulosa derivata da prodotti sanitari assorbenti post-consumo contaminati da composti organici ottenibile mediante un procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 5 a 17.
20. Polimeri super-assorbenti (SAP) derivati da prodotti sanitari assorbenti post-consumo contaminati da composti organici ottenibile mediante un procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 6 a 17.