ITMI960579A1 - Metodo per lo smaltimento di rifiuti umidi - Google Patents

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Description

DESCRIZIONE
La presente Invenzione si riferisce, nel suo aspetto pi? generale, allo smaltimento di rifiuti sia urbani che industriali.
Pi? in particolare questa invenzione concerne un metodo per il trattamento industriale, su ampia scala e con grandi potenzialit?, di rifiuti cosiddetti umidi, sia di provenienza urbana, come ad esempio e specialmente gli scarti alimentari di luoghi di ristorazione , mense, comunit? e simili, sia quelli provenienti dall?industria alimentare ed agroal imentare.
Tra i metodi di smaltimento rifiuti maggiormente diffusi sono compresi quelli che si prefiggono una loro trasformazione in concime e sono basati essenzialmente sul cosiddetto compostaggio o composta dei rifiuti, una sorta di fermentazione anaerobica.
Un tale compostaggio pu? essere effettuato in modo "naturale" oppure industriale. Nel primo caso ? previsto un accumulo dei rifiuti in discarica, con formazione di consistenti mucchi che vengono ricoperti da terriccio ed in cui, dopo un certo tempo di fermentazione, le parti organiche sono trasformate in un humus, contenente frazioni di azoto, fosforo e potassio che, anche se molto basse, ne consentono l?uso come concime organico.
I luoghi destinati alle discariche sono sempre di grandi dimensioni, devono essere appropriatamente attrezzati e predisposti per impedire ad esempio l?inquinamento di falde sotterranee, richiedono un impegno di personale e di mezzi di non trascurabile entit? e coinvolgono sempre problemi di inquinamento atmosferico .
Inoltre il completamento della fase di fermentazione anaerobica richiede sempre non meno di 5-6 mesi.
Nel secondo caso il metodo industriale prevede di sottoporre i rifiuti ad una cernita preliminare per l?allontanamento di parti metalliche e per la separazione di carta, stracci, plastica, vetri, eccetera. La restante parte, dopo appropriata triturazione , viene fatta fermentare come nel caso della fermentazione naturale, con i rispettivi inconvenienti, oppure la fermentazione viene innescata con apposite culture in celle di fermentazione, tamburi rotanti e simili. Il tempo consumato per il completamento della fermentazione in questo caso non ? mai inferiore ai 15-20 giorni.
Altre tecniche di smaltimento rifiuti prevedono la loro combustione e sono notoriamente di antieconomica conduzione, richiedono impianti ed attrezzature complicati e costosi sia da un punto di vista operativo che di controllo; oppure prevedono la distruzione mediante attacco chimico, che non ha avuto alcun successo pratico per gli elevati costi ed i riconosciuti inconvenienti tecnici.
E* stata anche tentata la distillazione secca con produzione di gas illuminante, catrame e coke. Questa tecnica ? stata subito abbandonata poich? del tutto antieconomica ed altamente inquinante.
Il problema che sta alla base della presente invenzione ? di conseguenza quello di mettere a disposizione un metodo che consenta di effettuare, su scala industriale, uno smaltimento dei rifiuti umidi, in particolare rifiuti alimentari umidi del tipo pi? sopra precisato, con superamento di tutti gli inconvenienti attualmente riconosciuti alle tecniche note, vale a dire un metodo che consenta di trattare in continuo ed in modo molto economico, grandi quantit? di rifiuti umidi, che non coinvolga problemi di inquinamento ambientale e che sia attuabile con apparecchiature ed impianti di ridotto ingombro e di facile conduzione e controllo.
Questo problema ? risolto secondo l?invenzione da un metodo per il trattamento di rifiuti cosiddetti umidi di provenienza urbana, specialmente scarti alimentari di luoghi di ristorazione, mense, comunit? e simili, sia quelli provenienti dall?industria alimentare ed agroalimentare, che comprende le fasi di:
- sottoporre a riscaldamento un flusso continuo di rifiuti umidi macinati ed esenti da parti metalliche, ad una temperatura di pastorizzazione/sterilizzazione, per un tempo di completa cottura, con ottenimento di un flusso continuo pastoso e umido di rifiuti cotti e bonificati ,
- sottoporre detto flusso continuo, pastoso ed umido, ad essiccazione con ottenimento di un prodotto avente umidit? relativa non maggiore di 15% Vantaggiosamente, in accordo con un aspetto preferito, ma non esclusivo, di questa invenzione, contemporaneamente alla suddetta fase di essiccazione viene attuata una granulazione del flusso pastoso ed umido di rifiuti cotti, con ottenimento di un granulato avente umidit? relativa variabile da 15% a 5%.
Per una produzione industriale in continuo e per garantire la pastorizzazione/sterilizzazione e cottura completa dei rifiuti umidi, in accordo con un?altra caratteristica di questa invenzione, il riscaldamento di detti rifiuti umidi viene effettuato disponendoli nella condizione di strato sottile.
E? vantaggioso e preferito far avanzare lo strato sottile in sostanziale contatto con una parete riscaldata ad una temperatura tale per cui possano agevolmente verificarsi le desiderate fasi di pastori zzazione/sterilizzazione e cottura.
I migliori risultati dal punto di vista di uniformit? di riscaldamento sono raggiunti quando lo strato sottile di rifiuti umidi ? mantenuto in costante e continuo rimescolamento durante l?avanzamento a contatto della parete riscaldata, rimescolamento ed avanzamento che, in modo vantaggioso, sono ottenuti meccan icamente.
Per l?attuazione su scala industriale di questa fase di pastorizzazione/sterilizzazione e cottura del metodo della presente invenzione, ? vantaggiosamente utilizzata una apparecchiatura nota con il nome di turbocuocitore. Essa comprende essenzialmente un corpo tubolare cilindrico, avente parete interna riscaldata, un rotore palettato, assialmente esteso in detto corpo tubolare cilindrico, le cui palette sono disposte elicoidalmente ed hanno estremit? libere che sfiorano la parete riscaldata. Nel corpo cilindrico sono previste una o pi? aperture per la immissione del flusso di rifiuti umidi da sottoporre a trattamento termico ed almeno una apertura per lo scarico del flusso continuo, pastoso ed umido, di rifiuti cotti, pastorizzati o sterilizzati.
Anche la fase di essiccazione (ed eventuale granulazione) del flusso umido e pastoso di rifiuti cotti , ? vantaggiosamente attuata mantenendo detto flusso nella condizione di strato sottile turbolento, e facendolo avanzare a contatto di una parete riscaldata.
Vantaggiosamente, per una tale fase di essiccazione (e granulazione), viene utilizzata una apparecchiatura nota con il nome di turboessi ccatore/granulatore. Una tale apparecchiatura ? strutturalmente identica al turbocuocitore pi? sopra schematicamente descritto.
Il materiale da trattare in ingresso in una tale apparecchi atura, viene immediatamente centrifugato dal rispettivo rotore contro la parete riscaldata, con formazione continua di uno strato sottile anulare, che ? costantemente mantenuto in agitazione e rimescolamento dalle palette del rotore stesso.
La disposizione elicoidale delle palette ed il loro orientamento sono scelti in modo da sospingere lo strato sottile anulare di materiale verso lo scarico dall'apparecchiatura, con tempi di stazionamento prefissati in funzione delle fasi operative che si intendono realizzare e della "natura" del materiale da trattare.
Durante il funzionamento, porzioni successive distinte di detto materiale vengono portate a contatto con la sorgente di calore (parete riscaldata) e poi, quasi subito, vengono da essa allontanate in una sequenza rapida di shock termici, per essere ricomprese nella massa di detto strato sottile con la quale effettuano uno scambio termico.
Utilizzando un turbocuoci tore ed un turboessiccatore/granulatore del tipo suddetto, il metodo di questa invenzione ? caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di:
- sminuzzare i rifiuti umidi, preventivamente liberati da parti metalliche, con ottenimento di un macinato umido di rifiuti,
- alimentare un flusso continuo di detto macinato di rifiuti in un turbocuocitore, avente parete interna riscaldata ad una temperatura di 120-200?C ed in cui il rotore palettato ? posto in rotazione a 200-600 giri/minuto, con un tempo di permanenza sufficiente per cuocere, pastorizzare/sterilizzare detto macinato di rifiuti,
- scaricare da detto turbocuocitore un flusso continuo sostanzialmente pastoso ed umido di rifiuti cotti, pastorizzati /steri lizzati separando contemporaneamente da essi gli eventuali vapori e/o gas formati o liberati durante l?attraversamento del turbocuoci tore,
- alimentare in continuo detto flusso umido e pastoso in un turboessi ccatore/granulatore avente parete interna riscaldata ad una temperatura di 200-300 ?C ed in cui il rotore palettato ? posto in rotazione a 400-1200 giri/minuto,
- scaricare in continuo da detto turboessiccatore un flusso di prodotto essiccato/granulato, separandolo successivamente dal vapore e dai gas liberati durante l 'attraversamento di detto turboessiccatore.
Il prodotto ottenuto costituisce un vantaggioso ed efficace integratore nella alimentazione animale.
Qualora il prodotto in alimentazione non sia opportunamente selezionato, il materiale in uscita pu? essere convenientemente utilizzato in agricoltura. Le caratteristiche ed i vantaggi dell?invenzione risulteranno maggiormente dalla descrizione che segue di un esempio di attuazione del metodo pi? sopra citato, fatto con riferimento al disegno allegato in cui a titolo indicativo e non limitativo ? rappresentata una apparecchiatura-impianto per tale attuazione.
Rifiuti alimentari umidi, provenienti da mense, comunit? ed altri simili luoghi di ristorazione, raccolti in un silos/tramoggia 1 di stoccaggio, vengono inviati, tramite trasportatore 2, ad una stazione 3 di tri turazione/macinazione. Durante tale trasferimento, il materiale viene "liberato" da eventuali parti metalliche, individuate da un rilevatore di metalli 4 (metal detector) con il quale coopera un deviatore di flusso 5, per indirizzare dette parti metalliche verso un contenitore di raccolta 6.
I rifiuti umidi, sminuzzati/macinati, in uscita dalla stazione 3, vengono inviati ad un turbocuocitore 7 .
Detto turbocuocitore 7 ? una macchina di per s? nota che non viene quindi descritta nel dettaglio. Essa comprende essenzialmente un corpo tubolare cilindrico 8, munito di aperture 9,10, per ingresso del materiale da trattare e per lo scarico del materiale trattato. Una camicia 11 di riscaldamento, percorsa ad esempio ad olio diatermico, provvede amantenere la parete interna 8a del corpo cilindrico 8, ad una prefissata temperatura. In detto corpo cilindrico 8, ? assialmente montato un rotore palettato 12, appropriatamente motorizzato, in cui le palette sono disposte secondo un ordinamento elicoidale, cosi da spingere il materiale da trattare verso l?apertura di scarico, oltre che a centrifugarlo contro la parete interna 8a , di sponendolo secondo uno strato sottile turbolento.
E? da notare inoltre che le palette di detto rotore 12 sono variamente orientabili allo scopo di variare il tempo di permanenza del materiale da trattare all?interno del corpo tubolare cilindrico 8.
Ai fini della attuazione del metodo di questa invenzione, tra le macchine del tipo suddetto ? risultata particolarmente utile e vantaggiosa quella realizzata e posta in commercio dalla Societ? VOMM -IMPIANTI E PROCESSI - Milano (Italia), nella quale le palette del rotore palettato sono estese dall?albero di detto rotore fino a sfiorare la parete interna riscaldata e, pertanto, sono attive in tutto lo spazio compreso tra detto albero e detta parete.
Il turbocuocitore 7 ha parete interna riscaldata ad una temperatura di 160?C mentre il suo rotore palettato ? posto in rotazione ad una velocit? di 450 giri/minuto.
Durante l?attraversamento del turbocuocitore, i rifiuti umidi macinati, in esso alimentati, vengono disposti secondo uno strato sottile anulare turbolento che ? mosso a contatto della parete calda, per subire un riscaldamento omogeneo, uniforme, fino ad una temperatura di circa 125-130?C (misurata alla uscita dal turbocuocitore ) che ? una temperatura di sicura pastori zzazione/sterilizzazione. Il tempo di permanenza all?interno del turbocuocitore ? di 7 minuti che ? risultato essere pi? che sufficiente per la pastori zzazione/steri l i zzazione del materiale (o comunque la sua bonifica) nonch? la sua completa cottura.
In uscita dal turbocuocitore 7, il flusso pastoso umido di rifiuti cotti e pastorizzati/sterilizzati ? raccolto nel serbatoio-tramoggia 13,munito di cappa di aspirazione 14 dei vapori sviluppatisi durante la cottura.
Tramite pompa monovite 15, un flusso continuo di detti rifiuti umidi, cotti e pastorizzati (bonificati) ? alimentato in ingresso in un turboessiccatore 16, strutturaimente simile al turbocuocitore 7. La parete interna di detto turboessiccatore 16 ? riscaldata ad una temperatura di 250?C, mentre il suo rotore palettato ? posto in rotazione alla velocit? di 800 giri/minuto.
Un flusso di aria riscaldata ? alimentata in detto essiccatore 16 in equicorrente al flusso di materiale da essiccare, con la funzione di fluido vettore per l?asportazione quanto pi? rapida possibile del vapore d?acqua che, in continuo, si sviluppa per scambio termico del materiale (rifiuti umidi e cotti) con la parete calda del turboessiccatore.
In uscita da detto turboessiccatore 16, l?aria ed il vapore da essa trascinato, nonch? il prodotto essiccato (e granulato) vengono inviati in continuo ad un ciclone 17 di separazione, dal quale il prodotto essiccato (e granulato) con umidit? relativa di 15? ? scaricato tramite rotovalvola 18 e mandato ad un gruppo di raffreddamento 19.
La miscela aria-vapore uscente dalla testa del ciclone 17, alla quale viene aggiunto il flusso di vapori aspirati dalla cappa 14, ? alimentata ad un gruppo lavatore (scrubber) 20, dove avviene il lavaggio e l?abbattimento dei residui polverosi trasportati da detta miscela.
Nella successiva colonna 21 ? realizzata la condensazione del vapor d?acqua e l?aria deumidificata uscente da detta colonna viene inviata ad un gruppo di riscaldamento 22 e, da qui, reimmessa nel turboessiccatore 16.
Una caldaia 23 ad olio diatermico fornisce il calore necessario per la fase di cottura, pastori zzazione/sterilizzazione , per la fase di essi ccamento/granulazione nonch? per il riscaldamento del l'aria.
Il prodotto essiccato granulato in uscita dal raffreddatore 19 viene inviato ai silos di stoccaggio dai quali pu? essere prelevato da una convenzionale linea di confezionamento.
Questo prodotto che ha un contenuto bilanciato di fibre, proteine, grassi e zuccheri qualora sia impiegato nella mangimistica ed un buon apporto di C e N qualora sia impiegato in agricoltura.
Qui di seguito sono riportati i principali vantaggi raggiunti.
Con il metodo secondo l?invenzione ? possibile trattare quasi il 30% dei rifiuti urbani che a questo punto trovano una ben precisa collocazione di mercato.
L?impianto presenta consumi energetici ridotti; infatti si ipotizza un consumo di 800 Kcal/litro di acqua evaporata.
Semplicit? impiantistica e dimensioni ridotte nonch? facilit? di conduzione, rendono l?impianto adatto a soddisfare le necessit? di qualsiasi tipo di comunit?.
Il sistema di trattamento a circuito chiuso elimina qualsiasi tipo di impatto ambientale e l?unico refluo ? rappresentato da acque di condensa scaricabili in tabella.

Claims (8)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per il trattamento di rifiuti cosiddetti umidi di provenienza urbana, specialmente scarti alimentari di mense, comunit? ed altri simili luoghi di ristorazione, e di provenienza dall?industria alimentare e agroalimentare, comprendente le fasi di: - sottoporre a riscaldamento un flusso continuo di detti rifiuti umidi, preventivamente macinati e resi esenti da parti metalliche, ad una temperatura di pastori zzazione/sterilizzazione per un tempo di completa cottura, con ottenimento di un flusso continuo pastoso ed umido di rifiuti cotti e bonificati. - sottoporre detto flusso continuo, pastoso ed umido, ad essiccazione con ottenimento di un prodotto avente un contenuto di umidit? non maggiore di 15%.
  2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui i rifiuti umidi sono sottoposti a detto riscaldamento nella condizione di strato sottile turbolento.
  3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 2, in cui detto strato sottile turbolento di rifiuti umidi ? fatto avanzare a contatto di una parete riscaldata ad una temperatura di pastorizzazione/sterilizzazione per un tempo sufficiente ad una loro completa cottura.
  4. 4. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui contemporaneamente a detta essiccazione, il flusso continuo, pastoso ed umido, di rifiuti cotti e sterilizzati ? sottoposto a granulazione.
  5. 5. Metodo per il trattamento di rifiuti cosiddetti umidi di provenienza urbana, specialmente scarti alimentari, di mense, di comunit? ed altri simili luoghi di ristorazione, e di provenienza dall?industria alimentare ed agroalimentare, comprendente le fasi di: sminuzzare i rifiuti umidi, preventivamente liberati da parti metalliche, con ottenimento di un macinato umido di rifiuti, - alimentare un flusso continuo di detto macinato di rifiuti in un turbocuocitore, avente parete interna riscaldata ad una temperatura di 120-200?C ed in cui il rotore palettato ? posto in rotazione a 200-600 giri/minuto, con un tempo di permanenza sufficiente per cuocere, pastorizzare/ster ilizzare detto macinato di rifiuti , - scaricare da detto turbocuocitore un flusso continuo sostanzialmente pastoso ed umido di rifiuti cotti, pastorizzati/steri lizzati separando contemporaneamente da essi gli eventuali vapori e/o gas formati o liberati durante l?attraversamento del turbocuocitore , - alimentare in continuo detto flusso umido e pastoso in un turboessiccatore/granul atore avente parete interna riscaldata ad una temperatura di 200-400?C ed in cui il rotore palettato ? posto in rotazione a 400-1200 giri/minuto, con un tempo di permanenza sufficiente ad essiccare/granulare detto flusso ad un contenuto di umidit? del 15% scaricare in continuo detto turbo essiccatore un flusso di prodotto essiccata/granulato, separandolo successi vamente dal vapore e dai gas liberati durante l'attraversamento di detto turbo essiccatore.
  6. 6. Metodo secondo la rivendicazione 5 in cui un flusso di aria calda ? alimentato in detto turbo essiccatore in equicorrente al detto flusso pastoso ed umido di rifiuti umidi cotti e sterilizzati.
  7. 7. Metodo secondo la rivendicazione 6 in cui dalla miscela di aria, vapore e gas scaricati in continuo da detto turboessiccatore, viene recuperata aria secca che, previo riscaldamento, ? riciclata a detto turboessiccatore in equicorrente al flusso pastoso di rifiuti cotti e sterilizzati.
  8. 8. Apparecchiatura per trattare rifiuti cosiddetti umidi di provenienza urbana, specialmente scarti alimentari di mense, comunit? ed altri simili luogo di ristorazione e provenienti dall?industria alimentare ed agroalimontare , comprendente: una stazione (3) di frantumazione/macinazione di detti rifiuti preventivamente liberati da eventuali parti metalliche, un turbo cuocitore (7) avente apertura di ingresso (9) in comunicazione con detta stazione (3) ed una apertura (10) di scarico del prodotto cotto,mezzi di trasferimento ed alimentazione del materiale triturato/macinato a detto turbocuocitore (7), un turbo essiccatore/granulatore (16) avente almeno una apertura di ingresso in comunicazione di fluido con l?apertura (10) di scarico di detto turbo cuocitore (7) ed almeno una apertura di uscita per lo scarico del materiale essiccato/granulato e di aria, e vapori e gas liberati in detto turbo essiccatore (16), una stazione (17,18 e 19) di separazione raffreddamento e recupero di detto materiale essiccato/granulato.
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