ITTO20111089A1 - Apparecchiatura e procedimento per il riciclaggio di prodotti sanitari assorbenti - Google Patents
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Description
“Apparecchiatura e procedimento per il riciclaggio di prodotti sanitari assorbentiâ€
TESTO DELLA DESCRIZIONE
Campo dell'invenzione
La presente invenzione riguarda un'apparecchiatura ed un procedimento per il riciclaggio di prodotti sanitari assorbenti usati.
Con il termine "prodotti sanitari assorbenti" si indicano in generale i prodotti assorbenti monouso, quali: pannolini per bambini, assorbenti per incontinenti, assorbenti igienici femminili, tamponi assorbenti, rivestimenti per letti, ecc..
Descrizione della tecnica relativa
I prodotti sanitari assorbenti sono generalmente composti da una varietà di diversi materiali, fra cui fogli di materiale plastico, fluff di cellulosa, polimeri superassorbenti, fogli di non tessuto, ecc..
I prodotti sanitari assorbenti contengono materiali pregiati quali plastica e cellulosa e sarebbe desiderabile effettuare il ricupero di tali materiali per utilizzarli in un nuovo ciclo produttivo oppure per la produzione di energia.
Attualmente i prodotti sanitari assorbenti usati vengono smaltiti come rifiuti indifferenziati conferiti in discariche. Non si effettua il ricupero dei materiali costituenti i prodotti sanitari assorbenti usati in primo luogo perché i diversi materiali (fibre di cellulosa, polimeri superassorbenti, fogli di materiale plastico ecc.) sono intimamente interconnessi fra loro e per ottenere la separazione dei materiali sarebbe necessario operare una completa destrutturazione dei prodotti. Inoltre, i prodotti sanitari assorbenti usati contengono escrezioni organiche e batteri e sarebbe necessario effettuare una sterilizzazione dei prodotti prima del riciclaggio dei materiali.
Per queste ragioni, i prodotti sanitari assorbenti usati non sono inclusi fra i prodotti oggetto di raccolta differenziata di rifiuti riciclabili.
Si stima che i prodotti sanitari assorbenti costituiscano circa il 2-3% del totale dei rifiuti solidi urbani. Tuttavia, dove viene effettuata una raccolta differenziata con alta percentuale di differenziazione dei rifiuti (con percentuale di rifiuti differenziati superiore al 60% del totale) la percentuale di incidenza dei prodotti sanitari assorbenti sulla parte restante della frazione residua non differenziabile sale a circa il 20%.
L’elevata incidenza dei prodotti sanitari assorbenti sulla frazione residua di rifiuti non riciclabili rende altamente desiderabile disporre di apparecchiature e procedimenti che consentano di effettuare in modo efficiente ed economicamente conveniente un trattamento dei prodotti sanitari assorbenti finalizzato ad un riciclo dei loro materiali componenti.
Le tecniche attualmente conosciute per il trattamento dei prodotti sanitari assorbenti usati non sono soddisfacenti. Una prima tecnica nota prevede di effettuare il lavaggio dei prodotti assorbenti usati in acqua, alcali e sapone e di separare la cellulosa dalla plastica durante il lavaggio. Esempi di questa tecnica sono descritti nei documenti n. WO 94/20668 e WO 96/27045.
Il documento US5292075 descrive un procedimento in cui i prodotti sanitari assorbenti sporchi vengono preliminarmente sminuzzati. Il materiale sminuzzato viene poi lavato in una macchina lavatrice comprendente un tamburo cilindrico perforato che trattiene il materiale plastico al suo interno. Il materiale contenente la polpa di cellulosa viene poi disidratato.
Queste tecniche di trattamento dei prodotti sanitari assorbenti sono difficilmente implementabili in pratica poiché l'acqua di lavaggio conterrebbe un'elevata quantità di inquinanti, quali polimeri superassorbenti gelificati e residui organici, che ne rende difficile lo smaltimento. L'essiccazione della cellulosa dopo il lavaggio comporta inoltre un elevato dispendio di energia.
Un’ulteriore difficoltà deriva dal fatto che i prodotti sanitari assorbenti usati sono solitamente gettati piegati su loro stessi e chiusi a pacchetto, con lo strato esterno plastico dei prodotti che forma una barriera impermeabile. Se i prodotti vengono trattati nella forma in cui essi sono stati gettati, lo strato impermeabile esterno impedisce un’efficace sterilizzazione dei prodotti. D'altra parte, un trattamento preliminare come descritto in US5292075 comporta la necessità di sminuzzare articoli con elevato contenuto di escrezioni organiche, batteri e contaminanti.
Il documento JP 2004113915 descrive un procedimento di trattamento di pannolini contenenti polimeri assorbenti, secondo il quale i pannolini usati vengono disposti in un contenitore chiuso pressurizzato insieme a segatura. All'interno del contenitore i pannolini vengono trattati con vapore ad alta temperatura ed alta pressione per un tempo predeterminato. Il trattamento con vapore à ̈ effettuato ad una pressione di 15-25 atmosfere e ad una temperatura di 150-250°C. Questo documento prevede che dopo tale trattamento i prodotti sanitari assorbenti vengano utilizzati come fertilizzanti dopo una fermentazione.
Il documento WO 2010/065088 descrive un’autoclave per il trattamento di rifiuti solidi urbani che prevede di effettuare l'essiccazione dei rifiuti mediante vapore. L'apparecchio descritto nel documento WO 2010/065088 comprende un'autoclave cilindrica rotante dotata di almeno un portello che può essere aperto per permettere l'accesso all'interno dell'autoclave e chiuso a tenuta per permettere la pressurizzazione dell'autoclave, un ingresso per vapore di contatto che entra in contatto diretto con i rifiuti contenuti all'interno dell'autoclave, una pluralità di lame rettilinee cave atte a condurre vapore non di contatto e sporgenti dalla superficie interna dell'autoclave ed alimentate con vapore non di contatto. Questa apparecchiatura consente di ottenere la sterilizzazione di rifiuti solidi urbani e l'essiccazione dei rifiuti durante il trattamento nell'autoclave. L'apparecchiatura descritta nel documento WO 2010/065088 à ̈ stata sviluppata per il trattamento di rifiuti solidi urbani indifferenziati e non contiene insegnamenti specifici per ottenere la sterilizzazione, l’asciugatura e la separazione dei materiali costituenti i prodotti sanitari assorbenti.
Scopo e sintesi dell'invenzione
La presente invenzione si prefigge lo scopo di fornire un'apparecchiatura ed un procedimento per il trattamento di prodotti sanitari assorbenti usati che consentano di sterilizzare, asciugare e destrutturare i prodotti sanitari assorbenti usati al fine di effettuare il ricupero dei materiali costituenti.
Secondo la presente invenzione, tale scopo viene raggiunto da un'apparecchiatura e da un procedimento aventi le caratteristiche formanti oggetto delle rivendicazioni 1 e 3.
Le rivendicazioni formano parte integrante dell'insegnamento qui somministrato in relazione all'invenzione.
Breve descrizione dei disegni
La presente invenzione verrà ora descritta dettagliatamente con riferimento ai disegni allegati, dati a puro titolo di esempio non limitativo, in cui:
- la figura 1 Ã ̈ una vista prospettica di un'apparecchiatura ad autoclave rotante per il trattamento di rifiuti,
- la figura 2 Ã ̈ una vista prospettica in sezione dell'autoclave di figura 1, e
- le figure 3 e 4 sono viste schematiche illustranti un dettaglio della superficie interna dell'autoclave di figura 2.
Descrizione di forme di attuazione preferite
Con riferimento alla figura 1, con 10 é indicata un'apparecchiatura ad autoclave rotante per il trattamento di prodotti sanitari assorbenti usati. L'apparecchiatura 10 comprende una struttura stazionaria 12 che porta un’autoclave cilindrica 14 rotante attorno al suo asse longitudinale A. L'apparecchiatura 10 comprende un dispositivo di azionamento (non illustrato) che aziona in rotazione l'autoclave 14 attorno all'asse A. La struttura di supporto 12 può essere munita di attuatori 16 per variare l'inclinazione dell'autoclave 14 rispetto ad un asse orizzontale, che permettono di inclinare l’autoclave 14 fra una posizione di carico/scarico ed una posizione di lavoro. L’autoclave 14 ha due estremità almeno una delle quali termina in un portello che può essere aperto per permettere l'accesso al volume interno dell'autoclave e chiuso a tenuta per permettere la pressurizzazione del volume interno. Nell'esempio illustrato sono previsti due portelli apribili 18, 20 utilizzabili ad esempio per il carico dei prodotti da trattare e per lo scarico dei prodotti trattati. In alternativa, potrebbe essere previsto un unico portello apribile utilizzabile sia per il carico sia per lo scarico.
L’apparecchiatura 10 comprende un circuito di riscaldamento e pressurizzazione dell'autoclave 14 per riscaldare i prodotti sanitari assorbenti ad una temperatura di sterilizzazione.
La figura 2 mostra schematicamente l’autoclave 14 in sezione. Nella figura 2 si può vedere che l’autoclave 14 ha una superficie interna 22 che delimita un volume di trattamento. All’interno dell’autoclave 14 à ̈ disposta una pluralità di condotti 24 che formano una parte della superficie interna 22. I condotti 24 si estendono parallelamente all'asse longitudinale A e sono collegati alle loro estremità opposte a rispettivi collettori per l'ingresso e l'uscita di vapore di riscaldamento. Il vapore che percorre i condotti 24 non entra in contatto con i prodotti da trattare contenuti nel volume interno dell'autoclave 14 e viene pertanto indicato come vapore non di contatto.
I portelli 18, 20 sono dotati di un ingresso 30 e di un'uscita 32 per vapore di contatto che entra in contatto diretto con i prodotti disposti all'interno dell'autoclave 14. Il vapore di contatto serve a pressurizzare l’autoclave 14 ed a riscaldare i prodotti mediante contatto diretto. I portelli 18, 20 sono dotati di rispettivi connettori rotanti 34, 36 rispettivamente per l'ingresso e per l'uscita del vapore di contatto e del vapore non di contatto. Come schematicamente rappresentato nella figura 1, l'apparecchiatura 10 comprende un generatore di vapore 38 che produce un flusso di vapore 40 che si suddivide in un flusso di vapore non di contatto 42 che percorre i condotti 24 ed in un flusso di vapore di contatto 44 che pressurizza il volume interno dell'autoclave 14. Sul connettore di uscita 36 il flusso di vapore non di contatto 42 ed il flusso di vapore di contatto 44 sono divisi e vengono trattati separatamente, ad esempio come descritto nel documento WO 2010/065088.
Nel funzionamento, l’autoclave 14 viene caricata con prodotti sanitari assorbenti. L’autoclave 14 viene quindi chiusa a tenuta e pressurizzata mediante il vapore di contatto. Nello stesso tempo l’autoclave viene riscaldata mediante il vapore non di contatto all’interno dei condotti 24. L’autoclave riscaldata e pressurizzata viene azionata in rotazione attorno all’asse A. Dopo un periodo prestabilito sufficiente ad ottenere l’asciugatura, la destrutturazione e la sterilizzazione dei prodotti l’autoclave viene aperta ed i prodotti trattati vengono scaricati ed inviati ad un vaglio nel quale viene effettuata la separazione della plastica dalla cellulosa.
Tipicamente, i prodotti sanitari assorbenti comprendono un nucleo assorbente di fibre di cellulosa e di polimeri superassorbenti. Il nucleo assorbente é solitamente racchiuso fra due fogli di materiale plastico uniti fra loro. Tipicamente, il foglio esterno (backsheet) à ̈ impermeabile mentre il foglio interno (topsheet) é poroso. I prodotti sanitari assorbenti usati sono solitamente ripiegati su se stessi in modo da chiudere il prodotto a pacchetto all'interno del foglio esterno impermeabile. Di solito sono previste alette adesive per chiudere il prodotto piegato. Le escrezioni organiche sono così racchiuse all'interno di un foglio di materiale plastico impermeabile sigillato.
L'apparecchiatura 10 secondo la presente invenzione prevede di effettuare il trattamento dei prodotti sanitari assorbenti così come essi vengono raccolti, cioà ̈ in forma chiusa a pacchetto e senza un trattamento preliminare per l'apertura dei prodotti.
Il trattamento con temperatura e pressione abbinato allo scuotimento all'interno dell'autoclave 14 effettua l’asciugatura, la destrutturazione e la sterilizzazione dei prodotti sanitari assorbenti. Per ottenere un'efficace azione di asciugatura e di sterilizzazione, à ̈ necessario ottenere l’apertura dei prodotti, in modo da esporre tutte le sostanze organiche alla temperatura ed al vapore di contatto in ogni punto all'interno dell'autoclave 14.
L'apertura dei prodotti sanitari assorbenti à ̈ assolutamente essenziale per ottenere una sterilizzazione completa. Si à ̈ trovato che temperature di funzionamento dell'autoclave 14 basse sono insufficienti per produrre l'apertura dei prodotti mentre temperature troppo elevate provocano un raggrinzimento dei fogli esterni di materiale plastico rendendo difficile la separazione, il che da un lato pregiudica l’efficacia della sterilizzazione e dall’altro rende non utilizzabile il materiale in uscita dall’autoclave 14. L'uso unicamente di temperature intermedie permette di ottenere l'apertura dei prodotti ma non la destrutturazione dei prodotti che consente di esporre al trattamento le fibre di cellulosa ed i liquidi organici da esse assorbiti. Più precisamente, si à ̈ trovato che i fogli di plastica esterni dei prodotti sanitari assorbenti si raggrinziscono a temperature superiori a 150°C, mentre una temperatura di circa 138°C à ̈ sufficiente per sciogliere la colla che tiene uniti i prodotti sanitari assorbenti, permettendo a l’apertura dei prodotti e la migliore esposizione all’azione di sterilizzazione del vapore di contatto. Inoltre, temperature superiori a 140°C permettono la distruzione di sacchetti di plastica nei quali sono eventualmente contenuti i prodotti sanitari assorbenti.
Con un’autoclave rotante pressurizzata con doppia alimentazione di vapore, il vapore non di contatto all’interno dei condotti 24 può essere utilizzato per creare punti caldi all’interno dell’autoclave, che danneggiano e causano la rottura dei rivestimenti plastici dei prodotti sanitari assorbenti senza provocarne il raggrinzimento. Tali punti caldi creano punti di fusione localizzata che aprono dei fori nei rivestimenti plastici ed indeboliscono gli involucri esterni, in modo che l’azione di agitazione all’interno dell’autoclave rotante provoca la rottura degli involucri esterni, la destrutturazione dei prodotti e la completa esposizione dei nuclei assorbenti al vapore di contatto. I nuclei assorbenti formati da fibre di cellulosa e polimeri superassorbenti sono dunque rilasciati dagli involucri di materiale plastico.
Si à ̈ sperimentato che quando il contenuto dei prodotti sanitari assorbenti entra in contatto con la superficie riscaldata dell'autoclave 14 una parte del materiale si essicca e tende ad aderire alla parete. Nel tempo, lo spessore del materiale essiccato che si accumula sulla parete interna dell'autoclave 14 raggiunge livelli inaccettabili ed à ̈ necessario effettuare laboriose operazioni di pulitura della superficie interna dell'autoclave 14.
L’adesione di materiale alle pareti interne dell'autoclave 14 durante il trattamento dei prodotti sanitari assorbenti à ̈ dovuta alla presenza sulla superficie interna 22 di micropori schematicamente indicati con 46 nella figura 3. Al fine di ridurre l'adesione à ̈ necessario ridurre od eliminare i micropori 46.
Esistono svariati modi per ridurre la microporosità di una superficie. Uno di questi consiste nella formazione di uno strato sigillante 48 sulla superficie interna 22 dell'autoclave 14. Lo strato sigillante 48 riempie i micropori 46 ed impedisce l'adesione di materiale che proviene dall'apertura e dalla rottura dei prodotti sanitari assorbenti.
Lo strato sigillante 48 può essere ottenuto con l'applicazione di grasso od olio sulla superficie 22.
In una forma di realizzazione l’autoclave 14 vuota é riscaldata ad una temperatura superiore a 150° con un'aggiunta di circa 100 g di grasso od olio per mq di superficie interna. Questo processo viene effettuato con l’autoclave vuota. Quando la autoclave si raffredda il grasso od olio in eccesso viene rimosso e rimane lo strato sigillante 48 che chiude i micropori 46.
In alternativa, un quantitativo di grasso od olio di 10-100 g per mq della superficie interna 22 viene aggiunto al carico di prodotti sanitari assorbenti da trattare.
Nel funzionamento la temperatura dell'autoclave si innalza ed il lubrificante entra in contatto con i micropori 46 formando lo strato sigillante 48.
L’olio od il grasso può essere aggiunto come un solido, liquido od aerosol. Possono essere usati anche altri tipi di sigillanti. L'essenza dell'invenzione consiste nel fornire mezzi per sigillare le superfici interne 22 dell'autoclave 14 in modo che non si verifichi l'adesione da contatto con il materiale trattato.
Il problema dell’adesione del materiale sulla superficie interna dell'autoclave 14 non si manifesta durante il trattamento in autoclave di rifiuti solidi urbani poiché nei rifiuti solidi urbani à ̈ solitamente contenuta una quantità di olio/grasso sufficiente per impedire l’adesione del materiale alle pareti dell'autoclave.
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 (7)
- RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura per il trattamento di prodotti sanitari assorbenti usati, comprendente: - un’autoclave cilindrica rotante (14) avente una superficie interna (22) e due estremità , almeno una delle quali termina in un portello (18, 20) che può essere aperto per permettere l'accesso a detta autoclave (14) e chiuso a tenuta per permettere la pressurizzazione di detta autoclave (14), e - un circuito di riscaldamento e pressurizzazione dell'autoclave (14) per riscaldare i prodotti sanitari assorbenti ad una temperatura di sterilizzazione, in cui detta autoclave (14) comprende uno strato sigillante (48) su detta superficie interna (22), atto ad impedire l’adesione su detta superficie interna (22) di materiale proveniente dalla destrutturazione di detti prodotti sanitari assorbenti.
- 2. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto strato sigillante (48) comprende grasso o olio.
- 3. Procedimento per il trattamento di prodotti sanitari assorbenti usati, comprendente le fasi di: - predisporre un’autoclave cilindrica rotante avente una superficie interna (22) e due estremità , almeno una delle quali termina in un portello (18, 20) che può essere aperto per permettere l'accesso a detta autoclave (14) e chiuso a tenuta per permettere la pressurizzazione di detta autoclave (14), - caricare prodotti sanitari assorbenti chiusi in detta autoclave (14), - riscaldare e pressurizzare detta autoclave (14) ad una temperatura di sterilizzazione e nello stesso tempo azionare in rotazione l’autoclave (14) attorno ad un suo asse longitudinale (A), e - formare uno strato sigillante (48) su detta superficie interna (22) dell'autoclave (14) atto ad impedire l'adesione a detta superficie interna (22) di materiale proveniente dalla destrutturazione di detti prodotti sanitari assorbenti.
- 4. Procedimento secondo la rivendicazione 3, in cui la formazione di detto strato sigillante (48) su detta superficie interna (22) viene effettuato prima del carico di detti prodotti sanitari assorbenti.
- 5. Procedimento secondo la rivendicazione 4, in cui la formazione di detto strato sigillante (48) viene effettuata mediante riscaldamento dell'autoclave (14) ed l'aggiunta di un quantitativo di olio o grasso.
- 6. Procedimento secondo la rivendicazione 3, in cui la formazione di detto strato sigillante (48) viene effettuata durante il trattamento di detti prodotti sanitari assorbenti mediante l'aggiunta al carico di prodotti sanitari assorbenti di un quantitativo di olio o grasso.
- 7. Procedimento secondo la rivendicazione 5 o la rivendicazione 6, in cui detto quantitativo di olio o grasso à ̈ compreso fra 10-100 g per mq della superficie interna (22) dell'autoclave (14).
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