ITTO20111090A1 - Apparecchiatura e procedimento per il riciclaggio di prodotti sanitari assorbenti - Google Patents

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Description

DESCRIZIONE
“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 6.
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, e
- la figura 2 Ã ̈ una sezione trasversale schematica dell'autoclave di figura 1.
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.
I portelli 18, 20 sono dotati di rispettivi connettori rotanti 34, 36 per l'ingresso e per l'uscita di vapore di riscaldamento proveniente da un generatore di vapore 38. Il flusso di vapore di riscaldamento può essere suddiviso in un flusso di vapore non di contatto 42 che percorre condotti situati sulla parete interna dell’autoclave 14 ed in un flusso di vapore di contatto 44 che entra in contatto diretto con i prodotti da trattare e 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.
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.
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.
Per ottenere un'efficace azione di asciugatura e di sterilizzazione durante il trattamento nell’autoclave 14 à ̈ necessario ottenere la destrutturazione dei prodotti, in modo da esporre tutte le sostanze organiche alla temperatura di sterilizzazione in ogni punto all’interno dell’autoclave 14. La destrutturazione dei prodotti sanitari assorbenti à ̈ assolutamente essenziale per ottenere una sterilizzazione completa e per separare fra loro plastica e fibre di cellulosa.
Con riferimento alla figura 2, nel funzionamento l’autoclave 14 viene caricata con un carico di prodotti sanitari assorbenti 46 e con un carico di elementi di rottura 48 ad elevata densità. 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. L’autoclave riscaldata e pressurizzata viene azionata in rotazione attorno all’asse A. All’interno dell’autoclave 14 possono essere previste lame radiali 50 sporgenti dalla parete interna dell’autoclave.
Gli elementi di rottura 48 ad alta densità agevolano il trasferimento di calore e la destrutturazione dei prodotti sanitari assorbenti 46. Gli elementi di rottura 48 sono di materiale termicamente conduttore, preferibilmente di materiale metallico. Gli elementi di rottura 48 possono essere oggetti piccoli ed aguzzi come ad esempio pietre od oggetti di carpenteria metallica come viti, dadi, spezzoni di profili metallici ad L, ecc..
Gli elementi di rottura 48 raccolgono calore mediante conduzione dalle pareti riscaldate dell’autoclave 14. Durante la rotazione dell’autoclave 14 la massa di prodotti sanitari assorbenti 46 viene trascinata verso l’alto dalle pareti dell’autoclave e poi cade verso il centro. Quindi, gli elemento di rottura cadono al di sopra della massa di prodotti sanitari assorbenti 46.
Dato che gli elementi di rottura 48 sono pesanti essi penetrano nella massa di prodotti sanitari assorbenti accumulata sul fondo dell’autoclave 14 e raggiungono la parete dell’autoclave 14.
Mentre attraversano la massa di prodotti sanitari assorbenti 46, gli elementi di rottura 48 cedono calore mediante conduzione, convezione ed irraggiamento. In questo modo, l’energia disponibile sulla parete dell’autoclave 14 viene efficacemente trasferita all’interno della massa di rifiuti incrementando in modo significativo la superficie effettiva di scambio termico.
Gli elementi di rottura 48 si trovano alla temperatura della parete dell’autoclave od a una temperatura prossima alla temperatura della parete dell’autoclave, che à ̈ impostata ad un valore superiore alla temperatura di fusione degli involucri di materiale plastico dei prodotti sanitari assorbenti. Durante l’attraversamento della massa di prodotti sanitari assorbenti 46, gli elementi di rottura 48 indeboliscono, lacerano e formano fori negli involucri plastici, in modo da destrutturare i prodotti sanitari assorbenti e da rilasciare il contenuto fibroso dei rifiuti.
La quantità in peso di elementi di rottura 48 necessaria per ottenere la destrutturazione dei prodotti sanitari assorbenti 46 à ̈ compresa fra 0,25 e 5 volte il peso a secco del carico di prodotti da trattare. La quantità preferita à ̈ compresa fra 0,5 e 1,5 volte il peso a secco dei prodotti 46.
In prove sperimentali si à ̈ ottenuta con successo la destrutturazione di prodotti sanitari assorbenti con bulloni di acciaio aventi un peso unitario compreso fra 0,25 ed 1 Kg, e con pezzi piatti di acciaio con lo stesso peso.
La massa di elementi di rottura 48 in combinazione con la temperatura e la pressione all’interno dell’autoclave 14 consentono di ottenere una completa destrutturazione dei prodotti sanitari assorbenti all’interno dell’autoclave 14. In questo modo, si evita la necessità di un trattamento preliminare di triturazione dei prodotti, che esporrebbe gli operatori e l’ambiente circostante a cattivi odori ed agli elementi contaminanti contenuti nei prodotti sanitari assorbenti.
La destrutturazione completa dei prodotti durante il trattamento in autoclave permette di asciugare e sterilizzare i prodotti in tempi più rapidi. Dopo il trattamento in autoclave si ottiene una massa destrutturata, asciugata e sterile, essenzialmente formata da plastica e da fibre di cellulosa. Successivamente, la massa destrutturata, asciugata e sterile viene passata in un vaglio nel quale la plastica e le fibre di cellulosa vengono separate.
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 (10)

  1. 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 all’interno di detta autoclave (14) à ̈ contenuto un carico di elementi di rottura ad alta densità, detti elementi di rottura ad alta densità essendo atti ad agevolare la destrutturazione termica e fisica di detti prodotti sanitari assorbenti.
  2. 2. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, in cui detti elementi di rottura sono di materiale termicamente conduttivo.
  3. 3. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 2, in cui detti elementi di rottura sono di materiale metallico.
  4. 4. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, in cui il carico di elementi di rottura ha un peso compreso fra 0,25 e 5 volte il peso a secco del carico di prodotti sanitari assorbenti.
  5. 5. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, in cui il carico di elementi di rottura ha un peso compreso fra 0,5 e 1,5 volte il peso a secco del carico di prodotti sanitari assorbenti.
  6. 6. 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 - prevedere all’interno di detta autoclave (14) un carico di elementi di rottura ad alta densità atti ad agevolare la destrutturazione termica e fisica di detti prodotti sanitari assorbenti.
  7. 7. Procedimento secondo la rivendicazione 6, in cui detti elementi di rottura sono di materiale termicamente conduttivo.
  8. 8. Procedimento secondo la rivendicazione 7, in cui detti elementi di rottura sono di materiale metallico.
  9. 9. Procedimento secondo la rivendicazione 6, in cui il carico di elementi di rottura ha un peso compreso fra 0,25 e 5 volte il peso a secco del carico di prodotti sanitari assorbenti.
  10. 10. Procedimento secondo la rivendicazione 6, in cui il carico di elementi di rottura ha un peso compreso fra 0,5 e 1,5 volte il peso a secco del carico di prodotti sanitari assorbenti.
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