ITTO20111091A1 - Apparecchiatura e procedimento per il riciclaggio di prodotti sanitari assorbenti - Google Patents

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 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 vista prospettica in sezione 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.

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.

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.

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.

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 tutte le fibre di cellulosa, il superassorbente 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 l’apertura dei prodotti e la migliore esposizione all’azione di asciugatura e 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.

La presente invenzione prevede di effettuare il trattamento di prodotti sanitari assorbenti usati in un’autoclave rotante a vapore che fornisce due o più regimi di temperatura contemporanei.

Con un’autoclave rotante pressurizzata con doppia alimentazione di vapore, il vapore in contatto diretto con i rifiuti può essere aggiunto e scaricato dall’autoclave in modo da mantenere un regime di temperatura preferito per il contenuto. Si à ̈ trovato che questa temperatura preferita à ̈ nel range di 138-152 °C. Infatti, si à ̈ trovato che a temperature sostanzialmente superiori a 150 °C l’involucro esterno dei prodotti sanitari assorbenti si raggrinzisce, mentre una temperatura di 138 °C à ̈ sufficiente per far cedere la colla che tiene insieme i prodotti sanitari assorbenti, permettendo ai prodotti di aprirsi e di esporre il loro interno all’azione del vapore di contatto. Questo range di temperatura consente di ottenere una completa sterilizzazione delle cariche batteriche presenti nei prodotti sanitari assorbenti. Inoltre, temperature superiori a 138 °C permettono al vapore di contatto di distruggere i sacchi nei quali i prodotti sanitari assorbenti possono essere contenuti.

Il vapore non di contatto all’interno dei condotti 24, isolato dai rifiuti, viene utilizzato per creare punti caldi sulle pareti dell’autoclave, che danneggiano e causano la rottura dei fogli plastici esterni dei prodotti sanitari assorbenti proteggendo però dal raggrinzimento dei fogli plastici. Tali punti caldi creano punti di fusione localizzata che aprono dei fori nei fogli 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. Quando i fogli plastici esterni sono danneggiati, i nuclei assorbenti di fibre di cellulosa e polimeri superassorbenti racchiusi nei fogli plastici esterni si separano facilmente dai fogli plastici esterni grazie all’azione di scuotimento all’interno dell’autoclave. Si à ̈ trovato che la temperatura di parete dell’autoclave 14 necessaria per ottenere tali effetti à ̈ compresa nel range 160-200 °C, e preferibilmente compresa fra 165 e 175 °C. Una temperatura di circa 170 °C corrisponde alla temperatura di decomposizione del materiale plastico formante i fogli esterni dei prodotti sanitari assorbenti.

Il doppio regime di temperatura consente 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 di sterilizzare i prodotti in tempi più rapidi. Dato che il contenuto dell’autoclave à ̈ umido, l’effetto immediato sui punti caldi della parete à ̈ la creazione flash di vapore alla pressione esistente in autoclave. Questa differenza di temperatura fornisce uno scambio termico relativamente grande. Quando la pressione del vapore supera la temperatura/pressione di saturazione, il vapore in eccesso viene evacuato verso l’esterno, fornendo così un’asciugatura anche durante la fase di riscaldamento. 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 sterile 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 detto circuito di riscaldamento e pressurizzazione à ̈ configurato per fornire un primo regime di temperatura per i prodotti contenuti nell’autoclave ed un secondo regime di temperatura, superiore al primo regime di temperatura, per detta superficie interna (22).
2. 2. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, in cui detto primo regime di temperatura à ̈ compreso fra 138 e 152°C.
3. 3. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, in cui detto secondo regime di temperatura à ̈ compreso fra 160 e 200°C.
4. 4. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, in cui detto secondo regime di temperatura à ̈ compreso fra 165 e 175°C.
5. 5. Apparecchiatura secondo una qualsiasi delle rivendicazione precedenti, in cui il primo regime di temperatura à ̈ fornito da vapore di contatto in contatto diretto con i prodotti contenuti nell’autoclave (14) e detto secondo regime di temperatura à ̈ fornito da vapore non di contatto che percorre condotti (24) situati sulla parete interna dell’autoclave (14).
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 l’autoclave (14) ad una temperatura di sterilizzazione e nello stesso tempo azionare in rotazione l’autoclave (14) attorno ad un suo asse longitudinale (A), in cui detta fase di riscaldare e pressurizzare l’autoclave (14) prevede un primo regime di temperatura per i prodotti contenuti nell’autoclave ed un secondo regime di temperatura, superiore al primo regime di temperatura, per detta superficie interna (22).
7. 7. Procedimento secondo la rivendicazione 6, in cui detto primo regime di temperatura à ̈ compreso fra 138 e 152°C.
8. 8. Procedimento secondo la rivendicazione 6 o la rivendicazione 7, in cui detto secondo regime di temperatura à ̈ compreso fra 160 e 200°C.
9. 9. Procedimento secondo la rivendicazione 6 o la rivendicazione 7, in cui detto secondo regime di temperatura à ̈ compreso fra 165 e 175°C.
10. 10. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 6 a 9, in cui il primo regime di temperatura à ̈ fornito da vapore di contatto in contatto diretto con i prodotti contenuti nell’autoclave (14) e detto secondo regime di temperatura à ̈ fornito da vapore non di contatto che percorre condotti (24) situati sulla parete interna dell’autoclave (14).