ITTO20111092A1 - Apparecchiatura e procedimento per il riciclaggio di prodotti sanitari assorbenti - Google Patents

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ITTO20111092A1
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IT
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Jan K Michalek
Marcello Somma
Theodore Thomas
Giorgio Vaccaro
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Fater Spa
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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 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 à ̈ una vista schematica illustrante la disposizione di ugelli di taglio all’interno dell’autoclave di figura 1,
- la figura 3 à ̈ una sezione trasversale schematica dell’autoclave di figura 1,
- la figura 4 Ã ̈ un dettaglio ingrandito della parte indicata dalla freccia IV nella figura 3,
- la figura 5 Ã ̈ una sezione secondo la linea V-V della figura 4, e
- la figura 6 Ã ̈ una vista in pianta secondo la freccia VI della figura 4.
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 41 che percorre condotti situati sulla parete interna dell’autoclave 14 ed in un flusso di vapore di contatto 43 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 41 ed il flusso di vapore di contatto 43 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 sterilizzazione e asciugatura 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.
Secondo la presente invenzione, la destrutturazione dei prodotti sanitari assorbenti inizialmente chiusi viene agevolata da getti di fluido ad alta pressione che agevolano la rottura degli strati esterni dei prodotti sanitari assorbenti.
Con riferimento alla figura 2, l'apparecchiatura 10 comprende una pluralità di ugelli di taglio 38 disposti all’interno dell’autoclave 14. Gli ugelli di taglio 38 sono collegati ad un circuito di pressurizzazione 40 esterno all’autoclave 14, che alimenta un fluido sotto pressione agli ugelli di taglio 38. Il fluido sotto pressione può essere acqua, vapore, aria, fluido antiaderente, ecc..
Con riferimento alle figure 2 e 3, gli ugelli di taglio 38 sono fissi rispetto alla parete laterale 42 dell’autoclave 14 e sono preferibilmente orientati in direzione radiale. Preferibilmente, gli ugelli di taglio 38 sono raggruppati in schiere 44, con gli ugelli di ciascuna schiera 44 distanziati fra loro in direzione longitudinale e con le varie schiere 44 distanziate angolarmente fra loro. Nelle figure 2 e 3 à ̈ illustrata una configurazione con quattro schiere 44 distanziate angolarmente fra loro di 90° e con sei ugelli di taglio 38 in ciascuna schiera 44. Il numero degli ugelli di taglio 38 può variare in funzione delle applicazioni. Ad esempio, in funzione delle dimensioni dell’autoclave 14, possono essere previsti da 10 a 100 ugelli di taglio 38.
Con riferimento alle figure 2-6, all’interno dell’autoclave 14 possono essere previste lame radiali 46 che sporgono in direzione radiale verso l’interno dell’autoclave dalla parete laterale 42. Le lame radiali 46 nel funzionamento trascinano verso l’alto la massa di prodotti sanitari assorbenti contenuta nell’autoclave 14. Preferibilmente, ciascuna schiera 44 di ugelli 38 à ̈ disposta adiacente ad una rispettiva lama radiale 46. Con riferimento alla direzione di rotazione dell’autoclave 14 indicata dalla freccia B nella figura 3, gli ugelli di taglio 38 sono preferibilmente adiacenti alla faccia posteriore della rispettiva lama radiale 46, in modo da riparare gli ugelli di taglio 38 dall’impatto con la massa di rifiuti.
Con riferimento alla figura 2, gli ugelli di taglio 38 di ciascuna schiera 44 sono preferibilmente collegati ad un tubo di alimentazione comune 48. I tubi di alimentazione 48 delle varie schiere 44 sono collegati ad un collettore rotante 50. Il circuito di pressurizzazione 40 comprende una pompa 50 che alimenta fluido pressurizzato al collettore rotante 50.
Il circuito di pressurizzazione 40 à ̈ preferibilmente munito di un controllore 52 che alimenta selettivamente le schiere 44 in funzione dei segnali forniti da un sensore di posizione rotazionale 54 che rileva la posizione rotazionale dell’autoclave 14. Il controllore 52, in funzione dei segnali forniti dal sensore 54, apre e chiude selettivamente valvole 56 associate a condotti di 58 collegati tramite il collettore rotante 50 a rispettivi tubi di alimentazione 48.
Durante la rotazione dell’autoclave, i rifiuti vengono periodicamente sollevati verso l’alto e poi cadono verso il centro. Il controllore 52 attiva soltanto la schiera 44 di ugelli di taglio che di volta in volta si trova in basso e quindi in contatto con la massa di rifiuti. Il controllore 52 attiva gli ugelli per un periodo di tempo limitato. Quando gli ugelli 38 ruotano verso l’alto, si allontanano dalla massa di rifiuti che cade verso il centro ed il controllore interrompe l’alimentazione di fluido pressurizzato per ridurre l’ammontare di umidità in eccesso all’interno dell’autoclave 14.
Gli ugelli di taglio 38 lacerano ed ammorbidiscono i fogli plastici esterni dei prodotti sanitari assorbenti e formano fori che facilitano la destrutturazione dei prodotti incrementando così l’efficienza dell’autoclave.
Preferibilmente, il fluido pressurizzato à ̈ acqua. Le dimensioni delle aperture degli ugelli sono preferibilmente comprese fra 0,02 e 0,15 mm. La pressione di funzionamento degli ugelli 38 à ̈ preferibilmente di 100-300 atmosfere.
I getti ad alta pressione provenienti dagli ugelli di taglio 38 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 di 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 parete laterale (42) 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), - un circuito di riscaldamento e pressurizzazione dell'autoclave (14) per riscaldare i prodotti sanitari assorbenti ad una temperatura di sterilizzazione, e - una pluralità di ugelli di taglio (38) alimentati da fluido sotto pressione, disposti per dirigere rispettivi getti di fluido pressurizzato all’interno di detta autoclave (14).
  2. 2. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, in cui detti ugelli di taglio (38) sono raggruppati in una pluralità di schiere (44), in cui gli ugelli di taglio (38) di ciascuna schiera (44) sono distanziati fra loro in una direzione longitudinale ed in cui le diverse schiere (44) sono distanziate fra loro in una direzione circonferenziale.
  3. 3. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 2, in cui gli ugelli di taglio (38) di ciascuna schiera (44) sono disposti adiacenti ad una rispettiva lama radiale (38) sporgente verso l’interno da detta parete laterale (42) dell’autoclave (14).
  4. 4. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 2, in cui dette schiere (44) di ugelli di taglio (38) sono collegate ad un circuito di pressurizzazione (40) esterno all’autoclave (14) mediante un collettore rotante (50).
  5. 5. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 4, in cui detto circuito di pressurizzazione (40) comprende un controllore (52) configurato per alimentare selettivamente dette schiere (44) di ugelli di taglio (38) in funzione di segnali forniti da un sensore di posizione rotazionale (54) che rileva la posizione rotazionale di detta autoclave (14).
  6. 6. Procedimento per il trattamento di prodotti sanitari assorbenti usati, comprendente le fasi di: - predisporre un’autoclave cilindrica rotante avente una parete laterale (42) 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), e - alimentare fluido sotto pressione ad una pluralità di ugelli di taglio (38) disposti per dirigere rispettivi getti di fluido pressurizzato all’interno di detta autoclave (14).
  7. 7. Procedimento secondo la rivendicazione 6, in cui detti ugelli di taglio (38) sono raggruppati in una pluralità di schiere (44), in cui gli ugelli di taglio (38) di ciascuna schiera (44) sono distanziati fra loro in una direzione longitudinale ed in cui le diverse schiere (44) sono distanziate fra loro in una direzione circonferenziale.
  8. 8. Procedimento secondo la rivendicazione 7, in cui gli ugelli di taglio (38) di ciascuna schiera (44) sono disposti adiacenti ad una rispettiva lama radiale (38) sporgente verso l’interno da detta parete laterale (42) dell’autoclave (14).
  9. 9. Procedimento secondo la rivendicazione 7, in cui dette schiere (44) di ugelli di taglio (38) sono collegate ad un circuito di pressurizzazione (40) esterno all’autoclave (14) mediante un collettore rotante (50).
  10. 10. Procedimento secondo la rivendicazione 9, in cui detto circuito di pressurizzazione (40) comprende un controllore (52) configurato per alimentare selettivamente dette schiere (44) di ugelli di taglio (38) in funzione di segnali forniti da un sensore di posizione rotazionale (54) che rileva la posizione rotazionale di detta autoclave (14).
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