JP2017511434A - 臭気放出が低減された廃棄材料の再生方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態によれば、圧力容器は一般に、その長手軸の周囲を回転する間に駆動されるように取り付けられた円筒構造の細長い容器であり得、容器は一端に入口および他端に出口を有し、前記容器の内側に存在する固定された持上げパドルの配列を含む撹拌手段が備えられている。廃棄材料の撹拌は、前記容器の回転と同時である容器内の持上げパドルの動作を含み得る。本発明の実施形態によれば、容器には螺旋状構成部材が備えられ得る。
本発明による再生紙パルプを製造するための廃棄材料は、少なくとも古紙を含む。本発明の実施形態によれば、適切な古紙は、新聞紙または他の墨入り紙製品、雑誌、カートン、容器、カップ、チラシ、フライヤー、封筒、ボール紙、箱、袋、印刷済みおよび未印刷紙シート、ポスター等を含むがこれらに限定されない。本発明の別の実施形態によれば、廃棄材料は、1種または複数種の臭気化合物、または、再パルプ化の間、1種または複数種の臭気化合物を生成する材料を含み得る。1種または複数種の臭気化合物、または、再パルプ化の間、1種または複数種の臭気化合物を生成する材料を含む材料は、食品廃棄物および飲料廃棄物またはその両方を、プラスチックカップ、プラスチックボトル、プラスチック容器等などの存在し得る高分子廃棄材料とともに含むが、これらに限定されない。本発明のさらに他の実施形態によれば、廃棄材料は、商業廃棄物、生活廃棄物、衛生施設廃棄物、または産業廃棄物を含み得る。
図1〜9に示される実施形態に目を戻すと、相当量の希釈水が、処理される廃棄材料に添加され、これは希釈水を管92を介して注入することによって達成され、その結果、十分な希釈水が、湾曲静止管95を介して、ドラム中の廃棄材料と接触される。通常、希釈水は、ドラム中の廃棄材料および水の合計の30重量パーセント〜75重量パーセントの間のドラムD中の水含有量を達成するように圧力容器ドラムDに添加され、ここで約70パーセントが特定の実施形態に従う量である。別の実施形態によれば、希釈水は、約1重量部の廃棄材料に対し最大約3重量部の希釈水の量で、または、約3重量部の廃棄材料に対し最大約7重量部の希釈水の量で、または、約1重量部の廃棄材料に対し約0.43重量部〜約3重量部の希釈水の量で、管92を介して圧力容器ドラムDに導入される。
本発明の実施形態によれば、撹拌プロセス中の適切な化学助剤の添加により、パルプ化された紙画分の質が改善され得る。再パルプ化の範囲は、化学助剤の使用により増大され得る。加えて、特定の化学助剤の存在下に形成されたパルプは、より明るい場合があり、追加プロセスステップの範囲を縮小することができる。化学助剤は、ドラムドアが閉鎖かつロックされる前または後、圧力容器に導入され得、廃棄材料の前、一緒、または後で、あるいは希釈材と一緒に、圧力容器に添加され得る。
本発明の実施形態によれば、古紙を含む廃棄材料の処理は、廃棄材料を十分に再パルプ化し付随的に滅菌するように熱および機械的エネルギーを加えることによって達成される。処理されている廃棄材料への熱の伝導を高める添加希釈水のおかげで、通常であればそれ自体におよび他の材料に絶縁効果をもたらし得る廃棄材料は、必要な熱によって完全におよび迅速に貫かれ、従って、完全な再パルプ化を達成するために十分な熱から汚染物質がその中で保護され得るポケットの形成を回避する。先に記載したように、廃棄材が処理されるときそのパルプ化可能な画分の寸法が低減するので、および、プロセスの熱が、存在する場合廃棄材のプラスチック画分を熱で歪ませ、よりコンパクトな形態に崩壊させるので、廃棄材の全量がより完全に撹拌され、従ってより完全に熱に接触される。
廃棄材料が十分な高温で十分な時間量にわたり処理されたあと、システムへの蒸気の注入は遮断され、圧力容器ドラムは大気にガス抜きされ、続いて、ドラムを第1回転方向に回転し続ける間に図9に示される真空システム46がオンに切り換わり、圧力容器チャンバ内に真空を生じさせて圧力容器内の処理済み廃棄材料を冷却する。真空が生じるので、処理済み廃棄材料は、再パルプ化処理温度からより低温へ冷却される。一部の実施形態によれば、生じた真空は、約−5psigから約−15psigまたは約−10psigまでの範囲であり、処理済み材料の温度を約170°Fまたは約160°Fの低さまでまたは約150°Fの低さまで低減する。
冷却水は、圧力容器内の処理済み廃棄材料を高い再パルプ化処理温度未満の排出温度まで冷却し続けるために、および処理済み廃棄材料から放出される臭気を低減するために、圧力容器に導入される。冷却水の添加により、処理済み廃棄材料が排出されるときに放出されるまたは通常であれば放出され得る臭気が低減または消去される。圧力容器内の水および処理済み廃棄材料は、圧力容器内に処理済み廃棄材料スラリーを形成する。理論に縛られることを望まないが、冷却水は、処理済み材料の温度を低減することによって、または、処理済み材料スラリーを希釈することによって、あるいはその両方によって、臭気を低減すると考えられている。同じく、冷却水は、通常であれば周囲大気に放たれるであろう処理済み材料中の臭気化合物を吸収すると考えられている。そのような臭気化合物は、廃棄材料中に存在し得る、または処理済み廃棄材料スラリーの再パルプ化の間に生成される、あるいはその両方である。本発明の一部の実施形態において、臭気化合物源は、食品廃棄物または飲料廃棄物あるいはその両方を含む。
冷却水による冷却の後、材料は、再生用に再パルプ化された材料を回収するために、回転容器から排出される。一部の実施形態によれば、排出されるパルプ画分は、排出されるパルプ画分の合計湿量に基づいて約5重量パーセント〜約50重量パーセントの固体濃度を含有する。好ましくは、固体濃度は、排出されるパルプ画分の合計湿量に基づいて約10重量パーセント〜約25重量パーセントの範囲内にある。
本発明のプロセスの一部の実施形態において、再パルプ化された紙画分はさらに、紙製品を製造するために後続の処理ステップにかけられる。一部の実施形態において、紙製品は、ティッシュペーパーかペーパータオル製品のどちらかである。一部の実施形態において、発明的プロセスはさらに、紙プレートを作製するのに適したリサイクル繊維含有板紙などのリサイクル繊維含有紙製品、またはリサイクル繊維含有吸収紙シート、またはリサイクル繊維含有ティッシュペーパー、またはリサイクル繊維含有ペーパータオル、または新聞用紙、または、リサイクル繊維含有段ボール紙製品を含むリサイクル繊維含有厚紙製品を製造するために廃棄材の再パルプ化された紙画分を利用するステップを含む。従って同様に、リサイクル繊維含有筆記用紙は簡単に製造される。
Claims (24)
- 古紙を含む廃棄材料を再生するための方法であって、
前記廃棄材料を圧力容器に導入するステップと、
前記古紙を前記圧力容器内で高い処理温度および高い処理圧力で再パルプ化して、実質的に再パルプ化された古紙を含む処理済み廃棄材料を形成するステップと、
その後、前記圧力容器内の前記処理済み廃棄材料を、前記高い処理温度未満の排出温度まで冷却するように、および前記処理済み廃棄材料によって放出される臭気を低減するように、前記圧力容器に冷却水を導入するステップと、
その後、前記処理済み廃棄材料を前記圧力容器から排出するステップと
を含む方法。 - 前記処理済み廃棄材料が、前記冷却水によって希釈される臭気化合物を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記廃棄材料が有機材料を含み、前記有機材料は、臭気化合物を含むか、前記再パルプ化ステップにかけられるとき、前記冷却水によって希釈される臭気化合物を生成する、請求項1に記載の方法。
- 前記有機材料が廃棄食品、廃棄飲料またはその両方を含む、請求項3に記載の方法。
- 前記廃棄材料が高分子廃棄材料を含み、前記方法がさらに、前記冷却水を導入するステップの後、前記実質的に再パルプ化された古紙を、前記高分子廃棄材料から分離するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記再パルプ化ステップの間に使用するために、前記廃棄材料に加えてまたは前記廃棄材料と一緒に、前記圧力容器に希釈水を添加するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記希釈水が、約1重量部の廃棄材料に対し前記圧力容器中の水の合計量の最大約3重量部の量で前記圧力容器に導入され、前記冷却水が、前記冷却ステップの後、前記圧力容器内に存在する水の合計量が、約1重量部の処理済み廃棄材料に対し少なくとも約3.5重量部であるような量で前記圧力容器に導入される、請求項1に記載の方法。
- 前記希釈水が、約1重量部の廃棄材料に対し水の合計量の最大約3重量部の量で前記圧力容器に導入され、前記冷却水が、前記冷却ステップの後であるが前記排出ステップの前、前記圧力容器内に存在する水の合計量が、約1重量部の処理済み廃棄材料に対し少なくとも約3.8重量部であるような量で前記圧力容器に導入される、請求項1に記載の方法。
- 前記高い処理温度が少なくとも約212°Fである、請求項1に記載の方法。
- 前記高い処理圧力が少なくとも約5psigである、請求項1に記載の方法。
- 前記排出温度が約140°F未満である、請求項1に記載の方法。
- 前記高い処理温度が少なくとも約212°Fであり、前記排出温度が約140°F未満である、請求項1に記載の方法。
- 前記冷却水が約115°F未満の温度を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記再パルプ化ステップが、前記圧力容器内で前記廃棄材料を撹拌することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記再パルプ化ステップが、前記圧力容器内で前記高い処理温度および圧力に達するために熱エネルギーを前記圧力容器に導入することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記再パルプ化ステップが、前記圧力容器内で前記高い処理温度および圧力に達するために蒸気を前記圧力容器に導入することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記再パルプ化ステップが、前記古紙の再パルプ化を促すために1種または複数種の化学助剤を前記圧力容器に導入することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記1種または複数種の化学助剤が、アルカリ剤、緩衝剤、漂白剤、洗剤、界面活性剤、溶剤、分散剤、キレート剤、金属イオン封鎖剤、およびそれらの混合物からなる群から選択される少なくとも1種類の化学物質を含む、請求項16に記載の方法。
- 前記圧力容器が、前記廃棄材料を含有するための回転ドラムを含み、前記撹拌ステップが、前記ドラムを回転することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記再パルプ化ステップが約30分から約90分までの時間にわたり実行される、請求項1に記載の方法。
- 前記圧力容器が、その長手軸の周りで回転駆動されるように取り付けられた略円筒状の構成の細長い容器である、請求項1に記載の方法。
- 前記圧力容器が、傾斜軸の周りで回転するように取り付けられ、前記廃棄材料と希釈水を完全に混合するために適切な撹拌手段が装備されている、請求項6に記載の方法。
- 前記撹拌ステップが、前記古紙を実質的に再パルプ化するために十分な時間、前記高い処理温度および圧力で実行され、その結果、前記処理済み廃棄材料の構成要素を、濃度および寸法によって分離することができる、請求項14に記載の方法。
- 前記再パルプ化ステップの後および前記冷却水導入ステップの前、ベントまたはエダクタあるいはその両方の使用により、前記圧力容器内の前記高い処理圧力を低減するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
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