JP4179629B2 - 特に生物学的危険をともなう廃棄物の熱による消毒方法及びその方法の実施装置 - Google Patents

Description

本発明は、特に生物学的危険をともなう廃棄物の消毒方法及びその方法の実施装置を対象とする。
従来の技術によって知られている医療廃棄物の消毒方法は以下の通りである。
焼却炉または熱処理（過熱蒸気、高周波、マイクロ波等）設備のような特別な装置で処理するために、廃棄物を収集することができる。しかしながら、さまざまな作業（粉砕、場合によっては選別）が必要であり、数日間に至ることもある中間貯蔵によって、病原菌の許容できない増殖や、処理工程全体に渡る汚染の危険が生じることもある。
廃棄物は、中間貯蔵の際の増殖の問題を解決するためにその場で処理することもできる。オゾンまたは消毒液の噴射によって作動する機械が現在開発されているが、そうした機械でも、採血針のような閉ざされた物体については、消毒剤が中に入り込まないので消毒することができない。
次に熱による他の機械が使用され始めているが、そうした機械には、熱伝達をより良くするための廃棄物の粉砕や、過熱蒸気や、加熱をより迅速に行なうための無線周波数源が必要となる。それらの機械はまた、高い処理能力（２０ないし２５０ｋｇ／ｈ）用であり、多くの場合、大きな場所を占めるので、廃棄物の発生場所から遠い所に置かれ、多額の投資が必要となる。さらにここでもまた、中間貯蔵と病原菌の増殖の問題が生じる。
したがって、毎日少量の廃棄物しか発生しない臨床医や小さい分析研究室のような小規模な医療機関の問題は何も解決しない。
実際に、こうした小規模な機関は、一日当り０．１ないし５ｋｇの廃棄物しか発生させないが、それらを運んだり、適した設備で処理するのに高額の費用を支払わざるを得ない。
特にこれらの不都合を解消するために、本発明の目的の一つは、廃棄物の発生場所で実施することができ、汚染を著しく減少させ、経済的な費用と最小限の場所で少量の廃棄物を消毒することができる廃棄物の消毒方法を提案することにある。
本発明による方法は、特に生物学的危険をともなう廃棄物の熱による消毒のためのものであり、これらの廃棄物が圧縮ゾーンに置かれ、圧力を加えられ、前記廃棄物の圧縮によって発生した気体が、排出される前に濾過され、さらに型枠がシールされ、型枠内部の温度と圧力を同時に制御しながら加熱が行われ、前記加熱温度が１００℃から２００℃の間であり、廃棄物と接触したあらゆるエレメントもまた同じように消毒されることを特徴とする。好ましくは、加熱温度は１３４℃より大きい。
本発明の望ましい実施形態によれば、廃棄物はポリマー、できればコンポジットポリマーで予め覆われるか、または圧縮ゾーンの中に入れられる前に、ポリマー、できればコンポジットポリマーでできた袋の中に入れられる。できれば、袋はコンポジットポリマーでつくられ、袋の外側表面はポリプロピレンまたはポリアミドでできており、袋の内側表面はポリエチレンでできていることが望ましい。
本発明の望ましい他の実施形態によれば、この方法はさらに、圧縮ゾーンとその中に入れられた圧縮される廃棄物の温度とを６０℃未満まで冷却することと、前記ゾーンを大気圧へ戻すことと、さらに廃棄物を排出することを含む型抜き段階とを有する。
本発明の他の目的は、嵩上げ枠１と、ジャッキ３を備えたピストン２と、型枠４と、フィルター６と、熱絶縁体１７と、消毒される廃棄物が詰められた袋１１と、加熱手段と、装置をシールする手段と、断熱材とを備えたこの方法の実施装置を提案することにある。できれば、それらの加熱手段は、電気抵抗器及び／またはバリスタであることが望ましい。
本発明の望ましい実施形態によれば、装置はさらに、圧力センサ及び／またはストレインゲージ及び／または遮断バルブ１４及び／または抽出器１６及び／または遮断バルブ１２につなげられた排出孔１５及び／またはフレームを備えている。
できれば、廃棄物と接触するピストン２の面には、つめ１０が備えられることが望ましい。
好ましくは、ジャッキ３は、水圧ジャッキまたは電動機で制御される機械的ジャッキである。
本発明の望ましい実施形態によれば、装置をシールする手段は、巧みに配置された環状パッキンまたは膨張型パッキン及び／または遮断バルブ１２及び１４を備えている。
できれば、ピストン２と型枠４と嵩上げ枠１は、全体的にまたは部分的に、針及びメスの圧縮の際に傷つけられたり損傷したりしないように、十分な硬度を有するステンレス鋼でつくられることが望ましい。
できれば、ピストン２と型枠４と誘導用嵩上げ枠１は、全体的にまたは部分的に熱伝導率の高い金属でできている、あるいはそうした金属で全体が覆われていることが望ましい。
その一方で、フレームにはストッパー１９を備えることもできる。
本発明の独自の実施形態によれば、フィルター６は、このフィルターの温度及び、前記廃棄物と前記フィルター６との間に存在する空間の温度が、圧縮ゾーンの温度とほぼ等しくなるように置かれる。フィルター６は、できれば、特に鉱物及び／または活性炭でできた膜及び／またはテフロンフェルトのような非常に効率の高いフィルターであることが望ましい。
本発明の独自の実施形態によれば、圧力センサ及び／またはストレインゲージが、ジャッキ３の水圧回路上に配置される。
本発明を限定的でなく例示している添付の図面を参照して、以下により詳細に説明する。
第１、２、３図は、本発明による装置の断面図である。
第１図は、廃棄物の袋を受取るために開放位置にある本発明による装置の断面図である。
第２図は、処理中の閉鎖位置にある本発明による装置の断面図である。
第３図は、圧縮された廃棄物の排出位置にある本発明による装置の断面図である。
第４図は、廃棄物１１が圧縮され加熱される際のピストン２と型枠４と嵩上げ枠１の断面図である。
第１図には、嵩上げ部１と、ジャッキ３を備えたピストン２と、型枠４と、熱絶縁体１７と、消毒される廃棄物が詰められた袋１１を備えた本発明による方法の実施装置が示されている。
廃棄物が詰められた袋１１は、圧縮ゾーンの中に入れられる。この袋１１の組成は、使用される処理温度に応じて選択される。できれば、厚さの大きいポリマー、できればコンポジットポリマーでできた袋が望ましい。好ましくは、袋の外側表面がポリプロピレンまたはポリアミドでできており、袋の内側表面はポリエチレンでできているようなコンポジットポリマーでつくられた袋が使用される。
次に、廃棄物の袋１１は、ピストン２とそのジャッキ３が解放されている時に型枠４の中に入れられる。続いて、ピストン２とジャッキ３は、手動で、もしくは機械（ここには図示されていない）によって型枠の上方に位置する。水圧ジャッキまたは電動機で制御される機械的ジャッキであることが可能なジャッキ３が、この時、ピストン２を下ろすことができる。
ピストン２は、ステンレス鋼でつくることができる窪んだ金属部分を有し、その結果、使用条件（特定の酸及び／または塩基の存在の可能性をともなう圧力が加えられた高温多湿環境）に起因する腐食を抑制することができる。できれば、ピストンの外側は、ステンレス鋼でできた針とメスの圧縮の際に傷ついたり損傷したりしないように十分な硬度の金属でできていることが望ましい。
本発明の独自の実施形態によれば、ピストンの内部は、特にアルミニウムのような熱伝導率が非常に高い金属でつくられるかまたは覆われる。この独自の特性は、ピストン２とフィルター６と、廃棄物の袋１１とフィルター６との間に位置する空間を、できるだけ早く、またできるだけ均質になるように、圧縮ゾーンの温度にすることを可能にする。このようにして、最も冷たい部分上で加熱サイクル中に復水の発生を招いてしまうような温度勾配の形成を防ぐことができる。こうした復水は、フィルター６を濡らし、フィルターを劣化させる恐れがある。このようにして、フィルターは、処理が行われるたびに消毒され、ウィルス及び／またはバクテリアによる汚染蓄積の危険ができるだけ抑えられる。できれば、フィルターは廃棄物と接触しないことが望ましい。本発明の独自の実施形態によれば、フィルター６は、ピストンの内面と直接接触する。
本発明の他の実施形態によれば、型枠４と嵩上げ枠１は、使用条件（特定の酸及び／または塩基の存在の可能性をともなう圧力が加えられた高温多湿環境）に起因する腐食を抑制するために、針やメスで傷つけられたり損傷したりしないように、十分な硬度をもつステンレス鋼でつくられる。できれば、嵩上げ枠１は、熱伝導金属でつくられることが望ましい。なぜなら、その働きの一つとして、誘導すること以外に、型枠の高部に熱を送らなけばならないからである。嵩上げ枠は、一つまたは複数の抵抗器の付近で、ピストンの上部と接触する。
本発明の独自の実施形態によれば、圧縮の際に、孔７によってフィルター及びバルブ１４に向かってエアが排出される。これらの孔は、エアを通すために必要であるが、さらに、フィルター６とバルブ１４が、ピストン２の中でピストン２のアルミニウムでできた内壁上にある場合には、形成する恐れのある万一の復水を通すという働きも有している。
できれば、型枠４とピストン２は、場合によっては、サーモスタットのような温度調節器に連結された電気抵抗器型の加熱エレメントを備えることが望ましい。本発明による望ましい実施形態によれば、廃棄物と接触するピストンの内面には、一つまたは複数の抵抗器が備えられる。
本発明の優れた変形形態によれば、これらの抵抗器は、キュリー温度に達した時に作動を停止させるような電導性を有するバリスタである。このように、これらの抵抗器は、その組成に応じて予め設定された温度に自動調節される。この措置によって、調節器を節約できるとともに、調節器が故障しても温度が急激に上昇するのを確実に防ぐことできる。
好ましくは２３０℃に制限されたバリスタが使用され、その結果、接点の熱抵抗率を考慮に入れると、およそ２００℃のレベルで平衡温度を保つことが可能になる（１３４℃での廃棄物処理の場合には、１８０℃に自動制限されるバリスタを使用することができる）。２００℃を超える廃棄物の加熱は無駄であり、毒性化合物（シアン化物）の形成をともなう特定のプラスチックの分解の問題が生じることもあるという点に注意する必要がある。できれば、加熱温度は、１００℃から２００℃の間で、１３４℃を超えることが好ましい。
本発明の独自の実施形態によれば、型枠４はまた、圧力センサ及び／またはストレインゲージ（ここには図示されていない）を備える。ジャッキ３が水圧ジャッキである場合には、この圧力センサ及び／またはこのストレインゲージは、好ましくは、ジャッキ３の水圧回路上に配置される。このような配置によって、いつでも、水圧回路の圧力、すなわち、廃棄物の加熱の結果生じる蒸気圧によってピストン２に加えられる圧力を知ることができる。
本発明の優れた実施形態によれば、ジャッキ３が電動機によって制御される機械的ジャッキである場合には、ストレインゲージがジャッキ３上に配置される。このゲージは、前記ピストンによって加えられる圧力を知ることでき、圧力センサの代わりに使用することができる。
できれば、フィルター６は、特に鉱物及び／または活性炭でできた膜及び／またはテフロンフェルトのような効率が非常に高いフィルターであることが望ましい。できれば、フィルターは、０．２μｍでの濾過を可能にするテフロンフェルトであることが望ましい。このフィルターは、外部に対するシール性を確立するために、ばね２５によってパッキン２１に押し付けられる。フィルターの外側面は、遮断バルブ１４につなげられた空間２２に通じている。この遮断バルブは、通気孔５と小型抽出器１６につなげられている。
本発明の望ましい実施形態によれば、型枠４とフィルター６と嵩上げ枠１とピストン２とバルブ１４とで構成された集合体は断熱され、その結果、作業のたびに消毒される。
金属の外装及び熱絶縁体の使用を必要とすることもできる。およそ１ｋｇの廃棄物の塊、すなわち圧縮していない状態でおよそ１０リットルの体積（０．１の密度）を処理することができる消毒器は、およそ１６０ｍｍの型枠直径（つまり圧縮ピストン直径）と、５００ｍｍの型枠及び嵩上げ枠の高さをもつことになる。その結果、圧縮される円板状廃棄物の高さはおよそ５０ｍｍとなる（圧縮された廃棄物の密度はおよそ１）。熱伝導率が良くないステンレス鋼のような材質においてこのような高さに熱を行き渡らせることは、非常に優れた熱絶縁体を使用したとしても、非常に時間がかかり困難である。アルミニウムの外装と優れた熱絶縁体の設置によってこの問題を解決することができる。できれば、外装はピストン上に固定される金属でできていることが望ましい。
本発明の独自の実施形態によれば、型枠とピストンは、間隙に廃棄物が押出されるのを抑えるために十分に調整される。しかしながら、ピストンよりはるかに大きい直径をもつステンレス鋼でできたスクレーパリングは、ピストンの低部でパッキンの前方に置かれる。このスクレーパリングは、廃棄物がパッキンに向けて押出されるのを防ぎ、その結果パッキンを破壊から守ることができる。
本発明の独自の他の実施形態によれば、本発明による装置は完全にシールされ、そのシール性は、巧みに配置されたパッキンと遮断バルブ１２及び１４によって得られる。これらのパッキンは、環状または膨張型である。
本発明の独自の実施形態によれば、遮断バルブ１２につなげられた排出孔１５は、必要な場合には、消毒後に過剰な液を排出する、または液体廃棄物を処理することができる。
本発明による方法を実施する際に、廃棄物は圧縮ゾーンの中に置かれ、圧力を加えられる。廃棄物の袋１１の中に入れられたエアが孔７とフィルター６を通して吸込まれ、開放位置においてバルブ１４によって排出される。パッキン８が膨張型パッキンである場合には、ピストン２がゆっくりと下り、外気もまた、型枠４とピストン２との間にできた空間によって吸込まれ、その結果、機械の外に汚染が逆拡散するのを防ぐことができる。
環状パッキンでシール性が確保される場合には、型枠４とピストン２との間のシールは、パッキンが型枠と接触するとすぐに有効となり、廃棄物の中に含まれるエアは、もはやフィルターを通してしか排出することができなくなる。圧力センサ（ここには図示されていないが）は、プレスの中の圧力が、許容できない値に達することがないようにするとともに、結果的に、バルブ１４を自動的に開放する、あるいはジャッキ３の水圧回路上で釣合をとっているバルブの開放がおき、それによってピストンを再び持ち上げることができる。
圧縮が終わると、膨張型パッキン８でシールが行われる場合には、圧縮された廃棄物が存在する処理ゾーンをシールするするために、膨張型パッキンが作動し、遮断バルブ１４が閉鎖される。この時、電気抵抗器９及び１３は、設定温度まで始動する。処理容器の内部の温度及び圧力は、熱電対またはプレートプローブによって同時に制御される。
できれば、廃棄物はあらかじめポリマー、できればコンポジットポリマーで覆われるか、あるいは、圧縮ゾーンの中に入れられる前にポリマー、できればコンポジットポリマーでできた袋の中に置かれることが望ましい。本発明の望ましい実施形態は、コンポジットポリマーでできた袋を使用し、袋の外側表面はポリプロピレンまたはポリアミドでできており、袋の内側表面はポリエチレンでできていることからなる。
型枠とピストンとで構成される集合体は断熱される。厚さがおよそ１０ｃｍの熱絶縁体１７の存在によって、熱損失は非常にわずかになる。例として、１ないし２ｋｇの廃棄物の袋を処理することができる機械、すなわち内径１６０ｍｍの型枠と圧縮される廃棄物の高さ５０ｍｍについて、熱損失は、１８０℃の処理温度でおよそ２５０Ｗと推算される。
本発明による方法の実施時間は一定でなく、特に作業者が廃棄物の袋１１を処理しようとする温度によって異なる。たとえば、１３０℃で処理するためには、温度の上昇時間はおよそ１時間と考えられ、処理時間はおよそ１時間とすることができる。１８０℃では、温度の上昇時間はおよそ２時間であり、処理時間は数分間にすぎなくなる。
必要な処理時間に到達すると、加熱は停止される。そこで、圧縮される廃棄物は冷却されるまでその場に放置することもできるし、あるいは他の廃棄物の袋を処理できるように引出すこともできる。型枠とピストンの周囲に優れた熱絶縁体が設置されることを考慮すると、冷却には数時間必要であり、それに応じて処理方法が改善される。この場合、遮断バルブ１４は次第に開放され、その結果、一般に廃棄物の中に含まれる加熱された水分（血液、尿等々）を減圧し、したがって蒸気の形でそれを排出することができる。この蒸発によって、圧縮された円板状廃棄物をより迅速に冷却することができる。
次の段階は、圧縮ゾーンを６０℃未満の温度までで冷却し、このゾーンを大気圧に戻し、廃棄物の圧縮された袋を排出することからなる。このため、ピストン２を再び持ち上げるためにジャッキ３が作動する。いわゆる型抜きのために、本発明の独自の実施形態にしたがって、本発明による装置は以下の二つの追加特性を有する：
−型枠４がアンダーカットを有する。
−圧縮される廃棄物と接触するピストン２の面は、ピストン２が再び持ち上げられる際に円板状廃棄物をピストンに引っかけることができるつめ１０を備えている。
ピストン２と円板状廃棄物の完全な解放後、フレーム上に位置するストッパー１９によって得られるピストンに対する円板状廃棄物のわずかな並進運動によって、それらは引き離され、円板状廃棄物を台車１８の中に落とすことができる。その後、別の廃棄物の袋を処理することができる。
第３図は、圧縮された廃棄物の排出位置におけるプレスを示している。本発明の望ましい実施形態によれば、フレームはストッパー１９を備え、このストッパーは、圧縮され消毒された廃棄物の排出を促し、特に作業者が直接物理的に接触する必要なく廃棄物を排出することができる。
本発明による装置はまた、場合によっては再利用されるための医療機器、特にメス、容器等のような金属機器の消毒のためにも使用することができる。
この装置の作動は、廃棄物の中に閉じ込められ、圧縮の際に解放されるエアの汚染された粒子と気胞のピックアップを行ないながら廃棄物の圧縮を行うことを可能にする。
この圧縮段階の利点は、廃棄物の密度を理論的密度に近い値まで増大させ、すなわち廃棄物の熱伝導率を著しく改善し、その結果、あらゆる廃棄物が、均質に、消毒のために十分な温度となるのに必要な時間を短縮することができる点にある。
したがって、従来の加熱方法、すなわちプレスの加熱された壁面からの熱伝導方法の使用が、廃棄物の圧縮によって可能になり、この圧縮が廃棄物の密度と電導率を最良の値に到達させる。
しかしまた、他の重要な利点も得られる。それは、全体が金属製の廃棄物、まったく水分のない廃棄物、または誘電損失がゼロであるような廃棄物を無差別に処理する可能性が得られることである。それに対して、マイクロ波または高周波エネルギー源を利用する方法では、このような無差別の処理は不可能である。
さらに、プレスの集合体は、汚染している恐れのあるあらゆる部分が同じ温度になり、したがって処理中に消毒することができるように、断熱される。
したがって、上記の装置は、粉砕機のような余計な機器を汚染することなく、特に各作業において自動除染することによって、生物学的危険をともなう廃棄物の消毒が可能になる。
さらに、本発明による方法は、不快な悪臭の発散を防ぐことができる。加熱に先立って廃棄物の袋１１を圧縮し、シールされた容器の中で処理することから、気体の発散すなわち悪臭を著しく減らすことができる。

Claims (8)

1. 特に生物学的危険をともなう廃棄物の熱による消毒方法であって、コンポジットポリマーでつくられた袋に入れられた前記廃棄物が圧縮ゾーンの中に置かれ、圧力を加えられ、前記廃棄物の圧縮によって発生した気体が、排出される前にフィルターで濾過され、さらに、型枠がシールされ、加熱が型枠内部の温度と圧力を同時に制御しながら行われ、前記加熱温度は１００℃から２００℃の間であり、廃棄物と接触したあらゆるエレメントが同じように消毒され、前記コンポジットポリマーでつくられた袋の外側表面はポリアミドでできており、袋の内側表面はポリエチレンでできていることを特徴とする方法。
2. 請求の範囲第１に記載の特に生物学的危険をともなう廃棄物の熱による消毒方法であって、前記方法がさらに、圧縮ゾーンとそのゾーンの中に入れられた廃棄物を６０℃未満の温度まで冷却することと、前記ゾーンを大気圧へ戻すことと、円板状に形成された廃棄物のみを排出することを含む型抜き段階とを有することを特徴とする方法。
3. 特に生物学的危険をともなう廃棄物の熱による消毒装置であって、
   消毒される廃棄物が詰められた袋１１と、
   廃棄物の袋が入れられる型枠４と、
   水圧ジャッキまたは電動機で制御されるジャッキ３を備え、廃棄物を加圧するピストン２と、
   一つまたは複数の抵抗器の付近で、ピストン２の上部と接触し、型枠の高部に熱を送る嵩上げ枠１と、
   ピストン内にあって、廃棄物と接触しないようにピストンの内面と直接接触し、ウィルス及び／またはバクテリアによる汚染蓄積の危険が抑えられる廃棄物の中に含まれる汚染されたエアを通すフィルター６と、
   型枠とピストンにより廃棄物への熱損失をわずかにする熱絶縁体１７と、
   電気抵抗器及び／またはバリスタからなり、型枠内を加熱する加熱手段と、
   環状パッキンまたは膨張型パッキン及び／または遮断バルブ１２及び１４を備え、廃棄物から装置をシールする手段と、
   型枠の周囲及び底部に配置される断熱材とを有し、
   前記これらの部材が収容されるフレームとからなることを特徴とする装置。
4. 請求の範囲第３項に記載の特に生物学的危険をともなう廃棄物の熱による消毒装置であって、さらに前記ジャッキ３の水圧回路上に配置された圧力センサ及び／またはストレインゲージ、排出孔１５につなげられた遮断バルブ１４、通気孔５につなげられた抽出器及び／または遮断バルブ１２を有することを特徴とする装置。
5. 請求の範囲第３項または第４項に記載の特に生物学的危険をともなう廃棄物の熱による消毒装置であって、廃棄物と接触するピストン２の面につめ１０が備えられることを特徴とする装置。
6. 請求の範囲第３項から第５項のいずれか一項に記載の特に生物学的危険をともなう廃棄物の熱による消毒装置であって、ピストン２と型枠４と誘導用嵩上げ枠１が、全体的にまたは部分的に熱伝導率が高いアルミニウムで全体を覆われていることを特徴とする装置。
7. 請求の範囲第３項から第６項のいずれか一項に記載の特に生物学的危険をともなう廃棄物の熱による消毒装置であって、フレームには、ピストンに対する並進運動によって、円板状に形成された廃棄物を引き離すストッパー１９が備えられていることを特徴とする装置。
8. 請求の範囲第３項から第７項のいずれか一項に記載の特に生物学的危険をともなう廃棄物の熱による消毒装置であって、フィルター６と、廃棄物と前記フィルター６との間に存在する空間が、圧縮ゾーンの温度とほぼ等しくなるように、前記フィルター６がピストン内に置かれていることを特徴とする装置。

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