JP5872885B2 - パルプ回収設備 - Google Patents
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Description
本発明は、パルプと吸水ポリマーとビニールを材料とした使用済み紙おむつからパルプを回収して再利用可能な形態にするパルプ回収設備に関する。
使用済み紙おむつをビニールとそれ以外に自動的に分離する技術が特許文献１に開示されている。この技術は、裁断又は破砕された使用済み紙おむつと水と塩化カルシウム等の分離剤を反応槽に投入して混合し、使用済み紙おむつに含まれる吸水ポリマーを分離剤と反応させて水を放出させ、その反応槽内の液状の混合物を溶解分離機に移送して回転ドラムで溶解し、その溶解した原液を回転ドラム外に沈殿させるとともにビニールを回転ドラム内に残留させ、その残留したビニールを外部に吸引して回収することを特徴としている。
前記特許文献１記載の技術において、回転ドラム外に沈殿させた原液にはパルプと吸水ポリマーが含まれている。本発明は、このパルプを多量の使用済み紙おむつから連続的に回収して紙おむつや紙製品に再利用できる形態にするために成されたものである。
本発明が解決しようとする課題は、従来のこれらの問題点を解消し、パルプと吸水ポリマーとビニールを材料とした使用済み紙おむつから高純度のパルプを連続的に回収して紙おむつや紙製品に再利用できる形態にすることにある。
かかる課題を解決した本発明の構成は、
１） パルプと吸水ポリマーとビニールを材料とした使用済み紙おむつからパルプを回収して再利用可能な形態にするパルプ回収設備であって、裁断又は破砕された使用済み紙おむつに吸水ポリマーが吸収した水を放出させる分離剤と流動化させる水を加えて混合する反応槽と、その反応槽で混合された液状の混合物を外槽内で横向きに軸支された回転ドラム内に導入し、同回転ドラムで攪拌してビニールとそれ以外の原液に分離する溶解分離機と、その溶解分離機で分離されたビニールを負圧による吸引力で回収して乾燥する乾燥機と、溶解分離機で分離された原液を水及びパルプが混在するパルプ溶解液と吸水ポリマーに遠心分離するポリマー除去装置と、そのポリマー除去装置で分離されたパルプ溶解液から異物を除去する異物除去装置と、その異物除去装置で異物が除去されたパルプ溶解液を洗浄するパルプ洗浄槽と、そのパルプ洗浄槽で洗浄されたパルプ溶解液を脱水してシート状に成形乾燥する成形乾燥機で構成し、しかもポリマー除去装置が、円錐体の上部側面に原液を横方向から圧送する流入口を設け、円錐体の下端に下部排出口を開口し、円錐体の上面中心部に上部排出口を開口した液体サイクロン式の構造で、そのポリマー除去装置を複数列設し、その各流入口を原液を供給する共通の分配管に並列に接続し、各上部排出口を共通の集合管に並列に接続し、更に成形乾燥機が、パルプ溶解液を一定量づつオーバーフローさせるオーバーフロー槽と、そのオーバーフロー槽からオーバーフローしたパルプ溶解液を加圧してシート状に成形する成形ローラーと、その成形ローラーで成形されたパルプシートを上下動により押さえつけて所定長さに切り離す押え板と、その押え板で切り離された一枚物のパルプシートを強く加圧して水分を絞り出す脱水ローラーと、その脱水ローラーで脱水された一枚物のパルプシートを熱圧して乾燥するプレス機で構成したものであることを特徴とする、パルプ回収設備
２） 溶解分離機が、原液は通過できるがビニールは通過できない径の排水孔が周面に形成され且つ正面側が開放された横向きの回転ドラムと、その回転ドラムを密閉可能に収容した外槽と、その外槽の底部に凹設した排出弁付きの沈殿室で構成したもので、その溶解分離機の上部に攪拌機付きの反応槽を取り付け、その反応槽と溶解分離機の外槽を投入シュートで接続して回転ドラムの開放面まで配管した、前記１）記載のパルプ回収設備
３） 乾燥機が、ビニールは通過できない径の通気孔が周面に形成され且つ正面側が開放された横向きの乾燥ドラムと、その乾燥ドラムを密閉可能に収容した箱体と、排気向きに作動して箱体内を負圧にするブロワーと、加熱した外気を箱体内に取り込む開閉ダンパー付きの乾燥用ヒーターと、箱体と溶解分離機の外槽の間に接続して乾燥ドラムの開放面まで配管したビニール回収ダクトで構成したものである、前記１）又は２）記載のパルプ回収設備
にある。
１） パルプと吸水ポリマーとビニールを材料とした使用済み紙おむつからパルプを回収して再利用可能な形態にするパルプ回収設備であって、裁断又は破砕された使用済み紙おむつに吸水ポリマーが吸収した水を放出させる分離剤と流動化させる水を加えて混合する反応槽と、その反応槽で混合された液状の混合物を外槽内で横向きに軸支された回転ドラム内に導入し、同回転ドラムで攪拌してビニールとそれ以外の原液に分離する溶解分離機と、その溶解分離機で分離されたビニールを負圧による吸引力で回収して乾燥する乾燥機と、溶解分離機で分離された原液を水及びパルプが混在するパルプ溶解液と吸水ポリマーに遠心分離するポリマー除去装置と、そのポリマー除去装置で分離されたパルプ溶解液から異物を除去する異物除去装置と、その異物除去装置で異物が除去されたパルプ溶解液を洗浄するパルプ洗浄槽と、そのパルプ洗浄槽で洗浄されたパルプ溶解液を脱水してシート状に成形乾燥する成形乾燥機で構成し、しかもポリマー除去装置が、円錐体の上部側面に原液を横方向から圧送する流入口を設け、円錐体の下端に下部排出口を開口し、円錐体の上面中心部に上部排出口を開口した液体サイクロン式の構造で、そのポリマー除去装置を複数列設し、その各流入口を原液を供給する共通の分配管に並列に接続し、各上部排出口を共通の集合管に並列に接続し、更に成形乾燥機が、パルプ溶解液を一定量づつオーバーフローさせるオーバーフロー槽と、そのオーバーフロー槽からオーバーフローしたパルプ溶解液を加圧してシート状に成形する成形ローラーと、その成形ローラーで成形されたパルプシートを上下動により押さえつけて所定長さに切り離す押え板と、その押え板で切り離された一枚物のパルプシートを強く加圧して水分を絞り出す脱水ローラーと、その脱水ローラーで脱水された一枚物のパルプシートを熱圧して乾燥するプレス機で構成したものであることを特徴とする、パルプ回収設備
２） 溶解分離機が、原液は通過できるがビニールは通過できない径の排水孔が周面に形成され且つ正面側が開放された横向きの回転ドラムと、その回転ドラムを密閉可能に収容した外槽と、その外槽の底部に凹設した排出弁付きの沈殿室で構成したもので、その溶解分離機の上部に攪拌機付きの反応槽を取り付け、その反応槽と溶解分離機の外槽を投入シュートで接続して回転ドラムの開放面まで配管した、前記１）記載のパルプ回収設備
３） 乾燥機が、ビニールは通過できない径の通気孔が周面に形成され且つ正面側が開放された横向きの乾燥ドラムと、その乾燥ドラムを密閉可能に収容した箱体と、排気向きに作動して箱体内を負圧にするブロワーと、加熱した外気を箱体内に取り込む開閉ダンパー付きの乾燥用ヒーターと、箱体と溶解分離機の外槽の間に接続して乾燥ドラムの開放面まで配管したビニール回収ダクトで構成したものである、前記１）又は２）記載のパルプ回収設備
にある。
本発明の前記１）記載の構成によれば、以下の効果を奏する。
ａ）裁断又は破砕された使用済み紙おむつと水と分離剤が反応槽で混合されて使用済み紙おむつが液状となり、吸水ポリマーが吸収した水が分離剤との反応で放出して膨潤が抑制される。
ｂ）反応槽で混合された液状の混合物が溶解分離機の回転ドラムで攪拌されてビニールとそれ以外の原液に分離される。
ｃ）溶解分離機で分離されたビニールが乾燥機の負圧による吸引力で回収されて乾燥される。
ｄ）溶解分離機で分離された原液がポリマー除去装置で水及びパルプが混在するパルプ溶解液と吸水ポリマーに遠心分離される。
ｅ）ポリマー除去装置で遠心分離されたパルプ溶解液内の異物が異物除去装置で除去される。
ｆ）異物除去装置で異物が除去されたパルプ溶解液がパルプ洗浄槽で洗浄される。
ｇ）パルプ洗浄槽で洗浄されたパルプ溶解液が成形乾燥機で脱水されてシート状に成形乾燥される。
このように、多量の使用済み紙おむつから高純度のパルプを連続的に回収して紙おむつや紙製品に再利用可能な形態にすることができる。
又、本発明によれば、原液を流入口に圧送すると、水の抵抗が比較的小さい粒状の吸水ポリマーが渦流の遠心力で円錐体の内面に沿って旋回しながら降下して下部排出口から排出され、水の抵抗が大きいパルプが水とともに下部付近で反転上昇して上部排出口から排出する。このように、可動部分がない簡易な構造の機器で高純度のパルプを短時間に得ることができる。また、並列した複数のポリマー除去装置によって多量の原液からパルプを効率的に得ることができる。
更に、本発明の構成によれば、オーバーフロー槽からオーバーフローしたパルプ溶解液がメッシュコンベヤで搬送されながら成形ローラーで加圧されて連続するシート状に成形され、そのパルプシートの途中部分が押え板で押さえつけられてメッシュコンベヤの動きで分離され、その分離した一枚物のパルプシートが脱水ローラーで強く加圧されて水分が絞り出され、その脱水された一枚物のパルプシートがプレス機で熱圧乾燥される。このように、多量のパルプ溶解液から紙おむつや紙製品に再利用しやすい一枚物のパルプシートを連続的に多数枚得ることができる。
ａ）裁断又は破砕された使用済み紙おむつと水と分離剤が反応槽で混合されて使用済み紙おむつが液状となり、吸水ポリマーが吸収した水が分離剤との反応で放出して膨潤が抑制される。
ｂ）反応槽で混合された液状の混合物が溶解分離機の回転ドラムで攪拌されてビニールとそれ以外の原液に分離される。
ｃ）溶解分離機で分離されたビニールが乾燥機の負圧による吸引力で回収されて乾燥される。
ｄ）溶解分離機で分離された原液がポリマー除去装置で水及びパルプが混在するパルプ溶解液と吸水ポリマーに遠心分離される。
ｅ）ポリマー除去装置で遠心分離されたパルプ溶解液内の異物が異物除去装置で除去される。
ｆ）異物除去装置で異物が除去されたパルプ溶解液がパルプ洗浄槽で洗浄される。
ｇ）パルプ洗浄槽で洗浄されたパルプ溶解液が成形乾燥機で脱水されてシート状に成形乾燥される。
このように、多量の使用済み紙おむつから高純度のパルプを連続的に回収して紙おむつや紙製品に再利用可能な形態にすることができる。
又、本発明によれば、原液を流入口に圧送すると、水の抵抗が比較的小さい粒状の吸水ポリマーが渦流の遠心力で円錐体の内面に沿って旋回しながら降下して下部排出口から排出され、水の抵抗が大きいパルプが水とともに下部付近で反転上昇して上部排出口から排出する。このように、可動部分がない簡易な構造の機器で高純度のパルプを短時間に得ることができる。また、並列した複数のポリマー除去装置によって多量の原液からパルプを効率的に得ることができる。
更に、本発明の構成によれば、オーバーフロー槽からオーバーフローしたパルプ溶解液がメッシュコンベヤで搬送されながら成形ローラーで加圧されて連続するシート状に成形され、そのパルプシートの途中部分が押え板で押さえつけられてメッシュコンベヤの動きで分離され、その分離した一枚物のパルプシートが脱水ローラーで強く加圧されて水分が絞り出され、その脱水された一枚物のパルプシートがプレス機で熱圧乾燥される。このように、多量のパルプ溶解液から紙おむつや紙製品に再利用しやすい一枚物のパルプシートを連続的に多数枚得ることができる。
本発明の前記２）記載の構成によれば、回転ドラムを回転させると、液状の混合物が攪拌されて溶解し、その原液が回転ドラムの排水孔を通過して沈降し、不溶のビニールが回転ドラム内に残留する。その後、回転ドラムを停止させて沈殿室の排出弁を開放すると原液が排出され、回転ドラム内にはビニールのみが残留する。このように、ビニールが確実に除去された原液を容易に得ることができる。
本発明の前記３）記載の構成によれば、開閉ダンパーを閉鎖してブロワーを作動させると、その吸引力で負圧が生じて溶解分離機内のビニールが回収される。ビニールの回収後に開閉ダンパーを開放して乾燥ドラムと乾燥用ヒーターを作動させると、外気が乾燥用ヒーターで加熱されて箱体内へ導入され、ビニールが乾燥ドラムの回転で解れて分散し、乾燥ドラムの通気孔を通過した熱風で乾燥される。このように、溶解分離機内のビニールも容易に回収して様々なビニール製品に再利用したり燃料として利用できる形態にすることができる。
本発明の分離剤としては、塩化カルシウム（ＣａＣｌ２）の他、多価金属イオンのＣａ，Ｎａ，Ｍｇ等が使用できる。ポリマー除去装置の設置数としては、求められる処理能力や設備の規模に応じて任意に決定されるが、１０〜１５体が実用的である。ポリマー除去装置は、一次装置と二次装置に分けて純度を段階的に高めていくように設備しても良い。成形乾燥機としては、矩形状の一枚物に切断する構造の他、連続するシートをロール状に巻き取る構造でも良い。使用済み紙おむつとしては、単品やゴミ袋にまとめて収容したものの他、パルプと吸水ポリマーとビニールを材料とした使用済み尿取りパッドなど他の衛生用品も混在できる。以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明する。
本実施例のパルプ回収設備は、図１〜５に示すように、使用済み紙おむつを裁断して塩化カルシウム（分離剤）及び水と混合する反応工程１０と、反応工程１０で混合された液状の混合物を不溶のビニール及び不織布とそれ以外の原液に分離するビニール除去工程２０と、ビニール除去工程２０で分離された原液を水及びパルプが混在するパルプ溶解液と吸水ポリマーに分離するポリマー除去工程３０と、ポリマー除去工程３０で分離されたパルプ溶解液から異物を除去して洗浄する異物除去・洗浄工程４０と、異物除去・洗浄工程４０で洗浄されたパルプ溶解液をパルプシートに成形する成形工程５０で構成されている。
反応工程１０は、図１に示すように、トラックで運搬された使用済み紙おむつを１バッチ分計量する計量コンベヤ１１と、計量コンベヤ１１で計量された使用済み紙おむつを裁断するシュレッダー１２と、シュレッダー１２で裁断された使用済み紙おむつに塩化カルシウムと水を加えて混合する反応槽１３と、反応槽１３に塩化カルシウムを供給する塩化カルシウム槽１４を設備している。
反応槽１３は、図６に示すように、底面が前方へ下向きに傾斜した形状で、背面には水と塩化カルシウムの供給管（図示は省略）を接続し、底部にモーター駆動のスクリュー状の攪拌機１３ａを前後方向に軸支している。正面の下部には投入シュート１３ｂを下方へ配管し、その投入シュート１３ｂの途中位置に流路を開閉する開閉弁１３ｃを設けている。
ビニール除去工程２０は、図１に示すように、反応槽１３で混合された液状の混合物を回転ドラムで攪拌してビニール及び不織布を回転ドラム内に残留させるとともにそれ以外の原液を回転ドラム外に沈殿させる溶解分離機２１と、溶解分離機２１の回転ドラム内に残留しているビニール及び不織布を吸引力で回収して乾燥する乾燥機２２と、乾燥機２２から排出された乾燥済みのビニール及び不織布を圧縮して梱包する圧縮梱包機２３を設備している。
溶解分離機２１は、図６に示すように、密閉可能な円筒状の外槽２１ａの底部に排出弁付きの沈殿室２１ｂを凹設し、原液は通過できるがビニール及び不織布は通過できない径の排水孔が周面に形成され且つ正面側が開放されたモーター駆動の回転ドラム２１ｃを外槽２１ａ内に横向きに軸支している。外槽２１ａの正面には反応槽１３の投入シュート１３ｂを接続して回転ドラム２１ｃの開放面まで配管し、外槽２１ａの正面にビニール回収ダクト２１ｄを接続して回転ドラム２１ｃの開放面まで配管している。回転ドラム２１ｃは、約２０ｒｐｍの回転数で正転逆転を繰り返す。
乾燥機２２は、図６に示すように、シリンダー（図示は省略）で前方へ傾動する密閉可能な扉付きの箱体２２ａ内にビニールが通過できない径の通気孔が周面に形成され且つ正面側が開放されたモーター駆動の乾燥ドラム２２ｂを横向きに軸支し、溶解分離機２１のビニール回収ダクト２１ｄを箱体２２ａの正面に接続して乾燥ドラム２２ｂの開放面まで配管している。箱体２２ａの上部には開閉ダンパー（図示は省略）付きの乾燥用ヒーター２２ｃを取り付け、箱体２２ａの背部に排気向きに作動して箱体２２ａ内を負圧にするブロワー２２ｄを取り付けている。
ポリマー除去工程３０は、図２に示すように、溶解分離機２１で沈殿した原液に含まれるパルプ及び吸水ポリマーを所定濃度に調整する濃度調整槽３１と、濃度調整槽３１で所定濃度に調整された原液をパルプ溶解液と吸水ポリマーに遠心分離する一次ポリマー除去装置３２と、一次ポリマー除去装置３２で分離された吸水ポリマーを濾過するスクリーン３３と、スクリーン３３で濾過された吸水ポリマーに水と次亜塩素酸ソーダを混合するポリマー中継槽３４と、一次ポリマー除去装置３２で分離されたパルプ溶解液を濾過するスクリーン３５と、ポリマー中継槽３４内の吸水ポリマーをさらに遠心分離する二次ポリマー除去装置３６と、二次ポリマー除去装置３６で分離されたパルプ溶解液及びスクリーン３５で濾過されたパルプに水を混合して貯溜するパルプ中継槽３７を設備している。
一次ポリマー除去装置３２は、図７，８に示すように、円錐体３２ａの上部側面に流入口３２ｂを開口し、円錐体３２ａの下端に下部排出口３２ｃを開口し、円錐体３２ａの上面中心部に上部排出口３２ｄを開口してエルボ管３２ｅを流入口３２ｂより下方の位置まで貫通させて取り付けている。この一次ポリマー除去装置３２を１５体列設し、各流入口３２ｂを分配管３２ｆに並列に接続し、各下部排出口３２ｃを排出管３２ｇに並列に接続し、各エルボ管３２ｅを集合管３２ｈに並列に接続している。二次ポリマー除去装置３６は一次ポリマー除去装置３２と同じ構造である。
異物除去・洗浄工程４０は、図３に示すように、パルプ中継槽３７内のパルプ溶解液に水を混合して大き目の異物を除去する分離スクリーン４１と、分離スクリーン４１で大き目の異物が除去されたパルプ溶解液を０．１５〜０．２０ｍｍ幅の縦スリットを備えた円筒状のスクリーンに通過させて微細な異物を除去する第１ドラムスクリーン４２（異物除去装置）と、分離スクリーン４１から排出された異物を含む水に次亜塩素酸ソーダと水を混合するポリマー洗浄槽４３と、第１ドラムスクリーン４２で異物が除去されたパルプ溶解液に水を混合して洗浄するパルプ洗浄槽４４と、パルプ洗浄槽４４で洗浄されたパルプ溶解液を送り出すまで貯溜するパルプ中継槽４５と、パルプ中継槽４５内のパルプ溶解液に水を混合して微細な異物をさらに除去する第２ドラムスクリーン４６（異物除去装置）と、第２ドラムスクリーン４６で異物が除去されたパルプ溶解液を脱水する脱水機４７と、第２ドラムスクリーン４６から排出された異物を含む水を貯溜してパルプ洗浄槽４４に供給する循環水槽４８を設備している。第２ドラムスクリーン４６は第１ドラムスクリーン４２と同じ構造である。
成形工程５０は、脱水機４７で脱水されたパルプ溶解液を計量して１バッチ分を作液する作液槽５１と、作液槽５１で作液された１バッチ分のパルプ溶解液を送り出すまで貯溜する貯溜槽５２と、貯溜槽５２内のパルプ溶解液を加圧して矩形状のパルプシートＡに成形した後に熱圧乾燥する成形乾燥機５３と、成形乾燥機５３で成形されたパルプシートＡを空冷する風乾コンベヤ５４と、風乾コンベヤ５４で空冷されたパルプシートＡを積層して結束する自動結束機５５と、成形乾燥機５３から排出された水を貯溜して作液槽５１に返送する循環槽５６を設備している。
成形乾燥機５３は、図９に示すように、搬送先側の側壁が幅７０ｃｍほどに開放されたオーバーフロー槽５３ａの上方位置に攪拌機５３ｂを取り付け、そのオーバーフロー槽５３ａの先方位置にメッシュコンベヤ５３ｃを設置し、そのメッシュコンベヤ５３ｃの始端位置に成形ローラー５３ｄを軸支している。成形ローラー５３ｄの先方位置には押え板５３ｅを上下動可能に設け、その押え板５３ｅの先方位置に２組の脱水ローラー５３ｆを軸支し、メッシュコンベヤ５３ｃの下方位置に漏水受５３ｇを取り付けている。脱水ローラー５３ｆの先方位置には非駆動の第１ローラーコンベヤ５３ｈを下向きに傾斜させて設置し、その第１ローラーコンベヤ５３ｈの先方位置にプレス機５３ｉを下向きに傾斜させて設置し、そのプレス機５３ｉの先方位置に非駆動の第２ローラーコンベヤ５３ｊを下向きに傾斜させて設置している。プレス機５３ｉは約２５０℃に加熱される。押え板５３ｅは、メッシュコンベヤ５３ｃのコンベヤ面が約８０ｃｍ進む毎にコンベヤ面と接する位置まで降下し、その後直ぐに上昇するように動作する。
その他、図４に示すように、第１ドラムスクリーン４２から排出された異物を含む水を貯溜して溶解分離機２１とポリマー中継槽３４に供給する循環水槽６１と、ポリマー中継槽３４とポリマー洗浄槽４３に次亜塩素酸ソーダを供給する次亜塩素酸ソーダ貯槽６２と、塩化カルシウム槽１４と第１ドラムスクリーン４２とパルプ洗浄槽４４と第２ドラムスクリーン４６に工業用水を供給する工業用水槽６３と、反応槽１３とスクリーン３３，３５とパルプ中継槽３７と分離スクリーン４１に再利用水を供給する再利用水槽６４を設備している。
以下、本実施例のパルプ回収設備で使用済み紙おむつからパルプを回収してパルプシートを製造する工程を図１０に基づいて説明する。
＜反応工程＞
まず、トラックで運搬した使用済み紙おむつを計量コンベヤ１１で１バッチ分を計量し、シュレッダー１２で裁断して反応槽１３に移送する。反応槽１３では開閉弁１３ｃを予め閉鎖しておく。裁断された使用済み紙おむつに所定量の水と塩化カルシウムを加え、攪拌機１３ａを約６分間作動させて混合する。この工程で使用済み紙おむつが液状となり、これに含まれる吸水ポリマーが塩化カルシウムとの反応で吸収していた水を放出して膨潤が抑制される。反応が完了すると、攪拌機１３ａを停止させて開閉弁１３ｃを開放し、反応槽１３内の混合物を投入シュート１３ｂで溶解分離機２１へ移送する。
まず、トラックで運搬した使用済み紙おむつを計量コンベヤ１１で１バッチ分を計量し、シュレッダー１２で裁断して反応槽１３に移送する。反応槽１３では開閉弁１３ｃを予め閉鎖しておく。裁断された使用済み紙おむつに所定量の水と塩化カルシウムを加え、攪拌機１３ａを約６分間作動させて混合する。この工程で使用済み紙おむつが液状となり、これに含まれる吸水ポリマーが塩化カルシウムとの反応で吸収していた水を放出して膨潤が抑制される。反応が完了すると、攪拌機１３ａを停止させて開閉弁１３ｃを開放し、反応槽１３内の混合物を投入シュート１３ｂで溶解分離機２１へ移送する。
＜ビニール除去工程＞
次に、溶解分離機２１で回転ドラム２１ｃを約２０ｒｐｍの回転数で正転逆転させて混合物を攪拌する。この工程で混合物が溶解して不溶のビニール及び不織布とそれ以外の原液に分離する。原液は回転ドラム２１ｃの排水孔を通過して沈降し、ビニール及び不織布が回転ドラム２１ｃ内に残留する。その後、回転ドラム２１ｃを停止させて沈殿室２１ｂの排出弁を開放すると原液が排出され、回転ドラム２１ｃ内にはビニール及び不織布のみが残留する。
次に、溶解分離機２１で回転ドラム２１ｃを約２０ｒｐｍの回転数で正転逆転させて混合物を攪拌する。この工程で混合物が溶解して不溶のビニール及び不織布とそれ以外の原液に分離する。原液は回転ドラム２１ｃの排水孔を通過して沈降し、ビニール及び不織布が回転ドラム２１ｃ内に残留する。その後、回転ドラム２１ｃを停止させて沈殿室２１ｂの排出弁を開放すると原液が排出され、回転ドラム２１ｃ内にはビニール及び不織布のみが残留する。
乾燥機２２では、乾燥用ヒーター２２ｃの開閉ダンパーと反応槽１３の開閉弁１３ｃを閉鎖してブロワー２２ｄと溶解分離機２１の回転ドラム２１ｃを作動させると、その吸引力で溶解分離機２１の外槽２１ａとビニール回収ダクト２１ｄとビニール乾燥機２２の箱体２２ａの内部が負圧になり、回転ドラム２１ｃの内面に付着しているビニール及び不織布が回転で舞い上がってビニール回収ダクト２１ｄに吸い込まれ、乾燥ドラム２２ｂ内へ回収される。全量が回収されると、溶解分離機２１の回転ドラム２１ｃを停止させ、乾燥用ヒーター２２ｃの開閉ダンパーを開放して乾燥ドラム２２ｂと乾燥用ヒーター２２ｃを作動させる。外気が乾燥用ヒーター２２ｃで加熱されて箱体２２ａ内へ導入され、ビニール及び不織布が乾燥ドラム２２ｂの回転で解れて分散し、乾燥ドラム２２ｂの通気孔を通過した熱風で乾燥される。乾燥が完了すると、乾燥ドラム２２ｂと乾燥用ヒーター２２ｃとブロワー２２ｄを停止させて箱体２２ａを傾け、扉を開放して排出して圧縮梱包機２３で圧縮梱包する。
＜ポリマー除去工程＞
次に、溶解分離機２１から排出された原液に含まれるパルプ及び吸水ポリマーを濃度調整槽３１で固形分１．５重量％以下の濃度に調整し、一次ポリマー除去装置３２に圧送する。一次ポリマー除去装置３２では、水の抵抗が比較的小さい粒状の吸水ポリマーが渦流の遠心力で円錐体３２ａの内面に沿って旋回しながら降下して下部排出口３２ｃから排出され、繊維長が４ｍｍ程で水の抵抗が大きいパルプが水とともに下部付近で反転上昇して上部排出口３２ｄから排出する。一次ポリマー除去装置３２から排出された吸水ポリマーはスクリーン３３で濾過してポリマー中継槽３４に移送し、次亜塩素酸ソーダを混合して殺菌する。一次ポリマー除去装置３２で分離されたパルプ溶解液はスクリーン３５で濾過してパルプ中継槽３７に移送する。ポリマー中継槽３４内の吸水ポリマーは二次ポリマー除去装置３６に圧送し、残留しているパルプをさらに分離してパルプ中継槽３７に移送する。二次ポリマー除去装置３６から排出された吸水ポリマーはポリマー洗浄槽４３に移送する。
次に、溶解分離機２１から排出された原液に含まれるパルプ及び吸水ポリマーを濃度調整槽３１で固形分１．５重量％以下の濃度に調整し、一次ポリマー除去装置３２に圧送する。一次ポリマー除去装置３２では、水の抵抗が比較的小さい粒状の吸水ポリマーが渦流の遠心力で円錐体３２ａの内面に沿って旋回しながら降下して下部排出口３２ｃから排出され、繊維長が４ｍｍ程で水の抵抗が大きいパルプが水とともに下部付近で反転上昇して上部排出口３２ｄから排出する。一次ポリマー除去装置３２から排出された吸水ポリマーはスクリーン３３で濾過してポリマー中継槽３４に移送し、次亜塩素酸ソーダを混合して殺菌する。一次ポリマー除去装置３２で分離されたパルプ溶解液はスクリーン３５で濾過してパルプ中継槽３７に移送する。ポリマー中継槽３４内の吸水ポリマーは二次ポリマー除去装置３６に圧送し、残留しているパルプをさらに分離してパルプ中継槽３７に移送する。二次ポリマー除去装置３６から排出された吸水ポリマーはポリマー洗浄槽４３に移送する。
＜異物除去・洗浄工程＞
次に、パルプ中継槽３７内のパルプ溶解液を分離スクリーン４１で大き目の異物を除去し、第１ドラムスクリーン４２に移送する。分離スクリーン４１から排出された排水はポリマー洗浄槽４３に回収する。第１ドラムスクリーン４２では、繊維長が４ｍｍ程のパルプが多数の縦スリットを通過する一方、微細なビニール及び不織布は通過できずに除去され、パルプ溶解液のみがパルプ洗浄槽４４に移送される。除去された微細なビニール及び不織布は循環水槽６１に回収する。ポリマー洗浄槽４３内の吸水ポリマーには次亜塩素酸ソーダと水を混合して殺菌洗浄し、脱水して乾燥処理する。パルプ洗浄槽４４内のパルプ溶解液には水を加えて攪拌して洗浄し、パルプ中継槽４５を介して第２ドラムスクリーン４６に移送する。第２ドラムスクリーン４６では、残留している微細なビニール及び不織布がさらに除去され、パルプ溶解液のみを脱水機４７で脱水する。除去されたビニール及び不織布は循環水槽４８に回収し、脱水機４７で脱水されたパルプは作液槽５１に移送する。
次に、パルプ中継槽３７内のパルプ溶解液を分離スクリーン４１で大き目の異物を除去し、第１ドラムスクリーン４２に移送する。分離スクリーン４１から排出された排水はポリマー洗浄槽４３に回収する。第１ドラムスクリーン４２では、繊維長が４ｍｍ程のパルプが多数の縦スリットを通過する一方、微細なビニール及び不織布は通過できずに除去され、パルプ溶解液のみがパルプ洗浄槽４４に移送される。除去された微細なビニール及び不織布は循環水槽６１に回収する。ポリマー洗浄槽４３内の吸水ポリマーには次亜塩素酸ソーダと水を混合して殺菌洗浄し、脱水して乾燥処理する。パルプ洗浄槽４４内のパルプ溶解液には水を加えて攪拌して洗浄し、パルプ中継槽４５を介して第２ドラムスクリーン４６に移送する。第２ドラムスクリーン４６では、残留している微細なビニール及び不織布がさらに除去され、パルプ溶解液のみを脱水機４７で脱水する。除去されたビニール及び不織布は循環水槽４８に回収し、脱水機４７で脱水されたパルプは作液槽５１に移送する。
＜成形工程＞
次に、作液槽５１内のパルプ溶解液を１バッチ分計量して貯溜槽５２に移し替え、成形乾燥機５３に移送する。成形乾燥機５３では、オーバーフロー槽５３ａ内のパルプ溶解液が攪拌機５３ｂで攪拌されて幅方向に渡って均等にオーバーフローし、メッシュコンベヤ５３ｃで搬送中に成形ローラー５３ｄで加圧されて連続するシート状に成形される。そのパルプシートＡが押え板５３ｅを約８０ｃｍ通過すると、押え板５３ｅが降下してパルプシートＡを押さえつけ、メッシュコンベヤ５３ｃの動きで約７０ｃｍ×８０ｃｍの矩形状に分離される。分離した一枚物のパルプシートＡは２組の脱水ローラー５３ｆで段階的に強く加圧されて水分が絞り出され、その水はメッシュコンベヤ５３ｃを通過して漏水受５３ｇに落下する。漏水受５３ｇの水は循環槽５６で一時的に貯溜して作液槽５１へ返送される。
次に、作液槽５１内のパルプ溶解液を１バッチ分計量して貯溜槽５２に移し替え、成形乾燥機５３に移送する。成形乾燥機５３では、オーバーフロー槽５３ａ内のパルプ溶解液が攪拌機５３ｂで攪拌されて幅方向に渡って均等にオーバーフローし、メッシュコンベヤ５３ｃで搬送中に成形ローラー５３ｄで加圧されて連続するシート状に成形される。そのパルプシートＡが押え板５３ｅを約８０ｃｍ通過すると、押え板５３ｅが降下してパルプシートＡを押さえつけ、メッシュコンベヤ５３ｃの動きで約７０ｃｍ×８０ｃｍの矩形状に分離される。分離した一枚物のパルプシートＡは２組の脱水ローラー５３ｆで段階的に強く加圧されて水分が絞り出され、その水はメッシュコンベヤ５３ｃを通過して漏水受５３ｇに落下する。漏水受５３ｇの水は循環槽５６で一時的に貯溜して作液槽５１へ返送される。
脱水された一枚物のパルプシートＡが第１ローラーコンベヤ５３ｈに搬送されると、その傾斜でプレス機５３ｉに移行する。プレス機５３ｉで熱板を降下させると、厚さ２〜３ｍｍに熱圧成形されるとともに残留している水分が急速に蒸発して短時間で乾燥する。その後、熱板を上昇させると、乾燥されたパルプシートＡが第２ローラーコンベヤ５３ｊに移行し、風乾コンベヤ５４へ搬送される。高温のパルプシートＡは風乾コンベヤ５４で空冷し、自動結束機５５で複数枚結束する。
以上の工程を連続的に行うことで、多量の使用済み紙おむつから高純度のパルプが連続的に回収され、紙おむつや紙製品に再利用可能な形態となる。
本発明の技術は、多量の使用済み紙おむつ・使用済み尿取りパッド等の衛生用品のリサイクルに有用である。
１０ 反応工程
１１ 計量コンベヤ
１２ シュレッダー
１３ 反応槽
１３ａ 攪拌機
１３ｂ 投入シュート
１３ｃ 開閉弁
１４ 塩化カルシウム槽
２０ ビニール除去工程
２１ 溶解分離機
２１ａ 外槽
２１ｂ 沈殿室
２１ｃ 回転ドラム
２１ｄ ビニール回収ダクト
２２ 乾燥機
２２ａ 箱体
２２ｂ 乾燥ドラム
２２ｃ 乾燥用ヒーター
２２ｄ ブロワー
２３ 圧縮梱包機
３０ ポリマー除去工程
３１ 濃度調整槽
３２ 一次ポリマー除去装置
３２ａ 円錐体
３２ｂ 流入口
３２ｃ 下部排出口
３２ｄ 上部排出口
３２ｅ エルボ管
３２ｆ 分配管
３２ｇ 排出管
３２ｈ 集合管
３３ スクリーン
３４ ポリマー中継槽
３５ スクリーン
３６ 二次ポリマー除去装置
３７ パルプ中継槽
４０ 異物除去・洗浄工程
４１ 分離スクリーン
４２ 第１ドラムスクリーン（異物除去装置）
４３ ポリマー洗浄槽
４４ パルプ洗浄槽
４５ パルプ中継槽
４６ 第２ドラムスクリーン（異物除去装置）
４７ 脱水機
４８ 循環水槽
５０ 成形工程
５１ 作液槽
５２ 貯溜槽
５３ 成形乾燥機
５３ａ オーバーフロー槽
５３ｂ 攪拌機
５３ｃ メッシュコンベヤ
５３ｄ 成形ローラー
５３ｅ 押え板
５３ｆ 脱水ローラー
５３ｇ 漏水受
５３ｈ 第１ローラーコンベヤ
５３ｉ プレス機
５３ｊ 第２ローラーコンベヤ
５４ 風乾コンベヤ
５５ 自動結束機
５６ 循環槽
６１ 循環水槽
６２ 次亜塩素酸ソーダ貯槽
６３ 工業用水槽
６４ 再利用水槽
Ａ パルプシート
１１ 計量コンベヤ
１２ シュレッダー
１３ 反応槽
１３ａ 攪拌機
１３ｂ 投入シュート
１３ｃ 開閉弁
１４ 塩化カルシウム槽
２０ ビニール除去工程
２１ 溶解分離機
２１ａ 外槽
２１ｂ 沈殿室
２１ｃ 回転ドラム
２１ｄ ビニール回収ダクト
２２ 乾燥機
２２ａ 箱体
２２ｂ 乾燥ドラム
２２ｃ 乾燥用ヒーター
２２ｄ ブロワー
２３ 圧縮梱包機
３０ ポリマー除去工程
３１ 濃度調整槽
３２ 一次ポリマー除去装置
３２ａ 円錐体
３２ｂ 流入口
３２ｃ 下部排出口
３２ｄ 上部排出口
３２ｅ エルボ管
３２ｆ 分配管
３２ｇ 排出管
３２ｈ 集合管
３３ スクリーン
３４ ポリマー中継槽
３５ スクリーン
３６ 二次ポリマー除去装置
３７ パルプ中継槽
４０ 異物除去・洗浄工程
４１ 分離スクリーン
４２ 第１ドラムスクリーン（異物除去装置）
４３ ポリマー洗浄槽
４４ パルプ洗浄槽
４５ パルプ中継槽
４６ 第２ドラムスクリーン（異物除去装置）
４７ 脱水機
４８ 循環水槽
５０ 成形工程
５１ 作液槽
５２ 貯溜槽
５３ 成形乾燥機
５３ａ オーバーフロー槽
５３ｂ 攪拌機
５３ｃ メッシュコンベヤ
５３ｄ 成形ローラー
５３ｅ 押え板
５３ｆ 脱水ローラー
５３ｇ 漏水受
５３ｈ 第１ローラーコンベヤ
５３ｉ プレス機
５３ｊ 第２ローラーコンベヤ
５４ 風乾コンベヤ
５５ 自動結束機
５６ 循環槽
６１ 循環水槽
６２ 次亜塩素酸ソーダ貯槽
６３ 工業用水槽
６４ 再利用水槽
Ａ パルプシート
Claims (3)
- パルプと吸水ポリマーとビニールを材料とした使用済み紙おむつからパルプを回収して再利用可能な形態にするパルプ回収設備であって、裁断又は破砕された使用済み紙おむつに吸水ポリマーが吸収した水を放出させる分離剤と流動化させる水を加えて混合する反応槽と、その反応槽で混合された液状の混合物を外槽内で横向きに軸支された回転ドラム内に導入し、同回転ドラムで攪拌してビニールとそれ以外の原液に分離する溶解分離機と、その溶解分離機で分離されたビニールを負圧による吸引力で回収して乾燥する乾燥機と、溶解分離機で分離された原液を水及びパルプが混在するパルプ溶解液と吸水ポリマーに遠心分離するポリマー除去装置と、そのポリマー除去装置で分離されたパルプ溶解液から異物を除去する異物除去装置と、その異物除去装置で異物が除去されたパルプ溶解液を洗浄するパルプ洗浄槽と、そのパルプ洗浄槽で洗浄されたパルプ溶解液を脱水してシート状に成形乾燥する成形乾燥機で構成し、しかもポリマー除去装置が、円錐体の上部側面に原液を横方向から圧送する流入口を設け、円錐体の下端に下部排出口を開口し、円錐体の上面中心部に上部排出口を開口した液体サイクロン式の構造で、そのポリマー除去装置を複数列設し、その各流入口を原液を供給する共通の分配管に並列に接続し、各上部排出口を共通の集合管に並列に接続し、更に成形乾燥機が、パルプ溶解液を一定量づつオーバーフローさせるオーバーフロー槽と、そのオーバーフロー槽からオーバーフローしたパルプ溶解液を加圧してシート状に成形する成形ローラーと、その成形ローラーで成形されたパルプシートを上下動により押さえつけて所定長さに切り離す押え板と、その押え板で切り離された一枚物のパルプシートを強く加圧して水分を絞り出す脱水ローラーと、その脱水ローラーで脱水された一枚物のパルプシートを熱圧して乾燥するプレス機で構成したものであることを特徴とする、パルプ回収設備。
- 溶解分離機が、原液は通過できるがビニールは通過できない径の排水孔が周面に形成され且つ正面側が開放された横向きの回転ドラムと、その回転ドラムを密閉可能に収容した外槽と、その外槽の底部に凹設した排出弁付きの沈殿室で構成したもので、その溶解分離機の上部に攪拌機付きの反応槽を取り付け、その反応槽と溶解分離機の外槽を投入シュートで接続して回転ドラムの開放面まで配管した、請求項１記載のパルプ回収設備。
- 乾燥機が、ビニールは通過できない径の通気孔が周面に形成され且つ正面側が開放された横向きの乾燥ドラムと、その乾燥ドラムを密閉可能に収容した箱体と、排気向きに作動して箱体内を負圧にするブロワーと、加熱した外気を箱体内に取り込む開閉ダンパー付きの乾燥用ヒーターと、箱体と溶解分離機の外槽の間に接続して乾燥ドラムの開放面まで配管したビニール回収ダクトで構成したものである、請求項１又は２記載のパルプ回収設備。
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