KR100337727B1 - 폐기물의살균또는소독방법및장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐기물, 특히 감염된 병원 폐기물의 가열-살균 또는 소독 방법에 관한 것으로서, 폐기물질내에서의 살균 또는 소독온도에 도달 및 유지되기에 충분한 양의 열이 마찰에 의해 생성되도록 일정시간동안 폐기물을 마쇄 및/또는 분쇄시키는 조작을 포함한다. 본 발명은 또한 상기 방법을 수행하기 위한 장치에 관한 것이다.

Description

폐기물의 살균 또는 소독방법 및 장치

본 발명은 살아있는 세포를 구성하는 단백질의 공지된 열분해 방법에 기초하여 폐기물, 특히 감염된 병원 폐기물을 살균시키거나 소독시키는 방법 및 장치에 관한 것이다.

공지된 가열식 살균 또는 소독 방법에 있어, 처리 대상 물질의 가열은 폐기물의 외부로부터 내부로의 낮은 열 전달 계수로 인하여 사이클이 장기간 지속되는 어려움을 수반한다. 이들 방법에 있어, 오토클레이브 시스템이 사용되는 경우에 약 0.5 파스칼의 압력에서 포화된 증기를 송풍시키거나, 건조 시스템의 경우에 약 180℃의 은도로 과열된 고온 공기 또는 증기를 송풍시키거나, 심지어는 벽을 통해 가열시킴으로써, 열이 분쇄 준비된 폐기물로 전달된다.

마이크로파선을 사용하여 열이 폐기물 내부로 침투되게 하는 장치는 존재하지만, 마이크로파를 열 에너지로 전환시키기 위한 물의 존재 요건이 온도가 물의 비점을 초과하여 증가되지 못하게 하므로 이러한 원리를 이용한 플랜트는 살균에 요구되는 온도를 겨우 달성할 수 있을 뿐이다.

본 발명의 목적은 폐기물을 오염의 위험 없이 살균시킬 수 있고, 살균 처리후, 살균된 물질을 용이하게 처분할 수 있는 개선된 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 병원 환경에서, 심지어는 소규모로 감염된 폐기물을 비교적 경제적으로 처분하는데 사용하기에 적합하며 자동 조작하기에 적합한 방법 및 장치를 제공하는 데에 있다.

이들 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 대상이 되는 방법은 폐기물의 매스에 살균 또는 소독 온도를 달성시키고 유지시키기에 충분한 양의 열이 마찰에 의해 발생되게 하는 전단 응력하 및 시간 동안에 폐기물을 그라인딩시키고/거나 분쇄시키는 조작을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 방법의 특징은 상기 은도에의 도달 및 유지에 필요한 열 에너지가 하우징, 바람직하게는 고정된 스트라이커 플레이트를 구비한 하우징의 내부에서 고속으로 회전하는 블레이드 장착된 샤프트에 의해 시스템에 공급된 운동 에너지의 사용에 의한 충격뿐만 아니라 분자내 및 분자외 마찰에 의해 생성된다는 것이다. 이러한 시스템은 예정된 온도가 매우 신속하게 달성되게 하며, 이후 예정된 온도에의 도달 여부는 바람직하게는 물의 투입 및 증발에 의해, 체크된다. 살균(또는 소독) 처리에 더하여, 본 발명의 방법은 폐기물이 분쇄되게 하고, 폐기물중에 존재하거나 폐기물에 적절하게 첨가된 가소성 물질이 용융되게 하며, 마지막으로 처리된 물질이 과립화되게 한다.

본 발명의 대상이 되는 장치는 폐기물을 보유하기에 적합한 하우징, 상기 폐기물을 그라인딩시키고/거나 분쇄시키기에 적합한 베인(vanes) 또는 블레이드(blades)가 장착된 하우징내의 로터, 및 폐기물을 살균 또는 소독시키기에 충분한 온도가 마찰에 의해 발생되게 하고 상기 하우징의 내부에서 유지되게 하는 속도로 상기 로터를 회전시킬 수 있는 구동 수단, 및 하우징 내의 물 흡입 수단을포함하는 것을 특징으로 한다.

하우징 내의 대부분의 폐기물의 온도 수준은 단순하게 소독함으로써 병원성 미생물을 쉽게 파괴시키기 위한 것인지, 아니면 완전하게 살균시킴으로써 살아있는 포자 또는 무포자 미생물을 완전히 제거하기 위한 것인지에 따라 결정된다.

이하에 언급되는 것처럼, 존재하거나 부가된 가소성 물질 부분이 연화되게 하는 예정된 온도에 수분내에 도달한 후, 이 온도는 약 30분 동안 유지되고, 물의 주입에 의해 활발한 교반으로부터 유래된 열을 분산시킨다. 물의 투입은 온도 조절기에 의해 조절되며, 이러한 투입은 또한 높은 수분 함량이 국부적으로 유지되게 하여 문헌에 기술된 바와 같이 단백질의 분해를 촉진시킨다.

시스템에 의해 방출되는 연무는 물 흡수 수단에 용해되기 전에 고온(약 800℃)의 전기 살균기내로 통과된다.

처리 대상 폐기물 매스의 마찰계수는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등과 같은 열가소성 물질, 바람직하게는 처리된 물질에 특정의 색깔을 부여할 수 있는 착색 유형물을 부가시킴으로써 증가될 수 있다.

폐기물중에 통상적으로 존재하는 물질 이외에 추가의 열가소성 물질의 부가는 대체로 마찰에 의해 도달될 수 있는 최대 온도가 250℃ 초과로 상당히 증가되게 하므로, 온도가 매스 자체에서 유지되는 지속 시간이 감소되게 한다.

가소성 물질의 용융 및, 이어서, 물의 냉각 및 주입에 의한 고화는 색깔 및 조성 둘 모두에 있어 완전히 균질한 처리된 물질이 수득되게 한다.

온도가 유지되는 기간의 종료시, 상기 매스는 물의 주입량을 증가시키고 또한 로터의 속도를 적당히 감소시키고 장치의 재킷상에서 공기 또는 물을 순환시키거나 상기 장치에 약간의 진공을 걸어줌으로써 냉각된다.

사이클의 종료시, 살균 또는 소독된 폐기물은 과립화되고 냉각된 형태로 존재하게 되며, 연무, 증기 또는 냄새를 방출시키지 않으면서 배출될 수 있다. 본 발명에 따른 방법 및 장치의 추가의 장점 및 특징은 본 발명의 방법을 수행하기 위한 장치가 개략적으로 도시된 첨부된 도면을 참조하여 제시되고 순수하게 비제한적인 실시예가 제공된 이하의 상세한 설명으로부터 자명해질 것이다.

폐기물은 내마모성 쉴드(Shields)에 의해 보호된, 바람직하게는 망간 강철 재질의 측면으로 강판금의 챔버(1)를 규정하는 하우징내로 로딩된다. 챔버는 수동으로 또는 실린더(22) 및 수압 유니트(24)에 의해 수압으로 작동되는 커버(2)에 의해 닫힌다. 챔버의 내부에는, 고도의 저항성을 갖는 교체 가능한 강철 블레이드(4)를 갖춘 베인 장착된 로터(3)가 고속, 예컨대 1500rpm으로 회전된다. 로터는 벨트 타이트너(tightener: 7)에 의해 긴장되는 벨트와 풀리(6)의 시스템에 의해 가동된다. 가동시 흡수를 감소시키고 파괴 또는 과부하로 인한 힘을 보상하기 위한 수압 커플링(23)이 대규모의 기계상에 설치될 수 있다.

전기 시스템에 대한 대안으로서, 유압식 모터 및 유압식 유니트(oleodynamic unit)에 의해 가동될 수 있다.

운동 에너지가 열 에너지로 전환될 수 있게 물질을 스트라이킹(striking), 크러싱(crushing) 및 리스트레이닝(restraining)시킬 목적의 단단하게 고정된 강철 스트라이커 플레이트는 챔버의 하부에 고정되는 것이 바람직하다.

바람직하게는, 회전 샤프트는 살균 또는 소독 장치의 올바른 기능이 적절한 시험 사이클에서 주기적으로 체크될 수 있게 개방되어 특정의 포자 또는 박테리아 샘플(예컨대,Bacillus stearothermophilus또는Bacillus subtilis)로 채워질 수 있는 구멍 뚫린 시험관 캐리어(9)를 수용하기에 적합한 중앙 고정부를 지닌다.

사이클의 종료시, 물질은 수압 시스템(11) 또는 또 다른 모터 장착 장치에 의한 셔터(10)의 개방에 의해 방출된다.

본 발명의 장치에는, 우발적인 사고에 대비한 안전 장치, 및 특히 커버가 닫히지 않는 경우 로터가 가동되지 않게 하는 마이크로스위치 장치(12), 및 로터가 회전할 때 커버가 개방되지 않게 하는 자동 펌프(13/1) 및 피스톤(13/2)으로 구성된 수압 장치가 구비된다.

챔버 내부의 온도는 인디케이터-레귤레이터(indicator-regulator)(14)에 의해 측정되고 조절되며, 이의 민감성 벌브(bulb)는 커버 위에 설치될 수 있지만, 솔레노이드 밸브(16)를 개방시키고 예정된 단계에서 노즐(15)로부터 물을 주입시키는 정지 베인의 내부에 설치되는 것이 바람직하다. 처리 사이클 동안에 방출되는 방출물은 소형로(17) 안으로 이송되고, 이곳에서 전기 저항에 의해 고온(약 180℃)이 달성되어 상기 방출물을 살균시킨다.

방출물은 상기 로를 통해 이송된 후에 솔레노이드 밸브(19)에 의해 가동되는 노즐(18)에 의해 물 흡수기내로 흡수된다.

온도가 유지되는 단계의 종료시에, 처리된 물질은 로터의 속도를 감속시키고, 물을 투입시키고, 하우징에 약한 진공을 걸어주고, 노즐(18)에서 물을 증가시키고, 팬(21), 또는 모터가 장착된 밸브에 의해 유도된 물에 의해, 하우징을 둘러싸고 있는 공간(20)에서 공기를 순환시킴으로써 냉각된다.

본 발명의 장치는 서어비스 피스톤 및 밸브를 가동시키기 위한 수압 유니트(24) 뿐만 아니라 전기 조절 패널(25)에 의해 완성된다.

실시예 1

직경이 600mm이고 높이가 800mm인 챔버를 구비한 장치에 750-1500rpm으로 회전하고 500kW 용량의 전기 모터에 연결된 2개의 블레이드 장착된 베인으로 구성된 동축의 블레이드 장착된 로터를 장착시켰다.

내마모성 쉴드 및 6개의 정지 블레이드를 챔버의 하부 원주부를 따라서 배치시켰다.

30kg의 감염된 병원 폐기물 및 7kg의 착색된 폴리에틸렌계 마스터를 챔버내로 도입시키고 커버를 닫았다. 기기를 160℃의 은도가 도달되고 유지되게 하는 예정된 사이클에 따라서 가동시켰다. 5분내에 상기 온도에 도달한 후, 물 조절 및 주입 시스템을 가동시키고 약 30분 동안 이 수준의 온도에서 유지시켰다. 이러한 단계의 종료시에, 로터의 속도는 750rpm으로 자동적으로 떨어졌으며 물의 투입은 온도가 2분 이내에 80℃로 감소되게 하였다. 냉각 단계는 10분 동안 재킷으로 송풍되는 공기에 의해 개시되었고; 이후, 물질의 온도는 60℃이었으며, 셔터를 개방시켜 과립화되고 살균된 물질이 약 1분내에 자동적으로 배출되게 하였다. 그런 다음, 기기의 작동을 정지시키고 새로운 사이클을 수행할 준비를 하였다.

실시예 2

직경이 1200mm이고 높이가 800mm인 챔버를 구비한 장치에 0-1500rpm으로 회전하고 250kW 용량의 수압식 모터에 연결된 2개의 블레이드 장착된 베인으로 구성된 동축의 블레이드 장착된 로터를 장착시켰다.

내마모성 쉴드 및 25개의 정지 블레이드를 챔버의 하부 원주부를 따라서 배치시켰다.

120kg의 감염된 병원 폐기물 및 30kg의 착색된 폴리프로필렌계 마스터를 챔버내로 도입시키고 커버를 닫았다.

기기를 제 1 단계가 150℃의 은도에 도달되게 하는 예정된 사이클에 따라 가동시켰다. 10분 내에 상기 온도에 도달한 후, 물 조절 및 주입 장치를 가동시키고 20분 동안 이 수준의 온도에서 유지시켰다. 이러한 단계의 종료시에, 사이클 프로그램의 제 2 단계가 매스를 180℃의 온도(이 온도는 1분 내에 도달된다)로 추가로 가열시키기 위해 제공되므로, 물의 투입을 자동적으로 중지시켰다. 그런 다음, 로터의 속도는 500ppm으로 자동적으로 떨어졌으며 물의 투입은 온도가 1분 이내에 80℃로 감소되게 하였다. 냉각 단계는 10분 동안 재킷으로 송풍되는 공기에 의해 진공하에 개시되었고; 이후, 물질의 온도는 60℃로 감소되었다. 셔터를 개방시켜 과립화되고 살균된 물질을 2분 이내에 자동적으로 배출되게 하였다. 그런 다음, 기기의 작동을 정지시키고 새로운 사이클을 수행할 준비를 하였다.

본 발명의 또 다른 구체예로서, 진한 하이포염소산 나트륨 수용액을 살균 사이클 동안 하우징 내의 폐기물 매스내로 주입시킨다. 이렇게 하게 되면, 사이클 동안에 분무되고 투입된 물은 하이포염소산 나트륨을 바람직하게는 12-15중량%의 활성 염소의 농도로 포함할 수 있게 된다.

진한 하이포염소산 나트륨 용액이 하우징 내에서 도달된 고온에서 이산화탄소와 반응하여 해리되지 않은 차아염소산, 바꾸어 말하면 염소소독제 및 살균제로서 효과적인 기체 상태의 일산화염소(Cl₂O)를 형성시킨다는 것이 밝혀졌다.

이러한 구체예에서, 분쇄되는 폐기 물질은 150℃ 초과의 온도로 가열될 때 진한 NaClO 용액과 함께 분무되고, 이산화탄소를 포함한 공기는 하우징 내로 도입된다. 공기중에 본래 존재하는 CO₂의 양은 일산화염소가 방출되게 하기에 충분하며, 이는 강한 교반 조건하에서 처리되는 대부분의 폐기물 내로 침투되고 본 발명의 장치를 통해 유동함으로써 살균 효과가 개선되게 한다.

처리의 종료시에 여전히 존재하는 일산화염소의 잔류량(존재한다면)은 물 흡수체에 흡수되어 수성의 하이포염소산을 제공할 수 있다.

이와 같이, 폐기물이 추가로 살균될 뿐만 아니라, 처리 동안에 장치의 내부면상에 방출물이 형성된다. 이러한 구체예에서는, 방출물을 물 흡수체로 공급하기 전에 로(17)로 공급할 필요가 없다.

이상에서와 같이, 본 발명은 특정의 구체예 및 상세한 설명으로 설명되었지만, 이러한 구체예 및 상세한 설명은 다양하게 변형될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (11)

1. 가열 살균 또는 소독 온도에서 병원 폐기물을 그라인딩시키거나 분쇄시키는 단계를 포함하여, 감염된 병원 폐기물을 가열 살균 또는 소독시키는 방법으로서, 상기 그라인딩 또는 분쇄 단계가 상기 폐기물 매스내에서 상기 살균 또는 소독 온도를 달성시키고 유지시키기 위한 열을, 직접적이거나 간접적인 추가의 열 공급 없이 마찰에 의해서만 발생되게 하는 전단응력하 및 시간 동안 수행되고, 분쇄되는 폐기물상에 물을 주입시켜 마찰열을 방산시킴으로써 살균 또는 소독 온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1항에 있어서, 주입된 물이 하이포염소산 나트륨을 포함함을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1항에 있어서, 마찰열에 의해 도달된 살균 또는 소독 온도가 150℃ 내지 250℃임을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1항에 있어서, 열이 베인(vanes) 또는 블레이드(blades)가 설비되고 고속으로 회전하는 로터(rotor)에 의해 전달된 운동 에너지를 이용한 마찰 및 전단에 의해 폐기물 매스내에서 생성됨을 특징으로 하는 방법.
5. 제 4항에 있어서, 로터가 운동 에너지의 열 에너지로의 전환을 촉진시키기 위해 베인 또는 블레이드 형태의 다수의 고정식 스트라이커와 협력함을 특징으로 하는 방법.
6. 제 1항에 있어서, 처리 대상 폐기물에 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌의 가소성 물질 마스터를 부가함을 특징으로 하는 방법.
7. 제 6항에 있어서, 마찰열에 의해 도달된 온도가 상기 가소성 물질이 연화되거나 용융되게 함을 특징으로 하는 방법.
8. 제 7항에 있어서, 진한 하이포염소산 나트륨 수용액이 폐기물에 공급됨을 특징으로 하는 방법.
9. 제 1항에 있어서, 분쇄된 폐기물이 가열된 폐기물상에 물을 부가한 후 물이 증발되게 함으로써 최종적으로 냉각됨을 특징으로 하는 방법.
10. 폐기물을 보유하기 위한 하우징(1);

    - 폐기물을 그라인딩시키거나 분쇄시키기 위한 베인 또는 블레이드를 구비한 하우징(1)내의 로터(3);

    - 로터(3)을 회전시킴으로써 폐기물을 분쇄시키기 위한 구동 수단(5, 6, 7);

    - 물을 하우징내로 도입시키기 위한 하우징의 벽과 결합된 수단(15); 및

    - 하우징(1) 내에서 살균 또는 소독 온도에 도달되게 함으로써 폐기물을 살균시키거나 소독시키기 위한 가열 수단을 포함하여, 제 1항 내지 제 9항 중의 어느 한 항에 따른 방법을 수행시키기 위한 장치로서,

    - 베인 또는 블레이드 형태의 다수의 고정 스트라이커(8)가 하우징의 벽과 결합되고;

    - 구동 수단(5, 6, 7)이, 폐기물의 살균 또는 온도가 마찰에 의해서만 발생되며 하우징(1) 내에서 유지되게 하는 속도로 로터(3)를 회전시키는데 사용되며;

    - 가열 수단이 구동 수단(5, 6, 7)과 함께 로터(3)와 스트라이커(8) 만으로 구성됨을 특징으로 하는 장치.
11. 제 10항에 있어서, 살균 또는 소독 처리 동안에 발생되는 연무를 배출시키기 위한 하우징(1) 벽과 결합된 벤트(vent) 수단, 방출된 연무를 수용하고 상기 연무를 살균 온도로 가열시키기 위한 살균기(17), 및 상기 연무를 수용하고 흡수시키는데 사용되는, 살균기와 연통하는 흡수 수단(18, 19)을 포함함을 특징으로 하는 장치.