KR20010052476A

KR20010052476A - 의료 폐기물을 연속적으로 살균하기 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20010052476A
Application number: KR1020007013570A
Authority: KR
Inventors: 안토니제이. 토마셀로
Original assignee: 스테리사이클 인코포레이티드
Priority date: 1998-06-01
Filing date: 1999-05-25
Publication date: 2001-06-25
Also published as: WO1999062566A1; JP4107546B2; US6248985B1; EP1083939A1; US6344638B1; DK1083939T3; EP1083939A4; EP1083939B1; JP2002516720A; BR9806362A; ES2239444T3; CA2334398A1; ZA200006488B; AU4204299A

Abstract

본 발명은 의료 폐기물을 처리하기 위한 장치(12) 및 방법에 관한 것이다. 의료 폐기물은 분해되거나 찢어지고, 라디오파 전자기 방사선으로 살균된 후 유용한 물질로 변형된다. 이런 변형은 컨베이어(36)를 통하여 관(240) 안으로 의료 폐기물을 연속적으로 이송하고 의료 폐기물을 가열하여 살균하도록 전자기 방사선(239)으로 압출 성형 관(238,242)을 통과하는 의료 폐기물을 가열하는 단계를 포함한다.

Description

의료 폐기물을 연속적으로 살균하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR THE DISINFECTION OF MEDICAL WASTE IN A CONTINUOUS MANNER}

폐기물은 감염을 일으킬 수 있으므로 의료 폐기물 처리는 중요한 문제이다. 이런 감염성 폐기물은 의료 치료 및 수의 치료의 부산물이다. 예를 들어, 조절된 의료 폐기물은 다음과 같은 종류로 구성된다:

1. 감염성 약품과 생물제제의 배양균 및 저장분;

2. 병리학적 폐기물;

3. 사람의 혈액 및 혈액 생성물;

4. 바늘, 주사기, 칼, 외과용 메스 및 부러진 유리를 포함한 오염된 "날카로운 물질";

5. 동물 쓰레기;

6. 위중한 전염병 환자 치료에 사용되는 장갑 및 다른 일회용 제품을 포함한, 격리 폐기물; 및

7. 사용하지 않은 "날카로운 물질".

일반적으로 병원은 전술한 폐기물들을 세 가지 그룹으로 나눈다: a)1, 2 및 3 항목의 폐기물을 포함하는 일반적인 의료 폐기물; b)5 항목의 수의학 폐기물; 및 c) 4, 6 항목을 포함한 주로 플라스틱인 폐기물. 오염된 날카로운 물질과 격리 폐기물은 특별히 관심을 기울여야 하는 물질인데, 왜냐하면 이 폐기물은 AIDS나 간염과 같은 아주 위험한 전염병에 노출될 수도 있기 때문이다. 특히 날카로운 물질은 해변이나 다른 공공 장소에서 발견될 때 깊은 공공의 관심을 불러일으켜 왔다.

병원 및 의료, 수의 폐기물의 다른 발생기는 폐기물을 처리하는 세 가지 주용 방법을 적용한다: 1)현지에서 폐기물의 소각, 2)현지에서 폐기물에 스팀 오토클레이브(steam autoclaving) 처리한 후 매립지로 수송, 및 3)폐기물을 폐기물 운송업자가 가져가기 전에 어떠한 현지 처리도 거치지 않는 방법.

주로 도시에 위치한, 많은 병원 소각로는 비교적 높은 비율로 오염 물질을 배출한다. 병원 소각로의 배출물에서, 환경 보호청(EPA)은 비소, 카드뮴 및 납과 같은 금속; 다이옥신과 푸란; 에틸렌, 산성 가스 및 일산화탄소와 같은 유기 화합물; 및 매연, 바이러스 및 병원균을 비롯한 유해 물질을 확인하였다. 소각로에서 배출물은 부적절한 쓰레기 처리 때보다 공공의 건강에 더 큰 위협을 가할 수 있다.

비록 스팀 오토클레이브는 다른 처리 이전에 폐기물을 살균하는데 사용될 수 있을지라도, 이것은 많은 비용과 시간이 소모된다. 열은 빠르게 바이러스의 활동을 멈추게 하지만; 박테리아는 바이러스보다 다소 오랫동안 생존한다. 박테리아는 가열 멸균에 높은 저항성을 가질 수 있다. 효과적으로 살균하기 위해서, 열전쌍과 같은 온도 감시 장치 및 열-저항 Bacillus stearothermophillus spores와 같은 생물학적 지시기가 사용될 수 있다.

Dodd의 미국 특허 제 2,731,208은 폐기물을 자르고("사용된 타액 컵과 같은 종이 컨테이너를 포함함", Col.1, 28-29줄), 자른 폐기물로 채워진 컨테이너로 증기를 불어넣으며 살균된 폐기물을 하수 장치로 붓는 오염된 폐기물을 처리하기 위한 증기-멸균 장치에 대해 설명한다. 이 공정은 제한된 종류의 항목만 처리하고 처리된 폐기물을 하수구로 옮겨야 하는 여러 가지 단점을 가진다(Col. 4, 49줄).

소비에트 연방 발명자의 우선권 제 1,123,703은 UHF 처리에 의해 재 사용하도록 의료 기구를 살균하는 방법에 대해 기술한다. 주사 바늘에 대해 이것은 160℃ 내지 470℃의 최종 온도에 노출되고 침 바늘에 대해 이것은 160℃ 내지 270℃의 최종 온도에 노출된다.

Knight의 미국 특허 제 3,958,936은 보다 효율적으로 쓰레기 처리하기 위해 병원 폐기물을 압축하는 것에 대해 설명한다. 특히, 이것은 보다 안전한 쓰레기 처리를 위해 플라스틱을 녹여서 이것을 단단한 압축 블록으로 바꾸도록 병원 및 다른 폐기물에 400℉ 내지 600℉ 범위의 열을 적용하는 것에 대해 설명한다. 폐기물은 살균되고 바늘은 플라스틱 깊숙이 끼워지게 된다. 이런 방법은 높은 온도와 쓰레기 처리를 위해서 높은 에너지를 소비해야 하는 단점을 가진다.

Lovercheck의 미국 특허 제 3,547,577은 쓰레기, 가정용 쓰레기 등을 처리하기 위한 휴대용 장치에 대해 설명한다(Col.1, 13-19줄). 이 기계는 쓰레기를 절단하고, 절단된 쓰레기를 조개탄으로 압축하며, 에틸렌 산화 가스로 상기 조개탄을 멸균한다(Col.1, 15-19줄). 절단한 후에, 쓰레기는 자기 부분과 비자기 부분으로 분리될 수 있다(Col.2, 13-23줄). 쓰레기를 분리한 후에, 비자기 부분만 조개탄으로 압축되어 멸균된다(Col.2, 23-25줄). 이 멸균 단계에서는 온도 제어를 필요로 하는 에틸렌 산화 가스를 적용한다(Col.2, 3-57줄). 따라서, 조개탄은 약 54℃의 온도에서 유지된다(Col.2, 51줄). 이 시스템의 단점은 쓰레기를 살균하는데 열과 유독 가스가 필요하다는 것이다. 다른 단점은, 쓰레기를 금속, 물과 조개탄으로 나누고 금속이나 물이 없는 조개탄 부분만 살균해야 한다는 것이다. 또다른 단점은, 한 번에 단 하나의 조개탄만 형성되므로 쓰레기 체적이 제한된다는 것이다. 본 발명의 단점은, 물질이 매립지나 소각에 의해서만 처리된다는 것이다. 비료로서 사용할 수 있다고 제안했지만(Col.1, 47줄), 조개탄이 실제로 비료로서 용도에 적합한지 또는 조개탄이 용도에 맞게 어떻게 처리되는지에 대해선 설명이 없다.

여러 가지 에너지원이 살균제로서 간주된다. 각각의 의료 장비 및 절단된 의료 폐기물을 빠르게 살균하기 위해 마이크로파에 대한 연구가 증가되고 있다. 최근에, 실험에 의하면 금속 기구는 마이크로파 챔버에서 30초만 살균될 수 있다(N.Y Times, "Science Watch: Microwave Sterilizer is Developed." Jun.20, 1989). 이런 방법은 한 번에 두 세 가지 기구만 처리할 수 있다는 문제점을 가진다.

한 가지 공개 자료에 따르면, 마이크로파를 사용하는 의료 폐기물 처리 시스템은 분명히 발전되어 오고 있다. 이 시스템은 의료 폐기물을 절단하고 여기에 물을 뿌리며 컨베이어 벨트에서 얇은 층으로 작은 조각으로 퍼뜨린다. 그 후에, 컨베이어는 약 96℃로 혼합물을 가열하는 마이크로파 챔버를 통하여 혼합물을 운반한다.

폐기물은 스팀 스테이션으로 옮겨질 수 있는데 여기에서 생존해 있는 비활성 미생물에 스팀은 적용된다. 살균 단계 이후에, 폐기물은 매립지나 소각로로 옮겨지도록 패키지로 넣어진다.(The Wall Street Journal, p. B3, Apr.10, 1989).

또, 마이크로파는 침투에만 이용된다. 만일 대규모 상자 속의 의료 폐기물에 적용된다면, 마이크로파 단독으로 효과적으로 가열하지 못한다. 반대로, 라디오-주파수(RF) 파는 보다 효과적으로 침투하는 저주파이다. RF 파는 살균하기 위해 직간접으로 이용되어 왔다.

Fraser 등의 U.S. 특허 제 3,948,601은 사람들의 쓰레기뿐만 아니라 광범위한 의료 및 병원 장비를 살균할 때 RF 파의 간접 사용에 대해 설명한다. 이것은 약 100℃ 내지 500℃에서 가스 플라즈마로 이온화하도록 특정 가스를 가열하는 RF 파의 사용에 대해 설명한다. 이것은, "차가운" 플라즈마(Col.1, 12줄)가 25℃ 내지 50℃의 온도에서만 물품을 효과적으로 살균한다는 것을 보여준다. 그러나, 플라즈마 가스에 의한 살균은 살균 시에 RF 파의 직접 사용에 대해 제안하지 않는다.

처음에 병원 측에서 부러진 바늘과 유리를 포함한 의료 폐기물에 대해 오토클레이브 처리했는지 아닌지에 관계없이, 폐기물은 매립지나 다른 장소로 수송하기 위해 폐기물 수송업자에게 넘겨진다. 이런 처리 방법은 여러 가지 문제점을 가진다. 첫째, 많은 도시의 매립지는 이미 모두 사용되었다. 또, 오래된 매립지에서는 주위 지표로 독성 화학 물질이 새어 나올 수 있고 수도원을 오염시킬 수 있다. 따라서, 폐기물을 매장하는 것에 대해 관심이 높아지고 있다. 또, 허가 받지 않은 쓰레기 투기도 발생할 수 있다.

도 1 은 의료 및 수의 폐기물 처리를 위한 장치의 제 1 실시예를 나타낸 평면도;

도 2 는 본 발명에 따른 의료 및 수의 폐기물 처리를 위한 장치의 제 2 실시예를 나타낸 평면도;

도 2A 는 도 2의 장치에서 사용하기 위한 다른 폐기물 유입 장치의 평면도;

도 3 은 도 1과 2의 장치와 함께 사용되는 예비-처리 장치의 실시예를 나타낸 도면;

도 4 는 도 1과 2의 장치와 함께 사용되는 라디오파 가열기의 실시예를 나타낸 도면;

도 5 는 도 1과 2의 장치와 함께 사용되는 쓰레기-유도 연료 기구의 실시예를 나타낸 도면;

도 6 은 도 1과 2의 장치와 함께 사용되는 플라스틱 교정 장치의 실시예를 나타낸 도면;

도 7 은 도 2의 장치와 함께 사용되는 압출 성형기의 실시예를 나타낸 정면도; 및

도 8 은 도 7에 나타낸 압출 성형기의 측면도.

첫째 본 발명은 의료 폐기물을 하나의 관으로 연속해서 이송하고 관을 통과하는 의료 폐기물을 전자기 방사선에 노출시켜서 의료 폐기물을 가열하고 살균하는 과정을 포함한 의료 폐기물 처리 방법에 관련된다.

둘째 본 발명은 의료 폐기물을 수용하고 전자기 방사선 공급원을 통하여 이송하기 위한 의료 폐기물의 연속 관을 형성하는 압출 성형기로 의료 폐기물을 처리하는 장치에 관련된다. 전자기 방사선 공급원은 의료 폐기물의 연속 관을 수용하고 의료 폐기물의 살균된 연속 관을 형성하도록 연속 관을 가열하고 살균하는 전자기 방사선을 발생시킨다.

셋째 본 발명은 살균할 물질을 제공하고 이 물질을 관 안으로 연속적으로 공급함으로써 라디오파 방사선에 의해 살균될 재료의 발화 가능성을 줄인 방법에 관련되는데, 여기에서 관의 일부분은 라디오파 방사선 영역에 배치된다. 관을 통과하는 물질은 이 물질을 가열하고 살균하도록 라디오파 방사선에 노출시킨다.

본 발명은 의료 폐기물의 감염 가능성을 감소시키고 환경에 악영향을 미치지 않는 물질로 변형하기에 효과적인 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명은 아크, 점화를 줄이고 라디오파 영역을 향상시킬 뿐만 아니라 단위 체적 당 의료 폐기물의 처리량을 높인다. 본 발명은 물질 온도 유지를 돕는 재료의 예열을 위해서 증기를 발생시킴으로써 열 성능을 개선시킨다. 또, 본 발명의 선호되는 실시예는 미리 분류된 의료 및 수의 폐기물을 재생 플라스틱이나 연료로 변형한다.

본 발명의 다른 장점과 특징은 하기 상세한 설명에서 부분적으로 기술될 것이고, 하기 상세한 설명을 조사할 때 당해 업자들에 의해 일부분은 분명해질 것이며 본 발명을 실시함으로써 알 수 있을 것이다.

폐기물의 분해 및 절단

도 1에 나타난 것처럼, 밀봉된 상자(10) 속의 의료 폐기물은 의료 폐기물 처리 설비(12)에 도달하고 컨베이어 벨트(14)에 내려지는데 여기에서 모든 상자(10)는 각각 적재할 때 분리되고 개수가 세어진다. 절단기 로드 컨베이어(16)는 상자(10)를 전처리실(18)로 옮긴다. 상기 전처리실(18)은 의료 폐기물을 각 부분으로 분해하고 이 부분을 살균하기 위해 다른 컨테이너(34)로 움직이도록 형성된 절단기(20)와 스크류 컨베이어(22)를 포함한다. 본원에서 정의된 대로, 분리라는 것은 약 1-1/2인치 이하의 비교적 일정한 크기로 재료를 절단하는 것을 언급한다.

개략적으로 도 3에 나타난 것처럼, 전처리실(18)은 오염 물질이 처리실(18)에서 빠져나가지 못하도록 몇 가지 특징을 가진다. 첫째, 전처리실(18)에서 의료 폐기물의 유입 및 배출은 두 세트의 기실, 유입 기실(24) 및 배출 기실(26)에 의해 제어된다. 각 세트의 기실은 두 세트의 문(28,30과 32,33)으로 구성된다. 전처리실(18)로 들어가기 위해서, 의료 폐기물의 상자(10)는 제 1 세트의 문(28)을 통과하는데, 이것은 상자(10) 뒤에서 닫혀진다. 제 1 세트의 문(28)이 닫혀진 후에, 제 2 세트의 문(30)이 열리고 상자(10)가 전처리실(18)로 들어가도록 허용한다. 배출 문(32,33)은 유입 문(28,30)과 비슷하게 작동한다. 따라서 항상 적어도 한 세트의 배출 및 유입 문이 닫혀진다.

기실(24,26) 이외에, 기류는 가열 및 여과실 배기관(35)에 의해 제어된다. 전기관 가열기(37)는 관(35) 내부의 온도를 약 82℃로 유지하는데, 이것은 바이러스 수를 상당히 감소시킨다. 박테리아가 빠져나가는 것을 방지할 때 99.7%의 효율도와 3미크론의 기공을 가지는 고효율성 미립자 공기(HEPA) 필터(39)가 관(35)을 가로질러 배치된다. 이런 방 배기관(35)은, 기류가 밀폐된 전처리실(18)로 유입되고 배출되는 것을 제어한다. 하나의 대형 팬(41)은 분당 약 1,000ft`의 속도로 관(35) 밖으로 공기를 흡입한다. 이 팬은 "음의" 공압을 발생시키는데 이것은 전처리실(18)로부터 오염된 공기가 설비(12)의 나머지 부분으로 역류하는 것을 방지한다. 가열된, 여과된 공기는 바깥으로 빠져나간다.

방 배기관(35) 이외에, 방 배기관(35)에 대해 설명한 바와 동일한 방식으로 바깥으로 빠져나가는 절단기(20), 스크류 컨베이어(22) 및 공압 프레스(43)에 연결된 가열, 여과 관이 있다.

도 3에 나타난 것처럼, 의료 폐기물의 상자(10)는 컨베이어(16) 위의 전처리실(18)로 유입되고 절단기(20)로 비어진다. 이런 분해 및 절단은 1800rpm으로 회전하는 두 세트의 절삭 블레이드(도시되지 않음)에 의해 수행되는데 이것은 50 마력 모터에 의해 동력을 공급받는다. 절단기(20)는 최대 크기가 약 1.5 인치인 조각으로 의료 폐기물을 절단한다. 절단에 의해 약 1/2씩 의료 폐기물의 체적은 감소된다. 알맞은 절단기로는 Wilsonville, Oregon의 Shredding Systems, Inc.에서 시판되는 모델명 제 00-5371-D가 있는데, 이것은 높이 12피이트, 너비 10피이트이고 길이 12피이트이다.

본 발명의 실시예에 따르면, 폐기물 조각은 스크류 컨베이어(22)를 통하여 절단기(20)로 배출되는데 상기 컨베이어는 관 내부에서 작동하고 의료 폐기물 조각을 컨베이어 관(45)으로 수직으로 옮기는데 상기 관에서 조각은 공압 프레스(43) 안으로 떨어진다. 공압 프레스(43)는 24"*24"*18"로 측정되고 중량이 약 50파운드인 열저항 플라스틱 폴리에틸렌 컨테이너(34)로 의료 폐기물 조각을 압축한다. 본원에서 정의한 대로, 열저항이라는 의미는 가열하는 동안 컨테이너가 연해지거나 녹지 않고 1시간 동안 실온(25℃)에서 보관될 때 컨테이너가 약 8℃ 이내로 의료 폐기물의 온도를 유지하는 것을 뜻한다. 컨테이너(34)는 스너그(snug)를 포함하지만 기밀 뚜껑을 포함하지는 않는다. 적절한 컨테이너로는 Chem-Tainer, Babylon, N.Y.에서 시판하고 있는 모델명 24가 있다. 각각의 컨테이너(34)는 약 2000파운드의 압축된 폐기물 조각으로 채워진다. 이 과정에서 물이 첨가될 수 있지만, 항상 필요한 것은 아니다. 또, 거품은 높은 금속 함량을 가지는 의료 폐기물 조각에서 분사될 것이다. 물과 거품은 열을 제거하고 연소를 막는 작용을 하는 것으로 간주된다. 그 후에, 커버는 채워진 컨테이너(34)에 부착된다.

공압 프레스(43)는 컨테이너(34)가 수용하는 체적의 1/2 이하로 의료 폐기물 조각을 압축한다. 설비(12)에서 받아들인 것으로부터 컨테이너(34)의 밀폐까지 의료 폐기물 체적의 전체 감소는 약 5 내지 1이다. 이런 식으로, 5pound/ft³의 밀도로 전처리실(18)로 유입된 폐기물은 25pound/ft³의 밀도로 방(18)에서 배출된다. 다른 폐기물, 즉 종이, 플라스틱, 유리, 금속 및 유체는 라디오파(RF) 가열 챔버에 요구되는 보다 균일한 크기와 밀도로 변환된다.

두 번째 선호되는 실시예에서, 폐기물이 분리된 컨테이너에서 처리되는 경우를 제외하고는 전술한 대로 폐기물은 처리된다. 이 실시예에서, 도 2에 가장 잘 나타난 것처럼, 의료 폐기물은 수집실(200)에 수용된다. 물질 운반 장치(202)는 수집실(200)에서 의료 폐기물을 제거하는데 사용되고 이것을 리시빙 호퍼(204)에 둔다. 호퍼(204)는 폐기물을 폐기물 사이즈 감소 유닛(208)으로 배출한다. 폐기물 사이즈 감소 유닛(208) 안쪽에서, 한 쌍의 역회전 이송 제어 로울(210)은 초기 사이즈 감소 조립체(212)로 이송되는 양의 체적을 측정한다. 이 물질은 그 후에 초기 사이즈 감소 조립체(212)에서 띠로 찢어진 후 표준형, 상용 크기 감소 장치(예. 전단기)인 초기 사이즈 감소 조립체(214)를 통과한다. 이 물질은 초기 감소 조립체(214)에서 일정한 크기로 연마된다. 일정한 크기는 정해진 바에 맞도록 미리 설정될 수 있는 크기이다. 유리하게도, 폐기물 크기 감소 유닛(208)은 다단계, 가변 클리어런스, 고속 마찰 구조를 가진다. 적합한 폐기물 사이즈 감소 유닛은 가공될 재료의 마찰 저항 및 크기 같은 특성을 설명하기 위해서, 당해 업자들에게 공지된 대로, 내부 마찰 표면을 형성하도록 개조된 개폐 회전자 조립기, 해머 분쇄형 금속 분쇄기, 목재 호그(hogs), 자동차 분쇄기 또는 목재 칩퍼를 포함한다. 도 2A에 나타낸 것처럼, 또다른 실시예에서 의료 폐기물은 접근 컨베이어(203)의 컨테이너(201) 내부에 수용될 수 있다. 폐기물 컨테이너(201)는 스케일, 방사선 감지기 및 탄화수소 감지기를 가지는 영역(205)을 지나가고 리시빙 호퍼(207)로 진행한다. 이 폐기물은 컨테이너(201)에서 버려지고 이중-스크류 컨베이어(209)에 의해 폐기물 사이즈 감소 유닛(208)의 호퍼(204)로 수송된다.

주요 팬(216)은 연무질이 폐기물 가공 장비에서 빠져나가지 않도록 음의 압력 하에 호퍼(204)와 사이즈 감소 공정을 유지한다. 주요 팬은 적어도 7,500ft³/m(CFM) 고압 팬인데 이것은 전체 16-20인치의 정적 압력을 발생시킨다. 다른 팬과 압력이 사용될 수도 있다. 폐기물 사이즈 감소 유닛(208)의 크기 감소 공정 이후에, 물질은 고속 기류로 관(215)을 따라 주요 저 에너지 사이클론(218)으로 옮겨지는데 이 사이클론은 고속 기류로 물질을 분리하는데 원심력을 이용한다. 고속 수송 공기는 주요 팬(216)을 통하여 주요 고에너지 사이클론(220)으로 통과하는데 이것은 일시적인 먼지 입자를 제거하고 이것을 밀폐된 물질 컨베이어(222)에 쌓는다. 그 후에 수송 공기는 먼지 수송 관(224)을 따라 통과하고 세 단계 이상의 여과 및 냄새 제어 단계 이후에 먼지 제어 유닛(225)을 통하여 가공실에서 빠져나온다. 먼지 제어 유닛은 표준, 상용 백 또는 카트리지 필터 유닛이다.

물질 수송 컨베이어(222)는 물질을 균일한 소 조각으로 연마하기 위해 주요 저 에너지 사이클론과 고 에너지 사이클론(218,220)에 의해 가공된 절단된 폐기물을 옮긴다. 제 2 팬(228)은 수송 관(234)을 통하여 절단된 물질을 끌어당기는 고속 기류를 발생시킨다. 제 2 저 에너지 사이클론(230)과 제 2 고 에너지 사이클론(232)은 고속 기류로부터 일시적인 먼지 입자를 제거한다. 제 2 팬에 의해 발생된 고속 기류는 먼지 수송 관(235)을 통과한다. 먼지 수송 관(235)은 제 2 먼지 제어 유닛(237)으로 통한다. 제 2 사이즈 감소 유닛(226)과 먼지 제어부(237)는 제 1 사이즈 감소 유닛(208) 및 먼지 제어 유닛(225)과 동일한 구조로 구성된다.

고 에너지 사이클론(220,232)은 각각의 먼지 제어 유닛(225,237)으로 이송하는 각각의 먼지 수송 관(224,235)에 연결한다. 먼지 제어 유닛(225,237)은 세 개의 필터 단계(도시되지 않음), 연속 세척 먼지 필터, HEPA 프리-필터 및 HEPA 필터 뱅크를 포함한다. 이 필터는 폐기물 처리 설비에서 빠져 나온 공기로부터 입자를 제거한다. 다양한 공기 제어 장치의 효과는 다음과 같다:

장치 %효과

제 1 저 에너지 사이클론 90% 〉20미크론

제 1 고 에너지 사이클론 95% 〉10미크론

제 2 저 에너지 사이클론 90% 〉20미크론

제 2 고 에너지 사이클론 95% 〉10미크론

HEPA 프리-필터 95% 〉5미크론

연속 세척 관 필터 99.999% 〉1미크론

HEPA 필터 99.9999% 〉0.12미크론

여기에서 퍼센트 효과는 공기로부터 제거된 주어진 사이즈보다 큰 입자의 퍼센트를 정의한다.

정밀 연마된 폐기물, 수집된 모든 먼지 및 발생될 수 있는 모든 프로세스 폐수는 고밀도 압출기(238)로 물질을 옮기는 물질 수송 컨베이어(236)에 쌓인다. 상기 압출기(238)는 함수 의료 폐기물을 압축하고 동시에 압축된 폐기물을 분해하기 위해 고정된 관(240) 안으로 밀어준다. 이 관(240)은 강성 복합재로 구성된다. 한 가지 적합한 복합재는 방화 수지에 삽입된 필라멘트가 감겨진 E-Glass이다. 압출기(238)는 피스톤과 실린더 조립체를 통해서, 다단계, 선호적으로 두 단계로 폐기물을 기계적으로 압축한다. 압출기(238)는 마찰 저항 강철로 형성된다.

도 7과 8에서, 호퍼(237)는 컨베이어(236)로부터 폐기물을 받아들이고 이것을 압출기(238)에 쌓는다. 상기 압출기(238)는 두 단계로 폐기물을 압축하기 위한 두 개의 압축 챔버를 가진다. 제 1 압축 단계(242)는 수직으로 배향된 챔버에 배치된다. 제 1 압축 단계(242)는 폐기물의 밀도를 2:1로 증가시킨다. 제 1 압축 단계(242)에 대해 적합한 피스톤 실린더는 N5 일련 유압 실린더, 모델명 제 N5R-3.25 x 23-C-1.75-2-S-H-R-1-1이고, Hydro-Line에서 시판하고 있다. 압출기 통로(244)의 단부에 수평으로 배치된, 최종 압축 단계(243)는 폐기물을 2회 압축하고 압출기 통로(244)를 통하여 연속적으로 폐기물을 프레스 한다. 최종 압축 단계는 약 2-3:1로 제 1 단계에서 압축된 재료의 밀도를 높여서 최종 단계 이후에 전체 압축은 4-6:1이다. Hydro-Line의 N5S-5 x 62-C-3.5-2-F-J-R-1-1-X N5 일련 유압 실린더는 제 2 압축 단계(243)에 사용될 수 있다. 완전 압축 폐기물은 연속적으로 압출기 통로(244)를 통하여 프레스 되고 배출 단부(246) 밖으로 배출된다. 압출기 통로(244)는 유전체 가열기에 배치된 고정된 관(240) 안으로 직접 이송한다(도 2). 압출기(238)와 고정된 관(240)을 사용할 때 장점은 개선된 유전체 커플링을 통한 에너지 사용을 향상시키고, 폐기물의 감소된 공기 함량으로 인해 연소 가능성을 줄이며, 폐기물에서 보다 균일한 유전 상수를 발생시킴으로써 유전체 성능을 높인다. 또, 공기 포켓의 발생은 의료 폐기물에서 감소되므로, 의료 폐기물의 유전 상수는 증가된다.

살균

도 1에 나타낸 것처럼, 본 발명의 제 1 실시예에서, 의료 폐기물 부분을 포함하는 밀폐된 컨테이너(34)는 전처리실(18)에서 멀리 옮겨지고 라디오파(RF) 방사선과 같은, 전자기 방사선에 의해 가열하기 위한 유전체 가열기(38) 안으로 옮겨진다. 압축된 의료 폐기물 부분의 컨테이너(34)는 유전체 가열기(38) 안으로 유입되고, 유입 터널(40)을 통과한다. 유전체 가열기(38)는 RF파를 발생시키는데, 이것은 아래에서 설명하는 것처럼 폐기물을 가열한다. 폐기물 컨테이너는 약 5분 동안 전기장에서 일정하게 가열된다. RF 파에 노출되었으므로, 폐기물은 약 90℃ 내지 100℃의 온도에 도달한다.

덮개를 씌운 컨테이너(34)는, 컨베이어(36)를 따라 38피트의 길이, 13피트의 너비 및 10피트의 높이를 가지는 유전체 가열기(38)로 움직인다. 유전체 가열기의 중량은 28,000파운드이다. 두 개의 8-피트 터널(40,42)은 유전체 가열기(38)의 입구와 출구 부분을 형성한다. 터널은 RF파를 감소시키고 유전체 가열기(38)로부터 RF 누수를 방지한다. 20-피트 길이의 RF 챔버나 오븐(44)에서, 여진기 및 접지 전극(46)의 시스템은 RF 띠에서 전자기파를 발생시킨다. RF 띠는 저주파와 적외선 파장 사이에 있고 약 10킬로헤르쯔(kHz) 내지 300기가헤르쯔(GHz)를 포함한다. 전극 시스템(46)이 라디오 주파수 동력을 공급받을 때, 이것은 전자기파를 의료 폐기물의 타겟 컨테이너(34) 안으로 투사한다.

도 2에 나타낸 것처럼, 본 발명의 두 번째 선호되는 실시예에서, 압축기(238)가 계속 고정된 관(240)을 통과하여 밀어줌에 따라 압축된 의료 폐기물은 살균된다. 의료 폐기물을 살균하고 압출기(238)에서 폐기물을 압축한 후에, 압출기는 압축된 의료 폐기물 부분을 관(240)의 제 1 단부 안으로 밀어준다. 이 관(240)은 압출기(238)에서 유전체 가열기(239)를 통하여 유전체 가열기의 배출 단부 밖으로 뻗어있다. 본 발명의 한 가지 실시예에서, 관(240)의 유입 단부는 직경이 12인치이다. 이 직경은 관(240)의 거리 길이 당 일정하게 증가한다. 본 발명의 한 가지 실시예에서, 직경은 관의 피트 길이 당 1/8 내지 1/2인치 사이에서 일정한 양이 증가한다. 폐기물은 관(240) 안으로 연속적으로 밀어 넣어지고 RF파에 의해 가열하기 위해 관을 따라 유전체 가열기(38)를 통과하여 움직인다.

압축된 의료 폐기물 부분은 관(240)을 통하여 유전체 가열기(239) 안으로 유입된다. 유전체 가열기(239)는 RF파를 발생시키는데, 이것은 전술한 대로 폐기물을 가열한다. 폐기물은 관(240) 및 가열기를 통하여 일정한 비율로 이동된다. 이 폐기물은 전기장 세기에 따라 약 3 내지 10분 동안 전기장에서 일정하게 가열된다. 폐기물이 전기장에서 유지되는 시간은, RF 파로 노출 때문에 폐기물이 90℃ 내지 100℃의 온도에 도달하도록 정해진다. 따라서, 관(240)을 통하여 폐기물을 밀어 넣는 일정한 속도는 유전체 가열기에서 발생된 장의 세기 및 크기에 따라 조절될 수 있다. 선호적으로 유전체 가열기는 11메가헤르쯔(MHz)에서 진동하고 50kV/m의 장 세기를 가지는 전기장으로 압축된 의료 폐기물의 관을 노출한다.

RF파가 효과적으로 고정된 관(240)의 복합재를 통과하고 모든 에너지는 폐기물 관에 의해 흡수되도록 고정된 관은 전기 가열기의 전자기 방사선을 통과한다. 폴리에틸렌 물질로 형성된 복합 컨테이너를 사용하는 것보다는 유전체 가열기에 배치된 복합재로 이루어진 고정된 관을 사용할 때 장점은, 이 관이 컨테이너(34)보다 긴 작동 수명을 가질 수 있다는 점이다. 또, 이 관은 일정한 일괄 공정보다는 의료 폐기물의 연속 처리를 허용할 수 있다.

특정 이론에 한정하지 않으면서, 도 1과 2에 나타낸 실시예에 대해, RF 방사선은 분자 진동 및 쌍극자 회전을 유도하는 열을 발생시키도록 분자와 시간에 따라 변하는 전기장의 상호작용에 의해 물질로 직접 에너지를 전달한다는 것을 알 수 있다. RF 방사선은 한 쌍의 전극과 RF 교류를 연결함으로써 발생될 수 있다. 두 전극 사이에서, 시간에 따라 바뀌는 전기장 성분을 가지는 교류 RF 전자기장이 설정된다. 시간에 따라 변하는 전기장에서 전극 사이에 대상물이 배치될 때, 시간에 따라 변하는 전기장은 대상물을 완전히 통과하여 가열한다.

시간에 따라 변하는 전기장이 분자와 충돌하는 전자 및 이온을 가속시킬 때 열이 발생된다. 시간에 따라 변하는 전기장에 의해 배치되는 토크로 인해 시간에 따라 변하는 전기장은 분자를, 특히 높은 전기 쌍극자 모멘트와 함께 앞뒤로 회전시키기 때문에 열이 발생된다. 대부분의 큰 분자, 또는 균일하게 분배된 전하를 띄는 분자는 비교적 낮은 쌍극자 모멘트를 가지거나 쌍극자 모멘트를 가지지 않으며 RF 시간-변동 전기장에 의해 그다지 영향을 받지 않는다. 작은 분자, 특히 극 성 그룹은 비교적 큰 전기 쌍극자 모멘트를 가지므로 시간에 따라 변하는 전기장에 의해 비교적 큰 토크를 움직일 수 있다. 특히, 물과 같은 높은 극성 분자는 비교적 큰 토크를 발생시키므로 시간에 따라 변하는 전기장에 의해 회전하게 된다. 회전 기계 에너지는 내부 에너지나 열로서 둘러싸고 있는 물질로 전달된다. 저주파 시간-변동 전기장은 깊이 침투하고 보다 균일하게 물체를 데운다. 비교적 고주파 시간-변동 전기장은 깊게 침투하지 못하고, 상호 작용하는 물체 일부분을 보다 빠르게 가열한다.

다른 물질은 다른 전기 쌍극자를 가지는 다른 형태의 분자로 구성되므로, 이것은 주어진 RF 장으로 노출될 때 다른 속도로 가열한다. 예를 들어, 비교적 큰 분자로 이루어진 플라스틱은 물처럼 빠르게 RF 장에 의해 가열되지 않는다. 금속 물체는 RF 장에 노출되었을 때 쉽게 가열될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있는데, 왜냐하면 높은 전도성은 전기장을 단락하고 이것을 다시 소산시키는 경향이 있기 때문이다. 결과적으로, 금속 물체가 가열하기에 어려운 많은 조건들이 있다. 한편, 상기 RF 장은 금속 물체 밖으로 흐르는 대부분의 전류를 유도할 수도 있다. 특정 조건하에서, 가열 효과는 금속 물체의 표면에서 발생하는데 작은 바늘인 경우에, 열은 내부로 쉽게 확산된다. 또, 전기장에서 길고, 얇은 금속 물체는 금속 물체의 단부와 인접해 전기장 세기를 높이고 중간 부분과 인접해 장을 감소시킨다. 따라서, 전기장이 금속 물체의 축과 평행을 이룬다면, 강한 전기장이 끝 부분과 인접해 발생할 것이고 약한 전기장이 막대나 바늘의 중심과 인접해 존재할 것이다. 이런 장의 개선은 아크를 발생시키고 연소될 수 있도록 한다.

RF 파가 도 1과 2의 실시예에서 흡수될 때, 이것은 차동 가열을 일으킬 수 있다. 컨테이너(34)나 관(240) 내부의 함습 물질과 금속 물체는 보다 많은 파를 흡수하고 "고온 스폿(spot)을 형성하거나 불균일 가열을 일으킬 수 있다; 의료 폐기물을 분해하고 압축하기 전에 심각한 아크 발생을 막을 수 있고 열 전달 속도를 높일 수 있다. 컨테이너(34)나 관(240)에서, 보다 뜨거운 부분으로부터 발생한 증기와 열은 수용된 모든 의료 폐기물로 빠르게 재분배된다. 컨테이너(34)는 기밀 상태가 아니고, 관(240)은 두 단부에서 열려 있으므로, 증기는 점진적으로 빠져나가고 과다한 압력 증가 현상은 발생하지 않는다.

도 2의 제 2 실시예에서, 의료 폐기물은 유전체 가열기(239)를 통과한 후에 관(240)을 따라 계속 이동한다. 유전체 가열기(239)에서 배출된 후에, 살균된 의료 폐기물의 관은 고정된 관(240)으로부터 컨테이너(250)에 살균 폐기물을 두는 컨베이어(248)로 뻗어있다. 그 후에, 살균된 폐기물은 아래에서 자세히 설명되는 것처럼 추가 가공을 위한 다른 스테이션으로 계속 옮겨진다. 또, 고정된 관(240)의 배출 단부에서 뻗어있는 폐기물의 관은 아래에서 설명되는 다른 가공 이전에 대기 온도로 냉각하기 위해서 룸이나 다른 공간 영역에서 유지될 수 있다.

도 4에 나타난 것처럼, 도 1과 2의 실시예에 대한 유전체 가열기(38,239)는 다음과 같은 구성 성분, 제너레이터(48), 어플리케이터(applicator)(49) 및 제어부(50)를 가진다. 상기 제너레이터(48)는 전원(52), 전압 제어부(54) 및 라디에이터원(56)을 가진다. 제너레이터(48)는 14.5피트의 길이, 3.5피트의 너비 및 7피트의 높이로 측정된다. 이것은 4인치 채널 베이스와 0.25인치 두께의 강철 베이스 판을 가지는 알루미늄과 10-게이지 강철로 가공된다. 제너레이터(48)는 문을 가지고 먼지가 들어오지 못하게 막는 두 개의 격실을 포함한다. 이 격실은 전원(52)과 라디에이터원(56)을 포함한다. 전원(52)과 전압 제어부(54)는 라디에이터원(56)으로 고압 직류를 제공한다. 유리하게도, 제너레이터(48)는 약 50 내지 150킬로와트의 전력을 발생시킨다. 특히, 약 100 내지 150킬로와트의 전력이 발생된다. 전원(52) 격실은 전류를 60-사이클 교류로 변환하는 300킬로와트, 3-위상 전력 변압기(도시되지 않음)와, 스택 실리콘 쌍극자 정류기와 다른 장비(도시되지 않음)를 포함한다.

라디에이터원(56)은 고주파 전력을 발생시킨다. 유리하게도, 주파수는 약 5 내지 100MHz의 범위 내에 있다. 주파수는 약 5 내지 25MHz의 범위 내에 있는 것이 특히 선호된다. 개별 컨테이너(34)(도 1)를 사용할 때 주파수는 약 13MHz이고 고정된 관(240)(도 2)이 사용될 때 약 11MHz이다. 비록 증폭기도 사용될 수 있지만, 발진기(나타내지 않음)는 고주파 전력을 발생시키는데 선호된다. 적합한 증폭기로는 Eimac의 모델명 제 3CW150000이 있다. 이런 기능을 하는 다른 예로는 지멘스 모델명 제 RS3300CJ 증폭기가 있는데 이것은 186 Wood, Avenue, Islin, NJ의 지멘스 콤포넌트에서 시판하고 있다. 라디에이터원은 냉각하기 위해 약 20℃에서 25gal/min의 물 공급원을 가진다. 동축 케이블(58)은 라디에이터원(56)에서 가열기 어플리케이터(49) 안으로 고주파 전력을 공급한다.

가열기 어플리케이터(49)는 매칭 네트워크(60)와 전극 시스템(46)으로 구성되고 유전체 가열기(38)의 일부분인 오븐(44)에 배치된다. 20피트 길이, 13피트 너비 및 10피트 높이의 오븐(44)은 0.25인치 알루미늄이나 강철 판과 10-게이지 알루미늄이나 강철판으로 구성된다. 전극 시스템(46)의 주요 몸체는 7피트*14피트 알루미늄 전극인데 이 높이는 가역 기어 모터를 수단으로 28-40인치에서 조절할 수 있다. 모터는 전극 높이를 보여주는 외부 제어 패널(50)에서 3-위치 실렉터 스위치에 의해 작동된다. 가열기 요소(61)는 나머지 RF 회로에서 전극 가열기(61)를 분리하기 위해 적합한 RF pi-필터 네트워크로 전극(46)에 장착된다. 매칭 네트워크(60)는 계량 릴레이와 증폭기를 가지는데 이것은 모터 구동된 가변 커패시터와 함께 오븐(44) 전체를 통하여 기설정된 레벨로 전력 출력을 자동으로 유지한다. 라디에이터원(56)에서 동축 케이블(58)은 매칭 네트워크(60)에 연결하는데 이 네트워크는 RF 전기를 RF 자기장으로 변환하기 위해서 전력을 전극(46)으로 공급한다.

유용한 물질로 가공하기

도 1과 2의 실시예에 따른 살균된 폐기물은 쓰레기에서 유도된 연료와 같은 유용한 물질로 변환되고, 플라스틱과 같은 유용한 성분으로 분리된다. 도 5에 나타낸 것처럼, 배출 터널(42)에서 배출된 후에, 살균된 폐기물은 가열 컨테이너(34)에서 비어지고 고정된 관(240)의 배출 단부(241)로부터 일리노이스, 디어필드의 스터리사이클 인코포레이티드에서 시판하고 있는 SteriFuel^TM회수 장치와 같은 건조 폐기물 분류 장치(300)로 배출된다. 건조 폐기물 분류 장치(300) 안으로 유입되는 폐기물은 리시빙 호퍼(302)에 배치되고 진동성 3중 덱 스크린(306)으로 송입 컨베이어(304)에서 옮겨진다. 송입 컨베이어에서 움직이는 폐기물의 모든 먼지는 송입 컨베이어(304) 위에 배치된 사이클론(311)을 통하여 먼지 수송 팬(309)에 의해 먼지 수집 유닛(307)으로 흡입된다.

송입 컨베이어(304)와 인접한 팬(308)은, 보다 무거운 건조 폐기물로부터 경량의 입자를 분리하는 공기 분류 장치(310)로 공급한다. 이 물질은 모두 중간 저장 호퍼로 향한다. 나머지 물질은 진동성 3중 덱 스크린(306)을 통과하는데, 이것은 이격된 상태로 적층된 3개의 미세한 망 스크린을 가지는 층 스크린 장치이고, 미세 연삭 건조 폐기물을 여과하며, 미세 연삭 폐기물을 저장 컨테이너(313)로 옮긴다. 보다 큰 건조 폐기물은 폐기물 크기를 줄이기 위해서 분쇄기(314)로 향한다. 감소된 건조 폐기물은 사이클론(311)으로 공기 수송되고 이 장치(300)를 통하여 처리된다. 처리된 건조 폐기물은, 중간 저장 호퍼(312)에서 일시적으로 보관한 후에 처리된 건조 폐기물 덩어리를 형성하기 위해서 가공된다.

펠레타이징 장치(pelletizer)는 와이어(66)를 포장함으로써 고정될 수 있는 고밀도 입방체 및 작은 연료 펠릿으로 폐기물을 압축하는 대형 압축 장치(315)이다. 쓰레기에서 유도된 연료의 고밀도 펠릿은 설비(12)에서 배출되고 시멘트 노와 같은 고온 연소 장치로 옮겨진다. 본 발명의 실시예에서, 압축 장치가 베일러(baler)일 때, 적합한 베일러는 180인치의 길이, 50인치의 너비와 76인치의 높이를 가진다. 이것은 7000파운드의 "프레스 중량"을 발생시킬 수 있는 15마력 전기 모터에 의해 동력을 공급받을 수 있다. 상기 베일러는 3피트*6피트*2.5피트로 측정되는 고밀도 입방체로 압축된 살균 폐기물 부분으로 채워진다. 각각의 입방체는 4개의 얇은 와이어(66)에 의해 고정된다. 각각의 입방체 중량은 약 1200파운드이다. 포크리프트는 시멘트 노로 수송하기 위해 트럭 위에 입방체를 적재한다. 다른 실시예에서, 압축 장치(315)가 펠레타이징 장치일 때, 알맞은 펠레타이징 장치는 20피트의 길이와 4피트의 너비 및 4피트의 높이를 가진다. 0.25 내지 0.75인치의 직경과 0.5 내지 1.0인치의 길이를 가지는 압축된 폐기물 펠릿을 형성할 수 있는 압축 기구를 구동하는데 다양한 수로 표준 전기 모터가 사용될 수 있다. 다양한 펠릿 사이즈와 모양도 적합하다.

실험 분석(표 A,B, C 및 D)에 따르면 처리된 의료 폐기물은 작은 덩어리로 형성되었는지 아닌지에 관계없이 약 11,000-15,000/pound 범위 내에 있는 BTU 석탄가와 비교되는, 약 12,016/pound의 BTU를 가진다(표 A). 처리된 폐기물의 황 함량은 0.2% 이하이고(표 A), 석탄보다 낮으며, 이것은 0.3% 내지 4.0% 범위에서 변한다. 의료 폐기물에 대한 일반적인 연소 특징은 아래 표 D에 나타나 있다.

플라스틱 재생

도 1과 2의 실시예에서 생성된 살균된 의료 폐기물을 유용한 물질로 변형시킬 수 있는 다른 방법은 플라스틱 재생하는 것이다. 플라스틱 재생은, 도 5를 참고로 전술한 건조 분류 장치(300)를 폐기물이 통과한 후에 도 6에 나타낸 습식 분류 장치(301)에서 이루어진다. 건조 분류 장치를 통과한 후에, 폐기물은 다양한 형태의 플라스틱재를 옮긴다. 습식 분류 장치는 유용 가치가 떨어지는 물질을 제거하기 위해서 플라스틱 종류를 분류하고 재생하기 위해 보다 가치 있는 플라스틱을 유지한다.

도 6에 나타낸 것처럼, 제 1 컨베이어(320)는 도 5에 나타낸 건조 분류 장치를 통과하여 처리되는 중간 호퍼 호울딩 폐기물로부터 일부분을 운반하고 나머지 고밀도 물질은 높은 중량의 수집 상자(322) 안으로 여과된다. 제 2 컨베이어 벨트(324)는 제 1 탈수 유닛(328)과 미세 입자 제거 유닛(330)으로 남아있는 부분을 옮긴다. 탈수 유닛(328) 각각은 폐기물 흐름에서 주로 플라스틱 부분을 취하고 액체 속에서 부력에 의해 다른 종류의 플라스틱을 분류한다. 설정된 범위 내의 특정 중력을 가지는 부분은 다음 탈수 유닛(328)으로 보내진다. 설정된 범위 밖으로 떨어지는 부분은 액체에서 걷어내어지고 미분 제거 유닛(330)에서 제거되거나 고밀도 물질인 경우에 탈수 유닛의 바닥에서 제거된다. 이런 분리 공정은 폴리프로필렌과 같은 플라스틱을 가려내는데 아주 효과적이다. 이 공정에서 제거되는 비폴리프로필렌 물질은 압축 장치(346)로 직접 옮겨질 수 있다. 다단계 습식 분류 장치에서 나오는 폴리프로필렌은 순도 99.9%의 폴리프로필렌이고 연속 가공된다.

일단 폴리프로필렌이 최종 탈수 단계를 통과하고 나면, 이것은 세척기(334)에서 고온 세척되고 함유된 모든 수분을 제거하는 건조기(340)를 통하여 처리된다. 건조된 폴리프로필렌 조각은 쉽게 펠레타이징 가공되고 폐기물 바스켓, 재생 이용 통 및 날카로운 물질 처분 컨테이너와 같은 물품으로 만들어진다. 알맞은 플라스틱 탈수 유닛, 세척기 및 건조기는 다수의 상업용 플라스틱 재생 장비 제조업체로부터 구할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 고온 세척기(334)에 의해 수행되는 고온 세척 단계 이후에 재생 과정은 중단된다. 여기에서, 플라스틱은 비플라스틱 성분을 포함하지 않고 이후에 재판매를 위해 박편 저장유닛(342)에서 박편으로 건조되고 저장될 수 있다. 다른 실시예에서, 박편은 박편을 저장 호퍼(344)로 옮긴 후에 박편을 펠레타이징 장치(346)와 같은 압축 장치로 옮겨줌으로써 가공된다.

본 발명의 선호되는 실시예에 대한 위의 상세한 설명은 예시 및 설명을 위해 기술되었다. 이것은 본 발명을 전술한 형태에 국한시키지 않고 전술한 바에 따라 다양하게 수정할 수 있다. 본 발명의 원리와 실제적인 용도를 가장 잘 설명할 수 있는 실시예가 선택되고 기술되므로, 당해 분야에 숙련된 사람들은 본 발명을 다양하게 이용할 수 있고 특별한 용도에 적합하게 다양하게 개조할 수 있다. 본 발명의 범위는 하기 청구항에 의해 한정될 것이다.

실시예

실시예 1

혼합된 의료 폐기물은 본 발명의 제 1 실시예에 따라 절단되고 압축되며 채우기 전에 무게가 50파운드이고 24"*24"*18"로 측정되는, 폴리에틸렌 플라스틱으로 만들어진 100 플라스틱 컨테이너에 배치된다. 각각의 컨테이너는 네 부분으로 나누어지고, 이 안으로 온도 감지 프로브가 배치된다. 각 프로브의 온도-감지 팁은 약 2인치의 깊이로 삽입되는데, 이것은 폐기물 컨테이너에서 가장 차가운 부분으로 고려되고 유전체 가열기를 통과하는 동안 요구되는 온도에 도달하기 쉽다. 그 후에 커버는 컨테이너의 상단에 고정된다. 각각의 컨테이너는 약 5분 동안 50,000V/m의 전기장 세기와 13메가헤르쯔의 주파수에서 RF 방사선에 노출된다. 온도는 아래와 같이 나타낼 수 있다.

평균 온도 94℃

표준 편차 3.0℃

최소 온도 91℃

최대 온도 102℃

범위 11℃

이 통계는 의료 폐기물의 성질이 다양함에도 불구하고, 균일하게 가열된다는 것을 보여준다.

실시예 2

대략 60개의 플라스틱 컨테이너는 본 발명의 제 1 실시예에 따라 절단되고 압축된 200파운드의 의료 폐기물로 채워져 있다. 플라스틱 컨테이너는 채우기 전에 중량이 50파운드이고 24"*24"*18"로 측정되는, 폴리에틸렌 플라스틱으로 만들어진다. 약 2인치의 깊이에서 각각의 컨테이너 안으로 바이러스를 포함한 시험관이 배치된다. 온도-감지 지시기는 각 시험관의 상단과 바닥에 부착된다. 그 후에 커버는 각 컨테이너에 고정된다. 연구에 사용되는 바이러스는 Herpes simplex virus(HSV), type2(ATCC VR-540) 및 Poliovirus 3(ATCC VR-193)이다. 연구를 위해 동종의 적합한 바이러스 공급을 보장하도록, HSV와 poliovirus는 테스트하기 전에 증식되고, 표준 방법에 따라 배양되고, 응결되며 확인된다. 이런 의료 폐기물 컨테이너는 아래에 나타낸 것과 같은 8가지 처리 그룹으로 나누어진다.

바이러스의 제어 시험관은 실온(약 25℃)에서 유지되고 시험 바이러스를 가지는 의료 폐기물의 컨테이너는 약 60℃로 컨테이너의 온도를 높이는데 충분한 RF 방사선의 작용을 받는다. 실온에서 소요되는 추가 기간의 경과 직후에, 컨테이너는 열려지고 바이러스 관은 제거되며 모든 관은 생물학 실험실로 보내진다. 이런 온도 스트립은 제거되고 온도는 기록된다. 세 가지를 제외한 모든 예에서, 온도는 60℃를 초과하고; 온도 스트립의 고장으로 인해 적어도 하나는 문제가 발생한다.

살균 결과를 결정하기 위해서, 시험관 속의 바이러스는 처음에 여러 번 희석된다. 각각의 희석은 표준 방법에 따라 세균을 죽이는 능력을 테스트하는 것이다. 가열된 관으로부터(그룹 1-8) HSV나 폴리오바이러스가 10⁵의 계수로 희석될 때, 10의 계수로 단지 희석될 때에도 제어 관으로부터 HSV와 폴리오바이러스는 계속해서 세균을 죽일 수 있는 능력을 보여준다.

따라서, 바이러스 확인 연구 결과에 따르면 폐기물이 약 60℃-70℃로 가열되고 약 10-30분 동안만 이 온도에서 유지될 때에도 제 1 실시예의 공정은 바이러스를 완전히 균일하게 파괴한다는 것을 알 수 있다. 본 발명의 유전체 가열기는 의료 폐기물을 90℃-98℃로 가열하므로, 바이러스를 죽일 수 있는 여지가 있다.

실시예 3

본 발명의 제 1 실시예의 방법에 따라 약 200파운드의 의료 폐기물로 채워진 5개의 의료 폐기물 컨테이너가 선택되고 덮개가 제거된다. Bacillus subtilis, var. niger 세포의 5개의 스트립이 각 컨테이너에 놓여진다. 이 세포 스트립은 공기-폐기물 경계면에서 폐기물의 상단에 배치된다. 이것은 열을 유지할 수 있는 폐기물 컨테이너의 영역인데, 왜냐하면 가열된 폐기물은 경계면에서 보다 차가운 공기로 열을 부여하기 때문이다. 각각의 세포 스트립은 약 백만개의 세포(10⁶)를 포함한다. B. subtills 세포가 선택되는데 왜냐하면 이것은 열 처리에 높은 저항을 가지기 때문이다.

커버는 의료 폐기물 컨테이너에서 교체되고 5개의 컨테이너 중 4개는 본 발명의 방법에 따른 유전체 가열기를 통과한다. 제 5 폐기물 컨테이너는 유전체 가열기를 통과하지 않고 실험을 위한 제어 부분으로서 사용된다. 4개의 컨테이너 각각은 50,000volt/m 전기장을 통과한다. 정지 시간 또는 전기장에서 컨테이너가 소요하는 시간은 5분이다. 라디오파 주파수는 13메가헤르쯔이다.

컨테이너가 유전체 가열기를 떠나자마자, 온도 프로브는 평균 초기 온도를 기록하기 위해서 각각의 폐기물 컨테이너의 4 부분에 배치된다. 실온(약 25℃)에서 1시간 동안 멈추어 서 있은 후에, 제 1 컨테이너는 열리고, 내부 온도가 기록되며 세포 스트립은 회수된다. 실온에서 2시간동안 정지한 후에, 제 2 컨테이너가 열리고, 내부 온도가 기록되며 세포 스트립이 회수된다. 제 3, 제 4 컨테이너는 3-4시간 동안 열려 있고 처리된다. 표준 방법에 따라, 세포는 희석되고 다음 결과에 따라 배양된다.

이 테스트 결과에 따르면 5분 동안 RF 방사선으로 폐기물 컨테이너를 노출하는 것은 1시간 동안만 멈추어 있을 때 4개의 로그 감소를 발생시키고 보다 오랫동안 멈추어 있을 때 5개의 로그 감소를 발생시키기에 충분하다는 것을 보여준다. 또, 컨테이너가 닫힌 상태로 멈추어 있는 한 고중량의 50파운드 컨테이너는 약 4℃-8℃/hour에서만 손실되는데 이 때 컨테이너는 25℃의 실온 상태에서 유지된다. 성장 박테리아, 이스트 및 균류는 B subtills 세포보다 열에 낮은 저항성을 가지므로, 이런 유기체는 본 발명에 따른 처리에 의해 효과적으로 제거된다.

Claims

연속적으로 관 내부로 의료 폐기물을 공급하고;

의료 폐기물을 가열하고 살균하도록 관을 통과하는 의료 폐기물에 전자기 방사선을 노출하는 과정으로 이루어진 의료 폐기물 처리 방법.
제 1 항에 있어서, 전자기 방사선은 라디오파 방사선을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 의료 폐기물을 관 안으로 압축하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 3 항에 있어서, 상기 압축 과정은 연속 공급 과정 이전에 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 3 항에 있어서, 압축 과정은 의료 폐기물의 초기 압축 및 그 후에 1회 이상 이루어지는 의료 폐기물 압축 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 3 항에 있어서, 압축 과정은 의료 폐기물을 압축하는 동안 관 내부로 의료 폐기물을 밀어내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 6 항에 있어서, 의료 폐기물을 동시에 밀어내는 과정은 제 1 단부와 제 2 단부를 가지는 관 안으로 의료 폐기물을 밀어내는 단계를 포함하고, 이 관은 제 1 단부로부터 제 2 단부로 증가하는 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
제 3 항에 있어서, 재생 이용하기 위해 살균된 의료 폐기물로 채워진 관에서 플라스틱 및 다른 성분으로 살균된 샤프를 분리하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 8 항에 있어서,

금속 부분을 제거하고 비금속 부분을 남겨두는 자석과 인접한 관으로부터 살균된 샤프를 배치하고;

비금속 부분을 약 1/8인치 이하의 비금속편으로 감소시키며;

플라스틱 편을 분리하기 위해서 비금속편에 뜨거운 공기를 쐬고;

종이와 잉크를 제거하도록 온수로 플라스틱편을 세척하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 항에 있어서, 상기 노출 단계는 의료 폐기물을 전자기 에너지에 노출하기 전에 관에 전자기 에너지를 노출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 2 항에 있어서, 상기 노출 과정은 의료 폐기물을 라디오파 에너지에 노출하기 전에 관을 라디오파 에너지에 노출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
압출 성형기를 포함하고, 이 압출 성형기는 의료 폐기물을 수용하고 전자기 방사선 공급원을 통하여 공급하기 위해 의료 폐기물의 연속 관을 형성하며;

의료 폐기물로 채워진 연속 관을 수용하는 전자기 방사선 소오스를 포함하고, 상기 전자기 방사선 소오스는 의료 폐기물의 살균된 연속 관을 형성하도록 연속 관을 가열하고 살균하는 전자기 방사선을 발생시키는, 의료 폐기물을 처리하기 위한 장치.
제 12 항에 있어서, 전자기 방사선 소오스는 주로 라디오파 방사선을 발생시키는 것을 특징으로 하는 장치.
제 12 항에 있어서, 압출 성형기는 제 1 단부와 제 2 단부를 가지는 관을 포함하고, 이 관은 확장되는 직경을 가지는데 이 직경은 제 1 단부에서보다 제 2 단부에서 더 긴 것을 특징으로 하는 장치.
제 13 항에 있어서, 관의 제 1 단부는 전자기 소오스의 입력부에 배치되고 관의 제 2 단부는 전자기 소오스의 출력부에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
제 13 항에 있어서, 제 1 단부는 12인치의 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
제 13 항에 있어서, 관의 직경은 관의 제 1 단부에서 관의 제 2 단부를 향하여 매 1피트의 거리에 대해 1/4인치씩 증가하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 13 항에 있어서, 관의 일부분은 전자기 방사선 소오스 내부에 고정되는 것을 특징으로 하는 장치.
제 18 항에 있어서, 전자기 방사선 소오스 내부에 고정된 부분은 관의 제 1, 제 2 단부 사이에 있으므로, 압출 성형기는 관 및 전자기 방사선 소오스를 통하여 의료 폐기물을 밀어 넣는 것을 특징으로 하는 장치.
제 19 항에 있어서, 전자기 방사선 소오스는 주로 라디오파 방사선을 발생시키는 것을 특징으로 하는 장치.
제 12 항에 있어서, 의료 폐기물을 압출 성형기로 수송하는 제 1 컨베이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 12 항에 있어서, 의료 폐기물을 압축 장치로 수송하는 제 1 컨베이어 장치를 포함하고, 상기 압축 장치는 압축된 의료 폐기물을 생성하기 위해서 의료 폐기물을 압축하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 22 항에 있어서, 상기 압축 장치는 압출 성형기에 연결되고, 의료 폐기물의 연속 관은 압축된 의료 폐기물의 연속 관을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 22 항에 있어서, 압축된 의료 폐기물의 관은 복합재로 이루어진 고정된 관 내부로 눌러진 압축 의료 폐기물을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 24 항에 있어서, 복합재로 이루어진 관에 전자기 방사선이 비추고, 관 내부의 압축된 의료 폐기물은 관에 입사된 모든 방사선을 수용하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 25 항에 있어서, 전자기 방사선은 라디오파 방사선인 것을 특징으로 하는 장치.
제 24 항에 있어서, 복합재는 방화 수지에 삽입된 필라멘트가 감겨진 E-glass를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
의료 폐기물을 제공하고;

관을 통하여 연속적으로 의료 폐기물을 밀어 넣으며;

관 속의 의료 폐기물을 가열하고 살균하기 위해서 전자기 방사선으로 고정된 관을 연속적으로 통과하는 의료 폐기물에 노출하고

재생 이용하기 위해 관에서 살균된 의료 폐기물을 금속, 플라스틱 및 다른 물질로 분리하는 과정을 포함하는 의료 폐기물 처리 방법.
제 28 항에 있어서, 전자기 방사선은 라디오파 방사선인 것을 특징으로 하는 방법.
제 28 항에 있어서, 의료 폐기물을 관 안으로 밀어내기 전에 의료 폐기물을 압축된 의료 폐기물로 압축하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 30 항에 있어서, 압축 및 밀어내는 과정은 동시에 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 28 항에 있어서, 분리 단계는 관으로부터 살균된 의료 폐기물을 압축하기 위한 장치로 살균된 의료 폐기물을 옮기는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 30 항에 있어서,

살균된 의료 폐기물을 압축하고;

와이어로 살균된 의료 폐기물을 묶는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
살균될 물질을 제공하고;

의료 폐기물의 유전 상수를 증가시키며;

의료 폐기물을 가열하고 살균하도록 의료 폐기물을 라디오파 방사선에 노출하는 과정으로 이루어진, 라디오파 방사선에 의해 살균될 물질의 아크를 줄이는 방법.
제 34 항에 있어서, 의료 폐기물의 유전 상수를 증가시키는 단계는 의료 폐기물에서 공기 포켓을 감소시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 34 항에 있어서, 상기 물질은 의료 폐기물인 것을 특징으로 하는 방법.
제 41 항에 있어서, 상기 물질은 금속인 것을 특징으로 하는 방법.
제 35 항에 있어서, 물질에서 공기 포켓을 감소시키는 단계는 의료 폐기물을 압축하면서 동시에 압축된 의료 폐기물을 관 안으로 밀어내는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
라디오파 방사선에 의해 살균될 물질의 연소를 줄이는 방법에 있어서,

살균될 물질을 제공하고;

연속적으로 이 물질을 관 안으로 공급하는데, 관의 일부는 라디오파 방사선 영역에 배치되며;

물질을 가열하고 살균하도록 관을 통과하는 물질에 라디오파 방사선을 노출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 39 항에 있어서, 연속적으로 물질을 고정된 관 내부로 공급하는 단계 이전에 압축된 물질을 형성하도록 물질을 압축하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 39 항에 있어서, 상기 물질은 의료 폐기물인 것을 특징으로 하는 방법.
제 39 항에 있어서, 상기 물질은 금속인 것을 특징으로 하는 방법.
제 40 항에 있어서, 노출 과정은 압축된 물질을 관 안으로 통과시키고 이 관과 물질을 라디오파 방사선에 노출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 39 항에 있어서, 상기 관은 복합재로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 39 항에 있어서, 상기 노출 단계는 관을 라디오파 방사선으로 노출하고 내부의 물질에 노출하기 위해서 관을 통하여 라디오파 방사선을 전달하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
라디오파 방사선으로 살균될 물질에서 라디오파 영역을 감소시키는 방법에 있어서,

살균될 물질을 제공하고;

압축된 물질을 형성하도록 물질을 압축하며;

압축된 물질을 관 안으로 밀어내고;

연속적으로 관을 통하여 압축된 물질을 공급하며;

관을 통과할 때 압축된 물질을 가열하고 살균하도록 압축된 물질에 라디오파를 노출하는 단계로 구성된 방법.
제 46 항에 있어서, 상기 물질은 의료 폐기물인 것을 특징으로 하는 방법.
제 46 항에 있어서, 상기 물질은 금속인 것을 특징으로 하는 방법.
제 46 항에 있어서, 노출 단계는 내부의 물질에 노출하기 위해서 관에 라디오파 방사선을 노출하고 모든 라디오파 방사선을 관을 통하여 전달하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.