PL175956B1 - Sposób i urządzenie do sterylizacji lub odkażania odpadów - Google Patents

Abstract

1. Sposób sterylizacji cieplnej lub odkazania odpa- dów, zwlaszcza zakazonych odpadów szpitalnych, w którym odpady podgrzewa sie do temperatury odpo- wiedniej do sterylizacji cieplnej i/lub odkazania oraz miele sie je, i/lub rozdrabnia, znamienny tym, ze odpady ogrzewa sie do temperatury sterylizacji i/lub odkazania i utrzymuje sie te temperature tylko cieplem wytworzonym przez tarcie mielenia i rozprowadza sie cieplo oraz reguluje sie temperature sterylizacji i/lub odkazania dawkujac wode na rozdrobnione odpady. 10. Urzadzenie do sterylizacji cieplnej lub odkaza- nia odpadów, zwlaszcza odpadów szpitalnych zawie- rajace obudowe z umieszczonymi na jej sciankach zderzakami, wewnatrz której umieszczony jest wirnik zaopatrzony w lopatki lub ostrza i polaczony z zespo- lem napedowym, znamienne tym, ze scianki obudo- wy (1) sa zaopatrzone w elementy (14, 15, 16) doprowadzajace wode regulujaca temperature steryli- zacji i/lub odkazania oraz elementy odpowietrzajace, zas zespól napedowy (5, 6, 7, 23) sprzezony z wirni- kiem (3) oraz zderzakami ( 8) stanowi zespól ogrzewa- jacy utrzymujacy temperature sterylizacji i/lub odkazania. PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy sposobu i urządzenia do sterylizacji lub odkażania odpadów, zwłaszcza odpadów szpitalnych, opartych na znanym sposobie termicznego rozkładania białek, z których składają się istoty żywe.

W znanych sposobach sterylizacji cieplnej lub odkażania, powstają trudności z ogrzewaniem obrabianego materiału w cyklach długotrwałych, co wynika z niskiego współczynnika przenikania ciepła z zewnątrz do wnętrza odpadów. W sposobach tych ciepło przenosi się do rozdrobnionych na gotowo odpadów za pomocą wdmuchiwanej nasyconej pary wodnej pod ciśnieniem około 0,5 Pascala w przypadku stosowania autoklawów, albo za pomocą wdmuchiwanego gorącego powietrza lub przegrzanej pary wodnej o temperaturze około 180°C w instalacjach pracujących na sucho, a nawet poprzez ogrzewanie ścian.

Istnieją co prawda instalacje, w których wprowadza się do wnętrza odpadów ciepło za pomocą mikrofal, ale w instalacjach tego typu z trudnością uzyskuje się temperatury niezbędne

175 956 do sterylizacji, ponieważ do przekształcania mikrofal w energię cieplną potrzebna jest woda, która zapobiega wzrostowi temperatury powyżej temperatury wrzenia wody.

Celem niniejszego wynalazku jest dostarczenie usprawnionego sposobu i urządzenia, umożliwiających sterylizację odpadów bez ryzyka zanieczyszczenia, które, po obróbce, są łatwo usuwalnym sterylizowanym materiałem.

Chodzi tu, zwłaszcza o opracowanie sposobu i urządzenia do usuwania odpadów zakażonych ze szpitali, nawet na małą skalę, stosunkowo ekonomicznych i nadających się do automatyzacji.

Sposób sterylizacji cieplnej lub odkażania odpadów, zwłaszcza zakażonych odpadów szpitalnych, w którym odpady podgrzewa się do temperatury odpowiedniej do sterylizacji cieplnej i/lub odkażania oraz miele się je i/lub rozdrabnia odznacza się według wynalazku tym, że odpady ogrzewa się do temperatury sterylizacji i/lub odkażania i utrzymuje się tę temperaturę tylko ciepłem wytworzonym przez tarcie mielenia i rozprowadza się ciepło oraz reguluje się temperaturę sterylizacji i/lub odkażania dawkując wodę na rozdrobnione odpady.

Korzystnie dawkuje się wodę zawierającą podchloryn sodowy.

Korzystnie stosuje się temperaturę sterylizacji i/lub odkażania, wynoszącą co najmniej 150°C.

Korzystnie stosuje się ciepło wytworzone w masie odpadów wskutek tarcia i ścinania kosztem energii kinetycznej obracającego się z wysoką prędkością wirnika zaopatrzonego w łopatki lub ostrza.

Korzystnie stosuje się wirnik współdziałający z licznymi zderzakami stacjonarnymi w postaci łopatek lub ostrzy?

Korzystnie do obrabianych odpadów dodaje się materiał z tworzywa sztucznego, korzystnie polietylen lub polipropylen.

Korzystnie zmiękcza się i/lub topi materiał z tworzywa sztucznego tylko ciepłem tarcia zapewniającym osiągnięcie dostatecznej temperatury.

Korzystnie do odpadów doprowadza się stężony roztwór wodny podchlorynu sodowego.

Korzystnie na końcu chłodzi się rozdrobnione odpady dodając wodę na ogrzane odpady i odparowując dodaną wodę.

Urządzenie do sterylizacji cieplnej lub odkażania odpadów, zwłaszcza odpadów szpitalnych zawierające obudowę z umieszczonymi na jej ściankach zderzakami, wewnątrz której umieszczony jest wirnik zaopatrzony w łopatki lub ostrza i połączony z zespołem napędowym, charakteryzuje się według wynalazku tym, że ścianki obudowy są zaopatrzone w elementy doprowadzające wodę regulującą temperaturę sterylizacji i/lub odkażania oraz elementy odpowietrzające, zaś zespół napędowy sprzężony z wirnikiem oraz zderzakami stanowi zespół ogrzewający utrzymujący temperaturę sterylizacji i/lub odkażania.

Korzystnie zawiera połączone z elementami odpowietrzającymi urządzenie sterylizujące, połączone z zespołem chłonnym.

Wysokość temperatury w masie odpadów wewnątrz obudowy wyznacza się w zależności od tego, czy celem obróbki jest zwykłe odkażanie, a więc po prostu niszczenie mikroorganizmów patogennych, czy też pełna sterylizacja, a więc całkowite usuwanie mikroorganizmów przetrwalnikowych lub niezarodnikujących.

Osiągniętą w ciągu kilku minut zaprogramowaną temperaturę, przy której miękną elementy z tworzyw sztucznych, obecne lub dodane, utrzymuje się przez około pół godziny, rozpraszając ciepło powstałe podczas intensywnego mieszania za pomocą wtryskiwanej wody. Dawkowanie wody reguluje się za pomocą regulatora temperatury; dawkowanie to umożliwia również lokalne utrzymanie wysokiej wilgotności, co, jak wiadomo z literatury, ułatwia rozkład białek.

Wydzielane w instalacji opary przepuszcza się przez elektryczny sterylizator, w którym panuje wysoka temperatura (około 800°C), a następnie rozpuszcza w absorberze wodnym.

Współczynnik tarcia masy obrabianych odpadów można zwiększyć dodając do nich materiał termoplastyczny, na przykład polietylen, polipropylen, etc, korzystnie barwiony w celu nadania obrabianemu materiałowi specyficznego koloru.

175 956

Dodanie do odpadów materiałów termoplastycznych w ilości większej od znajdujących się w nich zazwyczaj umożliwia znaczne zwiększenie - o ponad 250°C - maksymalnej temperatury, jaką można uzyskać w wyniku tarcia, a tym samym skrócenie czasu utrzymywania tej temperatury w masie odpadów.

Topienie materiału z tworzywa sztucznego a następnie jego krzepnięcie w wyniku chłodzenia i dawkowania wody umożliwia uzyskanie obrabianego materiału całkowicie jednorodnego, zarówno pod względem barwy jak i składu.

Nakońcu okresu, podczas którego utrzymuje się temperaturę, masę chłodzi się zwiększając w tym celu dawkę wody, a także zmniejszając odpowiednio prędkość wirnika i wymuszając krążenie powietrza lub wody w płaszczu urządzenia albo umieszczając urządzenie w warunkach niewielkiego podciśnienia.

Na końcu cyklu wysterylizowany lub odkażony materiał jest w postaci granulatu i chłodny i można go odprowadzić bez wydalania dymów, par lub odorów. Specyficzność sposobu według wynalazku polega na tym, że energię cieplną potrzebną do osiągnięcia i utrzymania odpowiedniej temperatury wytwarza się udarowo, a także dzięki tarciu wewnątrz cząsteczkowemu i pomiędzy cząsteczkami, wytwarzanemu dzięki energii kinetycznej doprowadzanej do urządzenia za pomocą ułopatkowanego wału wirującego z wysoką prędkością wewnątrz obudowy, zaopatrzonemu, korzystnie, w stałe płyty udarowe. Urządzenie to umożliwia szczególnie szybkie uzyskanie zaprogramowanej temperatury, którą następnie reguluje się, korzystnie, dawkując i odparowując wodę. Oprócz sterylizacji (lub odkażania) sposób ten umożliwia również rozdrabnianie odpadów, topienie tworzyw sztucznych obecnych w odpadach, albo odpowiednio do nich dodawanych oraz granulowanie obrobionego materiału.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia schematycznie urządzenie do realizacji sposobu sterylizacji lub odkażania odpadów.

Odpady ładuje się do obudowy 1 tworzącej komorę z mocnej blachy, której ścianki są zabezpieczone przed ścieraniem, wykonanej, korzystnie, ze stali manganowej. Komora jest zamknięta pokrywą 2 z ręcznym lub hydraulicznym urządzeniem napędowym, złożonym z cylindra 22 i zespołu hydraulicznego 24. Wewnątrz komory wiruje z wysoką prędkością, na przykład 1500 obrotów na minutę, ułopatkowany wirnik 3 z wymiennymi łopatkami 4 wykonanymi ze stali o wysokiej wytrzymałości mechanicznej. Wirnik jest połączony z zespołem napędowym, zawierającym silnik elektryczny 5 o wysokiej mocy zespołu pasków i kół pasowych 6 oraz napinacz 7 do ich naprężania. W przypadku urządzeń o dużych wymiarach zespół napędowy zaopatrzony jest w sprzęgło hydrauliczne 23 zmniejszające pochłanianie energii podczas rozruchu i kompensujące siły powstające podczas awarii lub przeciążenia.

Zamiast urządzenia elektrycznego można zastosować napęd hydrauliczny i zespół olejowy.

Korzystnie, w dolnej części komory instaluje się mocne, stacjonarne stalowe zderzaki 8 w postaci płyt udarowych z zadaniem rozbijania, kruszenia i ograniczania ruchów materiału w sposób umożliwiający przekształcenie energii kinetycznej w energię cieplną.

Korzystnie, na wirującym wale znajduje się centralna oprawka, w którą wchodzi uchwyt 9 z rurką testową z otworkami, które można otwierać i wkładać do nich próbki konkretnych zarodników lub bakterii (na przykład Bacillus stearothermophillus lub Bacillus subtilis) w celu okresowego sprawdzania w danym cyklu testowym skuteczności sterylizującego lub odkażającego działania urządzenia.

Na końcu cyklu materiał odprowadza się otwierając w tym celu żaluzję 10 za pomocą urządzenia hydraulicznego 11 lub innego urządzenia napędowego.

Urządzenie jest wyposażone w układy bezpieczeństwa chroniące otoczenie przed wypadkami, a zwłaszcza w mikroprzełącznik 12 uniemożliwiający uruchomienie silnika przy otwartej pokrywie oraz w urządzenie hydrauliczne złożone z automatycznego urządzenia 13/1 i tłoczka 13/2, zapobiegających otwarciu pokrywy podczas obracania się wirnika.

Ścianki obudowy 1 są zaopatrzone w elementy doprowadzające wodę, zawierające czujnik - regulator 14, zawór elektromagnetyczny 16 i dyszę 15 wtryskującą wodę.

Do pomiaru i regulacji temperatury wewnątrz komory służy czujnik - regulator 14, którego końcówkę pomiarową montuje się na pokrywie, ale, korzystnie, wewnątrz łopatki stacjonarnej, otwierający zawór elektromagnetyczny 16 i uruchamiający wtryskiwanie wody z dyszy 15 na

175 956 określonych etapach realizacji programu. Opary uwalniane podczas cyklu roboczego wpływają przez elementy odpowietrzaj ące urządzenia sterylizuj ącego 17 w postaci małego pieca, w którym uzyskuje się metodą elekrooporową wysoką temperaturę (około 800°C), umożliwiającą ich sterylizację.

Po przepłynięciu przez piec, opary te są wchłaniane w zespole chłonnym, zawierającym absorber wodny z dyszą 18 uruchamianą zaworem elektromagnetycznym 19.

Na końcu etapu, podczas którego utrzymuje się temperaturę, obrabiany materiał chłodzi się obniżając prędkość wirnika, dawkując wodę, wytwarzając w obudowie niewielką próżnię, zwiększając ilość wody w dyszy 18 i wymuszając obieg powietrza w przestrzeni 20 otaczającej obudowę za pomocą wentylatora 21, albo włączając obieg wody za pomocą zaworu z napędem.

W skład urządzenia wchodzi również zespół hydrauliczny 24 napędzający tłoki i zawory, a także konsola 25 sterowania elektrycznego.

Przykład 1

Urządzenie z komorą o średnicy 600 mm i wysokości 800 mm wyposażono we współosiowy wirnik z dwiema łopatkami wirujący z prędkością 750-1500 obrotów na minutę, podłączony do silnika elektrycznego o mocy 50 kW.

W dolnej części komory, wzdłuż jej obwodu, znajdowały się osłony chroniące przed zużyciem oraz sześć łopatek stacjonarnych.

Do komory ładuje się 30 kg zakażonych odpadów szpitalnych i 7 kg zabarwionego polietylenu, po czym zamyka pokrywę. Urządzenie uruchamia się zgodnie z zaprogramowanym cyklem, podczas którego osiąga się i utrzymuje temperaturę 160°C. Wyznaczoną temperaturę osiąga się w ciągu 5 minut, po których włącza się układ regulacji i wtryskiwania wody utrzymujący temperaturę na zadanym poziomie w ciągu następnych około 30 minut. Na końcu tego etapu prędkość wirnika automatycznie spada do około 750 obrotów na minutę, a dawkowanie wody zmniejsza temperaturę w ciągu 2 minut do wartości 80°C. Rozpoczyna się trwający 10 minut etap chłodzenia za pomocą powietrza wdmuchiwanego na płaszcz; w wyniku czego temperatura materiału spada do 60°C. Otwarcie żaluzji powoduje automatyczne wysypanie się w ciągu około 1 minuty granulowanego wysterylizowanego materiału. Następnie urządzenie zatrzymuje się i jest gotowe do realizacji nowego cyklu.

Przykład 2

Urządzenie z komorą o średnicy 1200 mm i wysokości 800 mm wyposażono we współosiowy wirnik z dwiema łopatkami wiruj ący z prędkością 0-1500 obrotów na minutę, podłączony do silnika hydraulicznego o mocy 250 kW.

W dolnej części komory, wzdłuż jej obwodu, znajdowały się osłony chroniące przed zużyciem oraz 25 łopatek stacjonarnych.

Do komory ładuje się 120 kg zakażonych odpadów szpitalnych i 30 kg zabarwionego polipropylenu, po czym zamyka pokrywę.

Urządzenie uruchamia się zgodnie z zaprogramowanym cyklem, którego pierwszym etapem jest osiągnięcie temperatury 150°C. Wyznaczoną temperaturę osiąga się w ciągu 10 minut, po których włącza się układ regulacji i wtryskiwania wody utrzymujący temperaturę na zadanym poziomie w ciągu następnych około 20 minut. Na końcu tego etapu wyłącza się automatycznie dawkowanie wody, ponieważ drugi etap programu realizacji cyklu roboczego polega na dalszym ogrzewaniu masy do temperatury 180°C, co uzyskuje się w ciągu 1 minuty. Następnie prędkość wirnika automatycznie spada do około 500 obrotów na minutę, a dawkowanie wody zmniejsza temperaturę w ciągu 1 minuty do wartości 80°C. Etap chłodzenia rozpoczyna się w warunkach próżni i polega na wdmuchiwaniu powietrza na płaszcz w ciągu 10 minut, po upływie których temperatura materiału spada do 50°C. Otwarcie żaluzji powoduje automatyczne wysypanie się w ciągu około 2 minut granulowanego wysterylizowanego materiału. Następnie urządzenie zatrzymuje się i jest gotowe do realizacji nowego cyklu.

W kolejnym przykładzie wykonania urządzenia według wynalazku, do masy odpadów znajdujących się w obudowie podczas cyklu sterylizacji wtryśnięto stężony roztwór wodny podchlorynu sodowego. Wtryskiwana i dawkowana woda może podczas cyklu roboczego zawierać podchloryn sodowy o stężeniu, korzystnie, 12-15% wagowych aktywnego chloru.

175 956

Stwierdzono, że w podwyższonej temperaturze panującej w obudowie stężony roztwór podchlorynu sodowego reaguje z dwutlenkiem węgla tworząc niezdysocjowany kwas podchlorawy, który z kolei dysocjuje do gazowego tlenku chloru (CkO), będącego skutecznym środkiem chlorującym i zabójczym dla organizmów żywych.

W tym przykładzie wykonania, po ogrzaniu rozdrobnionego materiału odpadowego do temperatury powyżej 150°C wtryskuje się do niego stężony roztwór NaClO, a do obudowy doprowadza powietrze zawierające dwutlenek węgla. Ta ilość dwutlenku węgla, która znajduje się w powietrzu wystarcza do jego przekształcenia w tlenek chloru, który wobec intensywnego mieszania przenika do obrabianej masy odpadów i płynie przez urządzenie zwiększając skuteczność sterylizacji.

Wszelkie szczątkowe ilości tlenku chloru pozostałe jeszcze na końcu obróbki, o ile są, można pochłonąć w absorberze wodnym, uzyskując wodny roztwór kwasu podchlorawego.

Zatem w dalszym etapie sterylizuje się nie tylko odpady, ale również substancje wydzielane podczas obróbki i wewnętrzne powierzchnie urządzenia. W tym przykładzie wykonania nie ma potrzeby doprowadzania wydzielanych substancji do pieca 17 przed ich doprowadzeniem do absorbera wodnego.

Oczywiście zasada, na której opiera się wynalazek, jest taka sama, natomiast można szeroko zmieniać postacie jego wykonania i szczegóły w stosunku do opisanego i przedstawionego na rysunkach, nie ograniczającego przykładu wykonania.

Claims (11)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób sterylizacji cieplnej lub odkażania odpadów, zwłaszcza zakażonych odpadów szpitalnych, w którym odpady podgrzewa się do temperatury odpowiedniej do sterylizacji cieplnej i/lub odkażania oraz miele się je, i/lub rozdrabnia, znamienny tym, że odpady ogrzewa się do temperatury sterylizacji i/lub odkażania i utrzymuje się tę temperaturę tylko ciepłem wytworzonym przez tarcie mielenia i rozprowadza się ciepło oraz reguluje się temperaturę sterylizacji i/lub odkażania dawkując wodę na rozdrobnione odpady.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że dawkuje się wodę zawierającą podchloryn sodowy.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się temperaturę sterylizacji i/lub odkażania, wynoszącą co najmniej 150°C.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się ciepło wytworzone w masie odpadów wskutek tarcia i ścinania kosztem energii kinetycznej obracającego się z wysoką prędkością wirnika zaopatrzonego w łopatki lub ostrza.
5. 5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że stosuje się wirnik współdziałający z licznymi zderzakami stacjonarnymi w postaci łopatek lub ostrzy.
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do obrabianych odpadów dodaje się materiał z tworzywa sztucznego, korzystnie polietylen lub polipropylen.
7. 7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że zmiękcza się i/lub topi materiał z tworzywa sztucznego tylko ciepłem tarcia zapewniającym osiągnięcie dostatecznej temperatury.
8. 8. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że do odpadów doprowadza się stężony roztwór wodny podchlorynu sodowego.
9. 9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że na końcu chłodzi się rozdrobnione odpady dodając wodę na ogrzane odpady i odparowując dodaną wodę.
10. 10. Urządzenie do sterylizacji cieplnej lub odkażania odpadów, zwłaszcza odpadów szpitalnych zawierające obudowę z umieszczonymi na jej ściankach zderzakami, wewnątrz której umieszczony jest wirnik zaopatrzony w łopatki lub ostrza i połączony z zespołem napędowym, znamienne tym, że ścianki obudowy (1) są zaopatrzone w elementy (14, 15,16) doprowadzające wodę regulującą temperaturę sterylizacji i/lub odkażania oraz elementy odpowietrzające, zaś zespół napędowy (5, 6,7,23) sprzężony z wirnikiem (3) oraz zderzakami (8) stanowi zespół ogrzewający utrzymujący temperaturę sterylizacji i/lub odkażania.
11. 11. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że zawiera połączone z elementami odpowietrzającymi urządzenie sterylizujące (17), połączone z zespołem chłonnym (18,19).