PT761237E

PT761237E - Dispositivo e processo para o tratamento de materiais nomeadamente com vista a sua descontaminacao

Info

Publication number: PT761237E
Application number: PT95810558T
Authority: PT
Inventors: Patrick Duroselle; Fabrice Laberge
Original assignee: Box 03 Internat
Priority date: 1995-09-08
Filing date: 1995-09-08
Publication date: 2000-09-29
Also published as: JP2854287B2; JPH09108312A; EP0761237B1; GR3033665T3; US5951948A; DE69516140D1; EP0761237A1; DK0761237T3; ES2147276T3; ATE191347T1; CA2184506A1; DE69516140T2

Description

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DESCRIÇÃO "DISPOSITIVO E PROCESSO PARA O TRATAMENTO DE MATERIAIS, NOMEADAMENTE COM VISTA À SUA DESCONTAMINAÇÃO" A presente invenção refere-se a um dispositivo para o tratamento de materiais, de acordo com o preâmbulo da Reivindicação 1, e a um processo para o tratamento de materiais, de acordo com o preâmbulo da reivindi-cação 8. Mais especificamente, a presente invenção refere-se ao problema da descontaminação, da desinfecção e da esterilização de materiais, por exemplo, de resíduos provenientes do meio médico, ou de materiais utilizados na indústria química, farmacêutica ou agro-alimentar.

Os profissionais das profissões médicas e paramédicas produzem toda a espécie de resíduos de natureza física diversa, tais como plásticos, têxteis, metais, vidros, líquidos, etc., susceptíveis de serem contaminados por germes microbianos ou virais. Estes resíduos podem ser, por exemplo, agulhas, tubos de plástico, compressas, sacos de sangue, tecidos orgânicos diversos, etc., que não podem ser eliminados como resíduos vulgares por causa dos riscos de contaminação. Outras profissões geram igualmente constantemente quantidades crescentes de materiais que é necessário descontaminar, esterilizar ou desinfectar. É o caso, por exemplo, da indústria química ou agro-alimentar, ou das instalações de tratamento de resíduos ou de águas. A quantidade e a variedade de resíduos produzidos está em constante aumento, nomeadamente no domínio médico. Têm sido desenvolvidos, por conseguinte, diversos métodos e dispositivos para o tratamento deste tipo de resíduos, para fazer face a esta procura. São

conhecidos, por exemplo, dispositivos de incineração de resíduos que recorrem ao calor para eliminar os germes microbianos. Estes dispositivos estão, no entanto, mal adaptados a um tratamento local de resíduos, por exemplo, a um tratamento nos locais da utilização. Outras soluções recorrem a uma imersão numa solução desinfectante, ou a um tratamento por solução ionizante ou por ultrassons. Todos estes dispositivos, se bem que funcionando de modo geralmente satisfatório, são onerosos e volumosos e, por consequência, reservados principalmente a colectividades. São igualmente conhecidos dispositivos de descontaminação por meio de ozono ou de um gás enriquecido em ozono. Estes dispositivos estão em particular bem adaptados à descontaminação ou à esterilização de resíduos médicos na proximidade do local de produção. O pedido de patente WO 86/05100 descreve um dispositivo para a esterilização de material médico por meio de ozono gasoso. Os resíduos são colocados num recipiente de tratamento colocado sob vácuo. Um gerador de ozono injecta o ozono no recipiente, e estão previstos meios de destruição para o ozono residual. O gerador de ozono funciona a partir de uma fonte de oxigénio puro, o que leva a um certo número de riscos ao nível da instalação, nomeadamente riscos de explosão se os resíduos que contêm gordura forem postos em contacto directo com o oxigénio. Além disso, o gerador de ozono funciona a partir de uma corrente gasosa com alto teor de humidade, o que reduz o seu rendimento. O dispositivo descrito no pedido FR-A-2 611 343 apresenta inconveni-entes semelhantes, sendo o ozono produzido sempre a partir de oxigénio puro e injectado directamente no recipiente de tratamento. O dispositivo do pedido de patente FR-A-1 137 268 representa um melhoramento no plano da segurança, porque o ozono é produzido a partir de ar, em vez de oxigénio puro. No entanto, este dispositivo não permite obter concentrações elevadas de ozono, que são necessárias para uma descontaminação ou uma esterilização profunda dos resíduos.

Outros dispositivos de descontaminação que utilizam o ozono ou ar ozonado estão descritos, por exemplo, nas patentes ou pedidos de patente US-4 156 652, US-5 087 419 ou EP-A-2 81 870. Estes dispositivos utilizam geralmente um circuito fechado estabelecido entre um gerador de ozono e um recipiente de tratamento no qual são dispostos os resíduos a tratar. Alguns preveem, além disso, meios de injecção de água ou de agitação do meio gasoso ou dos resíduos, sempre para facilitar a acção do ozono e melhorar a sua penetração. O conjunto destes dispositivos obriga a um funcionamento de geradores em más condições, porque são percorridos por uma corrente gasosa húmida e/ou poluída pelo recipiente de tratamento e pelo seu conteúdo.

Por fim, o pedido de patente WO 94/06483 (ou FR-A-2 695 828) descreve um dispositivo de descontaminação que utiliza um recipiente de acumulação de ar ozonado, posto em circuito fechado com o gerador de ozono. Este circuito permite obter concentrações elevadas de ozono no ar no interior do recipiente de acumulação. Além disso, os geradores de ozono podem trabalhar em boas condições, porque são percorridos por um ar limpo e seco. Este ar, de alta concentração de ozono, é regularmente removido por uma bomba de transferência, e é injectado num recipiente de tratamento independente do recipiente de acumulação, e no qual são colocados os resíduos a descontaminar. A 4

bomba de transferência prevista entre o recipiente de acumulação e o recipiente de tratamento deve, por consequência, trabalhar em ar muito rico em ozono, o que não se faz sem colocar numerosos problemas. A bomba deve portanto ter uma construção onerosa para resistir à agressividade deste gás. Além disso, a pressão do ar ozonado, constante no conjunto do dispositivo e durante todo o processo, não permite obter uma penetração em profundidade do ar ozonado na massa dos resíduos a tratar. Para mais, o dispositivo continua a funcionar mesmo se o recipiente de tratamento apresentar um defeito de estaiiquicidade, o que põe um problema de segurança. A experiência mostra que a destruição espontânea do ozono, quer catalítica, quer por combinação com os resíduos a tratar, é extremamente rápida (apenas alguns segundos). A quantidade de ozono disponível no recipiente de tratamento diminui portanto rapidamente. Para compensar esta diminuição, é necessário injectar em permanência quantidades de ozono grandes no recipiente de tratamento.

Obiectivos da invenção

Um objectivo da presente invenção é, portanto, propor um dispositivo e um processo de tratamento que não apresentem os inconvenientes mencionados nos dispositivos da técnica anterior.

Em particular, um objectivo é propor um dispositivo de tratamento no qual os meios de produção de ozono possam trabalhar com ar limpo e seco, e que não necessite de bomba que funcione com ar rico em ozono.

Um outro objectivo é melhorar a eficácia e/ou a rapidez do tratamento, melhorando a penetração de ar ozonado nos resíduos.

Um outro objectivo é melhorar a eficácia e/ou a rapidez do tratamento, utilizando concentrações elevadas de ozono.

Um outro objectivo é melhorar a segurança oferecida pelo dispositivo.

Estes objectivos são atingidos nomeadamente graças aos elementos da parte caracterizante das reivindicações 1 e 8, estando os modos de realização preferidos descritos, designadamente, nas reivindicações dependentes.

Em particular, estes objectivos são atingidos graças a meios para criar um vácuo no recipiente de tratamento. Este vácuo permite, por um lado, melhorar a penetração de ar ozonado nos resíduos a tratar, e, por Outro lado, obter uma injecção violenta de ozono no recipiente de tratamento, sem necessitar de bomba de injecção entre o recipiente de acumulação e o recipiente de tratamento.

De acordo com uma outra característica da invenção, estes objectivos são atingidos pela utilização, não de uma bomba de transferência que trabalha no ar ozonado entre os recipientes de acumulação e tratamento, mas de uma bomba de vácuo situada a jusante do dispositivo de destruição de ozono, e que cria um vácuo no recipiente de tratamento. Esta bomba só trabalha com ar.

De acordo com uma outra característica da invenção, os meios de produção de ozono estão colocados em circuito aberto com o recipiente de acumulação de ar ozonado. Esta disposição permite obter um aumento da pressão no recipiente de acumulação à medida que aumenta a concentração de ozono.

De acordo com a invenção, o dispositivo compreende uma válvula de injecção interposta entre o recipiente de acumulação de ar ozonado e o recipiente de tratamento, estando a referida válvula de injecção peparada de forma a provocar a injecção violenta de ar ozonado no recipiente de tratamento logo que a pressão no interior do recipiente de tratamento seja inferior a um determinado limiar. Esta válvula permite assim criar uma alternância de ciclos de injecção violenta de ar ozonado e de vácuo no recipiente de tratamento, o que contribui para melhorar a eficácia do dispositivo para uma produção horária dada dos geradores de ozono.

De acordo com a invenção, o dispositivo compreende também uma válvula situada a montante do recipiente de acumulação para pôr este recipiente em comunicação com a atmosfera. O ar ozonado pode ser injectado violentamente no recipiente de tratamento, em virtude do gradiente de pressão entre o recipiente de acumulação e o recipiente de tratamento no momento da abertura da válvula de injecção. Este gradiente de pressão permite um efeito de injecção violenta e turbulenta do ar ozonado, melhorando a penetração da mistura gasosa. A alternância de fases breves de injecção de ar com alta concentração de ozono, depois do vácuo no recipiente de tratamento, é mais eficaz do que a injecção contínua, por causa da destruição espontânea do ozono. Com efeito, desta forma, a concentração do ozono 7 7

no recipiente de tratamento permanece superior ao limiar de actividade biológica durante toda a operação de tratamento. A injecção de ozono só é permitida se o vácuo no recipiente de tratamento atingir um valor determinado num dado período de tempo, o que representa um factor de segurança capital, não podendo produzir-se a injecção senão se o dispositivo de tratamento for perfeitamente estanque.

Além disso, o facto de se trabalhar no recipiente de tratamento sob vácuo ou à pressão atmosférica minimiza os riscos de fugas importantes.

Outras características e vantagens da invenção aparecerão ainda com a leitura da descrição que se segue, dada a título de exemplo preferencial e ilustrada pelas figuras, que mostram: a figura 1, um esquema do conjunto do dispositivo de tratamento, a figura 2, uma vista de pormenor do recipiente de acumulação, a figura 3, uma variante do circuito de purga montado em circuito fechado.

No modo de realização da invenção ilustrado pela figura 1, o dispositivo de descontaminação compreende essencialmente meios de produção de ozono 5, um recipiente de acumulação de ar ozonado 16, um recipiente de tratamento 15 dos resíduos a tratar 15', assim como meios principais de destruição de ozono 10. Estes diferentes elementos estão ligados uns aos outros por um conjunto de condutas e de válvulas, que permitem realizar o processo de descontaminação.

Os meios para produzir o ozono 5 compreendem, de forma preferível, uma fonte de ar comprimido 1, um redutor de pressão debimétrico 2, um dispositivo de secagem 3, uma conduta 4 e um gerador de ozono 5'. Todos estes elementos são conhecidos; numa variante poder-se-ia utilizar o ar ambiente em vez de uma fonte de ar comprimido e de um redutor de pressão. O ar limpo proveniente da fonte 1 chega ao redutor de pressão debimétrico 2, é seco no dispositivo de secagem 3 e é conduzido pela conduta 4 ao gerador de ozono 5'. Este é de tipo conhecido, por exemplo, do tipo fio-cilindro, descrito, por exemplo, no pedido de patente já mencionado EP-A-664715. Como trabalha com ar limpo e seco, a sua eficácia é muito elevada. O ar enriquecido em ozono sai do gerador de ozono 5' pela canalização 6 e penetra na parte superior do recipiente de acumulação 16. Os meios para a produção de ar ozonado 5 estão colocados em comunicação aberta com o recipiente de acumulação. Neste recipiente, a pressão aumenta pois ao mesmo tempo que a concentração de ozono.

Acima de uma pressão pré-determinada, abre-se uma válvula de segurança 7 a fim de evacuar o excesso de ar ozonado para um destruidor de ozono auxiliar 8, de tipo conhecido, que compreende uma resistência eléctrica de aquecimento 8’. As sobrepressões acidentais ou momentâneas no recipiente de acumulação não provocam, por consequência, a libertação de ozono para a atmosfera.

Uma conduta 12', fechada por uma electroválvula 12, liga a parte inferior do recipiente de acumulação 16 com o recipiente de tratamento 15 estanque, de aço inoxidável ou de qualquer outro material apropriado, no qual estão colocados os produtos a tratar 15'. O recipiente é fechado por uma porta ou tampa estanque, que permite

introduzir ai os resíduos. A bomba de vácuo 9 estabelece um vácuo no destruidor de ozono principal 10. Este, de tipo conhecido, compreende de preferência uma resistência eléctrica 10' de aquecimento e um destruidor catalítico 10", que forma o filtro antibacteriano. O ar, desembaraçado do ozono residual pelo des-truidor 10, é evacuado para o ar livre pela conduta de purga 17, em circuito aberto. O vácuo no destruidor de ozono principal 10 propaga-se pela conduta 11 ao recipiente de tratamento 15 e aos materiais a tratar 15'. A um valor de vácuo escolhido, medido por um vacuostato 13, a electroválvula 12 que lhe está associada abre-se bruscamente. Numa variante, a electroválvula 12 abre-se desde que a diferença de pressão entre o recipiente de acumulação e o recipiente de tratamento ultrapasse um limiar determinado. O ar ozonado em sobrepressão contido no recipiente de acumulação 16 penetra então bruscamente no recipiente de tratamento 15. A injecção é de tipo turbulenta, melhorando assim a penetração do ar ozonado nos resíduos 15'. Um mecanismo de temporização, não representado, abre a electroválvula 14 um ou dois segundos após a abertura da electroválvula 12, colocando então momentaneamente ao ar livre o recipiente de acumulação de ar ozonado 16. O êmbolo pneumático provocado pela abertura da electroválvula 14, situado na parte alta do recipiente de acumulação de ar ozonado 16, expulsa a maior parte do ozono contido no recipiente de acumulação 16, o qual, por densidade, tem tendência a acumular-se na sua parte inferior. Esta abertura restabelece a pressão atmosférica no recipiente de acumulação 16, na conduta 12', no recipiente de tratamento 15, na conduta 11 e no destruidor de ozono principal 10.

Um segundo mecanismo de temporização, não representado, fecha de novo as electroválvulas 14 e 12 após alguns segundos, iniciando um novo ciclo de acumulação de ar ozonado no recipiente de acumulação 16. Podem ser previstos meios, não representados, no recipiente de tratamento 15 para agitar e/ou humedecer, antes do próximo ciclo de vácuo e de injecção, os materiais a tratar 15' e/ou o meio gasoso no recipiente de tratamento, a fim de melhorar a eficácia do ozono.

Os resíduos 15' são de preferência triturados antes de ser introduzidos no recipiente de tratamento 15. Numa variante, este recipiente pode compreender um dispositivo de trituração integrado. O recipiente de tratamento pode igualmente compreender uma gaveta ou um recipiente interno amovível, que permita evacuar mais simplesmente e sem riscos os resíduos tratados. A figura 2 representa o recipiente de acumulação 16 de acordo com a invenção. É constituído por um recipiente hermético 16 vertical, de aço inoxidável ou de qualquer outro material adaptado. A forma geral vertical e as dimensões do recipiente são previstas de forma a que o ar ozonado, proveniente directamente do gerador 5' e injectado pela conduta 6 na parte superior do recipiente, tenha tendência a descer, por simples gravidade, e a acumular-se na parte inferior do recipiente. Está previsto nesta parte inferior do recipiente de acumulação 16 um orifício de recolha ligado à conduta de injecção 12'.

Um conduta ligada à electroválvula de colocação ao ar livre 14 desemboca igualmente na parte superior do recipiente de acumulação. Durante as fases de injecção, o ar exterior chega por este conduta e pela electroválvula 14 ao recipiente de acumulação 16, criando um efeito de / /

êmbolo pneumático que ajuda a empurrar o ozono para o recipiente de tratamento 15. O recipiente de acumulação está ainda munido, na sua parte superior, com uma válvula de segurança 7, que evacua o excesso de ar ozonado para um destruidor de ozono auxiliar 8 (representado na figura 1).

Numa variante, pode ser previsto um conjunto de condutas e de válvulas para descarregar o excesso de ar ozonado libertado pela válvula de segurança 7 para o destruidor de ozono principal 10, evitando-se assim ter que se prever um destruidor de ozono auxiliar.

Numa outra variante, os meios para a produção de ar ozonado 5 estão montados em circuito fechado com o recipiente de acumulação 16, de acordo com o princípio descrito no pedido de patente já mencionado WO 94/06483. O acoplamento do retomo do gás do recipiente 16 para o gerador faz-se então igualmente na parte superior de 16 pela conduta 6'; neste caso a válvula de segurança 7 e o destruidor de ozono auxiliar 8 não são necessários. A figura 3 ilustra uma variante do circuito de purga da invenção, montado desta vez em circuito fechado.

Em aplicações de esterilização, a purga para o ar livre pode levar a uma recontaminação secundária dos resíduos, devido aos microorganismos contidos no ar fresco ambiente. Para remediar este inconveniente, nesta variante, uma válvula de três vias 18 permite, no decurso de purga, reinjectar no recipiente de tratamento 15, através de uma conduta de reinjecção 19, o ar aspirado pela bomba de vácuo 9 através do destruidor de ozono 10, a fim de estabelecer uma destruição do ozono residual em circuito fechado. Esta disposição evita qualquer contaminação exterior, sendo o ozono residual progressivamente recombinado em oxigénio molecular. A presente descrição foi feita essencialmente sobre um exemplo de dispositivo de descontaminação aplicável à eliminação de resíduos provenientes da actividade médica, no interior de um recipiente de descontaminação. A invenção é, no entanto, adaptável, sem modificações, importantes ao problema do tratamento, da desodorização ou da esterilização de corpos ocos (tubos, cubas, recipientes, embalagens) nomeadamente na indústria agroalimentar, farmacêutica ou química. Podem, além disso, ser utilizados outros gases de tratamento, além do ar ozonado, de acordo com a aplicação, e podem ser adicionados aditivos para melhorar ainda a eficácia do tratamento ou para suprimir odores.

Claims

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REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo para o tratamento de materiais por exposição a um gás de tratamento, nomeadamente para a descontaminação, a desinfecção e/ou a esterilização, compreendendo: meios para a produção do gás de tratamento (5), um recipiente de acumulação do gás produzido (16), um recipiente de tratamento (15) no qual podem ser introduzidos os materiais a tratar (15'), um conjunto de condutas a ligar estes elementos uns aos outros para que o gás de tratamento acumulado no recipiente de acumulação (16) possa chegar ao recipiente de tratamento (15), caracterizado por o dispositivo compreender: meios (9) destinados a estabelecer um vácuo no recipiente de tratamento (15), uma válvula de injecção (12) numa conduta que liga o recipiente de acumulação (16) e o recipiente de tratamento (15), uma válvula (14) situada a montante do recipiente de acumulação (16), permitindo a este recipiente de acumulação comunicar temporariamente com a atmosfera, estando a abertura da válvula de injecção (12) e da válvula de colocação ao ar livre (14) sujeitas ao vácuo estabelecido no recipiente de tratamento (15), de forma a injectar bruscamente o gás de tratamento acumulado e a restabelecer a pressão atmosférica no conjunto do sistema.

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o gás de tratamento utilizado ser o ar enriquecido em ozono. 2 Ρ f

3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por compreender, além disso, meios principais de destruição do ozono (10) para destruir o ozono residual que sai do recipiente de tratamento (15).

4. Dispositivo de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por os referidos meios destinados a estabelecer' um vácuo serem constituídos por uma bomba de vácuo (9) situada a jusante dos meios principais de destruição do ozono (10) e que trabalha ao ar.

5. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por os meios para a produção do gás de tratamento (5) estarem colocados em circuito aberto com o recipiente de acumulação (15).

6. Dispositivo de acordo com as reivindicações 1 a 5, caracterizado por o recipiente de acumulação (16) estar munido com uma válvula de segurança (7) que se abre quando a pressão no recipiente de acumulação ultrapassa um limiar pré-determinado, a fim de evacuar a sobrepressão para um destruidor de ozono (8; 10).

7. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por o recipiente de acumulação (15) ser constituído por um recipiente estanque, sendo o gás de tratamento proveniente dos meios de produção (5) introduzido na parte superior do recipiente e evacuado para o recipiente de tratamento (15) por um orifício na parte inferior do recipiente.

Processo para o tratamento de materiais (15’), com vista, nomeadamente, à descontaminação, à desinfecção e/ou à 8.

esterilização dos materiais, caracterizado por compreender várias fases distintas de injecção de um gás de tratamento num recipiente de tratamento (15), e por ser realizado num dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 6.

9. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por utilizar ar enriquecido em ozono como gás de tratamento.

10. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado por compreender, antes de cada operação de injecção no recipiente de tratamento (15) de ar ozonado, uma fase de criação de um vácuo no recipiente de tratamento.

11. Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por a injecção de ar ozonado ser efectuada parcialmente por recolocação brusca do dispositivo à pressão atmosférica.

12. Processo de acordo com uma das reivindicações 8 a 11, caracterizado por compreender, além disso, entre cada fase de injecção e de criação de um vácuo, uma fase de agitação dos materiais a tratar (15’) e/ou do meio gasoso no recipiente de tratamento (15).

Lisboa, 2 0 JUM. 2000 Dr. Américo da Silva Carvalho Agente Oficial da Proprisdada Industrial R. Castilho, ?01-3! E - 1070-C31 LISBOA Telefs. 213 851339 - 2)3 854 613