TW202348322A - 吸水原料處理系統及其運作方法 - Google Patents
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Abstract
本發明係提出一種吸水原料處理系統及其運作方法，該吸水原料處理系統係由切割模組、散漿模組、鹽漿處理模組以及吸水原材料製造模組所串連組成。該吸水原料處理系統的運作方法係為處理吸收性物品例如尿布或衛生棉等，並經過前述吸水原料處理系統中各模組的純化分離步驟作成並保留吸水原料。
Description
本發明係有關於一種吸水原料處理系統及其運作方法，特別是一種應用於各種吸收性物品廢棄物處理的系統及其處理方法，得以藉由本發明系統進行分解、淨化並回收，達到廢棄物有效再利用的功效。
目前像是尿布、衛生棉等個人吸收性物品，早已大量被使用在日常生活中，並有日益攀高的趨勢，例如，對成人尿布的需求量隨老人化社會的來臨將更大幅地增加。這便意謂著，將有更大規模的吸收性廢棄物需要被妥善地處理，以避免造成自然環境的二次汙染。
承接前述，在先前技術中，雖然有出現對於吸收性物品進行回收的設備，但是成效並不理想。其原因在於，一個吸收性物品實際上能夠被回收再利用的材料大部份都是難以簡單分開的。舉尿布為例，在一塊尿布中，作為吸收性物品的部份包含有接觸肌膚材質的不織布、吸收液體能力極強的吸收層、具有防水能力的塑膠防水層外層以及包裹在吸收性物品內的穢物；於此情形下，要逐一將其中的纖維、吸水鹽（即聚丙烯酸鹽）或塑膠予以區分，並進行回收，無疑是增加了業者在處理吸收性廢棄物上的複雜程度及營運成本。
其中又以吸水鹽（即聚丙烯酸鹽）的處理步驟最為困難，因為在處理吸水鹽的過程中，大部份的階段都會涉及到「水」的使用，而當吸水鹽處於膠狀黏稠的狀態下，將十分不容易被純化分離和回收。
為了解決先前技術的問題，本發明目的為提供一種吸水原料處理系統及其運用方法，將使用後的吸收性衛生品藉由本發明系統進行分解並回收，系統利用各模組的特殊方法完整分離出其中的吸水原料，使原物料可再生為其他可利用的新產物，達到廢棄物有效再利用的功效。
承上，本發明提供一種吸水原料處理系統，由切割模組、散漿模組、鹽漿處理模組以及吸水原材料製造模組依序組合而成。其中，所述散漿模組具有至少一擾流件、一轉子及至少二刀具；所述吸水原材料製造模組具有依序連接的一離心設備、一暫存槽、一震動設備及一分選設備。且其中所述震動設備更具有一篩網；所述分選設備更具有一槽體，所述槽體具有複數個攪拌翼、一供料口、一供水口以及一取出口。
本發明更提供一種吸水原料處理系統的運作方法，包含以下步驟：（A）提供如前所述的一種吸水原料處理系統；（B）將一吸收性物品放入所述切割模組進行切割；（C）將分割後的所述吸收性物品輸送到所述散漿模組，利用旋轉來對所述吸收性物品進行破碎分離，並保留一吸收性回收料；（D）將所述吸收性回收料輸送到所述鹽漿處理模組進行分離並產生一初級吸水材料；（E）將所述初級吸水材料透過所述離心設備進一步分離出一次級吸水材料及一第一雜質，並將所述次級吸水材料暫存在所述暫存槽中；（F） 將所述次級吸水材料從所述暫存槽取出並輸送到所述震動設備，再利用偏心震動從所述次級吸水材料中篩出一終級吸水材料及一第二雜質；以及（G）將所述終級吸水材料輸送到所述分選設備進行清洗，並於所述取出口排出一吸水原料。
以上對本發明的簡述，目的在於對本發明之數種面向和技術特徵作一基本說明。發明簡述並非對本發明的詳細表述，因此其目的不在特別列舉本發明的關鍵性或重要元件，也不是用來界定本發明的範圍，僅為以簡明的方式呈現本發明的數種概念而已。
為能瞭解本發明的技術特徵及實用功效，並可依照說明書的內容來實施，茲進一步以如圖式所示的較佳實施例，詳細說明如後：
本發明提供其中一較佳實施例，首先請參照圖1，圖1為一種吸水原料處理系統1，所述吸水原料處理系統包含一切割模組2、一散漿模組3、一鹽漿處理模組4以及一吸水原材料製造模組5。在本實施例中，散漿模組3包含一擾流件31、一轉子32以及一刀具33。而吸水原材料製造模組5包含一離心設備51、一暫存槽52、一震動設備53以及一分選設備54。其中，所述震動設備53具有一篩網531；而所述分選設備具有複數個攪拌翼541、供料口542、供水口543及取出口544。
本實施例可將已使用的吸收性物品（如尿布或衛生棉等）進行系統性的連續式製程，以透過有效率地分解、分離以及回收，最大化這些吸收性物品的再利用能力和再利用處理力。本實施例因串聯的多個模組，並以多次分離的技術原理，將吸水原材料（如聚丙烯酸鹽）從吸收性物品中析出，繼而提升廢棄物的被再利用的整體效能。
首先，本實施例的吸水原料處理系統1將由切割模組2開始進行。在本實施例中，切割模組2與散漿模組3連接。所述切割模組2主要用來初步將吸收性物品的各種材料結構割破成破碎分離，使這些材料結構更容易在散漿模組3中被均勻分離，以增加他們之後在散漿模組3中進行散漿作業時的分散效率。具體上，是經由散漿模組3中的高扭力刀盤對這些材料結構進行水力破碎分離，使其中的絨毛纖維成離散而不聚集的狀態。
關於本實施例散漿模組3的內部構造，請進一步參酌圖2。如圖2所示，在本實施例中，所述散漿模組3具有擾流件31、轉子32及刀具33。其中，所述擾流件31可以是單個或多個板狀結構，以隨著設置數量的增加而在散漿模組3旋轉時於其中產生相應的漩渦，使得前述吸收性物品材料結構得以被該漩渦所產生的下壓式水流壓入散漿模組3的底部的刀具33中，並藉由碰撞所述刀具33達到將吸收性物品材料破碎分散而不集結成球狀的效果。
在本實施例中，所述刀具33可以是螺旋型刀片或刀盤，且刀具33的數量可以是多個。舉例來說，如圖2所示，刀具33的數量為兩個，並對稱設置在所述散漿模組3的底部上。又，在本實施例中，當所述擾流件31為多個板狀結構時，這些板狀結構係以對稱於中心的方式被間隔設置在散漿模組3的內壁上，使所述散漿模組3在旋轉時能夠保持平衡。
進一步地，在先前技術中，雖然可以使用切碎機或粉碎機良好的破碎吸收性物品以使其內容物掉出，但是容易將軟質性的吸收性物品破碎太小，導致後續分離的困難。因此，除了前述結構之外，本實施例在所述散漿模組3內部另設置一轉子32及與其搭配的變頻轉速馬達，且所述轉子32可以是直立式轉子，以利用水力將吸收性物品分散攪拌，使其內的絨毛漿流出，並可於操作中即時或適時地監測的漿體濃度，來達到對最佳分離及散漿效果的控制，例如，使用重力式液位計或光學式液位控制器來進行監測。
又，在本實施例中，所述散漿模組3更設置有一重力式液位控制計，以藉由液體重量換算液位的方式來控制水量是否達到一預定數值，以決定吸收性物品的投料量。具體來說，當散漿模組3中的水位到達該預定數值時，系統將自動進行投料，並允許轉子32依照設定好的轉速及時間進行轉動。
其中，系統將待轉子32的轉動停止後，始自動加水至該預定數值。這個時候，所述吸收性物品中已被分解破碎的塑膠片將會浮在水面，至於其它包含絨毛漿及初級吸水材料的部份，則會因重力而自然沉降到所述散漿模組3的底部（以下統稱為「吸收性回收料」）。其中，為了避免這些塑膠片打結成球狀至阻礙接下來的純化流程的進行，故本實施例亦得另外在所述散漿模組3上設置一開口，用以將這些塑膠片從散漿模組3中排出。
接著，通過散漿模組3的吸收性回收料將進入鹽漿處理模組4進行下一個階段的處理。在本實施例中，所述鹽漿處理模組4具有一緩衝槽41及一沉降槽42，其中所述緩衝槽41與散漿模組3相接，以接收來自散漿模組3的吸收性回收料；所述沉降槽42與緩衝槽41相接，以基於重力分離所述吸收性回收料中密度較大的初級吸水材料（如聚丙烯酸鹽）及密度較小的纖維材料（長纖維材料/短纖維材料）。
具體地，所述吸收性回收料將會因密度分層原理而自然沉降成為初級吸水材料以及纖維材料；更具體地，可假定所述吸收性回收料中包含由比重0.98絨毛漿形成的纖維材料，及比重介於1.4到1.8之間的初級吸水材料，於此情形下，所述初級吸水材料將被滯留在沉降槽42底部，而與隨水流漂浮的纖維材料之間形成分層。在本實施例的實際應用中，沉降槽42亦可以視情況另外連接一儲漿槽，以對經分層後的纖維材料（長纖維材料/短纖維材料）進行收集。
承接前述，所述鹽漿處理模組4於使用時，亦可以被設置成可依照實際進漿而相應調整系統的進漿壓力參數（如0.13-0.36Mpa）和漿體濃度參數，以控制所述吸收性回收料在鹽漿處理模組4中的流動速率和分配程度。
然後，在鹽漿處理模組4中滯留的初級吸水材料將被再輸送到吸水原材料製造模組5進行純化處理（以下將以第一次純化分離、第二次純化分離及第三次純化分離來分別說明不同程度下的純化處理）。在本實施例中，所述吸水原材料製造模組5包含離心設備51、暫存槽52、震動設備53以及分選設備54，其中在離心設備51中進行的是第一次純化分離；在震動設備53進行的是第二次純化分離；以及在分選設備54中進行的是第三次純化分離。
首先，在第一次純化分離中，這些初級吸水材料將先被送入離心設備51，透過二段式分離將初級吸水材料與其中的大量一第一雜質純化分離，產生一次級吸水材料（即純化後的初級吸水材料），並且所述次級吸水材料將被暫時儲存在暫存槽52，以確保其純度不受到汙染。其中所述第一雜質將包含一定程度（如80%）以上的纖維材料（長纖維材料/短纖維材料）。具體地，在本實施例中，所述離心設備51可以是串聯的旋風式分離機組，並可藉由業內已知的離心分選的方式來純化所述初級吸水材料為所述次級吸水材料，其中針對離心設備51的串聯機組總數量，本發明並不加以限制，使用者可依實際情況相應調整之。
通過前述第一次純化分離後，這些次級吸水材料將被輸往震動設備53進行第二次純化分離。在本實施例中，所述震動設備53具有一篩網531，其中所述篩網531的設計目的在於，使得次級吸水材料能夠在震動設備53所產生的偏心震動之下，透過設置在震動設備53中的篩網531有效地去除一第二雜質，並產生一終級吸水材料。其中所述第二雜質將包含纖維材料中的長纖維材料、及聚集成塊狀的次級吸水材料。在本實施例的實際應用中，所述篩網531可由多個相同大小或大小不一的網孔組合而成以達成前述目的，例如，得選用小於但不等於0.42mm篩目的篩網531來進行過濾。
最後，在第三次純化分離中，分選設備54將接收來自震動設備53的終級吸水材料輸出，並從所接收的終級吸水材料中產生一吸水原料WR（如聚丙烯酸鹽）。
在本實施例中，所述分選設備54具有複數個攪拌翼541、供料口542、供水口543及取出口544，其中終級吸水材料將從所述供料口542被批量導入（如1-2公斤/次）；又一水將以在分選設備54內部能形成水渦流的方式，從供水口543被供給到分選設備54內部，用於將終級吸水材料中的短纖維材料浮除帶出，並利用攪拌翼541將這些短纖維材料從水中排除。因此，高比重的一吸水原料WR將會沉降至分選設備54下方，而能從取出口544被取出。特別地，所述分選設備54可視情況另具有與取出口544相接的一引導管545，以更容易地對吸水原料WR進行收集。
在本實施例中，所述分選設備54亦可透過一溢流設備，來控制所述分選設備54中的水量。舉例而言，所述溢流設備可以是具有虹吸設計的溢流盒。
又在本實施例中，所述分選設備54亦可透過在供料口542側邊另外設置的複數個氣孔或複數個下吹式噴管，來對該水和其中的終級吸水材料進行曝氣攪拌，以增加短纖維材料的洗出率（即從終級吸水材料中被帶出的機率）。並且，這些氣孔和下吹式噴管在使用時，亦可以被設置成可依照實際流速來對曝氣大小和/或間隔時間進行控制的設備，以獲得更加純化的吸水原料WR。
本發明更提供一種實施上述吸水原料處理系統1的運作方法，其中一較佳實施例。請參照圖3，所述吸水原料處理系統1的運作方法包含以下步驟：（A）提供如前述的一種吸水原料處理系統1；（B）於切割模組2中放入一吸收性物品並進行切割；（C）將分割後的所述吸收性物品輸送到散漿模組3，並利用旋轉來對吸收性物品進行破碎分離，以保留一吸收性回收料；（D）將吸收性回收料輸送到鹽漿處理模組4進行分離並產生一初級吸水材料；（E）將所述初級吸水材料透過離心設備51進一步分離出一次級吸水材料及一第一雜質，並將所述次級吸水材料暫存在暫存槽52中；（F）將所述次級吸水材料從暫存槽52取出並輸送到震動設備53，再利用偏心震動從該次級吸水材料中篩出一終級吸水材料及一第二雜質；以及（G）將所述終級吸水材料輸送到該分選設備進行清洗，並於取出口544排出一吸水原料WR（如聚丙烯酸鹽）。簡單來說，本發明所提供的吸水原料處理系統1，能夠將前述初級吸水材料進一步純化分離成像是聚丙烯酸鹽等吸水原料WR，以增加吸水材料的再利用率，例如作為工業廢水金屬沉降劑。
在本實施例中，請參酌圖3，首先於步驟（A）中，準備如圖1中的吸水原料處理系統1。接著，如步驟（B），將吸收性物品放入所述吸水原料處理系統1，其中所述吸收性物品可以是但不限於尿布、紙尿布、看護墊及衛生棉等個人衛生用品等以絨毛纖維材料、吸水材料及塑膠碎片為主要組成者。具體來說，本發明的切割模組2，可先將欲處理的吸收性物品（如尿布或衛生棉等）進行初步切割，使得吸收性物品中的不同內容物（如絨毛纖維、初級吸水材料或塑膠碎片）能更容易在接下來的步驟（C）到步驟（G）中被進一步地分散。
請繼續參照圖3，在步驟（C）中，首先將經切割後的吸收性物品輸送到散漿模組3，接著利用旋轉來對這些吸收性物品進行水力破碎分離，最後保留所述吸收性回收料，以便在接下來的鹽漿處理模組4中繼續進行步驟（D）。具體地，在步驟（B）之後，這些被切割的吸收性物品將由天車或類似運輸工具送至散漿模組3進行水力破碎切割；更具體地，在散漿模組3的高扭力輸出下，已被切割的吸收性物品將隨水流的攪動，而被刀具33切割成更小且不易聚集的吸收性回收料，以便於步驟（D）的鹽漿處理模組4中進行進一步地分離處理。
其中，在步驟（C）中，散漿模組3被設定成能夠對大量塑膠碎片進行排除（如利用設置在散漿模組3底部的一排塑料口排出），並產生吸收性回收料的組件。進一步來說，所述塑膠碎片可以是相對於所述吸收性物品的防水性材料（如尿布外殼中具有防水能力的防水層），而所述吸收性回收料則可以是包含絨毛纖維材料及初級吸水材料的一個集合，簡單來說，即是排除掉所述吸收性物品中屬於所述塑膠碎片的其他部份。
除此之外，在步驟（C）中，利用散漿模組3進行水力破碎分離時的旋轉速度、旋轉時間及散漿模組3的水位，亦可被設定成由系統自動調控的型態。舉例而言，在本發明所提出的方法中，步驟（C）可選擇使用「間歇式」的排漿方式來進行，以避免因連續排漿阻塞了作為吸收性物品投放口的一排漿口。
又，在步驟（D）中，經由步驟（C）產生的吸收性回收料，將先被天車或其近似工具送入鹽漿處理模組4的緩衝槽41，使吸收性回收料中包含初級吸水材料的「少部份」混和物得以基於暫時停止移動，而滯留於緩衝槽41的底部；至於其他混和物則是進入到沉降槽42，進行下一階段的分離。在沉降槽42中，藉由重力沉降作用而將不同比重的絨毛纖維材料及初級吸水材料分離，並進一步將沉澱滯留的初級吸水材料輸送到吸水原材料製造模組5。
最後，在吸水原材料製造模組5中進行的步驟（E）及步驟（G），主要目的即在於透過純化前述初級吸水材料，以取得一吸水原材料（如聚丙烯酸鹽）。首先將這些初級吸水材料送入離心設備51進行第一次純化分離，形成並保留一次級吸水材料在暫存槽52中；次之，透過將這些次級吸水材料送入震動設備53進行第二次純化分離，藉以產生一終級吸水材料；另外，進一步於分選設備54執行第三次純化分離，以從所接收的終級吸水材料中產生所述吸水原料WR。
綜上所述，本發明目的為提供一種吸水原料處理系統及其運用方法，將使用後的吸收性衛生品藉由本發明系統進行分解並回收，系統利用各模組的特殊方法完整分離出其中的吸水原料，使原物料可再生為其他可利用的新產物，達到廢棄物有效再利用的功效。其中，考慮吸收性衛生品材料本身的複雜性，設置多種模組依序按照內含物的重力、密度、物質大小進行分離純化。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及說明內容所作之簡單變化與修飾，皆仍屬本發明涵蓋之範圍內。
1:吸水原料處理系統
2:切割模組
3:散漿模組
31:擾流件
32:轉子
33:刀具
4:鹽漿處理模組
41:緩衝槽
42:沉降槽
5:吸水原材料製造模組
51:離心設備
52:暫存槽
53:震動設備
531:篩網
54:分選設備
541:攪拌翼
542:供料口
543:供水口
544:取出口
545:引導管
WR:吸水原料
（A）-（G）:步驟
圖1是本發明吸水原料處理系統實施例的組成示意圖。
圖2是本發明吸水原料處理系統的散漿模組的結構示意圖。
圖3是實施本發明吸水原料處理系統的運作方法的流程圖。
1:吸水原料處理系統
2:切割模組
3:散漿模組
31:擾流件
32:轉子
33:刀具
4:鹽漿處理模組
41:緩衝槽
42:沉降槽
5:吸水原材料製造模組
51:離心設備
52:暫存槽
53:震動設備
531:篩網
54:分選設備
541:攪拌翼
542:供料口
543:供水口
544:取出口
545:引導管
WR:吸水原料
Claims (12)
- 一種吸水原料處理系統，包含： 一切割模組； 一散漿模組，連接於該切割模組，該散漿模組具有至少一擾流件、一轉子及至少二刀具； 一鹽漿處理模組，連接於該散漿模組；以及 一吸水原材料製造模組，該吸水原材料製造模組連接於該鹽漿處理模組，包含： 一離心設備； 一暫存槽，連接於該離心設備； 一震動設備，連接於該暫存槽，該震動設備包含一篩網；以及 一分選設備，包含一槽體，該槽體具有複數個攪拌翼、一供料口、一供水口以及一取出口。
- 如請求項1所述的吸水原料處理系統，其中該鹽漿處理模組更具有一緩衝槽、一沉降槽或其組合。
- 如請求項1所述的吸水原料處理系統，其中該至少一擾流件為擾流板，分別設置於該散漿模組的內部。
- 如請求項1所述的吸水原料處理系統，其中該轉子為柱狀轉子。
- 如請求項1所述的吸水原料處理系統，其中該至少二刀具設置於該散漿模組的底部。
- 如請求項1所述的吸水原料處理系統，其中該分選設備更具有一引導管，連接於該取出口。
- 一種吸水原料處理系統的運作方法，包含： （A） 提供如請求項1的一吸水原料處理系統； （B） 將一吸收性物品放入該切割模組進行切割； （C） 將分割後的該吸收性物品輸送到該散漿模組，利用旋轉來對該吸收性物品進行破碎分離，並保留一吸收性回收料； （D） 將該吸收性回收料輸送到該鹽漿處理模組進行分離並產生一初級吸水材料； （E） 將該初級吸水材料透過該離心設備進一步分離出一次級吸水材料及一第一雜質，並將該次級吸水材料暫存在該暫存槽中； （F） 將該次級吸水材料從該暫存槽取出並輸送到該震動設備，再利用偏心震動從該次級吸水材料中篩出一終級吸水材料及一第二雜質；以及 （G） 將該終級吸水材料輸送到該分選設備進行清洗，並於該取出口排出一吸水原料。
- 如請求項7所述的吸水原料處理系統的運作方法，其中步驟（C）該散漿模組進行水力破碎分離之後去除一塑膠碎片。
- 如請求項7所述的吸水原料處理系統的運作方法，其中步驟（C）該散漿模組更包含一轉子避免該吸收性物品進行水力破碎分離之後集結成球狀。
- 如請求項7所述的吸水原料處理系統的運作方法，其中步驟（C）該散漿模組更包含至少一擾流件使該散漿模組旋轉時產生至少一漩渦，以產生水流下壓現象。
- 如請求項7所述的吸水原料處理系統的運作方法，其中步驟（C）該散漿模組更包含至少二刀具，加速該吸收性物品進行水力破碎分離。
- 如請求項7所述的吸水原料處理系統的運作方法，其中步驟（D）該鹽漿處理模組更包含一沉降槽，用重力沉降出該吸收性回收料中的該初級吸水材料。
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| US63/272,164 | 2021-10-26 | ||
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