WO1995024228A1 - Procede de sterilisation par traitement haute frequence de dechets a risque, notamment de dechets hospitaliers et dispositif associe - Google Patents

Procede de sterilisation par traitement haute frequence de dechets a risque, notamment de dechets hospitaliers et dispositif associe Download PDF

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WO1995024228A1
WO1995024228A1 PCT/FR1995/000278 FR9500278W WO9524228A1 WO 1995024228 A1 WO1995024228 A1 WO 1995024228A1 FR 9500278 W FR9500278 W FR 9500278W WO 9524228 A1 WO9524228 A1 WO 9524228A1
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waste
enclosure
electromagnetic field
treated
high frequency
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PCT/FR1995/000278
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Bruno Aubert
Serge Hauss
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Societe Generale Pour Les Techniques Nouvelles Sgn
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    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
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    • A61L2/00Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
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    • A61L2/02Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using physical phenomena
    • A61L2/08Radiation

Definitions

  • Sterilization process by high frequency treatment of hazardous waste, in particular hospital waste and associated device.
  • the present invention relates to a sterilization process for hazardous waste and its associated device.
  • Said process is suitable for sterilizing liquid and / or solid waste having a certain humidity level and in particular for sterilizing solid waste produced by hospitals, medical, dental, veterinary surgeries ... or liquid waste from slaughterhouses. It involves a high frequency electromagnetic field.
  • thermolytic processes i.e. with pyrolysis in the absence of oxygen
  • sterilization / disinfection processes autoclave process; chemical decontamination process involving, for example bleach; ionization process
  • the relaxation frequency of free water (between 1 and 100 GHz) being very different from that of water bound to cellulose (close to 20 MHz), it is understood that the yield microwaves cannot be optimum.
  • the medical waste to be treated is previously conditioned in sealed cartons, passed through a shredder-shredder and compacted. They are then introduced into thermally insulated containers made of a material permeable to the electromagnetic field which pass, for approximately 5 minutes, in a tunnel applicator, between the electrodes of a high frequency generator. Said isothermal containers are brought into said HF tunnel to uniform temperatures of
  • a method for sterilizing hazardous waste, liquid and / or solid having a certain level of humidity which comprises the treatment by a high frequency electromagnetic field of said waste.
  • said treatment is carried out in a sealed enclosure; the means for applying the electromagnetic field constituting all or part of said enclosure.
  • Said method is particularly well suited to the treatment of hospital waste which contains wet cellulose.
  • Such methods are generally implemented in heating screws, with very long residence times, etc.); - Said electromagnetic radiation has a frequency particularly suited to the composition of the waste to be treated. Moist cellulose actually has a relaxation domain at high frequencies. (This is why, it heats less well in the microwave); - Said electromagnetic radiation has a wavelength greater than the dimensions of the waste to be treated. It is therefore not necessary, at high frequency, to grind said waste and reduce their volume to ensure uniform heating, throughout their mass. (Conversely, such prior grinding and a small volume of treatment are compulsory in the case of a microwave treatment. The intervention of a grinder then poses problems of space, additional cost and contamination of said grinder ).
  • Said electromagnetic radiation used to treat hazardous waste according to the invention, generally has a frequency between 1 and 300 MHz.
  • said frequency is between 1 and 100 MHz.
  • it is "set" on the relaxation frequency of the water linked to the cellulose: between 1 and 30 MHz, advantageously close to 27 MHz.
  • the high frequency electromagnetic field is, according to the invention, applied in a sealed enclosure (made waterproof during treatment); the means of applying said field constituting all or part of said enclosure.
  • said electromagnetic field is applied to waste under pressure, their pressurization involving "directly" the means of application of said field and not only a container containing them. This is explained below.
  • the waste is treated in a container, advantageously sealed, placed in an electromagnetic field applicator.
  • Said container must be chosen from a material that is permeable to said field, such as cardboard, plastic ... It cannot therefore withstand high pressures ... Consequently, said container and the waste it contains cannot be subjected to optimal sterilization conditions.
  • the waste is treated under conditions in which the pressure parameter is advantageously controlled and used.
  • Said waste is treated within an enclosure, which includes in its structure the means of application of the electromagnetic field (which may consist of said means of application) and which is made watertight during the treatment.
  • This sealing obtained with the means of application of the field is according to the fundamental invention. It allows the pressure to rise ... and therefore the implementation of optimal sterilization.
  • the external walls of the waste or of the container which contains it are decontaminated by thermal effect.
  • the treated waste is treated under a certain pressure, insofar as the process is implemented in a sealed enclosure (pressure obtained by the vaporization of the water initially contained in said waste). Said pressure is perfectly tolerated insofar as the means for applying the electromagnetic field constitute all or part of said enclosure. A person skilled in the art will already have understood the advantage of such an arrangement.
  • the waste is compressed mechanically.
  • Such mechanical compression optimizes the treatment.
  • mechanical means may be used within the enclosure, made of a material permeable to the field.
  • the means of application of the electromagnetic field are used to compress and keep compressed the said waste.
  • said waste is mechanically compressed in the enclosure, by means of the electromagnetic field applicators and then said electromagnetic field is applied to said waste thus kept compressed.
  • the pressure at which are held the treated waste according to the invention allows to bring them to temperatures above 100 C # and therefore allows to sterilize said waste in record time.
  • the method of the invention is particularly effective. Said method makes it possible to carry beyond 100 # C - up to temperatures of the order of 180 * C (temperatures which ensure optimal sterilization ... vis-à-vis for example the hepatitis C virus) - materials, not very conductive of heat, by transmitting energy directly to them; by irradiating them at frequencies close to the relaxation frequency of the water in said waste.
  • the pressures recommended for implementing the process of the invention are those between 10 ⁇ and 3.10 ⁇ Pa (between 1 and 30 bars).
  • Said pressure must be greater than a minimum to yield the desired result: the rise of the temperature of the waste to be sterilized beyond 100, 150 * C. said pressure does not however need to reach too high values. We are not trying to melt materials, we are only trying to destroy risky germs (pathogens).
  • the pressure at which the waste is maintained, during the sterilization process of the invention is obtained in any event by the vaporization of the water which they initially contained; vaporization inherent in high frequency irradiation. It can also be obtained, in particular according to the preferred variant of the invention explained above in this text, by mechanical action the waste treated by the magnetic field is advantageously by being compressed (simultaneous action of said field in a sealed enclosure advantageously equipped with sensors and means for regulating its internal pressure and mechanical pressure).
  • the waste having the required humidity level, can be subjected to the high frequency electromagnetic field, in the state or even in the compressed state. (In any event, we have seen that they are kept under pressure during treatment).
  • said method successively implements compacting and high frequency treatment under pressure, in a same device, which is self-sterilized with each use.
  • Such compacting, in situ is advantageously implemented because it allows, on the one hand to reduce the volume of waste to be treated and on the other hand to increase its density. Said waste then has a higher dielectric constant; which enhances the effectiveness of high frequency treatment.
  • waste maintained under pressure is therefore treated with a high frequency electromagnetic field; said pressure, resulting from a mechanical action (in situ compaction) and from the vaporization of the water contained in said waste.
  • the method of the invention is implemented by applying the following conditions to waste:
  • Said conditions are established, according to the invention, by subjecting said waste, in a suitable device, to a high electromagnetic field frequency.
  • said waste is subjected to an oven, in a humid atmosphere.
  • Said steaming is advantageously carried out at 180 ° C., under a pressure of 10 bars, for a few minutes.
  • the process of the invention is particularly advantageous in that it involves high frequency electromagnetic radiation (see above in this text) and in that it can be implemented with non-mechanically treated waste (for example waste, such as, in garbage bags), at or near their place of production.
  • non-mechanically treated waste for example waste, such as, in garbage bags
  • plastic bags loaded with waste lead to pancakes having a rigid gangue, non-toxic, non-infectious and easy to handle.
  • the process of the invention is also advantageous in that it is a discontinuous process (in batch). This allows more effective control of sterilization and / or disinfection by better monitoring the physical conditions imposed on the treated product.
  • Said method does not pose any particular implementation problem.
  • Said method is also advantageous in that it can be implemented in a simple device, possibly of small size.
  • Another object of the present invention is such a device, which can exist according to various variants.
  • Said enclosure is sealed to obtain the desired pressure; it is waterproof and equipped with sensors and means for regulating its internal pressure for maintaining and regulating said pressure.
  • Said means advantageously consist either of valves or of means for controlling the power supplied by the generator. In the case of valves, the extracted gas is filtered.
  • said enclosure is also equipped with means for measuring its internal temperature. Knowing this parameter (temperature) makes it possible to set the minimum duration of treatment (to obtain the effect - sterilization and / or disinfection - expected).
  • Said enclosure during the implementation of the method, is surrounded by electromagnetic shielding, to limit or even avoid any leakage of wave.
  • Said enclosure is advantageously removable to facilitate the introduction of the waste to be treated therein as well as the evacuation of said treated waste.
  • the sealed enclosure of the device of the invention comprises means for compressing and keeping said waste in a compressed state.
  • the irradiated waste is subjected to a pressure due to the mechanical compression and to the vaporization of the water which they contained.
  • a sterilizing press Such a press system makes it possible to reduce the volume of waste and then irradiate it at a constant volume, this implying a rise in pressure of said volume.
  • Said means for compressing and keeping the waste in a compressed state during the treatment may consist of "added” means, arranged inside the enclosure. They are obviously made of a material permeable to the field.
  • the means for applying the electromagnetic field are used.
  • the means for applying the field may constitute the sealed enclosure taken in its entirety or only a part thereof.
  • the device of the invention comprises a high frequency generator connected to two electrodes which constitute two opposite walls of the enclosure; the other walls being made of an insulating material with low dielectric loss.
  • said enclosure can be of parallelepipedal or cylindrical shape.
  • said enclosure has at least one movable wall. With the aid of said wall, the mechanical pressure required can be exerted on the treated waste. In fact, said waste to be treated is introduced into the enclosure, it is compressed using said wall and then the high frequency electromagnetic field is applied to the enclosure thus delimited.
  • said movable wall consists of at least one of said two electrodes, connected to the high frequency generator.
  • the means for applying the field constitute only part of the sealed treatment enclosure.
  • the sealed enclosure is a single-mode cavity for the propagation mode TEJQ OR TMQI-
  • a cavity is parallelepided for the propagation mode TE ⁇ o > cylindrical for the propagation mode TMQI- It is supplied by a high frequency coupling system.
  • said cavity is equipped with a piston movable in translation.
  • the means for applying the field constitute the sealed treatment enclosure.
  • said device has walls sliding relative to each other; at least one of them being retractable.
  • the waste treatment chamber has a volume adapted to that of said waste (as it is or compressed) and obviously also adapted to the output impedance of the generator.
  • the transfer of power from an electric generator to its load is indeed optimum if the nominal output impedance of said generator is equal to that of the load which is connected to it.
  • the device of the invention can be equipped with an impedance matching system.
  • an impedance matching system advantageously automatic, makes it possible to treat, in the same enclosure, various loads, in particular very variable quantities of waste (for example 1 kg, 5 kg as well as 60 kg).
  • Such systems exist and have in particular been described by MM. C. Marchand, T. Meunier and M. Forgeât in "High frequency generators and industrial microwaves”. Microwaves and high frequencies. International Congress in Nice. October 1991 volume I.
  • a device of the invention can be calculated, of small size, installed in a hospital department, and regularly treat 60 1 trash bags, filled with waste.
  • the waste contaminates only the enclosure which, by the implementation of the process is self-sterilized.
  • the advantage of the methods and device of the invention is evident from the description above.
  • the waste, decontaminated according to the invention can subsequently be handled and treated without problem. They can in particular be ground and incinerated by traditional incineration.
  • Fig. 1 schematizes in perspective the preferred variant of the device of the invention for the implementation of the claimed method of sterilization of hazardous waste.
  • Fig. 2 and 3 show diagrammatically in perspective two other variants of said device.
  • Fig. 1 shows a cylindrical press (references 1 + 2 + 3) within which contaminated waste can be treated, according to the invention.
  • Said waste is introduced for treatment into the sealed enclosure 6, delimited by the electrodes 1, 2 and the vertical wall 3.
  • the electrode 2 is retracted).
  • the electrode 1, called the hot electrode is stationary while the ground electrode 2 is movable in translation and can thus play the role of piston. Thanks to it, we can, before applying the high frequencies, adjust the volume of the enclosure 6, the density of the waste to be treated ...
  • the vertical wall 3 is made of an insulating (electrical) material with low dielectric loss. It is raised for the recovery of treated waste.
  • Said electrodes 1 and 2 are connected to a high frequency generator 4 controlled by a quartz at, for example, 27.12 MHz.
  • the electromagnetic circuit is also equipped with an automatic independence adaptation system 5 which optimizes the energy transfer between the generator 4 and the press 1 + 2 + 3.
  • Figs. 2 and 3 show other devices of the invention, in principle of larger dimensions, which operate in single mode.
  • Fig. 2 shows a parallelepipedic monomodal cavity 10 for the TEJO propagation mode- Dimensioned at 27.12 MHz, it has the following dimensions: 4 m x 3 m x 1.5 m. It is advantageously equipped with a movable piston 12. It is supplied by the high frequency coupling system 11, connected to the high frequency generator 4 '.
  • the electromagnetic circuit advantageously comprises an automatic independence adaptation system 5 '.
  • Said high frequency coupling system 11 consists of a coxial cable with antenna; said antenna being advantageously retracted when loading the waste to be treated into the waveguide (the movable piston 12 is also retracted) then entered into said waveguide for the implementation of the sterilization process.
  • Fig. 3 shows a cylindrical single-mode cavity 20 for the TMQI propagation mode. Sized at 27.12 MHz, it has the following dimensions: height: 4 m diameter of the bases: 2 m. It is advantageously equipped with a movable piston 22. It is supplied by the high frequency coupling system 21, connected to the high frequency generator 4 ".
  • the electromagnetic system advantageously comprises an automatic independence adaptation system 5".
  • the high frequency coupling system 21 consists of a coaxial cable with antenna; said antenna being advantageously retracted when loading the waste to be treated into the waveguide (the movable piston 22 is also retracted) then entered therein for the implementation of the sterilization process.
  • the means for applying the electromagnetic field constitute the sealed treatment enclosure.
  • the example below illustrates the implementation of the method of the invention in a device of the type of that of FIG. 1. It will however be noted that the device used has a parallelepiped enclosure (and not cylindrical) .
  • the high frequency generator used is controlled by a quartz at 27.12
  • the electrodes are rectangular in size: 7.5 cm x 15 cm.
  • the other two walls of the enclosure are made of a composite material (glass fibers + silicone). Said electrodes and walls constitute a gas-tight enclosure.
  • the mass of said waste contains approximately 100 g of water. It is positioned in the sealed enclosure, then compressed by manual descent of the upper electrode. The waste thus compacted has a volume of approximately 0.51, for a height of approximately 5 cm.
  • the 1.2 kW high frequency electromagnetic field is applied for 3 min. Within the waste thus treated, the temperature reaches 180 ° C. The objective of sterilizing said waste is thus achieved.

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Abstract

La présente invention a pour objets un procédé de stérilisation et/ou désinfection de déchets à risque et son dispositif associé. Ledit procédé comprend le traitement par un champ électromagnétique haute fréquence desdits déchets dans une enceinte étanche; les moyens d'application dudit champ électromagnétique constituant tout ou partie de ladite enceinte. Lesdits procédé et dispositif sont particulièrement adaptés au traitement de déchets hospitaliers.

Description

Procédé de stérilisation par traitement haute fréquence de déchets à risque, notamment de déchets hospitaliers et dispositif associé.
La présente invention a pour objets un procédé de stérilisation de déchets à risque et son dispositif associé. Ledit procédé, comme cela va ressortir de son descriptif, convient pour la stérilisation de déchets liquides et/ou solides présentant un certain taux d'humidité et notamment pour la stérilisation de déchets solides produits par les établissements hospitaliers, les cabinets médicaux, dentaires, vétérinaires ... ou des déchets liquides en provenance des abattoirs. Il fait intervenir un champ électromagnétique haute fréquence.
Dans la mesure où l'incinération traditionnelle n'offrait pas, avec de tels déchets, les garanties d'hygiène et de sécurité, il a été mis au point des incinérateurs spéciaux très coûteux, et développé en parallèle, de nombreuses autres techniques ... Selon l'art antérieur, on a proposé, pour la stérilisation de tels déchets, de nombreux procédés, et notamment :
- des procédés par incinération (incinération avec temps de séjour prolongé ; incinération en milieu plasma, procédé magmatique);
- des procédés thermolytiques (i.e. avec pyrolyse en absence d'oxygène); - des procédés par stérilisation / désinfection (procédé autoclave ; procédé de décontamination chimique faisant intervenir, par exemple l'eau de Javel ; procédé par ionisation) ;
- des procédés par chauffage micro-onde et haute fréquence.
Ceux, faisant intervenir l'énergie micro-onde ne peuvent traiter, avec efficacité, que des matières finement divisées et imposent donc un broyage préalable des déchets à traiter.
Par ailleurs, du point de vue énergétique, la fréquence de relaxation de l'eau libre ( entre 1 et 100 GHz) étant très différente de celle de l'eau liée à la cellulose (voisine de 20 MHz), on comprend que le rendement des micro- ondes ne peut être optimum.
Dans cet esprit, il a été développé aux Etats-Unis un procédé de traitement des déchets hospitaliers qui utilise, non les micro-ondes, mais la haute fréquence. Ledit procédé est dit procédé STERICYCLE. Selon celui-ci, les déchets médicaux à traiter sont préalablement conditionnés dans des cartons scellés, passés dans un broyeur-défibreur et compactés. Ils sont alors introduits dans des récipients thermiquement isolés en un matériau perméable au champ électromagnétique qui défilent, pendant 5 minutes environ, dans un applicateur tunnel, entre les électrodes d'un générateur haute fréquence. Lesdits récipients isothermes sont portés dans ledit tunnel HF à des températures uniformes de
85-125'C et sont capables de maintenir ces conditions pendant 3 à 4 heures.
Ces conditions de température et de durée ne peuvent toutefois être dépassées, compte-tenu du matériau constituant lesdits récipients. Ledit procédé STERICYCLE et des procédés du même type sont notamment décrits dans les demandes WO-A-92 04920, WO-A-92 00764 et
WO-A-92 00766.
Selon l'invention, on propose aussi, pour la stérilisation et/ou la désinfection de tels déchets, un procédé qui utilise l'énergie haute fréquence mais qui, de surcroit, optimise cette utilisation, permettant d'obtenir le résultat attendu en des temps records : 3 minutes, par exemple. Cette optimisation fait intervenir le paramétre : pression.
Selon l'invention, on propose donc présentement un procédé de stérilisation de déchets à risque, liquides et/ou solides présentant un certain taux d'humidité qui comprend le traitement par un champ électromagnétique haute fréquence desdits déchets. De façon caractéristique, ledit traitement est mis en oeuvre dans une enceinte étanche; les moyens d'application du champ électromagnétique constituant tout ou partie de ladite enceinte.
Ledit procédé est particulièrement bien adapté au traitement des déchets hospitaliers qui renferment de la cellulose humide.
Le choix, selon l'invention, du rayonnement électromagnétique haute fréquence est particulièrement judicieux. En effet :
- ledit rayonnement électromagnétique porte de façon homogène au coeur des déchets traités (mauvais conducteurs de chaleur) l'énergie de chauffage et ceci, rapidement. (A l'inverse, la faible conductivité thermique desdits déchets rend les procédés de chauffage classique, par conduction thermique peu efficaces.
De tels procédés sont généralement mis en oeuvre dans des vis chauffantes, avec des temps de séjour très longs ...) ; - ledit rayonnement électromagnétique a une fréquence particulièrement adaptée à la composition des déchets à traiter. La cellulose humide présente en effet un domaine de relaxation dans les hautes fréquences. (C'est pourquoi, elle chauffe moins bien en micro-onde); - ledit rayonnement électromagnétique a une longueur d'onde supérieure aux dimensions des déchets à traiter. Il n'est donc pas nécessaire, en haute fréquence, de broyer lesdits déchets et réduire leur volume pour assurer un chauffage homogène, dans leur masse. (A l'inverse, un tel broyage préalable et un faible volume de traitement sont obligatoires dans le cas d'un traitement micro-onde. L'intervention d'un broyeur pose alors des problèmes d'encombrement, de surcoût et de contamination dudit broyeur ...).
Ledit rayonnement électromagnétique, utilisé pour traiter les déchets à risque selon l'invention, a généralement une fréquence comprise entre 1 et 300 MHz. Avantageusement ladite fréquence est comprise entre 1 et 100 MHz. De façon particulièrement préférée, elle est "calée" sur la fréquence de relaxation de l'eau liée à la cellulose : entre 1 et 30 MHz, avantageusement voisine de 27 MHz.
De façon caractéristique, le champ électromagnétique haute fréquence est, selon l'invention, appliqué dans une enceinte étanche (rendue étanche pendant le traitement); les moyens d'application dudit champ constituant tout ou partie de ladite enceinte. De façon caractéristique, ledit champ électomagnétique est appliqué à des déchets sous pression, leur mise en pression faisant "directement" intervenir les moyens d'application dudit champ et pas uniquement un récipient les contenant. Ceci est explicité ci-après. Selon l'art antérieur - procédé STERICYCLE et analogue - comme rappelé précédemment, les déchets sont traités dans un récipient, avantageusement étanche, disposé dans un applicateur du champ électromagnétique. Ledit récipient est obligatoirement choisi en un matériau perméable audit champ, tel le carton, le plastique ... Il ne peut donc résister à de fortes pressions ... En conséquence, ledit récipient et les déchets qu'il contient ne peuvent être soumis à des conditions de stérilisation optimales. On notera, par ailleurs, que, dans de telles conditions de mise en oeuvre de la stérilisation, les parois externes dudit récipient ne peuvent être stérilisées. Selon l'invention, les déchets sont traités dans des conditions où l'on maîtrise et utilise avantageusement le paramétre pression. Lesdits déchets sont traités au sein d'une enceinte, qui inclut dans sa structure les moyens d'application du champ électromagnétique (qui peut consister en lesdits moyens d'application) et qui est rendue étanche pendant le traitement. Cette étanchéité obtenue avec les moyens d'application du champ est selon l'invention fondamentale. Elle permet la montée en pression ... et donc la mise en oeuvre d'une stérilisation optimale. On notera, qu'au sein de l'enceinte étanche, les parois externes des déchets ou du récipient qui les contient, sont décontaminées par effet thermique.
En résumé, selon l'invention, de façon caractéristique, les déchets traités le sont sous une pression certaine, dans la mesure où le procédé est mis en oeuvre dans une enceinte étanche (pression obtenue par la vaporisation de l'eau renfermée initialement dans lesdits déchets). Ladite pression est parfaitement tolérée dans la mesure où les moyens d'application du champ électromagnétique constituent tout ou partie de ladite enceinte. L'homme du métier aura déjà compris tout l'intérêt d'un tel arrangement.
De façon avantageuse, pendant le traitement au sein de l'enceinte étanche, les déchets sont comprimés mécaniquement. Une telle compression mécanique optimise le traitement.
A cette fin, on peut faire intervenir au sein de l'enceinte des moyens mécaniques, en un matériau perméable au champ.
Selon la variante préférée du procédé de l'invention, on utilise les moyens d'application du champ électromagnétique pour comprimer et maintenir comprimés pendant le traitement lesdits déchets. Selon cette variante préférée, on comprime mécaniquement lesdits déchets dans l'enceinte, au moyen des applicateurs du champ électromagnétique puis on applique ledit champ électromagnétique auxdits déchets ainsi maintenus comprimés.
La pression à laquelle sont maintenus les déchets traités selon l'invention permet de les porter à des températures supérieures à 100#C et permet donc de stériliser lesdits déchets en des temps records. En cela, le procédé de l'invention est particulièrement efficace. Ledit procédé permet de porter au delà de 100#C - jusqu'à des températures de l'ordre de 180*C (températures qui assurent une stérilisation optimale ... vis-à-vis par exemple du virus de l'hépatite C) - des matériaux, peu conducteurs de la chaleur, en leur transmettant directement de l'énergie ; en les irradiant à des fréquences voisines de la fréquence de relaxation de l'eau dans lesdits déchets. Les pressions préconisées pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention sont celles comprises entre 10^ et 3.10^ Pa (entre 1 et 30 bars).
Ladite pression doit être supérieure à un minimum pour conduire au résultat escompté : la montée de la température des déchets à stériliser au-delà de 100, 150*C. Ladite pression n'a pas toutefois besoin d'atteindre des valeurs trop élevées. On ne cherche pas à faire fondre des matériaux, on vise seulement à détruire des germes à risque (agents pathogènes).
La pression à laquelle sont maintenus les déchets, pendant le procédé de stérilisation de l'invention, est obtenue en tout état de cause par la vaporisation de l'eau qu'ils renfermaient initialement ; vaporisation inhérente à l'irradiation haute fréquence. Elle peut également être obtenue, notamment selon la variante préférée de l'invention explicitée plus haut dans le présent texte, par une action mécanique les déchets traités par le champ magnétique le sont avantageusement en étant comprimés (action simultanée dudit champ dans une enceinte étanche avantageusement équipée de capteurs et de moyens de régulation de sa pression interne et d'une pression mécanique).
A la lecture de ces propos, l'homme du métier comprendra que les déchets à traiter doivent impérativement contenir un minimum d'eau. En fait, lesdits déchets doivent impérativement présenter des pertes diélectriques.
On a évalué à environ 1% en poids, ce minimum (100 g d'eau pour 10 kg de déchets). Par eau, on entend ici aussi bien de l'eau "pure" que de l'eau chargée, notamment en impuretés, en sels minéraux ... Les déchets hospitaliers sont notamment chargés en urine, sang ...
Ce taux de 1% en poids est généralement très largement dépassé. Toutefois, il n'est pas exclu d'avoir à traiter , par le procédé de l'invention, des déchets qui ne présentent pas le taux d'humidité requis. De tels déchets, avant d'être soumis, sous pression, au champ électromagnétique haute fréquence, doivent être conditionnés et/ou traités pour un ajustement de leur taux d'humidité. On peut, à cette fin, les humidifier, par arrosage par exemple ou les conditionner dans un sac, type sac poubelle, présentant , dans un revêtement intérieur, un gel chargé en eau.
Les déchets, présentant le taux d'humidité requis, peuvent être soumis au champ électromagnétique haute fréquence, en l'état voire à l'état comprimé. (En tout état de cause, on a vu qu'ils sont maintenus sous pression pendant le traitement).
En effet, il n'est nullement exclu de traiter par le procédé de l'invention des déchets préalablement comprimés, préalablement soumis à une compression mécanique dans un dispositif autre que celui dans lequel ils sont soumis au champ électromagnétique.
Toutefois, il est particulièrement intéressant de noter que le procédé de l'invention permet de traiter des déchets n'ayant subi aucun traitement mécanique préalable (ni broyage, ni compactage) ...
Selon sa variante préférée (dans le cadre de laquelle les moyens d'application du champ électromagnétique sont utilisés pour comprimer et maintenir comprimés les déchets pendant ledit traitement), ledit procédé met en oeuvre successivement le compactage et le traitement haute fréquence sous pression, dans un même dispositif, qui est auto-stérilisé à chaque utilisation. Un tel compactage, in-situ, est avantageusement mis en oeuvre car il permet, d'une part de réduire le volume des déchets à traiter et d'autre part d'augmenter leur densité. Lesdits déchets présentent alors une constante diélectrique plus élevée ; ce qui renforce l'efficacité du traitement haute fréquence.
Selon cette variante préférée, on traite donc, par un champ électromagnétique haute fréquence des déchets maintenus sous pression; ladite pression, résultant d'une action mécanique (compactage in situ) et de la vaporisation de l'eau que renfermaient lesdits déchets.
Avantageusement, le procédé de l'invention est mis en oeuvre en appliquant aux déchets les conditions ci-après :
- température : 150 à 180*C - pression : 5.105 à 106 Pa (5 à 10 bars)
- durée de traitement : 10 à 3 min.
Lesdites conditions sont établies, selon l'invention, en soumettant lesdits déchets, dans un dispositif adéquat, à un champ électromagnétique haute fréquence. En fait, on soumet lesdits déchets à un étuvage, en ambiance humide. Ledit étuvage est avantageusement mis en oeuvre à 180*C, sous une pression de 10 bars, pendant quelques minutes.
Le procédé de l'invention est particulièrement avantageux, en ce qu'il fait intervenir un rayonnement électromagnétique haute fréquence (voir plus haut dans le présent texte) et en ce qu'il peut être mis en oeuvre avec des déchets non traités mécaniquement (par exemple, les déchets, tels que, dans des sacs poubelle), sur leur lieu de production ou à proximité.
On peut, par exemple, traiter selon l'invention, dans des dispositifs de petite taille, directement, des sacs poubelle. De tels sacs, en plastique, chargés en les déchets conduisent à l'issue du procédé de l'invention, à des galettes possédant une gangue rigide, non toxiques, non infectieuses et d'une manipulation aisée.
Le procédé de l'invention est également avantageux en ce qu'il s'agit d'un procédé discontinu (en batch). Ceci permet un contrôle plus efficace de la stérilisation et/ou désinfection par un meilleur suivi des conditions physiques imposées au produit traité.
Ledit procédé ne pose pas de problème particulier de mise en oeuvre.
L'homme de l'art est à même d'optimiser ses paramètres pour le traitement d'une charge donnée. On notera ici incidemment que la présence de métal dans ladite charge ne constitue pas un obstacle majeur. On peut traiter selon l'invention des charges qui contiennent jusqu'à 5% en poids de métaux.
Ledit procédé a été décrit plus particulièrement en référence à des déchets solides, du type déchets hospitaliers. L'homme de l'art conçoit aisément qu'il convient également pour le traitement de liquides; tels ceux provenant des abattoirs.
Ledit procédé est également avantageux en ce qu'il peut être mis en oeuvre dans un dispositif simple, éventuellement de petite taille.
Un tel dispositif, qui peut exister selon diverses variantes, constitue un autre objet de la présente invention.
De façon caractéristique, il comprend :
- des moyens pour générer un champ électromagnétique haute fréquence; - une enceinte étanche destinée à recevoir les déchets à traiter; ladite enceinte comprenant les moyens d'application dudit champ électromagnétique et étant équipée de capteurs et de moyens de régulation de sa pression interne.
Ladite enceinte est étanche pour l'obtention de la pression souhaitée; elle est étanche et équipée de capteurs et de moyens de régulation de sa pression interne pour le maintien et la régulation de ladite pression. Lesdits moyens consistent avantageusement soit en des valves soit en des moyens d'asservissement de la puissance fournie par le générateur. Dans le cas des valves, le gaz extrait est filtré. Avantageusement, ladite enceinte est également équipée de moyens pour mesurer sa température interne. La connaissance de ce paramètre (température) permet de fixer la durée minimale du traitement (pour l'obtention de l'effet - stérilisation et/ou désinfection- escompté).
Ladite enceinte, lors de la mise en oeuvre du procédé, est entourée d'un blindage électromagnétique, pour limiter voire éviter toute fuite d'onde.
Ladite enceinte est avantageusement démontable pour faciliter l'introduction des déchets à traiter en son sein ainsi que l'évacuation desdits déchets traités.
Elle est équipée de moyens pour générer le champ électromagnétique haute fréquence en son sein. Elle est notamment réliée à un générateur haute fréquence. Un tel générateur et son fonctionnement sont familiers à l'homme du métier.
De façon avantageuse, notamment pour la mise en oeuvre de la variante préférée du procédé de l'invention, l'enceinte étanche du dispositif de l'invention comprend des moyens pour comprimer et maintenir à l'état comprimé lesdits déchets. Dans un tel dispositif, les déchets irradiés subissent une pression due à la compression mécanique et à la vaporisation de l'eau qu'ils renfermaient. Un tel dispositif peut être qualifié de presse stérilisante. Un tel système de presse permet de diminuer le volume des déchets et de les irradier ensuite à volume constant, ceci impliquant une montée en pression dudit volume.
Lesdits moyens pour comprimer et maintenir à l'état comprimé les déchets pendant le traitement peuvent consister en des moyens "rapportés", disposés à l'intérieur de l'enceinte. Ils sont bien évidemment en un matériau perméable au champ. Avantageusement, on utilise toutefois, pour exercer la compression souhaitée, les moyens d'application du champ électromagnétique. Dans le cadre de cette variante avantageuse, les moyens d'application du champ peuvent constituer l'enceinte étanche prise dans son intégralité ou une partie seulement de celle-ci.
On décrit en détail ci-après deux variantes du dispositif de l'invention. Selon une première variante, le dispositif de l'invention comprend un générateur haute fréquence relié à deux électrodes qui constituent deux parois opposées de l'enceinte; les autres parois étant réalisées en un matériau isolant et à faible perte diélectrique. Selon cette variante, ladite enceinte peut être de forme parallélépipèdique ou cylindrique. Pour la mise en oeuvre de la variante préférée du procédé de l'invention, ladite enceinte possède au moins une paroi mobile. A l'aide de ladite paroi, on peut exercer la pression mécanique requise sur les déchets traités. En fait, on introduit lesdits déchets à traiter dans l'enceinte, on les comprime à l'aide de ladite paroi puis on applique le champ électromagnétique haute fréquence dans l'enceinte ainsi délimitée. De façon préférée, selon cette variante de l'invention, ladite paroi mobile consiste en l'une au moins desdites deux électrodes, reliées au générateur haute fréquence. Selon cette variante, les moyens d'application du champ constituent une partie seulement de l'enceinte étanche de traitement.
Selon une autre variante de l'invention, l'enceinte étanche est une cavité monomodale pour le mode de propagation TEJQ OU TMQI- Une telle cavité est parallèlèpidèdique pour le mode de propagation TEχo> cylindrique pour le mode de propagation TMQI- Elle est alimentée par un système de couplage haute fréquence.
Pour la mise en oeuvre de la variante préférée du procédé de l'invention, ladite cavité est équipée d'un piston mobile en translation. Selon cette variante, les moyens d'application du champ constituent l'enceinte étanche de traitement. Quelle que soit la variante de réalisation du dispositif de l'invention, il doit évidemment permettre l'introduction des déchets à traiter et l'évacuation desdits déchets traités. Avantageusement ledit dispositif présente des parois coulissantes les unes par rapport aux autres; l'une au moins d'entre elles étant escamotable.
L'enceinte de traitement des déchets présente un volume adapté à celui desdits déchets (en l'état ou comprimés) et bien évidemment adapté aussi à l'impédance de sortie du générateur. Le transfert de puissance d'un générateur électrique vers sa charge est en effet optimum si l'impédance nominale de sortie dudit générateur est égale à celle de la charge qui lui est connectée.
Pour optimiser ce transfert d'énergie, on peut équiper le dispositif de l'invention d'un système d'adaptation d'impédance. Un tel système, avantageusement automatique, permet de traiter, dans une même enceinte, des charges diverses, notamment des quantités de déchets très variables (par exemple de 1 kg, de 5 kg comme de 60 kg). De tels systèmes existent et ont notamment été décrits par MM. C. Marchand, T. Meunier et M. Forgeât dans "Les générateurs haute fréquence et micro-ondes industriels". Micro-ondes et hautes fréquences . Congrès International à Nice . Octobre 1991 volume I.
De tels systèmes présentent toutefois l'inconvénient d'être coûteux.
Pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention, ils ne sont nullement indispensables. Ils constituent, en fait, un plus fort appréciable. En leur absence, l'homme du métier est tout-à-fait capable de dimensionner et d'adapter un dispositif de l'invention à une charge donnée : par exemple, un dispositif de l'invention peut être calculé, de petite taille, installé dans un service hospitalier, et traiter régulièrement des sacs poubelles de 60 1, remplis de déchets.
On insistera à nouveau ici sur l'intérêt de l'invention, qui permet de traiter sur place, sans broyage préalable, des déchets, pratiquement au fur et à mesure de leur production. On est ainsi dispensé du problème de la décontamination du broyeur. De la même façon, avec le compactage in-situ, on est dispensé du problème de la décontamination d'un compacteur utilisé en amont, selon des procédés de l'art antérieur.
Selon l'invention, les déchets ne contaminent que l'enceinte qui, par la mise en oeuvre du procédé est auto-stérilisée.
L'intérêt des procédé et dispositif de l'invention ressort à l'évidence du descriptif ci-dessus. Les déchets, décontaminés selon l'invention, peuvent ultérieurement être manipulés et traités sans problème. On peut notamment les broyer et les incinérer par incinération traditionnelle.
On annexe à la présente description trois figures. Fig. 1 schématise en perspective la variante préférée du dispositif de l'invention pour la mise en oeuvre du procédé revendiqué de stérilisation de déchets à risque.
Fig. 2 et 3 schématisent en perspective deux autres variantes dudit dispositif. La Fig. 1 montre une presse cylindrique (références 1+2+3) au sein de laquelle on peut traiter, selon l'invention des déchets contaminés. Lesdits déchets sont introduits pour le traitement dans l'enceinte étanche 6, délimitée par les électrodes 1, 2 et la paroi verticale 3. (Pour l'introduction desdits déchets, l'électrode 2 est escamotée). L'électrode 1, dite électrode chaude est immobile tandis que l'électrode de masse 2 est mobile en translation et peut ainsi jouer le rôle de piston. Grâce à elle, on peut, avant l'application des hautes fréquences, ajuster le volume de l'enceinte 6, la densité des déchets à traiter ...
La paroi verticale 3 est en un matériau isolant (électrique) à faible perte diélectrique. Elle est soulevée pour la récupération des déchets traités.
Lesdites électrodes 1 et 2 sont réliées à un générateur haute fréquence 4 piloté par un quartz à, par exemple, 27,12 MHz. Le circuit électromagnétique est en outre équipé d'un système automatique d'adaptation d'indépendance 5 qui permet d'optimiser le transfert énergétique entre le générateur 4 et la presse 1+2+3.
On dispose, autour d'une telle presse, une grille qui fait office de blindage électromagnétique, pour éviter toute fuite d'onde.
Une presse de ce type a été utilisée pour la mise en oeuvre du procédé revendiqué, notamment dans les conditions de l'exemple illustratif donné ci- après.
Dans le cadre de cette variante de l'invention, les moyens d'application du champ électromagnétique (électrodes 1 et 2) constituent une partie de l'enceinte de traitement étanche (1+2+3=6). Les Fig. 2 et 3 montrent d'autres dispositifs de l'invention, en principe de plus grandes dimensions, qui fonctionnent en monomode.
La Fig. 2 montre une cavité monomodale parallélépipédique 10 pour le mode de propagation TEJO- Dimensionnée à 27,12 MHz, elle présente les côtes ci-après : 4 m x 3 m x 1,5 m. Elle est avantageusement équipée d'un piston mobile 12. Elle est alimentée par le système de couplage haute fréquence 11, relié au générateur haute fréquence 4'. Le circuit électromagnétique comporte avantageusement un système automatique d'adaptation d'indépendance 5'.
Ledit système de couplage haute fréquence 11 consiste en un cable coxial avec antenne ; ladite antenne étant avantageusement escamotée lors du chargement des déchets à traiter dans le guide d'onde (le piston mobile 12 étant également escamoté) puis entrée dans ledit guide d'onde pour la mise en oeuvre du procédé de stérilisation.
La Fig. 3 montre une cavité monomodale cylindrique 20 pour le mode de propagation TMQI. Dimensionnée à 27,12 MHz, elle présente les côtes ci- après : hauteur : 4 m diamètre des bases : 2 m. Elle est avantageusement équipée d'un piston mobile 22. Elle est alimentée par le système de couplage haute fréquence 21, relié au générateur haute fréquence 4". Le système électromagnétique comporte avantageusement un système automatique d'adaptation d'indépendance 5".
Le système de couplage haute fréquence 21 consiste en un cable coaxial avec antenne ; ladite antenne étant avantageusement escamotée lors du chargement des déchets à traiter dans le guide d'onde (le piston mobile 22 étant également escamoté) puis entrée dans celui-ci pour la mise en oeuvre du procédé de stérilisation.
Pour la récupération des déchets traités dans les dispositifs selon les Fig. 2 et 3, on fait avantageusement coulisser la chemise parallélépipédique ou cylindrique, les bases demeurant fixes.
Dans le cadre de ses autres variantes de l'invention, les moyens d'application du champ électromagnétique (le guide d'onde) constituent l'enceinte de traitement étanche. On illustre, par l'exemple ci-après, la mise en oeuvre du procédé de l'invention dans un dispositif du type de celui de la Figure 1. On notera toutefois que le dispositif employé présente une enceinte parallélépipédique (et non pas cylindrique). Le générateur haute fréquence utilisé est piloté par un quartz à 27,12
MHz. Il restitue une puissance de 1,2 kW. Il est monté en série avec un système d'adaptation automatique d'indépendance à 50 Ω.
Les électrodes sont rectangulaires de dimension : 7,5 cm x 15 cm. Les deux autres parois de l'enceinte sont en un matériau composite (fibres de verre + silicone). Lesdites électrodes et parois constituent une enceinte étanche aux gaz.
On a traité, selon l'invention, dans ladite enceinte, 1 litre de déchets, constitué de : - un gant en latex
- un substrat cellulosique humide (couche) - un flacon de sérum
- cinq aiguilles inox
- deux emballages en carton.
La masse desdits déchets contient environ 100 g d'eau. Elle est positionnée dans l'enceinte étanche, puis comprimée par descente manuelle de l'électrode supérieure. Les déchets ainsi compactés présentent un volume d'environ 0,51, pour une hauteur d'environ 5 cm.
Le champ électromagnétique haute fréquence de 1,2 kW est appliqué pendant 3 min. Au sein des déchets ainsi traités, la température atteint 180'C. L'objectif de stérilisation desdits déchets est ainsi atteint.

Claims

- Revendications -
1. Procédé de stérilisation de déchets à risque, liquides et/ou solides présentant un certain taux d'humidité, notamment de déchets hospitaliers, ledit procédé comprenant le traitement par un champ électromagnétique haute fréquence desdits déchets et étant caractérisé en ce que lesdits déchets sont traités dans une enceinte rendue étanche pendant ledit traitement; les moyens d'application dudit champ électromagnétique constituant tout ou partie de ladite enceinte.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits déchets sont comprimés mécaniquement pendant ledit traitement.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend, dans ladite enceinte rendue étanche :
- la compression mécanique des déchets au moyen notamment des moyens d'application du champ électromagnétique;
- la soumission de ceux-ci, maintenus comprimés, à l'action du champ électromagnétique.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit champ électromagnétique a une fréquence comprise entre 1 et 300 MHz, avantageusement voisine de 27 MHz.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits déchets sont traités à une pression comprise entre 10^ et 3.10" Pa (1 et 30 bars).
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits déchets, avant d'être soumis audit champ électromagnétique dans ladite enceinte :
- ont été conditionnés et/ou pré-traités pour un ajustement de leur taux d'humidité et/ou - ont été comprimés mécaniquement.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que lesdits déchets sont traités pendant 10 à 3 minutes, à une température comprise entre 150*C et 180 #C et à une pression comprise entre 5.10- et i Pa (5 et 10 bars).
8. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend : - des moyens pour générer un champ électromagnétique haute fréquence;
- une enceinte étanche destinée à recevoir les déchets à traiter; ladite enceinte comprenant les moyens d'application dudit champ électromagnétique et étant équipée de capteurs et de moyens de régulation de sa pression interne .
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite enceinte étanche est équipée de moyens pour comprimer et maintenir à l'état comprimé lesdits déchets pendant le traitement.
10. Dispositif selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que les moyens d'application du champ électromagnétique sont utilisés pour comprimer et maintenir à l'état comprimé lesdits déchets.
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend un générateur haute fréquence relié à deux électrodes qui constituent deux parois opposées de ladite enceinte; les autres parois étant réalisées en un matériau isolant et à faible perte diélectrique; l'une au moins desdites deux électrodes étant avantageusement mobile en translation.
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que ladite enceinte est une enceinte adaptée à la fréquence du champ électromagnétique pour fonctionner en monomode (TE^o ou TMQI) ; avantageusement équipée d'un piston mobile en translation.
13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend un système d'adaptation d'impédance.
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