СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ВПИТЫВАЮЩИХ ГИГИЕНИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2017 года по МПК A61L2/04 B09B3/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Представленное изобретение относится к способу переработки использованных впитывающих гигиенических изделий.

Под термином «впитывающие гигиенические изделия» подразумевается одноразовые впитывающие изделия, в общем, такие как: детские подгузники, урологические впитывающие прокладки, женские гигиенические прокладки, постельные клеенки и т.д.

ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

Впитывающие гигиенические изделия изготавливают в большинстве случаев из широкого диапазона различных материалов, среди которых листы пластмассового материала, распушенная целлюлоза, сверхпоглощающие полимеры, листы нетканого материала и т.д.

Впитывающие гигиенические материалы содержат высококачественные материалы, такие как пластмасса и целлюлоза, и было бы желательно извлекать указанные материалы с целью их использования в производственном цикле, а также для производства энергии.

В настоящее время использованные впитывающие гигиенические изделия утилизируют в виде неразделенных отходов, отправляя на мусорные свалки. Составные материалы использованных впитывающих гигиенических изделий не извлекают в первую очередь потому, что различные материалы (целлюлозные волокна, сверхполглощающие полимеры, листы пластмассового материала и т.д.) тесно взаимосвязаны, и для обеспечения разделения материалов, было бы необходимо проводить полное деструктурирование изделий. В дополнение, использованные впитывающие гигиенические изделия содержат в себе органические выделения и бактерии, и было бы необходимо проводить стерилизацию изделий перед переработкой материалов.

По приведенным выше причинам, использованные впитывающие гигиенические изделия не содержатся среди подлежащих переработке бытовых отходов, для которых проводят сбор с разделением.

По оценкам, впитывающие гигиенические изделия составляют приблизительно 2-3% общих городских твердых отходов. Однако там где проводят сбор с разделением с высокой долей разделения отходов (с долей разделенных отходов выше чем 60% от общего), доля впитывающих гигиенических изделий по отношению к оставшейся части, составленной неразделенной остаточной фракции, повышается приблизительно до 20%.

Высокая доля впитывающих гигиенических изделий по отношению к остаточной фракции не подлежащих переработке отходов делает очень желательной пригодность оборудования и способов, которые обеспечивают проведение обработки впитывающих гигиенических изделий, для целей переработки составляющих их материалов эффективным и экономически целесообразным образом.

Известные в настоящее время методики для обработки использованных впитывающих гигиенических изделий являются неудовлетворительными. Первая известная методика предусматривает проведение промывания использованных впитывающих гигиенических изделий водой, щелочами и мылом и отделение целлюлозы от пластмассы в процессе операции мойки. Примеры данной методики раскрыты в документах №№ WO 94/20668 и WO 96/27045.

Документ WO US 5292075 описывает способ, в котором грязные впитывающие гигиенические изделия предварительно разделяют на части. Затем разделенные на части материалы промывают в моечной машине, содержащей перфорированный цилиндрический барабан, который задерживает внутри него пластмассовый материал. Затем материал, содержащий целлюлозную массу, обезвоживают.

Данные методики обработки впитывающих гигиенических изделий при осуществлении на практике создают проблемы, поскольку промывочная вода будет содержать высокое количество загрязняющих веществ, таких как гелифицированные сверхпоглощающие полимеры и органические остатки, которые делают проблематичной ее утилизацию. Кроме того, сушка целлюлозы после промывания влечет за собой большое расходование энергии.

Дополнительные трудности происходят в результате того, что использованные впитывающие гигиенические изделия обычно выбрасывают сложенными и закрытыми в виде пакета, с внешним пластиковым слоем изделий, который образует непроницаемый барьер. Если изделия обрабатывают в том виде, в котором они были выброшены, внешний непроницаемый слой предотвращает эффективную стерилизацию изделий. С другой стороны, заблаговременная обработка, которая описана в US 5292075, ведет к необходимости разделения на части изделий с высоким содержанием органических выделений, бактерий и загрязнений.

Документ № JP 2004113915 описывает способ обработки подгузников, которые включают в себя впитывающие полимеры, с помощью которого использованные подгузники помещают в находящийся под давлением закрытый сосуд вместе с древесными опилками. Внутри сосуда подгузники обрабатывают паром при высокой температуре и высоком давлении на протяжении предварительно заданного времени. Обработку паром проводят при давлении равном 15-25 атм и при температуре равной 150-250°С. Данный документ предусматривает использование впитывающих гигиенических изделий, после указанной обработки, в качестве удобрений вслед за ферментированием.

Документ № WO 2010/065088 описывает автоклав для обработки городских твердых отходов, который предусматривает сушку отходов при использовании пара. Устройство, описанное в документе WO 2010/065088, содержит вращающийся цилиндрический автоклав, снабженный по меньшей мере одной дверцей, которая может открываться, обеспечивая доступ в автоклав, герметично закрываться, обеспечивая создание давления в автоклаве, впускное отверстие для контактного пара, который входит в непосредственный контакт с отходами, содержащимися внутри автоклава, множество прямых полых лопастей, которые выполнены с возможностью проведения неконтактного пара, выступают из внутренней поверхности автоклава и снабжаются неконтактным паром. Данное устройство обеспечивает возможность стерилизации городских твердых отходов и сушку отходов в процессе обработки в автоклаве. Устройство, описанное в документе WO 2010/065088, было разработано для обработки неразделенных городских твердых отходов и не содержит конкретных идей для обеспечения стерилизации, сушки и разделения составных материалов впитывающих гигиенических изделий.

ЗАДАЧА И СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача представленного изобретения состоит в предоставлении способа обработки использованных впитывающих гигиенических изделий, который обеспечивает стерилизацию, сушку и деструктурирование использованных впитывающих гигиенических изделий для того, чтобы провести извлечение составных материалов.

Согласно представленному изобретению, изложенная выше задача достигается с помощью способа обработки использованных впитывающих гигиенических изделий, включающего этапы, на которых:

- предоставляют вращающийся цилиндрический автоклав, имеющий внутреннюю поверхность (22) и два конца, по меньшей мере один из которых заканчивается затвором (18, 20), который может быть открыт, предоставляя возможность доступа в указанный автоклав (14), и герметично закрыт, обеспечивая возможность создания давления в указанном автоклаве (14);

- загружают упомянутый автоклав (14) впитывающими гигиеническими изделиями, закрытыми в виде пакета внутри непроницаемого нижнего листа изделия;

- нагревают до температуры стерилизации и создают давление в упомянутом автоклаве (14), и в то же самое время приводят автоклав (14) во вращение вокруг его продольной оси (а); и

- предоставляют внутри упомянутого автоклава (14) груз из раздирающих элементов, выполненных с возможностью облегчения термического и физического деструктурирования упомянутых впитывающих гигиенических изделий, при этом масса груза раздирающих элементов больше сухой массы груза впитывающих гигиенических изделий.

Формула изобретения составляет неотъемлемую часть идеи, предоставленной в данном описании в соответствии с изобретением.

Технический результат изобретения состоит в эффективном извлечении высококачественных материалов, таких как пластмасса и целлюлоза, из закрытых гигиенических изделий.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Далее представленное изобретение будет подробно описано со ссылкой на приложенные чертежи, которые предоставлены исключительно в качестве неограничивающего примера и на которых:

- Фиг. 1 представляет собой перспективное изображение устройства с вращающимся автоклавом для обработки отходов; а

- Фиг. 2 представляет собой схематичное изображение в поперечном сечении автоклава фиг. 1.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Со ссылкой на фиг. 1, номером 10 обозначено устройство с вращающимся автоклавом для обработки использованных впитывающих гигиенических изделий. Устройство 10 содержит стационарную конструкцию 12, которая несет цилиндрический автоклав 14, который поворачивается вокруг своей продольной оси А. Устройство 10 содержит приводное устройство (не проиллюстрировано), которое приводит автоклав 14 во вращение вокруг оси А. Опорная конструкция 12 может быть снабжена исполнительными механизмами 16 для изменения наклона автоклава 14 относительно горизонтальной оси, что предоставляет возможность наклонения автоклава 14 между положением загрузки/разгрузки и рабочим положением. Автоклав 14 имеет два конца, по меньшей мере один из которых заканчивается затвором, который может открываться, обеспечивая доступ во внутреннее пространство автоклава, и герметично закрываться, обеспечивая возможность создания давления во внутреннем пространстве. В проиллюстрированном примере предоставлены два открывающихся затвора 18, 20, которые могут быть использованы, например, для загрузки автоклава изделиями, подлежащими обработке, и для выгрузки обработанных изделий. В качестве альтернативы, может быть предоставлен единственный открывающийся затвор, который может быть использован как для загрузки, так и для выгрузки.

Устройство 10 содержит схему нагревания и создания давления в автоклаве 14 для того, чтобы нагревать впитывающие гигиенические изделия до температуры стерилизации.

Затворы 18, 20 снабжены соответствующими поворотными муфтами 34, 36 для впуска и выпуска нагревающего пара, выходящего из парогенератора 38. Поток нагревающего пара может быть разделен на поток не контактного пара 42, который движется по воздуховодам, расположенным на внутренней стенке автоклава 14, и поток контактного пара 44, который входит в прямой контакт с изделиями, подлежащими обработке, создает давление во внутреннем объеме автоклава 14. На выпускной муфте 36 поток не контактного пара 42 и поток контактного пара 44 разделяются и обрабатываются по отдельности, например, как описано в документе № WO 2010/065088.

Как правило, впитывающие гигиенические изделия содержат впитывающий средний слой из целлюлозных волокон и из сверхпоглощающих полимеров. Впитывающий средний слой обычно заключен между двумя листами пластмассового материала, соединенными вместе. Как правило, нижний лист является непроницаемым, тогда как верхний лист является пористым. Использованные впитывающие гигиенические изделия обычно складывают для того, чтобы закрыть изделие в виде пакета внутри непроницаемого нижнего листа. Как правило, для закрывания сложенного изделия предоставлены клейкие язычки. Таким образом, органические выделения заключены внутри герметичного листа непроницаемого пластмассового материала.

Предоставленное изобретение предусматривает проведение обработки впитывающих гигиенических изделий сразу же, как только они собраны, т.е. в форме, когда они закрыты с образованием упаковки, и без предварительной обработки с целью открывания изделий.

Для обеспечения эффективного действия по сушке и стерилизации в процессе обработки в автоклаве 14 необходимо обеспечить деструктурирование изделий для того, чтобы подвергнуть все органические вещества температуре стерилизации в каждой точке внутри автоклава 14. Деструктурирование впитывающих гигиенических изделий является очень существенным для достижения полной стерилизации и для отделения пластмассы от целлюлозных волокон.

Со ссылкой на фиг. 2, во время работы автоклав 14 загружают грузом впитывающих гигиенических изделий 46 и грузом раздирающих элементов 48 высокой плотности. Затем автоклава 14 герметично закрывают и создают давление с помощью контактного пара. В это же самое время, автоклав нагревают с помощью неконтактного пара. Автоклав, после нагревания и создания давления, приводят во вращение вокруг оси А. Внутри автоклава 14 могут быть предоставлены радиальные лопасти 50, выступающие из внутренней стенки автоклава.

Раздирающие элементы 48 высокой плотности облегчают передачу тепла и деструктурирование впитывающих гигиенических изделий 46. Раздирающие элементы 48 изготовлены из теплопроводного материала, предпочтительно металлического материала. Раздирающие элементы 48 могут представлять собой небольшие и острые объекты, такие как, например, камни или объекты, поступающие в результате металлообработки, например, винты, болты, стальные полоски с L профилем и т.д.

Раздирающие элементы 48 поглощают тепло посредством переноса от нагретых стенок автоклава 14. Во время вращения автоклава 14 масса впитывающих гигиенических изделий 46 увлекается вверх стенками автоклава, а затем падает в направлении центра. Затем, раздирающие элементы 48 падают поверх массы впитывающих гигиенических изделий 46.

Принимая во внимание, что раздирающие элементы 48 являются тяжелыми, они проникают в массу впитывающих гигиенических изделий 46, которые аккумулируются на дне автоклава 14, и достигают стенки автоклава 14.

По мере того как раздирающие элементы 48 проходят сквозь массу впитывающих гигиенических изделий 46, они получают тепло за счет проводимости, конвекции и излучения. Таким образом, энергия, доступная на стенке автоклава 14, эффективно передается внутри массы отходов, значительно увеличивая эффективную поверхность теплообмена.

Раздирающие элементы 48 имеют температуру стенки автоклава или температуру, близкую к температуре стенки автоклава, которую устанавливают со значением, более высоким, чем температура плавления окружающего пластмассового материала впитывающих гигиенических изделий. По мере того как раздирающие элементы 48 проходят сквозь массу впитывающих гигиенических изделий 46, они разупрочняют, рвут и образуют дыры в пластмассоых оболочках, деструктурируя таким образом впитывающие гигиенические изделия и высвобождая волокнистое содержимое отходов.

Количество раздирающих элементов 48 по массе, необходимое для обеспечения деструктурирования впитывающих гигиенических изделий 46, составляет между 0,25- и 5-кратным превышением сухой массы груза изделий, подлежащих обработке. Предпочтительное количество составляет между 0,5- и 1,5-кратным превышением сухой массы изделий 46.

В исследованиях, которые были проведены, успешное деструктурирование впитывающих гигиенических изделий обеспечивалось с помощью стальных болтов, имеющих объемную массу, находящуюся между 0,25 и 1 кг, и с помощью плоских кусков стали такой же массы.

Масса раздирающих элементов 48 в сочетании с температурой и давлением внутри автоклава 14 обеспечивает полное деструктурирование впитывающих гигиенических изделий внутри автоклава 14. Таким образом, избегают необходимости предварительной обработки изделий посредством разделения на части, которая подвергала бы операторов и окружающую среду воздействию зловония и загрязняющих элементов, заключенных во впитывающих гигиенических изделиях.

Полное деструктурирование изделий в процессе обработки в автоклаве обеспечивает сушку и стерилизацию изделий за более короткое время. После обработки в автоклаве, получают высушенную и стерильную деструктурированную массу, образованную в основном пластмассой и целлюлозными волокнами. Далее, высушенную и стерильную деструктурированную массу пропускают сквозь сито, на котором разделяют пластмассу и целлюлозные волокна.

Конечно, детали конструкции и варианты осуществления могут широко варьировать без нанесения ущерба принципам изобретения, не выходя посредством этого за пределы объема правовых притязаний представленного изобретения, который определен в последующей формуле изобретения.

Изобретение относится к области обработки использованных впитывающих изделий. Способ обработки использованных впитывающих гигиенических изделий включает предоставление вращающегося цилиндрического автоклава; загрузку автоклава впитывающими гигиеническими изделиями, закрытыми в виде пакета внутри непроницаемого нижнего листа изделия; нагревание до температуры стерилизации, создание давления в автоклаве, и приведение его во вращение; и предоставление внутри автоклава груза из раздирающих элементов. При этом автоклав имеет внутреннюю поверхность и два конца, по меньшей мере один из которых заканчивается затвором, который может быть открыт, предоставляя возможность доступа в автоклав, и герметично закрыт, обеспечивая возможность создания в нем давления, а масса груза раздирающих элементов больше сухой массы груза гигиенических изделий. Изобретение обеспечивает эффективное извлечение высококачественных материалов из закрытых гигиенических изделий. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ обработки использованных впитывающих гигиенических изделий, включающий этапы, на которых:

- предоставляют вращающийся цилиндрический автоклав, имеющий внутреннюю поверхность (22) и два конца, по меньшей мере один из которых заканчивается затвором (18, 20), который может быть открыт, предоставляя возможность доступа в указанный автоклав (14), и герметично закрыт, обеспечивая возможность создания давления в указанном автоклаве (14);

- загружают упомянутый автоклав (14) впитывающими гигиеническими изделиями, закрытыми в виде пакета внутри непроницаемого нижнего листа изделия;

- нагревают до температуры стерилизации и создают давление в упомянутом автоклаве (14), и в то же самое время приводят автоклав (14) во вращение вокруг его продольной оси (а); и

- предоставляют внутри упомянутого автоклава (14) груз из раздирающих элементов, выполненных с возможностью облегчения термического и физического деструктурирования упомянутых впитывающих гигиенических изделий, при этом масса груза раздирающих элементов больше сухой массы груза впитывающих гигиенических изделий.

2. Способ по п. 1, в котором указанные раздирающие элементы изготовлены из теплопроводного материала.

3. Способ по п. 2, в котором указанные раздирающие элементы изготовлены из металлического материала.

4. Способ по п. 1, в котором груз раздирающих элементов имеет массу, которая в 0,25-5 раз выше сухой массы груза впитывающих гигиенических изделий.

5. Способ по п. 1, в котором груз раздирающих элементов имеет массу, которая в 0,5-1,5 раза выше сухой массы груза впитывающих гигиенических изделий.