biocycle

Ambalare produsă de la o unitate de procesare a deșeurilor alimentare Dupps-Mavitec.

Contaminantul este un epitet frecvent aruncat la compostarea deșeurilor alimentare și la instalațiile de digestie anaerobă, reflectând frustrările procesatorilor de a curăța fluxul de organice primite pentru a minimiza timpii de nefuncționare a echipamentelor și pentru a păstra calitatea produsului și prețurile. Produsele alimentare sunt ambalate într-o varietate aproape infinită de materiale, forme, greutăți și densități. Aproape toate ambalajele sunt contaminante, inclusiv (în unele puncte de vedere) materialele plastice compostabile conforme cu ASTM care încep să capteze cota de piață. Ambalajul variază de la spuma de polistiren expandat utilizată pentru a face tava mică pentru sandwich până la punga flexibilă de ambalaj care conține o băutură de suc până la plasticul film omniprezent folosit pentru a acoperi și transporta totul.

Indiferent de cât de bine pregătiți sunt oamenii în separarea surselor de deșeuri alimentare, puritatea organice separate de sursă (SSO) va fi întotdeauna mai mică de 100% și, în unele cazuri, semnificativ mai mică. Necesitatea de a menține contaminanții în afara materiilor prime pentru un sistem de digerare anaerobă umedă și a unui produs (produse) finit pe bază de compost, împreună cu costurile și dificultățile de eliminare a contaminanților cu forța de muncă umană, a dat naștere mașinilor care pot face job. Costurile îndepărtării mecanice sunt adesea transferate înapoi la generatorul de deșeuri alimentare în loc să fie transmise cumpărătorului de compost.

Principiile separării materialelor

Reciclarea substanțelor organice este, în parte, o căutare a ordinii, o prelucrare a materialelor eterogene în componente mai pure. Această căutare necesită invariabil ca unele materiale să fie separate de alte materiale. În forma sa cea mai simplă, separarea este un proces binar, împărțind un material de alimentare în două componente. Multe facilități depind de separarea unui material de un amestec de mai multe materiale. În reciclarea deșeurilor alimentare, acest proces de separare are o singură intrare, materia primă eterogenă și două ieșiri, extractul (materialul recuperat, de exemplu resturi alimentare) și refuzul (de exemplu, ambalarea deșeurilor).

Separarea materialelor necesită identificarea caracteristicii adecvate (adică un „cod”) prin care separarea poate fi realizată și optimizată. De exemplu, culoarea este cea mai ușoară caracteristică prin care se identifică și se separă materialele; atracția magnetică este caracteristica/codul pentru optimizarea separării metalelor feroase de paletii de la sol. Codurile cheie de separare ale tuturor materialelor reciclabile pentru procesare se încadrează în mai multe categorii comune: dimensiune, greutate, densitate, duritate, magnetism, conductivitate electrică și refracție a luminii. Unele materiale sunt separate pe baza mai multor coduri.

Capacitatea unei mașini de a identifica un cod și de a îndeplini o anumită funcție, activă sau pasivă, asupra acelui material ca rezultat al acelei informații se numește „comutare” sau separarea materialului conform codului identificat (Vesilind, 1984). De exemplu, un ecran trommel folosește dimensiunea particulelor ca cod și rețeaua ecranului ca comutator, permițând căderea particulelor mai mici și păstrarea particulelor mai mari. Un alt exemplu ar putea fi separarea sticlei colorate de sticla transparentă, care folosește transparența ca cod de separare (adică transparent vs. opac) și transmitanța procentuală a luminii ca comutator.

Măsurile utilizate pentru evaluarea eficienței separării sunt recuperarea și puritatea. Recuperarea este pur și simplu procentul recuperat din întregul flux de deșeuri (procentul de alimente capturate vs. procentul nu capturat). Puritatea este procentul materialului recuperat dorit în fluxul total de deșeuri recuperate (adică procentul de hrană reală în grămada de materiale recuperate). Depozitoarele de deșeuri alimentare funcționează în intervalul de recuperare și puritate de 90 până la 97%, în funcție de cantitatea de alimente rămase aderente la ambalaj după separare.

Cum funcționează depackagers

Un ambalator de deșeuri alimentare poate utiliza mai multe caracteristici și comutatoare. De exemplu, rezistența la tracțiune/compresiune este codul și forța aplicată îl face deschis ca întrerupător. Duritatea sau rezistența la forță poate fi un cod și presiunea pe măsură ce un comutator deschide pachete de SSO pentru a separa ambalajul. Întrerupătoarele utilizate de mașinile de pe piață astăzi sunt variații ale forței aplicate, fie într-o acțiune de forfecare tangențială, o acțiune de ciocănire orientată vertical, presiune orizontală sau verticală printr-o sită sau ecran metalic, sau o combinație a acestora.

Trăgând de la morile de ciocane obișnuite în măcinarea lemnului, depachetatoarele timpurii au folosit aplicații similare de forță, dar sfărâmarea ambalajului a permis trecerea particulelor mici prin sită/ecran. Modelele mai noi sunt concepute pentru a separa ambalajul cu cea mai mică forță necesară, prin ajustări fine, cum ar fi schimbarea unghiului paletelor montate pe un arbore, și pentru a transmite ambalajul separat din mașină cu cea mai mică cantitate de manipulare suplimentară. Fotografia de pe prima pagină a acestui articol prezintă ambalajul de la un ambalator de palete Mavitec.

Sisteme în S.U.A. Piaţă

Atât companiile americane, cât și cele europene furnizează echipamente de ambalare a alimentelor către S.U.A. piaţă. Multe dintre ele se concentrează pe industria digestiei anaerobe, care folosește depackere pentru a produce suspensii de deșeuri alimentare fără contaminanți care pot fi pompate în digestoare umede.

Dioda Bioseparator are șnecuri cu șurub cu șurub contrarotant în buncăr și configurare verticală cu ciocan și ecran de perforare.

DODA

Compania italiană, DODA, realizează BioSeparator, care folosește șnururi cu șurub contrarotant cu margine zimțată care împachetează ambalajul în timp ce deplasează materiile prime prin buncărul de încărcare. Există un beneficiu accesoriu de a sparge alimentele deschise în deșeuri. Deșeurile alimentare trec apoi printr-o moară de ciocan configurată vertical și printr-o plasă de perforare. În buncăr, duritatea (rezistența la forță) este codul de separare, iar tăierea/forfecarea este comutatorul de separare. În moară, duritatea este codul de separare, iar forța sau presiunea aplicată este comutatorul de separare.

DODA BioSeparator este utilizat la instalațiile de compostare, inclusiv A1 Organics din Eaton, Colorado și la fabricile AD, inclusiv CleanWorld din Sacramento, California și Quantum BioPower din Southington, Connecticut. Waste Management folosește unitatea la uzina de procesare a deșeurilor alimentare CORe din Los Angeles.

Doppstadt DSP 205 cuplează buncărul de amestecare/alimentare cu două melci cu rotire contrară cu o presă cu șurub.

Doppstadt DSP 205

Doppstadt, o companie germană cunoscută pentru râșnițele și paravanele sale din SUA piața de compostare, realizează o presă cu șurub pentru despachetarea deșeurilor alimentare. O presă cu șurub este un dispozitiv cu mișcare lentă care realizează deshidratarea prin drenaj gravitațional continuu. Presa cu șurub stoarce materialul de un ecran sau filtru și lichidul este colectat prin ecran pentru colectare și utilizare.

DSP 205 cuplează o pâlnie de amestecare/alimentare cu șurub dublu contrarotant cu presa cu șurub. Deșeurile alimentare intră în buncăr, ambalajul este forfecat, iar deșeurile alimentare intră în presa cu șurub, unde melcul din presă forțează deșeurile alimentare împotriva unui con de presare staționar. Acest lucru împinge risipa de alimente prin ecrane. Alimentele și lichidele se scurg prin ecranul de 8 mm (5/16-inch) sau 12 mm (5/32-inch), iar ambalajul și materialele supradimensionate sunt introduse în orificiul de descărcare. Unitatea principală este un motor de 40 CP, în timp ce presa cu șurub are un motor de 110 CP. Mașina poate aplica un cuplu de 13.300 până la 19.200 de lire sterline la o presiune de 1.740 lbs/sq. în. la deșeurile alimentare și ambalajele acestora. Ratele de recuperare sunt de ordinul a 99,2 la sută, iar puritatea materialului recuperat depășește 99,5 la sută, potrivit Doppstadt. Există două instalații în așteptare în S.U.A. și mai mulți care operează în Europa.

Dupps-Mavitec orizontal
unitate pe arbore cu montat
drajeuri sau palete. Timpul de ședere este ajustat în funcție de rezistența materiei prime la forță.

Dupps

Compania Dupps este un producător de echipamente de randare în Ohio, în vârstă de 84 de ani, care operează în parteneriat cu Mavitec din Olanda pentru a produce și comercializa echipamente de redare și ambalare. Sistemul original de ambalare a deșeurilor alimentare Mavitec consta dintr-o tocătoare cu ecrane schimbabile, o presă cu șurub pentru extrudarea deșeurilor alimentare pentru a le separa de ambalaj și un tambur de spălare din oțel inoxidabil pentru fluxul de respingere. „Am constatat că contaminanții precum arginteria cauzează costuri ridicate de întreținere, așa că am decis să reproiectăm unitatea”, explică Pascal Albers, director de vânzări de zonă pentru Mavitec.

Mașina reproiectată este acum o unitate orizontală pe bază de arbore, cu flails sau palete montate. Timpul de ședere în mașină poate fi ajustat la materiile prime de ambalare în funcție de rezistența lor la forță prin schimbarea unghiului paletelor. Rotind cu până la 800 de rotații/minut (rpm), cea mai mare dintre cele două unități este alimentată de un motor de 60 CP și poate gestiona până la 40 de metri cubi (c)/oră (aproximativ 20 de tone) de deșeuri din supermarket (capacitatea mașinii este derivată din dificultatea despachetării). Mavitec oferă o unitate mai mică, cu o capacitate de 6,5 c/oră (aproximativ 5 tone) de deșeuri din supermarket, antrenate de motoare de 14, 24 sau 29 CP.

Procentul de recuperare este de aproximativ 90% și puritatea materialului recuperat este de 99,5%, spune Albers, adăugând că „am proiectat mașina pentru a îndeplini standardul conținut inert suedez de 0,05% materie inertă, cu excepția sticlei, ceea ce înseamnă metal și materiale plastice”. Apa poate fi injectată în camera de ambalare pentru a ajuta la separarea solidelor lipicioase de ambalaj (gândiți-vă la untul de arahide). Ambalajele de respingere pot fi deshidratate cu o presă cu șurub opțional pentru a reduce greutățile transportate la depozit sau incinerare. Nu există unități Mavitec mai noi în S.U.A. totuși, dar mai multe funcționează în Europa. Există unele instalații ale unităților mai vechi din S.U.A.

Sistem de pulpare umed Gemidan Ecogi.

Gemidan Ecogi

Gemidan Ecogi A/S este deținut 100% de Gemidan Group, o companie de top din Danemarca în domeniul gestionării deșeurilor. Înființat inițial în 1988, grupul este acum activ într-o varietate de deșeuri și sectoare de mediu din Scandinavia și Regatul Unit.

Sistemul Gemidan Ecogi de pulpare umed este destinat să producă 17% din totalul de solide pulpe de deșeuri alimentare ca substrat pentru plantele AD. Buncărul de alimentare este umplut cu un încărcător pe roți. Șurubul de extracție din partea inferioară a buncărului deschide o parte din ambalaj. În timpul umplerii pulpei, deșeurile sunt amestecate cu excesul de apă din agentul de îngroșare. Pulparea durează aproximativ 12 până la 15 minute. Depachetarea ulterioară are loc pe măsură ce pulverul este agitat. După trecerea prin pulper, deșeurile alimentare sunt direcționate către o cameră de separare unde sunt ecranate printr-un ecran de 6 mm (1/4 inch) pentru a elimina orice bucăți de ambalaj, apoi îngroșate cu o presă cu șurub la conținutul specificat de solide. Puritatea deșeurilor alimentare recuperate depășește 99%, potrivit companiei. Fluxul de respingere este apoi spălat de două ori pentru a îndepărta mai multe alimente înainte de deshidratare până la aproximativ 50 la sută solide totale. Sistemul folosește aproximativ o tonă de apă pe tonă de materie primă procesată. Consumul de energie este de aproximativ 30 kWh/tonă de deșeuri tratate. Sistemul Gemidan Ecogi a fost instalat recent la o fabrică AD din Frederikshavn, Danemarca.

Haarslev

Haarslev Industries este un furnizor danez de prestare a serviciilor complete fondat în 1973. Compania gestionează produse din divizia sa de reciclare a proteinelor, inclusiv prelucrarea penelor, a sângelui, a făinii de pește și a uleiului de pește și creează componente pentru hrana pentru animale și producția de alimente pentru animale de companie. Haarslev oferă, de asemenea, echipamente de management al mediului, inclusiv uscarea completă sau parțială, hidroliza, recuperarea căldurii și controlul mirosurilor în zone precum uscarea biomasei pentru biocombustibil și uscarea cerealelor uzate pentru furaje.

Haarslev realizează un depachetator pe bază de mori de 100 CP, unde ambalajul pentru deșeurile alimentare este deschis prin forța ciocanelor care cad. Mashul rezultat este împins printr-un ecran de 0,5 inci, separând ambalajul de alimente. Capacitățile variază de la 11 la 16,5 tone/oră. Unitatea poate adăuga apă pentru a face o suspensie pentru un substrat AD. Managementul deșeurilor utilizează unele echipamente Haarslev la unele dintre instalațiile sale de procesare a deșeurilor alimentare CORe.

Dispozitivele de depozitare a deșeurilor alimentare Scott Equipment sunt configurate orizontal în cazul în care setul de palete sau flete rotative la 400 rpm deschide ambalajul. Pachetele goale sunt transportate de-a lungul părții superioare a camerei de procesare prin rotirea paletelor sau a baletelor înainte de descărcare. Capacitatea unității MEGA-THOR (văzută aici) este de 40 tone/oră.

Scott Turbo Separator

Scott Equipment furnizează utilaje personalizate pentru amestecare, amestecare, acoperire, răcire, uscare, separare și reducere a dimensiunii. Principalele sale domenii de acțiune sunt agricole (accentul pe nutriția animalelor), alimentele industriale și nealimentare și sistemele de prelucrare a deșeurilor preconsumatoare și postconsumatoare. Scott produce cinci ambalaje pentru deșeurile alimentare: unitățile TS-20, TS-30, TS-40, THOR și MEGA-THOR, cu capacități variabile de la 2 la 40 de tone/oră și care necesită amprente de 400 până la 1.250 de metri pătrați (ft. .). Acestea sunt mașini configurate pe orizontală, unde un set de palete sau flete care se rotesc la 400 rpm sunt utilizate pentru a sparge ambalajul deschis.

Un aspect important al proiectării acestor unități este timpul minim de ședere pentru a minimiza fragmentarea ambalajului și introducerea pieselor de ambalare în deșeurile alimentare separate. „Pentru majoritatea mărfurilor, descoperim că deșeurile alimentare sunt separate de ambalajele lor în primele 20 la sută din camera orizontală”, explică Kevin Pedretti, Business Development Manager pentru Scott Equipment. "Odată ce pachetul este gol, acesta este transportat de-a lungul părții superioare a camerei de procesare de către paletele rotative sau flails, astfel încât ambalajul să părăsească camera practic întreagă." Ambalaje mai durabile, cum ar fi borcanele cu unt de arahide, în recipiente de plastic ambalate într-o cutie de carton, vor fi complet ambalate în continuare de-a lungul camerei de procesare orizontală.

Turbo Separator este conceput pentru a împacheta deșeurile alimentare fără a adăuga apă pentru a lichefia alimentele. „Avem mai multe instalații care împachetează deșeurile alimentare înainte de digestia anaerobă”, adaugă Pedretti. „Pentru reactoarele AD care sunt pe bază de lichide, utilizatorii adaugă apă la deșeurile alimentare ambalate, astfel încât pompele cu conținut scăzut de solide să poată transfera materia primă în reactoare.”

Facilitățile de compostare care utilizează separatorul turbo includ Republic Services în Anaheim, California, AgChoice în Newton New Jersey, E.L Harvey & Sons, în Westborough, Massachusetts și Napa Recycling în Napa, California. Facilitățile de digestie anaerobă care folosesc mașina Scott includ Agri Energy în Exeter, Maine.

Tiger HS640 are o freză verticală cu șnururi cu șurub de alimentare, care este lacerată de pachet, urmată de palete cu șuruburi pentru a elimina deșeurile alimentare, care sunt presate prin ecranul plăcii perforate.

Sistem de despachetare a tigrilor

Ecoverse distribuie un sistem italian, Cesaro Mac Import Tiger pentru preprocesarea deșeurilor alimentare. Tigerul este o combinație de tocător și ecran. O melcă cu șurub din partea inferioară a buncărului de alimentare mută ambele materiale în unitate și deschide pungile. Tiger-ul poate folosi apa de proces pentru a suspenda deșeurile alimentare pentru pompare într-un sistem AD cu conținut scăzut de solide sau le poate lăsa mai uscate pentru a fi utilizate în compostare sau în loturi cu solide ridicate AD.

Unitatea vine în două configurații: un profil redus și standard. Sistemul cu profil redus are un motor de moară de 30 kW (40 CP) sau 55 kW (74 CP), în timp ce modelul standard are ambele opțiuni ale motorului, împreună cu o a treia opțiune pentru un motor de moară de 75 kW (100 CP). Aceasta oferă capacități de procesare de 10 tone pe oră (tph), 20 tph și 40 tph. Motoarele separate rulează partea de alimentare și partea de extracție a sistemului. Amprenta podelei mașinii variază de la 75 mp ft. pentru HS 30 - 216 sq. ft. pentru HS 55 LP.

Tiger are o buncăr din oțel inoxidabil 8-cy care poate fi alimentat cu un stivuitor, încărcător sau transportor. Materialul este tras într-o moară verticală de două șnecuri cu șurub de alimentare care împachetează pachetul în partea inferioară a buncărului. (Cea de-a doua melc se pornește numai atunci când simte că melcul principal funcționează prea ușor și poate apărea o punte de material.) Odată ajuns la moara verticală, 19 palete din oțel rezistente la uzură, rotind la 950 RPM, îndepărtează deșeurile alimentare din ambalarea lor. Fluxul de respingere este ridicat la vârful morii pentru a fi extras cu un șurub cu melc. Deșeurile alimentare sunt presate fie într-un coș de plasă de perforare de jumătate de inch, fie de trei sferturi, care înfășoară întregul arbore. În acest moment, apa sau altă fracție lichidă poate fi adăugată de două linii de intrare la mijlocul morii, crescând procentul fracției lichide, după cum este necesar. Rata de recuperare este de 96 până la 98 la sută pentru „extracția uscată” (adică pentru compostarea materiilor prime) și 98 până la 99 la sută pentru „extracția umedă” (adică pentru substratul AD), conform Ecoverse, iar puritatea materiei recuperate este de 99,5 la sută sau mai mult.

Tigrii sunt în funcțiune la We Care/Denali din Staten Island, New York, Redux Nutrition din Vancouver, Canada și atât la Missouri Organics Recycling, cât și la St. Louis Composting în Missouri.

O evoluție

Depozitoarele de deșeuri alimentare au evoluat semnificativ de la primele modele bazate pe moara de ciocan. Facilitățile de digestie umedă care manipulează deșeurile de surse amestecate separate de la programele comerciale și/sau de diversificare rezidențiale privesc aceste tehnologii pentru a minimiza contaminanții problematici care intră în reactoarele lor de digestie. Instalațiile de compostare care manipulează deșeuri similare ar putea considera că aceste mașini merită investiția pentru a reduce costurile de eliminare a contaminării, precum și pentru a crea noi oportunități de taxe de basculare pentru ambalarea și reciclarea produselor alimentare industriale.