Brevet FR2744636A1 — publié le 19970814

La présente invention a pour objets un procédé de désinfection de déchets à risques biologiques et son dispositif associé. Ledit procédé,comme cela va ressortir de son descriptif, convient pour la désinfection de tous types de déchets à risques biologiques (métalliques, diélectrique ou isolant électrique),humides ou non,tels que les déchets générés par les médecins praticiens ou les laboratoires d'analyses à condition qu'ils ne contiennent pas en quantité trop importante de matières inflammables et/ou explosibles. Les déchets médicaux tels que cotons, aiguilles, plastiques..., peuvent actuellement être traités suivant plusieurs schémas possibles: - Les déchets peuvent être collectés en vue d'un traitement dans une unité spécialisée,tel qu'un incinérateur ou une installation de traitement thermique (vapeur surchauffée,hautes fréquences,micro- ondes...).Toutefois,de multiples manipulations (broyage,tri éventuel) sont nécessaires et un stockage intermédiaire pouvant aller jusqu'à plusieurs jours,conduit à une prolifération inacceptable des germes pathogènes et à des risques de contamination tout le long de la chaine de traitement (poubelle,broyeur,véhicule transporteur...). -Les déchets peuvent être traités sur place afin d'éliminer le problème de prolifération lors du stockage intermédiaire.Des machines fonctionnant avec de l'ozone ou des solutions désinfectantes sont en cours de dévellopement,mais elles se heurtent au problème des objets clos comme des aiguilles de prélèvement,dans lesquels les agents désinfectants ne rentrent pas. -D'autres machines,thermiques cette fois ci,commencent à être mises en oeuvre,mais celles-ci nécessitent soit un broyage des déchets pour un meilleur transfert thermique,soit de la vapeur surchauffée,soit une source radio-fréquence pour un chauffage plus rapide.Elles s'adressent - 2- à des capacités de traitement élevées(20 à 250Kg/h) et représentent un investissement lourd en occupant une place importante conduisant souvent à les mettre loin du lieu de génération du déchet, ce qui repose le problème du stockage intermédiaire et de la prolifération des germes. Le problème des petites structures médicales comme les médecins praticiens ou les petits laboratoires d'analyses,qui ne génèrent qu'une faible quantité de déchets journellement reste donc entier. En effet,ces petites structures génèrent de 1 à 5 KG de déchets par jour et sont contraintes de payer très cher leur transport et leur traitement dans une installation adaptée. La présente invention permet de résoudre ce problème de façon nouvelle, en réduisant de façon significative la contamination, pour un coût économique et avec un encombrement minimum. Le procédé objet de la présente invention consiste à désinfecter thermiquement le déchet en le compactant dans une presse chauffante et étanche aux gaz gràce à un joint,et isolée thermiquement afin que toutes les parties de la presse qui auraient pu être contaminées soient également désinfectées pendant le traitement. Ce compactage,permet d'augmenter la densité du déchet jusqu'à une valeur proche de sa densité théorique et donc d'améliorer considérablement la conductibilité thermique du déchet et de réduire ainsi la durée nécessaire pour que tout le déchet soit porté de façon homogène à une température suffisante pour la désinfection. Le piston de compactage et la chambre de compactage (aussi appelé moule)dans laquelle est compacté le déchet, sont munis de résistances électriques permettant le chauffage du déchet entre 0 et 200 C environ. Le caractère étanche de la zone de compactage,permet malgré la -3présence éventuelle de corps vaporisables, comme l'eau, dans le déchet, d'élever la température de ce dernier au delà de 100 C,avec consécutivement augmentation de la pression par vaporisation partielle de l'eau.La pression peut ainsi atteindre des valeurs de l'ordre de 10 bars pour un traitement à 180 C. L'utilisation d'un chauffage conventionnel, à savoir la conduction thermique à partir des parois chauffées de la presse, est donc rendu possible, en terme de durée de traitement, par le compactage des déchets qui voient ainsi leur densité et leur conductibilité thermique atteindre leurs valeurs optimales. Mais un autre avantage important est également obtenu,à savoir la possiblité de traiter indistinctement des déchets soit entièrement métalliques,soit entièrement exempts d'eau ou présentant des pertes diélectriques nulles,alors que les procédé mettant en oeuvre des sources d'énergie micro-ondes ou haute fréquence ne le permettent pas. Les figures 1,2 et 3 montrent des vues en coupe de l'appareil à désinfecter: -fig.1: presse en position ouverte prête à reçevoir un sac de déchet, -fig.2: presse en position fermée en cour de traitement, -fig.3: presse en position d'évacuation du déchet compacté. La figure 4 montre une vue en coupe détaillée du piston(2),du moule(4)et de sa réhausse de guidage (1) avec lesquels le déchet(11) est compacté et chauffé.Le piston est constitué d'une partie métallique creuse (2) dans laquelle se trouve la résistance électrique (9) qui permet de chauffer la face du piston(2) en contact avec le déchet(ll).Cette face est munie de trous (7) reliés à un filtre(6) à très haute efficacité(membrane minérale et/ou charbon actif) lui-même -4- relié à une vanne d'isolement (14).Cette vanne d'isolement est reliée à un évent (5) et un petit ventilateur d'extraction (16). A l'extérieur de la face cylindrique du piston(2) se trouve un joint gonflable (8), qui peut être aussi un simple joint torrique bien ajusté, permettant d'assurer l'étanchéité lors du traitement. Un trou d'évacuation (15) relié à une vanne d'isolement (12),permet en cas de nécessité d'évacuer des jus surabondants après désinfection. Le fonctionnement de la machine à désinfecter est le suivant: Le sac de déchets est introduit dans le moule (4) quand le piston(2) et son vérin (3) sont dégagés.Le piston (2) et le vérin (3) sont ensuite mis en place au dessus du moule soit manuellement soit gràce à une motorisation.Le vérin (3),qui peut être électrique ou hydraulique, peut alors faire descendre le piston (2).Pendant cette phase,la vanne d'isolement(14) est ouverte et l'extracteur d'air (16) en fonctionnement.Le joint gonflable(8) est dégonflé. Ainsi,l'air occlus dans le sac de déchets est aspiré via les trous (7) et le filtre (6).Le piston(2) descendant lentement,de l'air extérieur est même aspiré par l'espace situé entre le moule (4) et le piston (2) interdisant ainsi toute rétrodiffusion de contamination en dehors de la machine. Lorsque le compactage est terminé,le joint gonflable (8) est actionné et la vanne d'isolement (14) est fermée pour rendre étanche la zone de traitement.Les résistances électriques (9) et (13)sont alors mises en route jusqu'à la température de consigne.Un régulateur(non représenté) permet de moduler la puissance envoyée aux résistances pour maintenir cette température de consigne.Un capteur de pression(non représenté) permet de s'assurer que la pression atteinte dans la presse n'atteint pas des valeurs inacceptables ce qui aurait pour conséquence une - 5ouverture automatique de la vanne(14).Une pression excessive pourrait être atteinte soit par un dysfonctionnement du régulateur soit par la présence dans les déchets,de produits à tension de vapeur plus élevée que l'eau, comme l'alcool par exemple. Comme l'ensemble du moule et du piston est entouré d'un calorifuge(17) de 10 cm d'épaisseur environnles pertes thermiques sont très faibles. A titre d'exemple,pour une machine capable de traiter des sacs de déchets de 1 à 2 KG,soit un moule de diamètre intérieur 160 mm et une hauteur de déchet compacté de 50 mm environnles pertes thermiques sont estimées à environ 250W,pour une température de traitement de 180 C. Une fois donc la température de consigne atteinte, le déchet est maintenu dans ces conditions pendant un temps inversement proportionnel à la dite température de consigne.Par exemple pour un traitement à 130 C,la durée du traitement pourra être de une heure environ.A 180 C,le traitement pourra être de quelques minutes. Pendant le traitement thermique,le filtre (6),qui est directement en contact avec la face chaude du piston,se trouve également à une température similaire à celle atteinte par les déchets.Le filtre est ainsi désinfecté à chaque traitement, limitant au mieux les risques d'accumulation de contamination bactériologique et/ou virale. Dans le même ordre d'idées,la vanne d'isolement (14) est disposée très proche du filtre (6) et de la face chaude du piston (2) et de surcroit, comme cela a déjà été dit, l'ensemble est noyé dans un isolant thermique permettant de conserver une température homogène et suffisante à cette vanne pour être elle-même désinfectée. Un autre problème de contamination de la machine est également résolu de façon originale,à savoir,les parties du moule (4) et du piston (2) qui ne se trouvent pas dans la zone de traitement et qui auraient pu -6- être polluées lors du compactage du sac de déchets sont également désinfectées thermiquement.En effet,le piston(2),le moule(4) et sa réhausse (1) sont métalliques,donc bon conducteurs de la chaleur,et comme l'ensemble est entouré d'une forte épaisseur de calorifuge(17),la chaleur générée par les résistances est conduite jusqu'à la partie supérieure de la réhausse de guidage (1). Lorsque le temps de traitement requis est atteint,le chauffage est arrêté.On peut alors soit laisser le déchet compacté en place jusqu'à ce qu'il refroidisse,ce qui compte tenu de la bonne isolation thermique mise en place autour du moule et du piston,nécessitera plusieurs heures améliorant d'autant le traitement,soit le retirer afin de traiter un autre sac de déchets.Dans ce cas,la vanne d'isolement (14) est ouverte progressivement ce qui permet de détendre l'eau surchauffée contenue généralement dans les déchets (sang,urine...) et donc de l'évacuer sous forme de vapeur. Cette vaporisation conduit à un refroidissement plus rapide de la galette de déchet compacté. Le vérin (3)est ensuite actionné pour remonter le piston(2). Là,deux caractéristiques essentielles permettent une simplification importante de la machine à désinfecter et donc une réduction sensible de son coût: - le moule (4) présente une contre dépouille pour faciliter le démoulage, - la face du piston(2) qui est en contact avec le déchet(ll) compacté est munie d'ergots (10) permettant l'accrochage de la galette de déchet au piston(2) lors de son dégagement. On notera que les déchets se trouvent sous forme d'une galette rigide par le fait qu'il se trouvaient, préalablement à leur traitement, dans - 7- un sac en matière plastique tel que du polyéthylène,qui une fois fondu sous l'action de la chaleur,s'est rigidifié, permettant au déchet de garder sa forme compactée. Après dégagement complet du piston(2) et de la galette de déchet,un petit mouvement de translation de la galette de déchet par rapport au piston,obtenu gràce à la butée(19)indiquée fig.3, permet de les désolidariser et de faire tomber la galette de déchet dans le chariot(18).On peut ensuite réaliser le traitement d'un autre sac de déchets. On voit donc que le dispositif décrit permet une désinfection des déchets à risques biologiques sans contaminer de matériel superflu tel qu'un broyeur et surtout en s'autodécontaminant à chaque opération. Suivant une variante,le dispositif objet de la présente invention permet également la stérilisation d'objets en vue d'une réutilisation, tels que des scalpels,récipients.... Dans ce cas,on n'utilisera préférentiellement une machine dédiée à cette seule utilisation et l'on pratiquera les désinfections dans une autre installation. -8- REVENDICATIONS 1-Procédé de désinfection thermique de déchets à risques biologiques, notamment de déchets de médecins praticiens,ledit procédé comprenant le chauffage entre 100 C et 200 C des dits déchets et étant caractérisé en ce que le chauffage est effectué en maintenant lesdits déchets compactés dans une presse chauffante, étanche aux gaz et thermiquement isolée qui s'autodésinfecte complètement à chaque traitement. 2-Procédé selon la revendication 1,caractérisé en ce que les parties de la presse qui ont été en contact avec les déchets (piston(2), réhausse(1), moule(4), filtre(6), vannes(12) et (14))sont métalliques, donc bons conducteurs thermiques et entourés d'un calorifuge(17) afin de les maintenir à une température voisine de celle du traitement et donc suffisante pour leur désinfection. 3-Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2,caractérisé en ce que le piston de compactage(2) est perçé de plusieurs orifices(7) reliés à un filtre(6) et un extracteur d'air(16) pour permettre pendant le compactage des déchets, la filtration et l'évacuation sûre de l'air vicié occlus dans les dits déchets. 4-Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,caractérisé en ce que le moule(4) dans lequel est compacté le déchet présente une contre dépouille afin de faciliter le démoulage de la galette de déchet compacté. -Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,caractérisé en ce que le piston de compactage(2) est muni, sur sa face en contact avec le déchet, d'ergots(10) permettant l'accrochage de la galette de déchet compacté, lors de son démoulage. - 9- 6-Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,caractérisé en ce qu'il comprend: -un moule(4) et un piston(2) dotés d'éléments chauffants (9) et (13) tels que des résistances électriques et munis d'un joint(8) permettant d'obtenir une chambre de compactage étanche, -une réhausse(l) de guidage des déchets lors du compactage,conductrice de la chaleur et thermiquement isolée afin qu'elle soit elle aussi désinfectée, -un filtre(6) permettant la filtration et l'évacuation de l'air emprisonné dans les déchets,lors de leur compactage. Ce filtre,qui peut être à charbon actif afin d'être bon conducteur thermique, étant disposé au niveau des résistances chauffantes(9) afin qu'il soit lui-même désinfecté lors du traitement thermique, -Une vanne(14) de mise à l'air disposée après le filtre(6) et proche également des résistances chauffantes(9) afin qu'elle soit désinfectée à chaque traitement, -Un capteur de température et un régulateur modulant la puissance envoyée aux résistances électriques(9) et (13), -Un capteur de pression pour s'assurer que la pression à l'intérieur du moule(4)reste dans les limites de résistance mécanique de celui-ci. -Un calorifuge(17) entourant l'ensemble des éléments en contact avec les déchets (piston(2), moule(4), réhausse(1), filtre(6), vannes(12) et (14)) afin de limiter les pertes thermiques et permettre à ces dits éléments d'être portés à une température voisine de celle atteinte par les déchets et donc d'être également désinfectés.