×
27.01.2015
216.013.217b

БИОРЕАКТОР

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к сельскому хозяйству и предназначено для анаэробного сбраживания органических отходов сельскохозяйственного производства, и может быть использовано для производства биогаза, органических удобрений и кормовой биологической добавки. Согласно изобретению биореактор включает герметичный вертикальный цилиндрический резервуар, установленный на опорах, загрузочный и выгрузочный патрубки, патрубок для отвода биогаза. Резервуар снабжен днищем в форме усеченного конуса, обтянутого нагревательной лентой, сам резервуар также обмотан нагревательной лентой и снабжен куполом, имеющим форму усеченного конуса, обращенного меньшим основанием вверх. Внутри резервуара установлено перемешивающее устройство, представляющее собой трехъярусную лопастную мешалку, выполненную в виде закрепленных крест-накрест на вертикальном валу (10) стальных пластин прямоугольного сечения, снабженных неподвижно закрепленными лопатками (11) в виде плоских стальных пластин прямоугольного сечения, установленных параллельно валу. Верхние лопасти (7) мешалки установлены перпендикулярно к оси вала, каждая лопасть снабжена перпендикулярно установленной на ней лопаткой, направленной вниз, а средние и нижние лопасти мешалки повторяют форму днища резервуара, лопатки которых прикреплены на лопастях и направлены вверх. Средние лопасти (8) мешалки имеют по одной лопатке, а нижние лопасти (9) - от трех и более лопаток, расположенных с зазором по всей поверхности лопасти. Изобретение обеспечивает повышение производительности биореактора и увеличение выхода биогаза. 3 ил.
Основные результаты: Биореактор, включающий герметичный вертикальный цилиндрический резервуар, установленный на опорах, загрузочный и выгрузочный патрубки, патрубок для отвода биогаза, резервуар снабжен днищем в форме усеченного конуса, обтянутого нагревательной лентой, отличающийся тем, что резервуар обмотан нагревательной лентой и снабжен куполом, имеющим форму усеченного конуса, обращенного меньшим основанием вверх, внутри резервуара установлено перемешивающее устройство, представляющее собой трехъярусную лопастную мешалку, выполненную в виде закрепленных крест-накрест на вертикальном валу стальных пластин прямоугольного сечения, снабженных неподвижно закрепленными лопатками в виде плоских стальных пластин прямоугольного сечения, установленных параллельно валу, при этом верхние лопасти мешалки установлены перпендикулярно к оси вала, каждая лопасть снабжена перпендикулярно установленной на ней лопаткой, направленной вниз, а средние и нижние лопасти мешалки повторяют форму днища резервуара, лопатки которых прикреплены на лопастях и направлены вверх, причем средние лопасти мешалки имеют по одной лопатке, а нижние лопасти - от трех и более лопаток, расположенных с зазором по всей поверхности лопасти.
Реферат Свернуть Развернуть

Предлагаемое изобретение относится к сельскому хозяйству, предназначено для анаэробного сбраживания органических отходов сельскохозяйственного производства и может быть использовано для производства биогаза, органических удобрений и кормовой биологической добавки.

Известна биометановая установка (RU 2101350, C12M 1/107, C02F1, опубл. 10.01.1998), состоящая из корпуса с перегородками, установленными с образованием отсеков кислого, нейтрального, щелочного, метанового брожения, перемешивающего устройства, снабженного валом, приводом и лопастями. Установка снабжена гидравлическим затвором и секцией осаждения твердой составляющей послеброжевого остатка с патрубком отвода последнего.

Недостатком данной биометановой установки является повышенная сложность конструкции, состоящей из 4 отсеков, которые создают неудобства при эксплуатации. Имеющееся перемешивающее устройство не полностью охватывает объем отсеков, что обуславливает скопление осадочного материала в углах отсеков.

Известен биореактор (RU 2427123, C02F 3/28, C02F 11/04, А01С 3/02, опубл. 27.08.2011), состоящий из корпуса, представляющего собой стальную металлическую трубчатую емкость, которая разделена перегородками-сегментами на несколько секций и имеющая лопасти для смешивания.

Недостатками данного устройства являются сложность конструкции резервуара за счет плавающего газгольдера и резервуара для горячей воды, а также невысокая степень эффективности перемешивания сбраживаемой массы, что снижает выход продукта.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является биореактор, содержащий герметичный вертикальный цилиндрический резервуар, установленный на опорах. Резервуар имеет сферический купол и конусное днище, обтянутое нагревательной лентой. Резервуар снабжен загрузочным и выгрузочным патрубками, патрубком для отвода биогаза ( см. RU 124261 Ul, C05F3/00, опубл. 20.01.2013 г.).

Однако известный биореактор имеет недостаточно высокую производительность из-за длительности протекания в нем процессов брожения, а также невысокий выход биогаза. Кроме того, в резервуаре возможно образование плавающей корки, затрудняющей выход биогаза.

Известно, что биогаз - продукт жизнедеятельности метаногенов, микроорганизмов, размножающихся и продуцирующих биогаз только в анаэробных условиях (см. Руководство по биогазу. От получения до использования/ 5-е полностью перераб. издание. - Гюльцов: 2010. Размещение на сайте www.stadtdruckerei-weidner.de).

Технический результат изобретения - повышение производительности биореактора и увеличение выхода биогаза.

Указанный технический результат достигается тем, что в биореакторе, включающем герметичный вертикальный цилиндрический резервуар, установленный на опорах, загрузочный и выгрузочный патрубки, патрубок для отвода биогаза, резервуар снабжен днищем в форме усеченного конуса, обтянутого нагревательной лентой, согласно изобретению резервуар обмотан нагревательной лентой и снабжен куполом, имеющим форму усеченного конуса, обращенного меньшим основанием вверх, внутри резервуара установлено перемешивающее устройство, представляющее собой трехъярусную лопастную мешалку, выполненную в виде закрепленных крест-накрест на вертикальном валу стальных пластин прямоугольного сечения, снабженных неподвижно закрепленными лопатками в виде плоских стальных пластин прямоугольного сечения, установленных параллельно валу, при этом верхние лопасти мешалки установлены перпендикулярно к оси вала, каждая лопасть снабжена перпендикулярно установленной на ней лопаткой, направленной вниз, а средние и нижние лопасти мешалки повторяют форму днища резервуара, лопатки которых прикреплены на лопастях и направлены вверх, причем средние лопасти мешалки имеют по одной лопатке, а нижние лопасти - от трех и более лопаток, расположенных с зазором по всей поверхности лопасти.

Отличительными признаками заявляемого устройства являются наличие перемешивающего устройства, дополнительная обмотка резервуара нагревательной лентой.

В предлагаемом биореакторе наличие перемешивающего устройства с заявляемой формой лопастей и лопаток обеспечивает равномерное перемешивание находящейся в резервуаре массы, что позволяет получить высокую степень разложения субстрата, необходимо для получения максимального выхода биогаза. Выполнение средней и нижней лопастей мешалки, повторяющих форму днища резервуара, обеспечивает предотвращение от выпадения осадков на стенках и днище, от налипаний загрязнений на стенках, благодаря чему улучшается теплообмен, ускоряются процессы брожения в резервуаре. Все это способствует повышению производительности биореактора.

Частицы субстрата при вращении ударяются о среднюю и нижнюю лопасти мешалки и будут отталкиваться от нее в разных направлениях под действием центробежной силы, действующей в радиальном направлении, и силы тяжести, действующей по вертикали вниз. При этом конструкция верхней лопасти и установленные на ней вертикальные лопатки создают перекрестные токи. Это повышает радиально-осевую циркуляцию жидкости и обеспечивает интенсивное перемешивание субстрата.

Таким образом, интенсификация перемешивания за счет установки трехъярусной лопастной мешалки с вертикальными лопатками, ускорение и поддержание температуры резервуара за счет обмотки его и днища нагревательной лентой позволяет повысить интенсивность, стабильность и полноту биохимических процессов в биореакторе, увеличить выход биогаза.

Конструкция заявляемого биореактора поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана схема предлагаемой установки, на фиг.2 показан разрез А-А фиг.1, на фиг.3 - разрез В-В фиг.2.

Биореактор включает вертикальный цилиндрический резервуар 1, внешняя часть которого обмотана нагревательной лентой 2, соединенной с терморегулятором 3. Резервуар 1 установлен на опорах 4 и снабжен куполом 5 и днищем 6, имеющими форму усеченного конуса. Днище 6 обращено меньшим основанием вниз, а купол 5 наоборот - вверх. В резервуаре 1 находится перемешивающее устройство, представляющее собой трехъярусную лопастную мешалку с лопастями 7, 8, 9, выполненными в виде закрепленных крест-накрест на вертикальном валу 10 стальных пластин прямоугольного сечения. Лопасти 7, 8, 9 мешалки снабжены неподвижно закрепленными лопатками 11 в виде плоских стальных пластин прямоугольного сечения, установленных параллельно валу 10, ориентированному по центру резервуара 1. Верхние лопасти 7 установлены перпендикулярно к оси вала 10. Каждая лопасть 7 снабжена перпендикулярно установленной на ней лопаткой 11, направленной вниз. Средняя 8 и нижняя 9 лопасти повторяют форму днища 6 резервуара 1, лопатки 11 которых прикреплены на лопастях и направлены вверх. Каждая средняя лопасть 8 мешалки имеет по одной лопатке 11, а нижние лопасти 9 - от трех и более лопаток 11, расположенных с зазором по всей поверхности лопасти.

На куполе 5 резервуара 1 установлены загрузочный патрубок 12, датчик давления 13, патрубок 14 для отвода биогаза и подшипниковая опора 15 с резиновой прокладкой для сохранения герметичности резервуара. Перемешивающее устройство соединено с приводом 16 и клиноременной передачей 17. В нижней части конического днища 6 расположен выгрузочный патрубок 18.

Биореактор работает следующим образом.

Для создания анаэробной среды через загрузочный патрубок 12 заливают воду до полного заполнения резервуара 1. Далее исходный материал в виде органических отходов животноводства (разжиженный свежий навоз (помет) с влажностью 92-93%) вводят через загрузочный патрубок 12 и заполняют резервуар 1 до уровня 3/4 его высоты. После заполнения резервуара 1 исходным материалом из резервуара 1 сливают оставшуюся в нем воду и включают нагревательную ленту 2, регулируемую терморегулятором 3, для поддержания температуры 33-36°С. Терморегулятор при достижении 36°С автоматически отключает нагревательную ленту и включает при достижении температуры 33°С. В таком состоянии в резервуаре 1 в течение 6 дней идет метановое сбраживание, при этом каждые 2 дня в течение 10 минут включают перемешивающее устройство для равномерного обеспечения питательными веществами метанобразующих бактерий, предотвращения осадочного материала и корки под куполом 5, которая препятствует выходу биогаза. Коническая форма купола 5 резервуара 1 образует свободный объем для скапливания образующегося биогаза, который, скапливаясь, выходит через патрубок 14. Лопасти 7, 8, 9 обеспечивают наиболее полное перемешивание субстрата, препятствуют осадку тяжелых частиц субстрата на дно и разрушают образующуюся корку субстрата под куполом 5.

После 6-го дня сбраживания выгрузку переработанных отходов осуществляют периодически каждые 2 дня. При загрузке реактора новым сырьем объем его пропорционален выгружаемому сырью через патрубок 18. Форма днища резервуара в виде усеченного конуса обеспечивает качество выгрузки переработанных отходов.

Давление в емкости отслеживается при помощи датчика 13.

Получаемый из биореактора газ может применяться в бытовых нуждах, а переработанный субстрат является биологическим удобрением. Он лишен специфического запаха, полностью обеззаражен и может применяться в качестве удобрения без дополнительных операций. Также данный субстрат после определенных технических операций может быть использован в качестве кормовой добавки для сельскохозяйственных животных.

Высокие цены на энергоносители делают эксплуатацию биореактора рентабельной, при этом использование установки улучшает экологическое состояние окружающей среды и решает экономические вопросы приобретения удобрений и кормовых добавок.

Биореактор, включающий герметичный вертикальный цилиндрический резервуар, установленный на опорах, загрузочный и выгрузочный патрубки, патрубок для отвода биогаза, резервуар снабжен днищем в форме усеченного конуса, обтянутого нагревательной лентой, отличающийся тем, что резервуар обмотан нагревательной лентой и снабжен куполом, имеющим форму усеченного конуса, обращенного меньшим основанием вверх, внутри резервуара установлено перемешивающее устройство, представляющее собой трехъярусную лопастную мешалку, выполненную в виде закрепленных крест-накрест на вертикальном валу стальных пластин прямоугольного сечения, снабженных неподвижно закрепленными лопатками в виде плоских стальных пластин прямоугольного сечения, установленных параллельно валу, при этом верхние лопасти мешалки установлены перпендикулярно к оси вала, каждая лопасть снабжена перпендикулярно установленной на ней лопаткой, направленной вниз, а средние и нижние лопасти мешалки повторяют форму днища резервуара, лопатки которых прикреплены на лопастях и направлены вверх, причем средние лопасти мешалки имеют по одной лопатке, а нижние лопасти - от трех и более лопаток, расположенных с зазором по всей поверхности лопасти.
БИОРЕАКТОР
БИОРЕАКТОР
БИОРЕАКТОР
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 75.
10.01.2013
№216.012.16f9

Способ получения сухой натуральной пищевой добавки для производства мясных продуктов

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано в качестве натуральной добавки к пище при производстве мясных продуктов. Способ предусматривает подготовку говяжьего рубца, включающую очистку, промывку, выдерживание в 5%-ном растворе горчичного порошка в течение 20-25...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471373
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.17c0

Сепаратор сыпучих материалов

Изобретение относится к области разделения сыпучих материалов и может быть использовано в сельском хозяйстве при очистке зерна и продуктов его обработки, мукомольно-крупяной, строительной и химической промышленности. Сепаратор сыпучих материалов включает установленные зигзагообразно в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471572
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.17c5

Сепаратор для разделения сыпучих материалов по упругим свойствам

Изобретение относится к устройствам для разделения сыпучих материалов по упругим свойствами и может быть использовано в сельском хозяйстве при очистке семян зерновых культур. Сепаратор для разделения сыпучих материалов по упругим свойствам содержит загрузочный бункер, на выходе которого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471577
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.17c6

Вертикальный сепаратор-транспортер

Изобретение относится к области разделения сыпучих смесей по форме, упругости и свойствам поверхности составляющих их частиц и может найти применение в сельском хозяйстве при очистке зерна и продуктов его переработки. Вертикальный сепаратор-транспортер включает загрузочно-разгрузочный приемник,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471578
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.1874

Сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий из бетона в гражданском и промышленном строительстве, в том числе с использованием нанотехнологий. Сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой, включающая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471752
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.18e1

Косметическое мыло и способ его изготовления

Изобретение относится к косметической промышленности, в частности к производству мыла с растительными добавками. Косметическое мыло включает мыльную основу на базе детского мыла, воду и растительные добавки, представляющие собой порошки из плодов и ягод, полученные с применением микроволновой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471861
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.01.2013
№216.012.1acc

Биологически активная добавка к пище "селен-йод-эластин"

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано в качестве биологически активной добавки (БАД) к пище, корректирующей недостаток йода и селена. БАД к пище содержит гидролизат соединительно-тканного белка эластина, модифицированного селенитом натрия при рН, равном 9,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472354
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1c8a

Способ получения гексаметилфосфортриамида

Изобретение относится к способу получения гексаметилфосфортриамида, который может использоваться в химической промышленности. Предложен способ, предусматривающий обработку хлорокиси фосфора избытком диметиламина в среде толуола, добавление по каплям смеси хлорокиси фосфора и толуола, после...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472800
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1cc7

Устройство для пропитки и пролежки кожевенного и мехового полуфабриката

Изобретение относится к кожевенному производству. Устройство для пропитки и пролежки кожевенного и мехового полуфабриката, которое содержит в нижней части намазное устройство для нанесения рабочих составов на холостую ветвь питающего транспортера, установленного над намазным устройством,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472861
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.1e42

Способ производства варено-копченого продукта из говядины

Изобретение относится к мясной промышленности, в частности к производству варено-копченого продукта из говядины. Подготовленное мясное сырье шприцуют бактериальным препаратом, представляющим собой замороженную концентрированную закваску на основе пропионовокислых бактерий Propionibacterium...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473247
Дата охранного документа: 27.01.2013
Показаны записи 1-10 из 75.
10.01.2013
№216.012.16f9

Способ получения сухой натуральной пищевой добавки для производства мясных продуктов

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано в качестве натуральной добавки к пище при производстве мясных продуктов. Способ предусматривает подготовку говяжьего рубца, включающую очистку, промывку, выдерживание в 5%-ном растворе горчичного порошка в течение 20-25...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471373
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.17c0

Сепаратор сыпучих материалов

Изобретение относится к области разделения сыпучих материалов и может быть использовано в сельском хозяйстве при очистке зерна и продуктов его обработки, мукомольно-крупяной, строительной и химической промышленности. Сепаратор сыпучих материалов включает установленные зигзагообразно в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471572
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.17c5

Сепаратор для разделения сыпучих материалов по упругим свойствам

Изобретение относится к устройствам для разделения сыпучих материалов по упругим свойствами и может быть использовано в сельском хозяйстве при очистке семян зерновых культур. Сепаратор для разделения сыпучих материалов по упругим свойствам содержит загрузочный бункер, на выходе которого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471577
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.17c6

Вертикальный сепаратор-транспортер

Изобретение относится к области разделения сыпучих смесей по форме, упругости и свойствам поверхности составляющих их частиц и может найти применение в сельском хозяйстве при очистке зерна и продуктов его переработки. Вертикальный сепаратор-транспортер включает загрузочно-разгрузочный приемник,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471578
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.1874

Сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий из бетона в гражданском и промышленном строительстве, в том числе с использованием нанотехнологий. Сырьевая смесь для высокопрочного бетона с нанодисперсной добавкой, включающая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471752
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.18e1

Косметическое мыло и способ его изготовления

Изобретение относится к косметической промышленности, в частности к производству мыла с растительными добавками. Косметическое мыло включает мыльную основу на базе детского мыла, воду и растительные добавки, представляющие собой порошки из плодов и ягод, полученные с применением микроволновой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471861
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.01.2013
№216.012.1acc

Биологически активная добавка к пище "селен-йод-эластин"

Изобретение относится к пищевой промышленности и может быть использовано в качестве биологически активной добавки (БАД) к пище, корректирующей недостаток йода и селена. БАД к пище содержит гидролизат соединительно-тканного белка эластина, модифицированного селенитом натрия при рН, равном 9,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472354
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1c8a

Способ получения гексаметилфосфортриамида

Изобретение относится к способу получения гексаметилфосфортриамида, который может использоваться в химической промышленности. Предложен способ, предусматривающий обработку хлорокиси фосфора избытком диметиламина в среде толуола, добавление по каплям смеси хлорокиси фосфора и толуола, после...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472800
Дата охранного документа: 20.01.2013
20.01.2013
№216.012.1cc7

Устройство для пропитки и пролежки кожевенного и мехового полуфабриката

Изобретение относится к кожевенному производству. Устройство для пропитки и пролежки кожевенного и мехового полуфабриката, которое содержит в нижней части намазное устройство для нанесения рабочих составов на холостую ветвь питающего транспортера, установленного над намазным устройством,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472861
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.01.2013
№216.012.1e42

Способ производства варено-копченого продукта из говядины

Изобретение относится к мясной промышленности, в частности к производству варено-копченого продукта из говядины. Подготовленное мясное сырье шприцуют бактериальным препаратом, представляющим собой замороженную концентрированную закваску на основе пропионовокислых бактерий Propionibacterium...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473247
Дата охранного документа: 27.01.2013
+ добавить свой РИД