RU152918U1 - Биореактор - Google Patents
Биореактор Download PDFInfo
- Publication number
- RU152918U1 RU152918U1 RU2015109021/13U RU2015109021U RU152918U1 RU 152918 U1 RU152918 U1 RU 152918U1 RU 2015109021/13 U RU2015109021/13 U RU 2015109021/13U RU 2015109021 U RU2015109021 U RU 2015109021U RU 152918 U1 RU152918 U1 RU 152918U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bioreactor
- tubular shaft
- vertical tubular
- mixer
- heat exchanger
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
1. Биореактор, содержащий герметичный теплоизолированный корпус с крышкой, патрубки подвода и отвода биомассы, патрубок отвода биогаза, теплообменник-мешалку и привод, отличающийся тем, что теплообменник-мешалка выполнен в виде вертикального трубчатого вала с четырьмя лопастями, изготовленными из труб хромомолибденовой стали, при этом лопасти, имеющие скобообразную форму, расположены симметрично и жестко прикреплены к вертикальному трубчатому валу с возможностью вращения в горизонтальной плоскости.2. Биореактор по п.1, отличающийся тем, что теплообменник-мешалка установлен соосно с камерой сбраживания, верхняя и нижняя части которого жестко установлены в подшипниках качения с сальниковыми уплотнителями, прикрепленных к крышке и корпусу биореактора, и соединены с источником теплоты посредством неподвижно закрепленных цилиндрических труб, одни концы которых связаны с источником теплоты с помощью труб, а в других установлены концы вертикального трубчатого вала с сальниковыми уплотнителями.3. Биореактор по п.1, отличающийся тем, что посередине верхней части вертикального трубчатого вала жестко прикреплен ведомый шкив, связанный с электродвигателем посредством клиноременной передачи.
Description
Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к сельскому хозяйству, в частности к биогазовым установкам и может быть использована для переработки отходов животноводства и птицеводства в фермерских и крестьянских хозяйствах.
Уровень техники
Для переработки отходов животноводства и птицеводства и получения из них биогаза и биоудобрений используются биореакторы (биогазовые установки), применение которых ограничиваются высокими затратами тепловой энергии на поддержание процесса анаэробного сбраживания, высокой металлоемкостью конструкции и малым выходом биогаза.
Для эффективной работы биореактора и поддерживания стабильности процесса сбраживания, сырье необходимо нагревать до температуры протекания анаэробных процессов и периодически перемешивать для предотвращения участков, имеющих разную температуру, равномерности теплопередачи и равномерного нагрева биомассы. Резкие перепады температуры и частое или продолжительное перемешивание нежелательны.
Эти операции выполняются теплообменником и мешалкой, установленными внутри биореактора и работающими независимо друг от друга. Такое конструктивное решение приводит к увеличению металлоемкости конструкций и энергетических затрат.
Поэтому главная задача современной технологии переработки отходов животноводства и птицеводства является максимальное совмещение технологических операций с целью снижения энергетических затрат, металлоемкости и увеличения выхода биогаза.
В связи с этим для анаэробного сбраживания отходов необходимо применять высокоэффективные биореакторы.
Известен биореактор включающий в себя корпус, разделенный на четыре секции, внутри которых расположены теплообменники и перемешивающие устройства, работающие независимо друг от друга [1].
К недостаткам данного биореактора следует отнести сложность конструкции, неравномерный нагрев и неравномерное перемешивание всего объема биомассы.
Известен биореактор включающий в себя корпус внутри которого расположены циркуляционная и перфорированная трубы. Циркуляционная труба заполняется подогреваемой ТЭН-ом водой, часть биогаза с помощью компрессора подается в перфорированную трубу и через перфорацию поступает в корпус, приводя к перемешиванию прогретой биомассы в корпусе [2].
К недостаткам данного биореактора следует отнести сложность конструкции, постоянное и избыточное перемешивание биомассы и нерациональное использование получаемого биогаза.
Наиболее близким по технической сущности, достигаемому положительному эффекту и принятым авторами за прототип является биогазовая установка, представляющая собой биореактор, внутри которого размещен теплообменник, трубопровод приема и трубопровод отвода биомассы, перемешивающее устройство выполненное в виде вертикального вала, на котором установлены лопатки. Вне реактора установлен солнечный нагреватель, соединенный с теплообменником [3].
К недостаткам известной биогазовой установки следует отнести сложность конструкции, неравномерный нагрев и перемешивание биомассы по всему объему биореактора.
Для снижения энергоемкости процесса и увеличения объема выхода биогаза, необходимо разработать биореактор для анаэробного сбраживания отходов, состоящий из корпуса, теплообменника-мешалки объединенных в один узел, позволяющий снизить металлоемкость конструкции и энергетические затраты, увеличить равномерность теплообмена и перемешивания биомассы по всему объему биореактора.
Раскрытие полезной модели
Задачей полезной модели является снижение энергоемкости процесса и увеличение объема выхода биогаза путем повышения равномерности теплопередачи и перемешивания биомассы по всему объему биореактора.
Технический результат предлагаемой полезной модели сводится к нагреву и перемешиванию биомассы одновременно одним устройством, снижению металлоемкости конструкции и энергетических затрат, увеличению равномерности теплообмена и перемешивания биомассы по всему объему биореактора.
Технический результат достигается тем, что биореактор содержит герметичный теплоизолированный корпус с крышкой, патрубки подвода и отвода биомассы, патрубок отвода биогаза, теплообменник-мешалку и привод.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в следующем.
Предлагаемая конструкция включает в себя теплообменник-мешалку, выполненный виде вертикального трубчатого вала с четырьмя лопастями, изготовленными из труб хромомолибденовой стали, при этом лопасти, имеющие скобообразную форму расположены симметрично и жестко прикреплены к вертикальному трубчатому валу с возможностью вращения в горизонтальной плоскости.
Теплообменник-мешалка установлен соосно с камерой сбраживания, верхняя и нижняя части которого жестко установлены в подшипниках качения с сальниковыми уплотнителями, прикрепленных к крышке и корпусу биореактора и соединен с источником теплоты посредством неподвижно закрепленных цилиндрических труб, одни концы которых связаны с источником теплоты с помощью труб, а в других установлены концы вертикального трубчатого вала с сальниковыми уплотнителями.
Посередине верхней части вертикального трубчатого вала жестко прикреплен ведомый шкив, связанный с электродвигателем посредством клиноременной передачи.
Благодаря такому конструктивному исполнению биореактора снижается металлоемкость конструкции и энергетические затраты, увеличивается объем выхода биогаза за счет равномерного теплообмена и перемешивания биомассы по всему объему биореактора.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показан биореактор; на фиг. 2 показана схема расположения лопастей теплообменника - мешалки.
Осуществление полезной модели
Изображенный на фиг. 1 биореактор, состоит из герметичного теплоизолированного корпуса 1 с крышкой 2, патрубков подвода 3 и отвода 4 биомассы, патрубка отвода биогаза 5, теплообменника-мешалки 6.
Теплообменник-мешалка 6, выполнен виде вертикального трубчатого вала с четырьмя лопастями (на фиг. не пронумерованы), изготовленными из труб хромомолибденовой стали, при этом лопасти, имеющие скобообразную форму расположены симметрично и жестко прикреплены к вертикальному трубчатому валу (на фиг. не пронумерован) с возможностью вращения в горизонтальной плоскости.
Теплообменник-мешалка 6 установлен соосно с камерой сбраживания, верхняя и нижняя части которого жестко установлены в подшипниках качения 7 с сальниковыми уплотнителями 8, прикрепленных к крышке 2 и корпусу 1 биореактора и соединен с источником теплоты посредством неподвижно закрепленных цилиндрических труб 9, одни концы которых соединены с источником теплоты 10 с помощью труб 11 и 12, а в других установлены концы вертикального трубчатого вала (на фиг. не пронумерован) с сальниковыми уплотнителями 8.
Посередине верхней части вертикального трубчатого вала (на фиг. не пронумерован) жестко прикреплен ведомый шкив 13, связанный с электродвигателем 14 посредством клиноременной передачи 15. Электродвигатель 14 снабжен пультом управления 16 и реле временем 17.
Биореактор работает следующим образом.
Из источника теплоты 10 нагретый теплоноситель (на фиг. не показан) поступает по подающей трубе 11 через цилиндрическую трубу 9 в вертикальный трубчатый вал (на фиг. не пронумерован) теплообменника-мешалки 6 и под напором распределяется по всем его лопастям (на фиг. не пронумерован), нагревая биомассу. Через нижнюю часть теплообменника-мешалки 6 нагретый теплоноситель (на фиг. не показан) поступает в нижнюю цилиндрическую трубу 9 и по трубе 12 возвращается к источнику теплоты 10. Происходит постоянный нагрев биомассы и циркуляция теплоносителя.
Оператор включает электродвигатель 14 и крутящий момент посредством клиноременной передачи 15 передается на ведомый шкив 13, который приводит во вращение вертикальный трубчатый вал (на фиг. не пронумерован) теплообменника-мешалки 6 с частотой вращения 7…8 мин-1, осуществляя равномерный теплообмен и перемешивание биомассы. Перемешивание биомассы осуществляется через 2…3 часа, продолжительностью 10…15 минут, весь процесс контролируется реле временем 17. Нагрев биомассы для протекания термофильного процесса не должен превышать 50…60°C для снижения энергоемкости процесса и увеличения объема выхода биогаза (режим работы выбирается конструктивно в зависимости от вида отходов).
Совмещение перемешивающего устройства и теплообменника в один конструктивный узел, позволяет нагревать и перемешивать биомассу более равномерно за счет вращения теплообменника-мешалки и передачи тепла биомассе по всему объему биореактора в отличии от всех существующих теплообменников которые позволяют нагревать и перемешивать только ограниченные зоны, что приводит к неравномерному нагреву и перемешиванию биомассы.
Экспериментальный образец биореактора изготовлен и испытан в лаборатории «Энергосберегающие технологии» ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет им. В.М. Кокова» и показал высокие качества анаэробного сбраживания отходов птицеводства.
Предлагаемая конструкция биореактора по сравнению с прототипом и другими техническими решениями имеет следующие преимущества:
- простота и малая металлоемкость конструкции;
- способность выполнения одновременно нагрева и перемешивания биомассы;
- способность снизить энергетические затраты на нагрев биомассы;
- способность увеличить объем выхода биогаза.
Источники информации
1. Пат. 2491330 Российская Федерация МПК7 C12M 1/04. Биореактор емкостный / В.Н. Кононов, Н.А. Овсянникова; заявители и патентообладатели В.Н. Кононов, Н.А. Овсянникова. - №2011150342/10; заявл. 09.12.11; опубл. 27.08.13, Бюл. №24 - 10 с.: ил.
2. Пат. 2430153 Российская Федерация МПК7 C12M 1/04. Биореактор / Д.Ю. Суслов, Л.А. Кущев; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова». - №2009139543/13; заявл. 26.10.09; опубл. 10.05.11, Бюл.№13 - 7 с.: ил.
3. Пат. 2065408 Российская Федерация МПК6 C02F 3/28. Биогазовая установка / А.К. Ильин, О.П. Ковалев, В.А. тимошенко; заявитель и патентообладатель: Институт проблем морских технологий Дальневосточного отделения РАН. - №94011881/26; заявл. 05.04.94; опубл. 20.08.96.
Claims (3)
1. Биореактор, содержащий герметичный теплоизолированный корпус с крышкой, патрубки подвода и отвода биомассы, патрубок отвода биогаза, теплообменник-мешалку и привод, отличающийся тем, что теплообменник-мешалка выполнен в виде вертикального трубчатого вала с четырьмя лопастями, изготовленными из труб хромомолибденовой стали, при этом лопасти, имеющие скобообразную форму, расположены симметрично и жестко прикреплены к вертикальному трубчатому валу с возможностью вращения в горизонтальной плоскости.
2. Биореактор по п.1, отличающийся тем, что теплообменник-мешалка установлен соосно с камерой сбраживания, верхняя и нижняя части которого жестко установлены в подшипниках качения с сальниковыми уплотнителями, прикрепленных к крышке и корпусу биореактора, и соединены с источником теплоты посредством неподвижно закрепленных цилиндрических труб, одни концы которых связаны с источником теплоты с помощью труб, а в других установлены концы вертикального трубчатого вала с сальниковыми уплотнителями.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015109021/13U RU152918U1 (ru) | 2015-03-13 | 2015-03-13 | Биореактор |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015109021/13U RU152918U1 (ru) | 2015-03-13 | 2015-03-13 | Биореактор |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU152918U1 true RU152918U1 (ru) | 2015-06-20 |
Family
ID=53434131
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015109021/13U RU152918U1 (ru) | 2015-03-13 | 2015-03-13 | Биореактор |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU152918U1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2610674C1 (ru) * | 2016-02-29 | 2017-02-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Красноярский государственный аграрный университет" | Биореактор для проведения биохимических процессов |
RU174157U1 (ru) * | 2017-05-31 | 2017-10-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет им. В.М. Кокова" (ФГБОУ ВО Кабардино-Балкарский ГАУ) | Биореактор |
RU220010U1 (ru) * | 2023-05-23 | 2023-08-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аграрный университет" | Лабораторный биореактор |
-
2015
- 2015-03-13 RU RU2015109021/13U patent/RU152918U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2610674C1 (ru) * | 2016-02-29 | 2017-02-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Красноярский государственный аграрный университет" | Биореактор для проведения биохимических процессов |
RU174157U1 (ru) * | 2017-05-31 | 2017-10-05 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет им. В.М. Кокова" (ФГБОУ ВО Кабардино-Балкарский ГАУ) | Биореактор |
RU220962U1 (ru) * | 2023-03-22 | 2023-10-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Удмуртский государственный аграрный университет" | Биореактор с активной системой перемещения сбраживаемой массы |
RU220010U1 (ru) * | 2023-05-23 | 2023-08-21 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный аграрный университет" | Лабораторный биореактор |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1868934B (zh) | 撬装组合式高温恒温沼气综合利用*** | |
US4356269A (en) | Plant for the production of methane | |
CN103834560A (zh) | 一种用于处理餐厨垃圾生产碳源的产酸发酵罐 | |
KR20150127459A (ko) | 온수 순환장치가 구비된 사료발효탱크 | |
CN103304123A (zh) | 一种利用余热生产沼气的热能再利用装置及其运行方式 | |
KR101780266B1 (ko) | 블레이드가 내부에 장착된 항아리 드럼타입의 슬러지 감량화 장치 및 항아리 드럼타입의 슬러지 감량화 장치를 이용한 하·폐수 탈수슬러지의 감량화 방법 | |
RU152918U1 (ru) | Биореактор | |
CN103803770A (zh) | 有机污泥高温微好氧-厌氧消化装置和方法 | |
CN104774751A (zh) | 一种畜禽有机废弃物高效连续处理***及处理方法 | |
CN202881009U (zh) | 一种水产养殖的保温循环净水*** | |
KR20130091535A (ko) | 유기성 폐기물의 혐기소화 활성 유도용 미생물 배양기 | |
RU174157U1 (ru) | Биореактор | |
KR100758506B1 (ko) | 축산 분뇨 고속발효기 | |
RU185403U1 (ru) | Установка для промышленной переработки шлам-лигнина | |
CN202246671U (zh) | 一种沼气发酵罐 | |
RU2579787C1 (ru) | Система ускоренной аэробной переработки биомассы | |
RU2595143C1 (ru) | Реактор для аэробной ферментации биомассы | |
RU129096U1 (ru) | Система ресурсного обеспечения замкнутого цикла сельскохозяйственного производства | |
CN207749053U (zh) | 粪污水制液态生物菌肥成套设备 | |
CN207552294U (zh) | 一种微生物孵化器及净水*** | |
CA1221478A (en) | Apparatus for the production of methane | |
RU68919U1 (ru) | Устройство для перемешивания субстрата в реакторе анаэробного сбраживания органических отходов | |
RU2500627C2 (ru) | Устройство для аэробно-анаэробной обработки органических субстратов | |
PL241012B1 (pl) | Sposób oraz komora fermentacyjna do utylizacji odpadów organicznych w procesie fermentacji metanowej | |
KR101732680B1 (ko) | 도축시설 또는 육가공시설의 슬러지 저감장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20150829 |