УСТАНОВКА ДЛЯ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ИЛИ НЕПРЕРЫВНОГО СПОСОБА ГИДРОЛИЗА ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА Российский патент 2011 года по МПК C12M1/107 C12M1/40 

Настоящее изобретение относится к установке для осуществления непрерывного или периодического способа гидролиза органического вещества, при помощи которого производят деструкцию исходного материала до уровня клеточной структуры.

До настоящего времени гидролиз проводили следующим образом: вещество транспортировали из приемного лотка в дробилку, в которой исходный материал измельчали до требуемого размера частиц. Исходный материал транспортировали из дробилки при помощи насоса в теплообменник, в котором исходный материал нагревали до требуемой температуры. Нагретый исходный материал транспортировали в сборник, в котором его выдерживали в течение одного часа для проведения пастеризации исходного материала. Затем материал перекачивали при помощи насоса в ферментатор и весь цикл повторяли.

Недостатки описанной выше системы заключаются в недостаточно хорошем перемешивании/измельчении исходного материала, что приводит к пониженной выработке метана, а также в том, что период выдержки исходного материала в сборнике нельзя сократить.

Описанные выше недостатки могут быть устранены посредством применения установки для осуществления периодического или непрерывного способа гидролиза органического вещества, т.е. установки, предлагаемой в соответствии с настоящим изобретением. Установка для осуществления периодического способа гидролиза включает приемный лоток, присоединенный к дробилке, к которой присоединен мерный бак. Последний присоединен к гидролизеру, который, в свою очередь, через перебросной трубопровод присоединен к расширителю, снабженному трубопроводом для выпуска отработанных паров, присоединенным к конденсатору, к которому, в свою очередь, присоединен трубопровод для подачи охлаждающей среды, а также трубопровод для выпуска охлаждающей среды и трубопровод для транспортировки отработанного конденсата и несконденсированных газов. Указанный трубопровод дополнительно присоединен к дегазатору, к которому, в свою очередь, присоединена воздуходувка для отсоса несконденсированных газов, а также трубопровод для отработанного конденсата, который, в свою очередь, присоединен к расширителю, к которому присоединен насос для перекачивания прокипяченного вещества, соединенный с ферментатором, сообщающимся с гидролизером, в конструкцию которого входит трубопровод для подачи водяного пара и трубопровод для выпуска конденсата водяного пара.

Конструкция установки предусматривает сообщение через насос для перекачивания прокипяченного вещества с охладителем для загружаемого исходного материала, к которому подведены питающий трубопровод контура нагрева воды, выпускной трубопровод и трубопровод для охлажденного материала. Выпускной трубопровод и питающий трубопровод контура нагрева воды присоединены к подогревателю для предварительного нагревания исходного материала, который расположен между дробилкой и мерным баком.

Установка для осуществления непрерывного способа гидролиза включает приемный лоток, присоединенный к дробилке, соединенной с насосом для транспортировки измельченного исходного материала, который присоединен к промежуточному контейнеру, который, в свою очередь, через насос высокого давления присоединен к гидролизеру. Гидролизер присоединен к источнику тепла при помощи дымохода, сообщающегося с дымовой трубой. Гидролизер дополнительно сообщается через перебросной трубопровод с головкой противодавления, находящейся в сообщении через трубопровод для выпуска отработанных паров с конденсатором, включающим трубопроводы для подачи и выпуска охлаждающей среды и трубопровод для выпуска отработанного конденсата и несконденсированных газов, который соединен с дегазатором, к которому, в свою очередь, присоединена воздуходувка и трубопровод для отработанного конденсата, присоединенный к разбрызгивающей головке. Расширитель соединен через насос для перекачивания прокипяченного вещества с ферментатором.

Конструкция установки предусматривает сообщение через насос для прокипяченного вещества с охладителем для разгружаемого исходного материала, присоединенным к питающему и выпускному трубопроводам контура нагревания воды, в свою очередь, соединенным с подогревателем загружаемого исходного материала, и к трубопроводу для охлажденного материала, направляемого в ферментатор.

Наиболее существенным преимуществом вышеописанной установки является то, что исходный материал полностью разрушается при работе указанной установки до уровня клеточной структуры; такое значительно более сильное разложение материала позволяет получать большее количество метана и снизить период выдержки вещества в ферментаторе.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение более подробно описано при помощи чертежей, в которых:

на Фиг.1 показана установка периодического гидролиза без предварительного подогрева загружаемого исходного материала,

на Фиг.2 показана установка с предварительным подогревом загружаемого исходного материала,

на Фиг.3 показан непрерывный способ с использованием в качестве источника тепла отработанных газов и головки противодавления для ускорения технологического процесса,

на Фиг.4 показано использование нагревательной среды во время предварительного подогрева исходного материала.

Пример 1

Установка для осуществления периодического или непрерывного способа гидролиза органического вещества, показанная на Фиг.1 и Фиг.2, включает приемный лоток 1, присоединенный к дробилке 2, к которой присоединен мерный бак 16, который далее присоединен к гидролизеру 3, который, в свою очередь, присоединен через перебросной трубопровод 12 к расширителю 13, снабженному трубопроводом 4 для выпуска отработанных паров, присоединенному к конденсатору 5, к которому, в свою очередь, присоединены трубопровод 6 для транспортировки охлаждающей среды, а также трубопровод 7 для выпуска охлаждающей среды и трубопровод 8 для транспортировки отработанного конденсата и несконденсированных газов. Указанный трубопровод далее присоединен к дегазатору 9, к которому, в свою очередь, присоединена воздуходувка 11 для отсоса несконденсированных газов, а также трубопровод 10 для отработанного конденсата, соединенный с расширителем 13, к расширителю 13 присоединен насос 14 для перекачивания прокипяченного вещества, также соединенный с ферментатором 15. К гидролизеру 3 присоединены трубопровод 17 для подачи водяного пара и трубопровод 18 для выпуска конденсата водяного пара из гидролизера 3. Конструкция установки для осуществления периодического способа гидролиза органического вещества включает насос 14 для перекачивания прокипяченного вещества, присоединенный к охладителю 19 разгружаемого исходного материала, к которому присоединены питающий трубопровод 21 контура нагрева воды, выпускной трубопровод 20 контура нагрева воды и трубопровод 23 для охлажденного материала; при этом трубопроводы 20 и 21 присоединены к подогревателю 22 для предварительного нагревания исходного материала, который, в свою очередь, присоединен к дробилке 2 и мерному баку 16.

Пример 2

Установка для осуществления непрерывного способа гидролиза органического вещества, показанная на Фиг.3 и Фиг.4, включает приемный лоток 1, присоединенный к дробилке 2, к которой присоединен насос 24 для перекачивания измельченного исходного материала, который присоединен к промежуточному контейнеру 25, который, в свою очередь, при помощи насоса 26 высокого давления присоединен к гидролизеру 3. Гидролизер 3 присоединен к источнику 27 тепла через трубопровод 28 для отработанных газов, сообщающийся с дымовой трубой 30. Гидролизер через перебросной трубопровод 12 дополнительно присоединен к головке 29 противодавления, находящейся в сообщении через трубопровод 4 для выпуска отработанных паров с конденсатором 5, снабженным трубопроводом 6 для подачи охлаждающей среды и трубопроводом 7 для выпуска охлаждающей среды и трубопроводом 8 для выпуска отработанного конденсата и несконденсированных газов, который присоединен к дегазатору 9, дегазатор 9 соединен с воздуходувкой 11 и трубопроводом 10 для транспортировки отработанного конденсата, который, в свою очередь, присоединен к разбрызгивающей головке 31. Расширитель 13 присоединен при помощи насоса 14 для перекачивания прокипяченного вещества к ферментатору 15. Установка для осуществления непрерывного способа гидролиза органического вещества включает насос 14 для перекачивания прокипяченного вещества, присоединенный к охладителю 19 разгружаемого исходного материала, к которому присоединены питающий трубопровод 21 контура нагрева воды, выпускной трубопровод 20 контура нагрева воды и трубопровод 23 для транспортировки охлажденного материала; при этом трубопроводы 20 и 21 присоединены к подогревателю 22 предварительного нагрева исходного материала, а охладитель 19 присоединен к трубопроводу 23 для охлаждаемого материала, который присоединен к ферментатору 15.

Группа изобретений относится к области биотехнологии, в частности к установке для осуществления непрерывного или периодического способа гидролиза органического вещества. Установка для осуществления периодического или непрерывного способа гидролиза органического вещества включает последовательно установленные приемный лоток (1), дробилку (2), мерный бак (16), гидролизер (3) расширитель (13), конденсатор (5), дегазатор (9), ферментатор (15). Гидролизер (3) соединен через перебросной трубопровод (12) с расширителем (13). Расширитель имеет трубопровод (4) для выпуска отработанных паров. Последний присоединен к конденсатор (5), к которому присоединены трубопровод (6) для подачи охлаждающей среды, трубопровод (7) для выпуска охлаждающей среды и трубопровод (8) для транспортировки отработанного конденсата и несконденсированных газов. К дегазатору (9) присоединены трубопровод (8) для транспортировки отработанного конденсата и несконденсированных газов, воздуходувка (11) для отсоса несконденсированных газов и трубопровод (10) для отработанного конденсата. Последний присоединен к расширителю (13), к которому присоединен насос (14) для перекачивания прокипяченного вещества, также соединенный с ферментатором (15). К гидролизеру (3) присоединены трубопровод (17) для подачи водяного пара и трубопровод (18) для выпуска конденсата водяного пара из гидролизера (3). Установка обеспечивает возможность в эксплуатации повысить выход метана. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Установка для осуществления периодического способа гидролиза органического вещества, включающая приемный лоток (1), присоединенный к дробилке (2), к которой присоединен мерный бак (16), который далее присоединен к гидролизеру (3), сообщающемуся через перебросной трубопровод (12) с расширителем (13), снабженным трубопроводом (4) для выпуска отработанных паров, присоединенным к конденсатору (5), к которому, в свою очередь, присоединен трубопровод (6) для подачи охлаждающей среды, а также трубопровод (7) для выпуска охлаждающей среды и трубопровод (8) для транспортировки отработанного конденсата и несконденсированных газов, далее присоединенный к дегазатору (9), к которому, в свою очередь, присоединена воздуходувка (11) для отсоса несконденсированных газов, а также трубопровод (10) для отработанного конденсата, который, в свою очередь, присоединен к расширителю (13), к которому присоединен насос (14) для перекачивания прокипяченного вещества, также соединенный с ферментатором (15); при этом гидролизер (3) снабжен трубопроводом (17) для подачи водяного пара и трубопроводом (18) для выпуска конденсата водяного пара из гидролизера (3).

2. Установка для осуществления периодического способа гидролиза органического вещества по п.1, отличающаяся тем, что насос (14) для перекачивания прокипяченного вещества присоединен к охладителю (19) разгружаемого исходного материала, к которому присоединены питающий трубопровод (21) контура нагрева воды, выпускной трубопровод (20) контура нагрева воды и трубопровод (23) для охлажденного материала; при этом трубопроводы (20) и (21) присоединены к подогревателю (22) для предварительного нагревания исходного материала, который, в свою очередь, присоединен к дробилке (2) и мерному баку (16).

3. Установка для осуществления непрерывного способа гидролиза органического вещества, включающая приемный лоток (1), присоединенный к дробилке (2), к которой присоединен насос (24) для перекачивания измельченного исходного материала, который присоединен к промежуточному контейнеру (25), который, в свою очередь, через насос (26) высокого давления присоединен к гидролизеру (3), соединенному с источником (27) тепла через трубопровод (28) для отработанных газов, сообщающийся с дымовой трубой (30), гидролизер дополнительно через перебросной трубопровод (12) присоединен к головке (29) противодавления, находящейся в сообщении с трубопроводом (4) для выпуска отработанных паров, соединенным с конденсатором (5), снабженным трубопроводом (6) для подачи охлаждающей среды и трубопроводом (7) для выпуска охлаждающей среды и трубопроводом (8) для выпуска отработанного конденсата и несконденсированных газов, который присоединен к дегазатору (9), к которому, в свою очередь, присоединена воздуходувка (11) и трубопровод (10) для транспортировки отработанного конденсата, который, в свою очередь, присоединен к разбрызгивающей головке (31), и расширитель (13) присоединен при помощи насоса (14) для перекачивания прокипяченного вещества к ферментатору (15).

4. Установка для осуществления непрерывного способа гидролиза органического вещества, включающая приемный лоток (1), присоединенный к дробилке (2), к которой присоединен насос (24) для перекачивания измельченного исходного материала, который присоединен к промежуточному контейнеру (25), который, в свою очередь, через насос (26) высокого давления присоединен к гидролизеру (3), соединенному с источником (27) тепла через трубопровод (28) для отработанных газов, сообщающийся с дымовой трубой (30), гидролизер дополнительно через перебросной трубопровод (12) присоединен к головке (29) противодавления, находящейся в сообщении с трубопроводом (4) для выпуска отработанных паров, соединенным с конденсатором (5), снабженным трубопроводом (6) для подачи охлаждающей среды и трубопроводом (7) для выпуска охлаждающей среды и трубопроводом (8) для выпуска отработанного конденсата и несконденсированных газов, который присоединен к дегазатору (9), к которому, в свою очередь, присоединена воздуходувка (11) и трубопровод (10) для транспортировки отработанного конденсата, который, в свою очередь, присоединен к разбрызгивающей головке (31), и расширитель (13) присоединен к насосу (14) для перекачивания прокипяченного вещества, присоединенному к охладителю (19) разгружаемого исходного материала, который присоединен к питающему и выпускному трубопроводам (21, 20) контура нагрева воды, соединенным с подогревателем (22) для предварительного нагревания исходного материала, а также к трубопроводу (23) для транспортировки охлажденного материала, который присоединен к ферментатору (15).