Изобретения в сфере сельского хозяйства, животноводства, рыболовства

 
Изобретения в сельском хозяйстве Обработка почвы в сельском и лесном хозяйствах Посадка, посев, удобрение Уборка урожая, жатва Обработка и хранение продуктов полеводства и садоводства Садоводство, разведение овощей, цветов, риса, фруктов, винограда, лесное хозяйство Новые виды растений или способы их выращивания Производство молочных продуктов Животноводство, разведение и содержание птицы, рыбы, насекомых, рыбоводство, рыболовство Поимка, отлов или отпугивание животных Консервирование туш животных, или растений или их частей Биоцидная, репеллентная, аттрактантная или регулирующая рост растений активность химических соединений или препаратов Хлебопекарные печи, машины и прочее оборудование для хлебопечения Машины или оборудование для приготовления или обработки теста Обработка муки или теста для выпечки, способы выпечки, мучные изделия

Метантенк

 
Международная патентная классификация:       A01C C02F C12M

Патент на изобретение №:      2462509

Автор:      Соколов Виталий Юрьевич (RU), Наумов Сергей Александрович (RU), Садчиков Алексей Викторович (RU), Горячев Сергей Вениаминович (RU), Никоноров Илья Николаевич (RU), Идигенов Анет Борисович (RU), Котова Мария Сергеевна (RU)

Патентообладатель:      Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" (RU)

Дата публикации:      27 Сентября, 2012

Начало действия патента:      15 Июля, 2011

Адрес для переписки:      460018, г.Оренбург, пр-кт Победы, 13, ГОУ ОГУ, патентный отдел


Изображения





Изобретение относится к устройствам для двухступенчатого анаэробного сбраживания органических отходов и может быть использовано на животноводческих и птицеводческих фермах, сельских усадьбах и дачных участках. Метантенк содержит герметичный резервуар с куполом и днищем. Внутри резервуара расположены внутренняя и внешняя камеры сбраживания, патрубки подвода разжиженных органических отходов, отвода сброженной массы и патрубок отвода биогаза. Внутренняя камера выполнена изолированной от внешней и расположена соосно внутри нее на опорах, соединенных с днищем резервуара. Внутренняя камера сообщена с внешней через систему трубопроводов, соединенных с сепаратором. Система трубопроводов состоит из патрубка для подачи во внутреннюю камеру смеси летучих жирных кислот из сепаратора и воздуха из воздухозаборника, патрубка для подачи из внутренней камеры субстрата после фаз гидролиза и кислотогенеза в сепаратор для отделения летучих жирных кислот от густой массы и трубопровода для подачи густой массы, отделенной от летучих жирных кислот в сепараторе, во внешнюю камеру самотеком. Изобретение обеспечивает уменьшение длительности сбраживания органических отходов и повышение производительности. 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для двухступенчатого анаэробного сбраживания органических отходов и может быть использовано на животноводческих и птицеводческих фермах, сельских усадьбах и дачных участках.

Известен метантенк для сбраживания осадка сточных вод (а.с. СССР 552308, опубликованное 30.03.1977. Бюл. 12), содержащий резервуар с цилиндрическим корпусом и коническим днищем, внутри которого к его купольному покрытию коаксиально прикреплена не доходящая до днища концентрическая перегородка, образующая в верхней части метантенка внешнюю межстенную камеру разделения и внутреннюю центральную камеру сбраживания, снабженных газоотводными патрубками, а внутри центральной камеры установлены трубопровод подачи сырого осадка, мешалка и патрубок отвода осадка у днища.

Недостатком известного метантенка является то, что время сбраживания отходов является достаточно длительным, т.к. он не обеспечивает возможность разделения фаз кислотогенеза и метаногенеза, что существенно снижает производительность метантенка.

Известен также метантенк для последовательного пофазного анаэробного сбраживания разжиженных органических отходов (патент SU 2108702, опубликованный 20.04.1998), содержащий резервуар, изготавливаемый из различных материалов круглой, овальной, квадратной, прямоугольной или многоугольной формы в плане с наклонными днищем и куполом, к последнему из которых прикреплена перегородка, имеющая расширяющийся к днищу раструб, под которым выполнен выпуклый к центру резервуара отражатель в виде кольца, а так же содержащий патрубки подвода разжиженных органических отходов во внешнюю камеру и отвода сброженного осадка из внутренней камеры, патрубки отвода биогаза из внешней и внутренней камер.

Недостатком этого известного метантенка является то, что время сбраживания отходов является достаточно длительным, т.к. фазы кислотогенеза и метаногенеза разделены не полностью, поэтому сложно контролировать допустимую дозу загрузки во внутреннюю камеру. Также недостатком является то, что исключается возможность отделения летучих жирных кислот (далее ЛЖК), которые в свою очередь являются ингибиторами фазы метаногенеза.

Данный метантенк наиболее близок по технической сущности к заявленному и принят за прототип.

Техническим результатом предлагаемого метантенка является уменьшение длительности сбраживания органических отходов и повышение производительности.

Поставленная задача решается тем, что метантенк содержит герметичный резервуар с куполом и днищем, внутри которого расположены внутренняя и внешняя камеры сбраживания, патрубки подвода разжиженных органических отходов, отвода сброженной массы и патрубок отвода биогаза, внутренняя камера выполнена изолированной от внешней и расположена соосно внутри нее на опорах, соединенных с днищем резервуара, при этом внутренняя камера сообщена с внешней через систему трубопроводов, соединенных с сепаратором, состоящую из патрубка для подачи во внутреннюю камеру смеси летучих жирных кислот из сепаратора и воздуха из воздухозаборника, патрубка для подачи из внутренней камеры субстрата после фаз гидролиза и кислотогенеза в сепаратор для отделения летучих жирных кислот от густой массы, и трубопровода для подачи густой массы, отделенной от летучих жирных кислот в сепараторе, во внешнюю камеру самотеком.

На фиг.1 приведен общий вид метантенка в разрезе, а на фиг.2 представлен вид сверху в разрезе.

Метантенк представляет собой герметичный резервуар 1 с куполом 2 и днищем 3, внутри которого расположены соосно и изолированы друг от друга внешняя камера 4 и внутренняя камера 5. Для подачи во внутреннюю камеру 5, в которой осуществляют фазу кислотогенеза, свежих разжиженных органических отходов установлен патрубок 6. Из внешней камеры 4 удаляют сброженную массу по патрубку 7. Отвод биогаза осуществляют по патрубку 8, в котором установлен редукционный клапан 9. Внутренняя камера 5 патрубком 10 соединена с сепаратором 11. По патрубку 12 осуществляют подачу густой массы во внешнюю камеру 4. С помощью воздухозаборника 13 производят забор воздуха и направляют его по патрубку 14 с помощью компрессора 15 во внутреннюю камеру 5 по патрубку 16. Движение густой массы по патрубку 10 осуществляют насосом 17. Крепление внутренней камеры 5 осуществляют посредством опор 18, связанных с днищем 3 резервуара 1. Снизу во внешней камере 4 и внутренней камере 5 установлены люки 19 и 20, соответственно, для периодической очистки камер как от неразложившихся осевших органических веществ, так и от осадков неорганических включений (песок, гравий, металл и др.). Во внешней камере 4 к патрубку 6 установлен патрубок 21.

Метантенк работает следующим образом.

Предварительно нагретые разжиженные органические отходы с исходной влажностью под напором вводят во внутреннюю камеру 5 по трубопроводу 6, куда так же подают по патрубку 16 смесь ЛЖК из сепаратора 11 и воздуха из воздухозаборника 13 по патрубку 14 с помощью компрессора 15. Из внутренней камеры 5 субстрат после фаз гидролиза и кислотогенеза с помощью насоса 17 по патрубку 10 подают в сепаратор 11 для отделения ЛЖК от густой массы. Отделенная от ЛЖК густая масса поступает во внешнюю камеру 4 по трубопроводу 12 самотеком. Образовавшийся биогаз отводят по патрубку 8, который установлен на куполе 2, тогда как величина избыточного давления биогаза и величина его вакуума регулируется редукционным клапаном 9. Сброженная масса отводится по патрубку 7. Опоры 18, связанные с днищем 3 резервуара 1, удерживают внутреннюю камеру 5. Очистка камер от неразложившихся веществ осуществляется через люки 19 и 20, а если при работе метантенка совместно с разжиженными органическими отходами в него поступили ингибиторы процесса сбраживания (антибиотики, бытовая химия, токсичные вещества и др.), которые приводят к замедлению процесса сбраживания и сокращению выхода биогаза, необходимо остановить работу метантенка и промыть камеры сбраживания. Для этого нужно опорожнить внешнюю камеру 4 и внутреннюю камеру 5, открыть запорно-регулирующую арматуру на патрубке 21, а через патрубок 6 пустить воду и промыть эти камеры.

Поступление смеси ЛЖК и воздуха по патрубку 16 снизу вверх обеспечивает эффективное перемешивание сбраживаемой массы во внутренней камере 5, создает в ней постоянно «кипящую» поверхность жидкости, препятствуя тем самым образованию «корки». Регулирование температурного режима во внутренней камере обеспечивается температурой воды, необходимой для разжижения отходов на входе в патрубок 6. Температурный режим во внешней камере 4 поддерживается за счет теплообмена через разделительную стенку внешней и внутренней камеры.

Для периодического или постоянного контроля значений рН в патрубках 6, 7, 10, 12 и во внутренней и внешней камерах метантенка установлены датчики рН, взаимодействующие с программным пультом управления и кранами-регуляторами (на фигурах не показаны). Для отбора проб по замеру значений рН в лабораторных условиях и переносными рН-метрами рядом с датчиками или вместо них могут быть установлены ручные краны-пробоотборники.

Устройства теплоизоляции и грозозащиты метантенка, установка контрольно-измерительных приборов на фигурах не показаны, т.к. их выполнение возможно во многих вариантах.

Установление задаваемого значения рН сбраживаемой в метантенке массы обуславливается, в том числе, необходимостью обеспечения более полного эффекта гарантированного обеззараживания сбраживаемых отходов от патогенной микрофлоры, гельминтов, их яиц и семян сорняков, что более полно достигается в кислой среде сбраживания, устанавливаемой во внутренней камере 5 метантенка при широком диапазоне температур анаэробного сбраживания.

Вводимая под напором во внутреннюю камеру 5 разжиженная смесь свежих органических отходов, смешиваясь с находящейся в камере сбраживаемой массой, обсеменяется активным симбиозом микроорганизмов. Подача смеси ЛЖК и воздуха по патрубку 16 и обсеменение активным симбиозом микроорганизмов обеспечивает более быстрое расщепление (гидролиз) трудносбраживаемых составляющих отходов (гемицеллюлоза, целлюлоза, лигнин и другие полисахариды, белки, жиры), тогда как образуемые при этом ЛЖК и аминокислоты отбираются в сепараторе 11 перед подачей во внешнюю камеру 4 метантенка. Во внешней камере 4 метантенка преимущественно симбиоз метаногенерирующих микроорганизмов завершает ацетогенную и метаногенную фазы анаэробного брожения с выделением биогаза. Таким образом, сокращается время сбраживания органических отходов и увеличивается производительность метантенка.

Формула изобретения

Метантенк, содержащий герметичный резервуар с куполом и днищем, внутри которого расположены внутренняя и внешняя камеры сбраживания, патрубки подвода разжиженных органических отходов, отвода сброженной массы, и патрубок отвода биогаза, отличающийся тем, что внутренняя камера выполнена изолированной от внешней и расположена соосно внутри нее на опорах, соединенных с днищем резервуара, при этом внутренняя камера сообщена с внешней через систему трубопроводов, соединенных с сепаратором, состоящей из патрубка для подачи во внутреннюю камеру смеси летучих жирных кислот из сепаратора и воздуха из воздухозаборника, патрубка для подачи из внутренней камеры субстрата после фаз гидролиза и кислотогенеза в сепаратор для отделения летучих жирных кислот от густой массы и трубопровода для подачи густой массы, отделенной от летучих жирных кислот в сепараторе, во внешнюю камеру самотеком.





Популярные патенты:

2229127 Способ испытания растущих деревьев после рубок прореживания и проходных

... содержит, например, следующие действия.На участке леса, пройденном рубками прореживания и проходными, размечают около лесной дороги (магистрального волока, технологического коридора) площадку размерами 2060 м так, чтобы короткая сторона была параллельна кромке 1 лесной дороги 2. Разметка выполняется с помощью мерной ленты, например, длиной 20 м и включает в себя забивку колышек по углам площадки и лент 3.Затем относительно коротких 4 и 5, а также длинных сторон 6 и 7, измеряют расстояния 8 до ближайших деревьев. Расстояния между деревьями 9 N 1, N и т.д. измеряют по их вертикальным осям с помощью мерной ленты так, чтобы образовалась геодезическая триангуляционная сеть между ...


2177223 Блесна

... положение цевья крючка на блестящем элементе расположено под острым углом к оси симметрии блестящего элемента. 5. Блесна по п.1, отличающаяся тем, что головка крючка расположена на оси симметрии блестящего элемента или вне ее. 6. Блесна по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена по меньшей мере одним дополнительным крючком, связанным с головкой основного крючка. 7. Блесна по п.1, отличающаяся тем, что блестящий элемент выполнен из различных материалов с различной удельной массой. 8. Блесна по п.1, отличающаяся тем, что поверхность блестящего элемента снабжена цветной фольгой, и/или светоизлучающим покрытием, и/или люминесцентным, и/или прозрачным. 9. Блесна по п.1, отличающаяся ...


2145478 Гранулированное либо пеллетированное средство для защиты растений, способ его получения и способ борьбы с грибами

... составляла при напылении и сушке 39oC. б) Нанесение покрывной субстанции В качестве покрывной субстанции применяли восковую дисперсию, содержавшую 27 мас.% сополимера состава этилен-акриловая кислота (20 мас.% акриловой кислоты и 80 мас.% этилена), 3,68 мас.% раствора аммиака (25 мас.%-ного), 0,20 мас. % Na2S2O5 и 69,10 мас.% воды. Смесь из 740 г этой восковой дисперсии и 100 мл воды в устройстве с псевдоожиженным слоем для нанесения покрытия с помощью сопла в течение 70 мин при температуре приточного воздуха 39-42oC напыляли на 3,8 кг гранулированного удобрения, покрытого, как указано в а), слоем эпоксиконазола и нагретого до 40oC. Затем еще в течение 10 мин, продолжая подачу ...


2476068 Фильтр для использования при переработке пищевых продуктов

... в частности при производстве плавленого сыра, имеющий закрытый корпус (12) с приемным отверстием (16) для фильтруемого продукта и со стоком (20) для отфильтрованного продукта, выходное отверстие для отфильтрованного остатка и расположенную между приемным отверстием (16) и стоком (20) фильтровальную вставку (14) с цилиндрической фильтрующей стенкой, через которую в радиальном направлении изнутри наружу проходит продукт, отличающийся тем, чтов фильтровальной вставке (14) установлен соосно с возможностью вращения основной элемент (30), при этом форма основного элемента (30) приведена в соответствие с кольцевым пространством (36), которое образуется между основным элементом (30) и ...


2397634 Жалюзийное решето

... зерном различных размеров.Повышению универсальности, возможности обработки мелкосеменных культур способствует выполнение отгиба нижней рабочей поверхности пластины не от оси поворота, как в известных жалюзийных решетах, а на некотором расстоянии от оси поворота, в средней части юбки. В результате такого отгиба участок юбки, прилегающий к оси поворота, является плоским и лежит в той же плоскости, что и верхняя рабочая поверхность пластины с плоской гребенкой.Так как створки жалюзи устанавливают в раме решета однотипно, без смещений, то после сборки решета сквозные пазы каждой последующей створки жалюзи располагаются между лепестками гребенки предыдущей, В закрытом положении жалюзи ...


Еще из этого раздела:

2110911 Способ выращивания птицы

2303347 Способ ведения виноградных кустов

2282959 Устройство для крепления навесного оборудования к транспортному средству

2281645 Устройство для размещения цветов и растений с подсветкой (варианты)

2444881 Конвейер для проращивания зерна

2023363 Пневматическая сеялка

2059362 Установка для выращивания мидий

2051553 Устройство для обезвоживания навоза

2056755 Способ регулирования роста овощных культур

2475020 Способ подбора лучших сортов опылителей для насаждений яблони