Биореактор



Биореактор
Биореактор

 


Владельцы патента RU 2478699:

Общество с ограниченной ответственностью "Межрегиональный центр биологических и химических технологий" (RU)

Изобретение относится к анаэробной переработке отходов сельского хозяйства, а также активного ила промышленных и коммунальных очистных сооружений с получением биогаза и органического удобрения. Биореактор содержит корпус, представляющий собой нежесткую емкость с патрубками для подачи перерабатываемого материала, слива шлама, отвода образующегося биогаза. Над корпусом установлена установка обогрева и перемешивания субстрата. Нежесткая емкость выполнена с возможностью размещения ее в котловане на слое песка и многослойной, включающей газогерметичную оболочку, например, из полимерной пленки, слой тканого синтетического материала, например., из полиэфирной ткани с ПВХ покрытием и теплоизолирующий слой, например, из пористого полимерного материала. Изобретение обеспечивает повышение надежности эксплуатации и эффективности работы при одновременном упрощении работ по производству и монтажу биореактора и снижение себестоимости биореактора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к анаэробной переработке отходов сельского хозяйства, а также активного ила промышленных и коммунальных очистных сооружений с получением биогаза и органического удобрения.

Известен биореактор доочистки, содержащий корпус, подводящий и отводящий патрубки, аэрационную систему, размещенный в корпусе на жестко закрепленной опоре загрузочный материал, при этом днище и стенки корпуса выполнены из листового полимерного материала (полипропилен), а загрузочный материал выполнен в виде сформированных в блок чередующихся с определенным шагом плоских жестких листов с развитой структурной поверхностью, выполненных из полимерного материала, отделенного от стен корпуса промежуточной перегородкой.

Поперечное сечение корпуса выполнено прямоугольным (пат. РФ №92007, МПК C02F 3/02, опубл.10.03.10 г.).

Недостатком аналога является сложность конструкции и оформления технологического процесса.

Известен биореактор [заявка на патент РФ №2009139543, МПК С12М 1/04, опубл. 10.05.11 г.], который представляет собой металлический аппарат, содержащий корпус с патрубками для подачи перерабатываемой биомассы, слива готового удобрения, отвода биогаза, устройство для прогрева биомассы и барботажное устройство, включающее равномерно перфорированную трубу в виде вертикальной спирали, витки которой образуют конус, обращенный основанием вверх и расположенный непосредственно у основания цилиндрической емкости, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности, установлено устройство прогрева биомассы, представляющее собой цилиндрическую емкость, выполненную из двух труб различного диаметра, пространство между которыми заполнено подогреваемой водой, кроме того, цилиндрическая емкость установлена в центре корпуса и выполняет функцию циркуляционной трубы.

Недостатки представленного аналога

1. Высокая себестоимость конструкции.

2. Высокая сложность производства и монтажа.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является большой одноразовый биореактор, который содержит нежесткую емкость, объемом по меньшей мере 400 л, патрубки для подачи перерабатываемого сырья, слива шлама, отвода биогаза, установку для обогрева и перемешивания субстрата (заявка РФ №2009140906 ПРОТАЛИС ЛТД, опубл. 20.05.11 г.).

Недостатками прототипа является недостаточная надежность и эффективность работы конструкции.

Основной задачей данного изобретения является повышение надежности работы биореактора, а также упрощение работ по производству и монтажу биогазовой установки.

Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в 1-м пункте формулы изобретения, общих с прототипом, таких как биореактор, содержащий корпус в виде нежесткой емкости с патрубками для подачи перерабатываемого материала (сырья), слива шлама, отвода биогаза с установленными над ним установкой для обогрева и перемешивания субстрата, и отличительных существенных признаков, таких как нежесткая емкость выполнена многослойной, включающей газогерметичную оболочку, например, из полимерной пленки, слой тканого синтетического материала, например полиэфирная ткань с ПВХ покрытием, и теплоизолирующий слой, например, из пористого полимерного материала, и с возможностью размещения ее в котловане на слое песка.

В п.2 формулы изобретения отражена форма корпуса биореактора, а именно нежесткая оболочка имеет предпочтительно эллиптическую форму.

Вышеперечисленная совокупность существенных признаков позволяет получить следующий технический результат - повышение надежности работы биореактора, а также упрощение работ по производству и монтажу биогазовой установки.

Ниже приведена причинно-следственная связь существенных признаков предлагаемого решения с достигаемым техническим результатом.

Выполнение всего корпуса биореактора многослойным эллиптической формы из полимерных материалов позволяет сократить затраты на его изготовление, сборку и демонтаж.

Выполнение корпуса биореактора многослойным эллиптической формы из полимерных материалов позволяет достичь при его работе лучших массообменных характеристик.

Выполнение корпуса биореактора многослойным эллиптической формы из полимерных материалов дешевле, чем изготовление биореактора из металла. Кроме того, слой песка, на котором размещен корпус, обеспечивает в том числе надежную работу биореактора эллиптической формы, выполненного из полимерных материалов.

Изобретение иллюстрируется следующими чертежами.

На фиг.1 представлена общая схема биореактора; на фиг.2 - фрагмент разреза корпуса.

Биореактор (фиг.1) содержит корпус 1 в виде нежесткой емкости с патрубками для подачи перерабатываемого материала (сырья) 2, слива шлама 3, отвода биогаза 4 с установленными над ним установкой 5 для обогрева и перемешивания субстрата. Корпус выполнен многослойным 6, включающим (фиг.2) газогерметичную оболочку 7, например, из полимерной пленки, слой тканого синтетического материала 8, например полиэфирная ткань с ПВХ покрытием, и теплоизолирующий слой 9, например, из пористого полимерного материала. Корпус имеет эллиптическую форму. Предпочтительно корпус размещен в котловане 10 на слое песка 11 и снабжен люком 12 для технического обслуживания биореактора. Запорная арматура на фиг.1 не показана.

Биореактор работает следующим образом.

В корпус через патрубок 2 поступают сбраживаемые отходы 13 (фиг.1), шлам, получаемый в результате сбраживания отходов, с определенной периодичностью отводится через патрубок 3, образующийся биогаз постоянно отводится из биореактора через патрубок 4, система обогрева реактора 5 и контрольно-измерительная аппаратура (не показана) используются для поддержания в биоректоре условий оптимальных для процесса метанового брожения.

Мягкая оболочка 6 биореактора (фиг.2) построена следующим образом: первый слой - газогерметичная оболочка 7 из нескольких слоев полимерной пленки (семислойная пленка ПЭ/Ti /ПА/Ti/ПА/ Ti/ПЭ); второй слой - из тканого синтетического материала 8, обеспечивающего механическую прочность конструкции (полиэфирная ткань с ПВХ покрытием); третий - теплоизолирующий слой 9 из пористого полимерного материала (фольгированный вспененный полиэтилен).

Данное описание и примеры рассматриваются как материал, иллюстрирующий изобретение, сущность которого и объем патентных притязаний определены в нижеследующей формуле изобретения, совокупностью существенных признаков и их эквивалентами.

1. Биореактор, содержащий корпус в виде нежесткой емкости с патрубками для подачи перерабатываемого материала (сырья), слива шлама, отвода биогаза с установленными над ним установкой для обогрева и перемешивания субстрата, отличающийся тем, что нежесткая емкость выполнена многослойной, включающей газогерметичную оболочку, например, из полимерной пленки, слой тканого синтетического материала, например полиэфирную ткань с ПВХ покрытием, и теплоизолирующий слой, например, из пористого полимерного материала, и с возможностью размещения ее в котловане на слое песка.

2. Биореактор по п.1, отличающийся тем, что нежесткая емкость имеет предпочтительно эллиптическую форму.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для выращивания одноклеточных микроорганизмов, например зеленых водорослей, в закрытых емкостях в водной суспензии при естественном или искусственном освещении.

Изобретение относится к микробиологической, пищевой, медицинской промышленности, в частности к биореакторам асептического выращивания микроорганизмов, и может быть использовано для комплектации установок учебного, научно-исследовательского и промышленного назначения.

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к аппаратам для ферментативной переработки отходов растительного и животного происхождения, стеблей растений, навоза животных и птицы, сточных вод для получения биогаза и органического экологически чистого удобрения.

Изобретение относится к биореакторам асептического выращивания микроорганизмов, в частности к инокуляторам, посевным аппаратам, и может найти применение в микробиологической, пищевой, медицинской промышленности, а также в сфере образования и науки.

Изобретение относится к системе ферментера для применения в биотехнических процессах, в частности для культивирования клеток. .

Изобретение относится к эрлифтному петлевому биореактору для получения биодизельного топлива без использования внешних газов. .

Изобретение относится к области экологической биотехнологии и может быть использовано для наработки в полевых условиях биомассы микроорганизмов - деструкторов нефтяных загрязнений.

Изобретение относится к пленочным аппаратам для культивирования автотрофных микроскопических организмов и может быть использовано в микробиологической и других отраслях промышленности, предусматривающих применение продукции культивирования (например, в комбикормовой промышленности при альголизации комбикормов, в фармацевтической и косметической промышленности).

Изобретение относится к устройствам для культивирования клеток тканей и микроорганизмов в условиях отсутствия силы земной гравитации и может быть использовано в космической биотехнологии.

Изобретение относится к микробиологической, дрожжевой, спиртовой промышленности, а также к сельскому хозяйству и предназначено для переработки жидких органических отходов, преимущественно навоза или помета, и получения экологически чистых органических удобрений и горючего биогаза

Изобретение относится к области биотехнологии, фармацевтической промышленности, в частности к оборудованию для культивиротвания фотосинтезирующих микроорганизмов, преимущественно микроводорослей. Фотобиореактор содержит рабочую емкость (2) с первой и второй наружными боковыми поверхностями (20, 20'). Емкость (2) сформирована из эластичного прозрачного материала, непроницаемого для текучей среды, и установлена в каркасе (3). Каркас (3) имеет удлиненные и, по существу, вертикальные опорные компоненты (32). Компоненты (32) расположены, по меньшей мере, в одном горизонтальном ряду. Причем они установлены поочередно прилегающими к первой и второй наружным боковым поверхностям (20, 20') рабочей емкости (2) с возможностью их поддержки. Изобретение обеспечивает повышение производительности и качества процесса культивирования микроводорослей при одновременном сокращении затрат. 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

Группа изобретений относится к биотехнологии. Предложен способ выращивания колоний микробных клеток на поверхности пористой пластины. Способ включает подачу питательного раствора снизу вверх через пористую пластину в зоны роста колоний микробных клеток на её верхней поверхности, подачу суспензии микробных клеток на верхнюю поверхность пористой пластины, создание контролируемых условий роста колоний, проведение наблюдения за ростом колоний, отсоединение выращенных колоний микробных клеток от зон роста и перенос их во внешние средства идентификации. Питательный раствор подают в зоны роста колоний микробных клеток путем создания перепада давления между входом и выходом отверстий. Отверстия выполнены в пластине из анодного оксида алюминия ортогонально ее большой плоскости и топологически кодированы. В них сформированы указанные зоны роста в виде пористых мембран. Пористые мембраны размещены вровень с верхней поверхностью пластины, либо с образованием лунки и не пропускают микробные клетки. После подачи питательного раствора подают суспензию микробных клеток заданной концентрации на верхнюю поверхность пластины до их равномерного распределения. На поверхности пластины между зонами роста сформирована пленка, которая препятствует прикреплению микробных клеток. Отсоединение выросших микроколоний от зон роста осуществляют путем гидроудара. Гидроудар направлен со стороны входа цилиндрических отверстий пластины и распространяется вдоль них и далее через поры пористых мембран с силой, не разрушающей микроколонии, но достаточной для их отрыва от зон роста. Также предложено устройство для выращивания колоний микробных клеток вышеуказанным способом. Техническим результатом является обеспечение условий автоматизации процессов подачи питательного раствора и процессов отделения, и переноса выросших колоний, возможность интегрирования в миниатюрные переносные приборы, и использование в лабораториях на чипе и обеспечения портативности устройства. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 14 ил., 4 табл., 2 пр.

Группа изобретений относится к биотехнологии. Предложен способ получения целлюлозосодержащего продукта с помощью вырабатывающих целлюлозу бактерий. Способ включает подготовку мембраны, пропускающей питательный раствор и не пропускающей бактерии. Также подготавливают питательный раствор на первой стороне мембраны для подачи через мембрану на вторую сторону. Далее подготавливают газовую среду на второй стороне мембраны, подготавливают бактерии, вырабатывающие целлюлозу, на второй стороне мембраны для получения бактериями питательного раствора, проникающего сквозь мембрану. Также предложен целлюлозосодержащий продукт, полученный указанным способом. Техническим результатом является отсутствие образования гранул в питательном растворе и отсутствие отложений целлюлозы в подводящих и отводящих каналах, а также получение целлюлозосодержащего продукта, обладающего однородной структурой и плотностью. 2 н. и 31 з.п. ф-лы, 10 ил.

Группа изобретений относится к биохимии. Предложено устройство для поверхностного выращивания микроорганизма на жидкой питательной среде. Устройство включает кювету с поддоном для выращивания микроорганизма, снабженную свободно опущенной на ее дно транспортной сеткой. Транспортная сетка выполнена из нейтрального материала и закреплена своими концами на приводных барабанах, обеспечивающих поднятие транспортной сетки со дна кюветы. Также устройство содержит приемное устройство с клапаном для присоединения к смесителю-дозатору и подачи смеси жидкой питательной среды с маточной культурой в кювету, поворотные заслонки, установленные по торцам кюветы для регулирования обмена воздуха в кювете, сливное устройство для слива культуральной жидкости. патрубок для подачи сушильного агента под сетку, пробоотборник и сменные светофильтры в фонарях для регулирования освещенности, расположенные на боковых стенках кюветы, крышку, герметично закрывающую кювету, выполненную с возможностью ее открывания и/или снятия, снабженную форсунками для распыления раствора ПАВ над поверхностью выращиваемой в кювете биомассы и моющими головками для осуществления санитарной обработки устройства. Также предложен способ поверхностного выращивания микроорганизма на жидкой питательной среде с использованием вышеуказанного устройства. Предложенные изобретения обеспечивают выращивание микроорганизмов на жидкой питательной среде с минимальным применением ручного труда. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 пр.

(57) Изобретение относится к микробиологической, пищевой, медицинской промышленности, в частности к биореакторам асептического выращивания микроорганизмов, и может быть использовано для комплектации установок учебного, научно-исследовательского и промышленного назначения. Биореактор содержит цилиндрический корпус, съемную крышку, днище, газораспределительное устройство. Газораспределительное устройство имеет расположенную вдоль центральной оси корпуса несущую трубу подвода газа , а между несущей трубой подвода газа и корпусом вдоль радиальных линий - равномерно установленные вертикальные гребенчатые планки с пазами в одинаковом количестве. В пазах гребенчатых планок размещены газопроницаемые трубчатые мембраны с образованием винтообразных намоток с шагом, равным расстоянию между пазами гребенчатых планок. Изобретение позволяет повысить производительность биореактора в 1,5 раза при одновременном упрощении конструкции. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к аппаратам для проведения биохимических процессов с использованием жидких сред различной вязкости, в частности при культивировании клеток тканей и микроорганизмов в питательных средах повышенной вязкости, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в частности биотехнологии и пищевой промышленности. Вихревой биореактор включает цилиндрическую емкость 1 с крышкой 2, имеющей расположенное в ней устройство для перемешивания среды. Перемешивающее устройство состоит из лопастного колеса 7, горизонтально укрепленного на вертикальном валу, в верхней части емкости 1, и горизонтальной кольцевой перегородки 9, установленной в емкости 1 с зазором относительно ее цилиндрических стенок, вертикально установленную по оси емкости штангу 10. Горизонтальная кольцевая перегородка 9 размещена с возможностью вращения на вертикальной штанге 10 и имеет механизм фиксации горизонтальной кольцевой перегородки 9, установленной на штанге 10. Биореактор снабжен трубой 19 или телескопической трубой 20, состыкованной с осевым отверстием 13 горизонтальной кольцевой перегородки 9, прикрепленной снизу к последней и расположенной вокруг штанги 10. На верхней поверхности 11 горизонтальной кольцевой перегородки 9 выполнены радиальные каналы 12, расположенные от осевого отверстия 13 до края кольцевой перегородки 9 с наклоном к низу в сторону днища емкости 1. Горизонтальная кольцевая перегородка 9 выполнена плавучей, например, из полипропилена. Внутренний диаметр трубы 19 или телескопической трубы 20 соответствует диаметру осевого отверстия 13 горизонтальной кольцевой перегородки 9. Площадь осевого отверстия 13 горизонтальной кольцевой перегородки 9 равна суммарной площади сечений на входе 14 в радиальные каналы 12 и суммарной площади сечений на выходе 15 из этих радиальных каналов 12. Изобретение обеспечивает повышение эффективности перемешивания и ускорение биохимических процессов при их проведении с использованием жидких сред различной вязкости. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретения относятся к области биотехнологии, а именно к способу и системе для получения одного или более продуктов, включающих спирты и/или кислоты, с помощью микробиологической ферментации. Принимают из производственного процесса прерывистый или непостоянный поток(и) дымового или отходящего газа, содержащего СО, в резервуар-хранилище. Направляют по существу непрерывный поток(и) газа из резервуара-хранилища в биореактор, в котором имеется культура одной или более карбоксидотрофной бактерии в жидкой питательной среде. Ферментируют эту культуру с получением одного или более продуктов, включающих спирты и/или кислоты. Система для получения одного или более продуктов, включающих спирты и/или кислоты, содержит впуск для приема прерывистого или непостоянного потока(ов) дымового или отходящего газа, содержащего CO, резервуар-хранилище для приема указанного потока газа, выполненный с возможностью направления указанного потока газа в по существу непрерывном режиме в биореактор. Причем система выполнена с возможностью направления по меньшей мере порции этого газа в биореактор. Изобретения позволяют использовать непостоянные по своей природе потоки газообразного субстрата и обеспечивают достижение непрерывности потока такого субстрата при его подаче в биореактор. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 17 ил., 5 табл., 2 пр.

Изобретение относится к области производства биогаза методом анаэробного метанового сбраживания. Предложен биоэнергетический комплекс получения биогаза и гранулированного биотоплива. Комплекс включает биопруд и модуль получения газообразного биотоплива, с последовательно соединенными патрубками подачи биомассы измельчителем, гомогенизатором и биореактором. Биореактор состоит из, по меньшей мере, одного метантенка, газовый выход которого через газгольдер и компрессор соединен с энергоблоком. В качестве герметичных емкостей метантенков используются оснащенные трубной системой нагрева резервуары, выполненные из композитных эластомеров с полиуретановым или поливинилхлоридным двусторонним покрытием. Резервуары соединены патрубками с системой гидроперемешивания. Измельчитель снабжен приемным бункером, а выход отработанной биомассы биореактора снабжен приемной емкостью. Комплекс дополнен модулем изготовления пеллет, с возможностью его работы в режиме изготовления пеллет из выращенной в биопруду зеленой растительной массы или в режиме изготовления пеллет из биомассы, отработанной в реакторе. Модуль изготовления пеллет состоит из блока отжима, при этом патрубок отвода жидкости блока отжима соединен с возможностью регулировки с гомогенизатором модуля получения газообразного биотоплива или биопрудом. Выход твердой фракции блока отжима соединен с гранулятором, выход которого соединен с линией упаковки двух видов пеллет. Изобретение позволяет осуществлять глубокую дегазацию органической массы, повысить выход биогаза, рентабельность биогазовых установок при производстве электроэнергии в диапазоне малой мощности от 10 кВт/ч до 500 кВт/ч, расширить функциональные возможности, обеспечить мобильность и работоспособность комплекса в любых климатических условиях. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области биохимии. Предложен аппарат для культивирования микроорганизмов. Аппарат содержит емкость, внутри нее перемешивающее устройство, выполненное из мешалок, ярусно укрепленных на валу, патрубки для ввода питательной среды, аэрирующего газа и отвода отработанного газа и готового продукта. Перемешивающее устройство состоит из трех мешалок. Верхняя мешалка выполнена в виде сплошного диска с вырезанными на ней отверстиями, при этом на диске установлены лопатки Т-образной формы с прорезями волнообразной формы в козырьке. Центральная выполнена с вертикальными прорезями в боковых сторонах, а нижняя - в форме пропеллера. Изобретение обеспечивает интенсификацию процесса культивирования микроорганизмов. 4 ил.
Наверх