CN104903015A - 从生物废物或生物质中获得至少一种纯净物的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于从含脂肪和/或含蛋白质的含水初始材料(120)中获得纯净物的方法和设备(100)。其中，在至少一个能够运输的标准集装箱(1100、1300)内设置用于生产纯净物(122)的设备(100)的至少一部分元件(30、40)。该设备(100)具有模块化结构，且所有元件的尺寸为能够通过货车运输的尺寸。

Description

从生物废物或生物质中获得至少一种纯净物的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种用于从生物废物或生物质中获得至少一种纯净物的设备。以下称该生物废物或生物质为原料。
本发明还涉及一种从生物废物中获得至少一种纯净物的方法。
背景技术
奥地利专利文献69 106描述了一种用于具备和不具备脂肪回收的废水处理的废水净化池。该用于废水处理的废水净化池包含集中安置的多个净化部分以及置于其下方的共有的污泥室。这些净化部门与内部净化部门形成连续的循环螺旋，其中，螺旋形隔板的倾斜上升的底面上设置有裂缝，沉淀物能够通过该裂缝滑入中央污泥室中。
德意志民主共和国的专利文献DD 250 629 A3公开了一种用于净化和再利用肉类行业废水的方法。借助分离器将来自蒸煮锅组的蒸煮锅热汤分离为脂肪和蒸煮锅热水。蒸煮锅水经过中间容器送往环形管道。蒸煮锅脂肪为进行再处理输送至能够运输的脂肪容器中，蒸煮锅热水则送入清洁用水的容器组中临时储存，并送往洗衣机或各种清洁用水的消耗场所。可以选择将未分离的蒸煮锅肉汤从中间容器输送到饲料肉汤的容器组并处理成饲料。也可以选择将未分离的蒸煮锅肉汤输送到旋转池并进行减压。在此产生的漂浮物颗粒作为浮出物通过清除器送入收集容器，净化的废水则运回压力容器中。
德国的实用新型DE 295 18 862 U1描述了一种脂肪分离设备。该脂肪分离设备用于从废水中分离出脂肪和污泥。为此设置有用于分离污泥的第一阶段和用于分离脂肪的、具有特别按照悬浮原则工作的脂肪分离器的第二阶段。第一阶段具有适合筛除构成污泥的颗粒物的固定的污泥筛。将废水引导经过污泥筛。污泥筛还设置有自动的、持续工作的螺旋运输机，该螺旋运输机用于运走污泥。污泥筛以槽状的方式环绕螺旋运输机。
欧洲专利申请EP 0 956 269 B1的德语翻译文件DE 696 24 271 P2描述了一种油/脂肪分离器。该发明涉及一种连接废水管道的分离器，用于从废水中分离出油和脂肪。仅借助重力实现离析。在废水中含有油或脂肪的废水管道来自厨房、咖啡馆、餐馆、小卖部、食品工业、屠宰场、乳品厂和加工工业。
英国专利GB 116,384描述了一种用于从屠宰废料中回收脂肪的设备和方法。所述脂肪通常带有一定量的水，而水分也同样携带一定量的沉淀物。为此主体设置为，在上部保持液体相对平静。一股横流则占据主体的下部。脂肪在平静区域借助重力与残余的液体分离。在下部则通过水流将残余的废物即沉淀物运走。
英国专利申请GB 310 542公开了一种用于从动物尸体或屠宰废料中提取脂肪或其他材料的设备和方法。屠宰废料或动物尸体通过使用蒸汽或溶剂蒸汽进行预消化。设备包括螺旋输送机，通过该螺旋输送机持续运走在脂肪、水和其他固体材料的预消化过程中产生的液体和所有固体成分的混合物。借助隔栅将仍处于压力下的混合物分离成固体和液体成分。
美国专利4,163,009公开了一种用于从动物原料中分离出脂肪和蛋白质成分的方法。将材料切碎并使其进入包含加热区的循环，在该加热区中将材料持续加热至大约45℃到70℃。接着该循环的暖材料流的温度迅速升至大约58℃到100℃。该快速加热的材料立即输送到离心分离中。离心分离可进行一个或多个步骤，从而获得包含脂肪和蛋白质的两种馏出物。
国际专利申请PCT/HU90/00063(也见专利文献DD 297 628 B5)公开了一种用于从含脂肪的液体材料中，特别是从屠宰场污泥和/或屠宰场废水中获得含脂肪和/或含蛋白质的材料的方法和设备。将液体材料均质化并加热至30℃到60℃。温热的液体材料在2bar至4bar的高压下溢出，并通过直接导入蒸汽加热至130℃到151℃之间。液体材料在维持压力和高温的条件下继续保持大约60秒至300秒的流动状态。接着通过降低压力到大约0.01bar至0.02bar使液体材料在1秒至2秒的持续时间内绝热膨胀。膨胀的液体材料便分离成水、含有水和固体杂质的脂肪以及含水、含蛋白质的固体层。
德国专利文献DE 10 2006 003 328.0 B1公开了一种用于从植物和/或动物脂肪废物中获得燃料的方法，所述脂肪废物除含有脂肪和/或油之外还含有游离脂肪酸。脂肪废物中包含的游离脂肪酸在高于220℃的反应温度下，通过至少一种多元醇，在不添加酶和固体中性催化剂的情况下进行转化。由此实现游离脂肪酸的酯化。
德国专利申请DE 102 32 976 A1涉及一种用于脂肪沉淀物再处理的方法。该方法包括借助于至少一个多层滗析器(Dekanter)的至少一个再处理步骤。脂肪混合物具有介于0.1％和5％之间的水含量。
专利文献DD 220074 B1公开了一种用于排空分离装置，特别是排空脂肪和能够沉淀的悬浮物的设备。在此提供的设备无法获得清洁状况适合于再出售的油或脂肪。
德国专利文献DE 42 12 456 C2公开了一种含水脂肪废弃物回收利用的方法。在该文献中没有涉及屠宰废料。另外使用凝结剂辅助层分离。
德国专利文献DE 196 20 695 C1公开了一种用于在多段对流过程中吸附净化植物和/或矿物油和脂肪的方法和设备。未清洁的油送至第一阶段并在那里与已使用和部分负载的吸附剂接触并进行预清洁。所述油被送往第一分离阶段。通过该第一分离阶段后所述油接着在第二阶段与新鲜的吸附剂接触并送往第二分离阶段。在此步骤之后，经过清洗和漂白的油或脂肪送至进一步的处理步骤。在第二分离阶段中从油中分离出来的成分作为已使用和部分负载的吸附剂投入第一步骤使用。这些成分在此作为可泵送的污泥进行回收并/或进行再处理，并且排除空气后输送至第一阶段的未清洁的油中。在此也没有涉及从屠宰废料中获得脂肪。
美国专利申请US 2010/0089835 A1和德国专利申请DE 196 14 612 A1涉及一种用于从废物中获得脂肪和/或油的方法和/或设备。在此也没有涉及从屠宰废料中获得脂肪。
WO 2006//069803公开了一种能够通过不改变PH值且不使用酶的步骤生产具有限定的分子量范围的蛋白质水解物的方法。原料在水性介质中，通过根据系统特性曲线调节的温度和反应时间作用，并在有针对性的压力构成下，在反应空间内发生裂解。悬浮液在裂解过程后分离成含有初始材料的不溶成分的沉淀物，以及溶有原料的裂解产物的水性上清液
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于从生物废物或生物质中获得纯净物的设备，该设备具有简单、模块化和易于运输的结构。
上述目的通过根据方案1所述的用于从废物中获得纯净物的设备得以实现。
本发明的目的在于提供一种用于从生物废物或生物质中获得纯净物的方法，通过该方法能够简单、低成本和节能地获得纯物质。
这一目的通过根据方案11所述的用于从生物废物或生物质中获得纯净物的方法得以实现。
在用于从生物废物或生物质中获得至少一种纯净物的设备中，在至少一个能够运输的标准集装箱内设置用于获得至少一种纯净物的设备(100)的至少一个部分元件。
至少有一条管道从每个标准集装箱通向生物气体装置。通过此直接连接的管道将固体和/或固体-水混合物输送至生物气体装置。初始材料的供应装置具有至少一个沙分离器和一个杂质分离器。在此也通过管路向生物气体装置输送含水的初始材料中的固体。
能够运输的标准集装箱的废水管道与废水净化装置相连。在该废水净化装置中，不能由根据本发明所述的设备处理的物质通过厌氧阶段和好氧阶段进行处理。从厌氧阶段产生的生物气体能够用于产生蒸汽。出自好氧阶段的废水到达预过滤器并最终能够再次利用。通过废水净化装置形成的滤后污泥能够用作肥料。
在至少一个标准集装箱中的多个元件用于从生物废物或生物质的固体和/或含水的初始材料中获得纯净物。在其他可能的标准集装箱中的多个元件按照要获得的纯净物的种类设置并根据其应用而设计。
所述供应装置包括至少一个原料罐，该原料罐连接在至少一个标准集装箱之前。建造该设备时，标准集装箱置于相应备好的场地上。还需要的就仅是将原料罐和产品储存罐与标准集装箱或各个标准集装箱连接起来。根据本发明所述的设备的所有部件的尺寸都设置成，使其能够通过常规货车运输。
所述多个元件在各个标准集装箱中按照要获得的纯净物的种类进行设置。从生物废物或生物质中获得的纯净物可以是例如脂肪或蛋白质或纤维素或木质素或碳水化合物或碳或碳氢化合物。
若所获得的纯净物是脂肪，那么产品储存装置包括至少一个具有加热器的产品储存罐。通过该加热器能够使脂肪保持在能够泵送的状态。
设置第三个同样也能够运输的标准集装箱，在其中安装控制和调节电子装置以及分析单元。具有控制和调节电子装置的标准集装箱能够与至少一个能够运输的标准集装箱机械连接和电连接。在建造现场根据客户需求组装能够运输的标准集装箱，并建立必要的电连接和介质连接。同样也建立与产品储存罐和原料罐的必要的连接。所述设备可直接交付使用。
用于从生物废物或生物质中获得纯净物的方法包括以下步骤：
–供应从液体到固体状态的初始材料，并确定生物废物或生物质的成分和种类；
–根据初始材料的类型将初始材料分别运送至对应各类型的初始材料的原料罐；
–将某一类型的初始材料从各自的原料罐运送至至少一个能够运输的标准集装箱，以便从初始材料中获得纯净物；
–将纯净物运送至产品储存装置；并且
–将供应装置和/或纯物质-水混合物中的杂质从至少一个能够运输的标准集装箱运送至生物气体装置。
所述纯净物可以是脂肪或蛋白质或纤维素或木质素或碳水化合物或碳或碳氢化合物。在至少一个能够运输的标准集装箱中，通过至少两个元件进行纯净物的分离，其中该至少两个元件为滗析器和分离器。
所述生物气体装置由至少一个能够运输的标准集装箱供应出自供应装置和/或纯物质-水混合物的杂质。该生物气体装置用于产生能量。产生的能量能够重新流入生产过程，从而使纯净物的生产更加节能，并降低设备的能源成本。生产过程在大于40℃的温度范围内进行。
根据本发明的一个可能的实施方案，所述设备用于浓缩能够物理分离的油和脂肪。由此获得的产品包括(如果初始材料的产品质量没有超过一定的限度)以下特性：
–混合脂肪酸
–固体含量最高1000ppm
–水含量最高1000ppm
更高的质量可以通过附加的干燥机来实现。
通过根据本发明所述的设备能够处理例如脂肪沉淀物和厨余。模块化的集装箱(标准集装箱)构成根据本发明所述的设备的基本部件。配合位于现场的生物气体装置除了获得混合脂肪酸以外还可以获得电流。由此降低了运行成本，因为生物气体装置提供了设备所需的电流和热能。此外，对于出自至少一个模块标准集装箱的废水的处理得到了简化，因为所述废水可以直接排入生物气体装置中。
通过根据本发明所述的设备的实施方案，在年投入8000吨含油和含水的废物原料的情况下，每年能够生产大约720吨脂肪。在此产生大约7280吨废水。
附图说明
下面借助实施例并结合附图详细阐述本发明及其优点。附图中的比例并不总是反映真实的尺寸比，因为有些模型简化示出，另一些模型为了更好地呈现而相对于其他元件放大示出。其中：
图1示出了根据本发明所述的设备的实施方案的模块结构示意图，该设备与生物气体装置相连接，用于从生物废物或生物质中获得纯净物；
图2示出了根据本发明所述的设备的另一实施方案的模块结构示意图，该设备具有两个标准集装箱并与生物气体装置相连接，用于从生物废物或生物质中获得不同类型的纯净物；
图3示出了根据本发明的设备的另一实施方案的模块结构示意图，该设备与生物气体装置相连接，用于从生物废物或生物质中获得不同类型的纯净物；
图4示出了根据本发明的设备的模块结构的部分截面视图，该设备用于从生物废物或生物质中，特别是从含油和/或含脂肪的含水废物中获得纯净物(脂肪)；
图5示出了根据本发明的设备的模块结构的立体视图，该设备用于从生物废物或生物质中，特别是从含油和/或含脂肪的含水废物中获得纯净物(脂肪)；
图6示出了设备内部从供应到取货的过程，该设备用于从生物废物或生物质中，特别是从含油和/或含脂肪的含水废物中获得脂肪；
图7示出了用于从生物废物或生物质中，特别是从含油和/或含脂肪的含水废物中获得脂肪的设备的示意图，其中除了所述设备之外，还示出了所述设备运转所需的外围配置；
图8示出了用于所述设备的原料供应装置或原料接收装置和供应管道，该设备用于从生物废物或生物质中，特别是从含油和/或含脂肪的含水废物中获得油和/或脂肪；
图9示出了从原料供应装置或原料接收装置输送来的原料的储存装置的示意性结构；
图10示出了分离装置的示意图，通过该分离装置将包含脂肪、水和沉淀物(沙)的原料分离成单一成分；
图11示出了用于从水中分离脂肪的分离器的一个实施方案；
图12示出了过滤装置的示意图，通过该过滤装置将从分离装置中提取出的脂肪过滤为纯脂肪；以及
图13示出了产品储存装置的示意图，并同时示出了将纯脂肪(产品)送入货车运走的示意图。
本发明的相同或等效的元件使用相同的标记。此外，为了清楚起见，在单个附图中仅显示说明该附图所需的标记。所示实施方案仅举例显示用于根据本发明所述的从生物废物或生物质中获得原材料的设备和方法能够如何设计，因此并不是对本发明的最终限制。
具体实施方式
图1示出了根据本发明所述的设备100的实施方案的模块结构示意图，通过该设备，能够从生物废物或生物质中单独获得纯净物脂肪。该设备与生物气体装置相连接，由此能够特别节能地按照类型生产纯净物。纯净物生产所产生的残余物同样能够供给生物气体装置1500使用。
下述对于图1的说明涉及从生物废物或生物质中获得纯净物脂肪。然而这并不应理解为对本发明的限制。根据图1，根据本发明所述的设备100是用于从生物废物或生物质中，或者从含油和/或含脂肪的含水废物中获得纯净物122脂肪的设备的改进方案。设备100适用于分散的地点并因此更好地迎合了市场需求。设备100结合了生物气体装置1500。设备100产生的副产品供给生物气体装置1500，且该生物气体装置由供应装置10供料。供应装置10也具有输入检验装置。若含油和/或含脂肪的含水废物，也称作初始材料120，不具备所要求的质量或所要求的成分，则能够直接经由管路1400输送至生物气体装置1500。同样也能够将不直接由设备100处理的初始材料经由管路1400输送给生物气体装置1000。同样，生物废物或生物质或是含油和/或含脂肪的含水废物能够在供应装置10内相应地粉碎，使它们达到所要求的成分组成，从而能够由设备100进行处理。
如图1所示，用于从生物废物或生物质中，或是从含油和/或含脂肪的含水废物中获得纯净物脂肪的设备100的基本结构包含一个能够运输的标准集装箱11001。在该能够运输的标准集装箱11001中设置有元件34、40(未示出)，该元件设计为能够获得纯净物122脂肪。至少有一条管道1420从标准集装箱11001通向生物气体装置1500。通过该管道1420能够将固体材料和/或固体-水混合物输送到生物气体装置1500。这种“废物”由生物气体装置1500利用并用于获取额外的能量。
供应装置10包括至少一个原料罐21(未示出)，该原料罐连接在至少一个标准集装箱11001之前。为进一步处理，原料从原料罐21输送到标准集装箱11001。产品储存装置50连接在标准集装箱11001之后。储存纯净物122脂肪的产品储存装置50设置有加热器52(见图13)，用以保持脂肪处于能够泵送的状态。不进行处理的初始材料120通过管路1400从供应装置10输送至生物气体装置1500。
标准集装箱11001配备有能够运输的控制集装箱1200，该控制集装箱容纳有控制和调节电子装置(未示出)和分析单元(未示出)。建造设备100时，能够运输的控制集装箱1200与至少一个能够运输的标准集装箱11001机械地连接。同样，在建造时也与具有控制和调节电子装置的控制集装箱1200之间建立所需的电连接，并为分析单元建立必要的连接(未示出)。
图2示出了本发明的另一实施方案。设备100包括两个能够运输的标准集装箱11001、11002。在此所示的实施方案中，第一个能够运输的标准集装箱11001至少包括元件30和40(未示出)，通过该元件能够从含脂肪和/或含油的含水初始材料120中生产纯净物122脂肪。通过设备100的另一个能够运输的标准集装箱11002能够从含蛋白质且有可能含水的初始材料120中获得纯净物122蛋白质。为此，在至少一个能够运输的另一标准集装箱11002中设置设备100的元件60和70(未示出)中的至少一部分用于生产纯净物122蛋白质。在供应装置中已经能够对含脂肪和/或含油的含水初始材料120和含蛋白质且有可能也含水的初始材料120进行分离。待处理的初始材料120从供应装置10输送到第一标准集装箱11001以及第二标准集装箱11002。不进行处理的初始材料120通过管路1400输送到生物气体装置1500。产品储存装置50连接在第一标准集装箱11001之后，纯净物122脂肪储存在该产品储存装置中。同样，产品储存装置50连接在第二标准集装箱11002之后，纯净物122蛋白质储存在该产品储存装置中。第一标准集装箱11001和第二标准集装箱11002配备有具有电子装置和分析技术的能够运输的控制集装箱1200。还可以设想，第一标准集装箱11001和第二标准集装箱11002分别配备有各自的具有电子装置和分析技术的能够运输的控制集装箱1200。
图3示出了根据本发明所述的设备100的另一实施方案的模块结构示意图，该设备与生物气体装置1500相连接，用于从生物废物120或生物质中获得不同类型的纯净物122。通过在此所示的实施方案能够获得不同类型的纯净物122。此外不同的纯净物122为脂肪或蛋白质或纤维素或木质素或碳水化合物或碳或碳氢化合物或氢或者燃料气体。设备包括多个能够运输的标准集装箱11001、11002、…1100N，其中在每个标准集装箱11001、11002、…1100N中设置有用于获得至少一种纯净物122的元件30、40(未示出)。出自和通向标准集装箱11001、11002、…1100N的管道对应图1和图2的实施方案设置。同样，标准集装箱11001、11002、…1100N可配备具有电子装置和分析技术的能够运输的控制集装箱1200。还可以设想，每个标准集装箱11001、11002、…1100N分别配备有各自的具有电子装置和分析技术的能够运输的控制集装箱1200。不进行处理的初始材料120通过管路1400输送到生物气体装置1500。
图4示出了根据本发明所述的设备的模块结构的部分截面视图，该设备用于从含油和/或含脂肪的含水废物中获得纯净物(脂肪)。此外，图5示出了根据本发明所述的设备100的模块结构的立体视图。设备100包括原料供应装置或原料接收装置10和原料储存装置20(见图4)。原料储存装置20具有至少一个原料罐21。产出的纯净物输送至产品储存装置50(见图4)，该产品储存装置具有至少一个产品储存罐51。余下的用于从含油和/或含脂肪的含水废物中生产脂肪的元件30、40(见图4)设置在至少一个能够运输的标准集装箱11001中。第一标准集装箱11001的尺寸为货车能够运输的尺寸。
在图4所示的实施方案中，能够运输的控制集装箱1200安装在唯一的标准集装箱11001上方，对图1的说明中已经提到，该控制集装箱内设置有控制和调节电子装置90和分析单元92。由此控制和监视生产过程。设备100根据本发明设置为，至少第一标准集装箱11001设置在原料供应装置或原料接收装置10及原料储存装置20(在一侧)和产品储存装置50(在另一侧)之间。另外，在第一标准集装箱11001上方还能够设置至少一个助滤剂45罐。
图5示出了根据本发明所述的设备的模块结构的立体视图，该设备用于从含油和/或含脂肪的含水废物中获得纯净物(脂肪)。标准集装箱11001邻接原料罐21。至少一个产品储存罐51后置连接标准集装箱11001。这种配置的优点在于仅需要很短的管道路线。在标准集装箱11001上方设置有能够运输的控制集装箱1200，该控制集装箱基本上具有标准集装箱11001的一半长度。另外在第一标准集装箱11001上方设置有助滤剂罐45和其他装有添加剂或中间产品的罐80。
图6示出了设备100内部从供应130到装载54的过程的实施方案，该设备用于从含油和/或含脂肪的含水初始材料120中获得脂肪。虽然下述说明局限于从初始材料120中获得脂肪，但这并不应理解为对本发明的限制。除脂肪成分之外还具有沙和其他不能处理的成分(如纺织废料、金属废料或废塑料)的含水废物在供应130时被倒入原料料斗11(见图8)中。
根据实施方案，供应的初始材料120分别通过泵14(或泵系统)输送到粉碎器201。初始材料120，即原料120从粉碎器201到达至少一个原料罐21。待处理的初始材料120从原料罐21到达沙分离器202。接着是针对杂质的分离器203，这些杂质可能已是细小的杂质。经过粗略净化的初始材料120到达调节容器27并接着到达缓冲容器204。由于供应的原料120具有不同份额的水、脂肪、沙和其他成分，因此建议在供应130时就确定初始材料120的成分比例，以便进行从具有基本相同的成分份额的初始材料120中获得纯脂肪的过程。
初始材料120从缓冲容器204到达分离器32，该分离器在这里所说明的实施方案中设计为具有相继连接的分离阶段3201和3202。对于技术人员来说，很显然本发明并不局限于两个分离阶段3201和3202。通过分离阶段3201和3202能够去除污泥322。另外通过分离阶段3201和3202还能去除废水，这些废水通过废水净化装置2(见图8)的过滤器205或直接输送至生物气体装置1500。通过过滤器205还能够从分离出的废水中去除悬浮物。脂肪从分离装置32的最后一个分离阶段3202到达过滤装置40，并从那里到达具有至少一个产品储存罐51(见图13)的产品储存装置50。最后进行从产品储存装置50的产品储存罐51到相应的运输车辆的装载54。
图7示出了用于从含油和/或含脂肪的含水废物，即初始材料120中获得纯净物脂肪的设备100的构造的示意图。初始材料120也被称为原料120。运送原料120至原料供应装置或原料接收装置10。原料120从原料供应/接收装置10到达原料储存装置20。原料储存装置20具有至少两个原料罐21(见图9)。分离装置30连接在原料储存装置20之后。通过分离装置30能够将原料120分离出相应份额的水、脂肪和沉淀物(沙)。过滤装置40继续连接在分离装置30之后。通过过滤装置40能够产生纯脂肪。获得的纯净物(脂肪)从过滤装置40到达产品储存装置50，该产品储存装置包含至少一个能够加热的产品储存罐51(另见图13)。
用于从原料120中获得脂肪的设备100还配置有设备100顺利运行所需的大量的外围系统。废水121从供水网络到达水处理装置1222。同样设置储存能量源的储存装置123。通过出自水处理装置1222的水121连同能量源的储存装置123能够在蒸汽发生器124中产生蒸汽。从生物气体装置1500(未示出)中产生的能量能够输送至蒸汽发生器124。在蒸汽发生器124中产生的蒸汽能够输送至原料储存装置20和分离装置30。蒸汽发生器124自身与烟囱125相连，通过该烟囱将废气排放到环境空气中。废水从分离装置30到达废水净化装置126，该废水净化装置又通过管道与蒸汽发生器124相连。废水也能够直接输送至用于获得能量的生物气体装置1500(未示出)。废水从废水净化装置126到达泵井127，并且也能够从那里运送到公共下水道系统128。通过管道132同样能将沉淀物(沙)从分离装置30中运走。同样过滤装置40也与管道140相连，通过该管道能够将助滤剂运走。原料供应装置或原料接收装置10、原料储存装置20、分离装置30、过滤装置40和产品储存装置50通过管道系统150与废气处理装置160相连。该废气处理装置160能够设计为废气生物处理装置。空气从废气处理装置160最终到达废气管161中。
图8详细示出了原料供应装置或原料接收装置10。原料120基本上包含预浓缩的脂肪沉淀物和/或厨余。所述脂肪沉淀物的脂肪含量为5％至50％，由相应的收集货车130运送。原料120从收集货车130中倾倒入或者说放置在至少一个原料料斗11中。对于设备100有利的是，为了达到设备100应处理的日产量，在原料料斗11中存有足够的原料120供使用。如设置有两个原料料斗11，便能够使两辆货车同时卸货。原料料斗11中容纳有货车130运送来的原料120。原料120可以是液体或部分是固体。分别设置螺旋输送机12用于将原料120运离原料料斗11。各个螺旋输送机12将原料120送入灌装容器13。通过另一螺旋输送机17将原料120从灌装容器13送至活塞泵14。该活塞泵14将原料120通过管道16泵送至至少一个原料罐21(见图9)。在管道16中设置有热交换器15用于加热原料120。该热交换器15优选设计为波纹形状的双夹套热交换器。通过热交换器15将原料120加热至第一温度。热水18供应给热交换器15。在一个优选方案中，热交换器15用于将原料120从约10℃加热到20℃至25℃。
图8所示的示意图也示出了设备100运行所需的供应管道。通过蒸汽管道101能够向设备100输送处理和加热原料120所必需的蒸汽。蒸汽在蒸汽管道101中处于一定的压力和一定的温度下。冷却水管道102为设备100供应所需的冷却水。在冷却水管道102中以限定的压力输送冷却水。同样地，通过压缩空气管道103向设备100供应压缩空气。压缩空气在压缩空气管道103中同样处于预定的压力下。此外，设备100还配备有管道105用于冷却水的回流。冷却水从设备100的各个不同的系统到达管道105，并在可能的情况下能够在设备100内继续用于产品的冷却。
图9示出了设备100的一部分，该部分描述了原料储存装置20。原料储存装置20在此包括至少一个原料罐21。借助活塞泵14(图8)将原料120通过管道16输送到至少一个原料罐21。原料罐21具有锥形体28。锥形体28的区域设置有加热器29。借助加热器29能够加热锥形体28，从而使原料120能够在原料罐21内保持继续处理所需的温度。从设备100的蒸汽管道101中分出一条支管1011通向原料罐21。借助该支管1011能够通过直接注入蒸汽将原料120在原料罐21中加热至第二温度。此处第二温度比第一温度高。原料120优选在原料罐21内通过直接注入蒸汽加热到50℃至60℃。原料120优选在原料罐21中处于55℃。可以选择设置三个原料罐21用于容纳原料120。每个原料罐21之后设置有闸门22。通过该闸门22能够将原料120定量地送至分拣耙23。通过分拣耙23能够将粗大部分，例如手套、肉钩等从原料120中除去。通过分拣耙23将尺寸大于30毫米的粗大部分从原料120中分离出去。能够对分拣耙23进行加热。清除了粗大部分的原料120通过管道21L到达调节泵24。该调节泵24将原料120输送到调节容器27。管道21L同样配备有管式热交换器26。通过管道21L输送的原料120通过管式热交换器26加热至第三温度。此处第三温度高于第二温度。第三温度优选处于65℃到75℃的范围内。调节容器27同样通过支管1012与蒸汽管道101相连。通过直接注入蒸汽在调节容器27中将原料120加热至第四温度。该第四温度优选加热到90℃至100℃之间。通过加热使脂肪融化并使附着在沙或沉淀物上的脂肪成分分离出来。
在闸门22和分拣耙23之间设置有管道22L，通过该管道能够将沙运送到储存沙的容器25中。通过管道27L能够从调节容器27中就将前脂肪层去除。该前脂肪层通过管道27L输送至混合冷凝器36(见图10)。
图10示出了设备100的分离装置30的细节示意图。调节容器27在底部形成锥形体27K。通过蒸汽为锥形体27K提取出含脂肪多的水。闸门31连接在调节容器27之后，含脂肪多的水和沙通过该闸门到达分离器32。分离器32设置有多个分室321、322、323和324。在分离器32中将脂肪从水、蛋白质成分和沙或污泥中分离出来。分离器32的上部32O与管道324L相连。通过该管道324L能够将脂肪从分离装置32中提取出来并送至干燥机41(见图12)。在分离器32的下部32U设置有沙螺旋输送机33，该沙螺旋输送机通过管道323L与沙脱水器37相连。在沙脱水器37中将从分离器32的下部32U中提取出的含水沙的水分除去一定的比例。部分脱水的沙通过管道323L输送至储存沙的容器25。分室322与管道322L相连。通过该管道322L能够借助沙螺旋输送机39将沙运至储存沙的容器25。在分室322中进行低压浮选，以进一步分离可漂浮的材料。积累的浮出物通过沙螺旋运输机38或沙螺旋运输机39运往容器25。
分离装置30的分室321与管道321L相连。在分室321中仍有少量沙沉积。该分室321作为水的溢流口。管道321L通向废水管道106。如图12所示，在废水管道106中设置有一个废水泵110和多个热交换器111和112。通过热交换器111和112能够降低从分室321排出的水的温度，以便能够送往后置连接的生物气体装置1500和/或废水净化装置2。
如图9所示，出自原料罐21或出自调节容器27的前脂肪层或蒸汽层通过管道27L送往混合冷凝器36。在混合冷凝器36中获得的前脂肪层也通过管道36L送往分离器32。混合冷凝器36排出的废气进入设备100的废气管道104。
从分室321通过管道321L排出分离器32的废水流经热交换器111(未示出)和112(未示出)，并使废水达到能够送往后置连接的生物气体装置1500和/或废水净化装置2的温度。在此必须确保废水的温度在到达生物气体装置1500和/或废水净化装置2之前不高于30℃。热交换器111的任务在于产生次级热水，该次级热水用于将原料120的温度借助热交换器26从例如55℃提高到69℃。该次级热水还能够用于通过热交换器15将原料120从10℃加热至约22℃。通过热交换器111使废水管道106中的废水从95℃冷却至约55℃。
废水管道106中的第二热交换器112的任务在于，将废水从55℃冷却至期望的排出温度，例如30℃，具有这一温度的废水输送到生物气体装置1500和/或废水净化装置2中。在图10中已经说明，通过管道324L提取出位于分离器32的上部32O内的脂肪。为此在管道324L内设置粗脂肪泵35。从分离器32中提取的粗脂肪仍含有必须清除的水分和悬浮物。
在图6中已经指出，为了分离脂肪中的不期望的成分，分离器32能够包括多个串联连接的分离阶段3201和3202。图11示出的实施例为，分离器32包括两个分离阶段3201和3202，但这不能理解为对本发明的限制。从第一分离阶段3201到下一分离阶段3202能够使通过根据本发明所述的设备100获得的脂肪的纯度增加。在每一分离阶段3201和3202中都会产生含水层W和含油层F的分离。在含水层W和含油层F之间形成含蛋白质成分的中间层Z。该中间层Z会阻碍脂肪微粒从含水层W移动到含油层F。在每一分离阶段3201和3202都会除去中间层Z，以利于油水分离。先行分离阶段3201的含油层F通过管道3211送往下一个分离阶段3202。下一分离阶段3202也采用相应方法。从分离阶段3201到分离阶段3202能够从废物中获得更高纯度的脂肪。中间层Z能够通过排液管320A持续地或间歇地排出。
图12示出了过滤装置40的详细视图。粗脂肪通过管道32L到达干燥机41。该干燥机41用于将残留的水分分离出粗脂肪。在干燥机41中借助真空(100mbar)干燥脂肪。大约有1％的水与气流一起通过管道41L到达干燥机41，该干燥机为真空冷凝器，水在其中冷凝。经过干燥的粗脂肪由于重力到达过滤罐42。在此借助大袋定量系统(Big-Bag-Dosiersystems)和闸门43加入助滤剂45。在过滤罐42中使粗脂肪均质化。均化的粗脂肪通过设置在管道42L内的过滤泵49运往板式过滤器44。在板式过滤器44中过滤粗脂肪。板式过滤器44的过滤板能够借助吊车轨道(未示出)拆卸。为了储存和清洁过滤板(未示出)可在板式过滤器44旁设置相应的托架(未示出)。板式过滤器44与管道44L相连，该管道将过滤后的纯脂肪运往管制过滤器47和后置的产品冷却器48。产品冷却器48将纯脂肪的温度降至第五温度。在此该第五温度低于第四温度。第五温度优选为80℃。冷却至第五温度的纯脂肪通过管道48L到达图13所示的产品储存装置50。
产品储存装置50包括至少一个产品储存罐51。每个产品储存罐51设置有加热器52。通过该加热器52，能够借助来自次级热水循环回路的热水加热储存在产品储存罐51中的脂肪。图6的说明中已经提到，纯脂肪通过管道48L到达相应的产品储存罐51。产品储存罐51中的加热器52用于使纯脂肪维持在能够泵送的状态。通过管道51L能够从产品储存罐51中排出纯脂肪。泵53将纯脂肪运至用于纯脂肪的运走54的相应的运输车或货车。根据一个可能的实施方案，设备100包括三个产品储存罐51。在这种情况下，在一个产品储存罐51中装有高脂肪酸含量的纯脂肪。在另一个产品储存罐51中装有低脂肪酸含量的纯脂肪。在另一个产品储存罐51中掺和了上述两个产品储存罐51的纯脂肪，从而能够在此对上述两个产品储存罐51的混合物的脂肪酸含量进行调节。如上所述，能够通过泵53将纯脂肪泵送至货车。通过适当混合三个产品储存罐51能够根据客户需求限定调整纯脂肪的脂肪酸含量。
附图标记说明
10               原料供应装置或原料接收装置
11               原料料斗
12               螺旋输送机
13               灌装容器
14               泵、活塞泵
15               热交换器
16               管道
17               其他螺旋输送机
18               热水
20               原料储存装置
21               原料罐
21L              管道
22               闸门
22L              管道
23               分拣耙
24               调节泵
25               容器
26               管式热交换器
27               调节容器
27K              锥形体
27L              管道
28               锥形体
29               加热器
30               分离装置；用于生产脂肪的元件
31               闸门
32               分离器
321、322、323、  分室
324
321L             管道
322L             管道
323L             管道
324L             管道
32O              上部
32U              下部
33               沙螺旋输送机
34               装载
35               粗脂肪泵
36               混合冷凝器
36L              管道
37               沙脱水器
38               沙螺旋输送机
39               沙螺旋输送机
40               过滤装置；用于生产脂肪的元件
41               干燥机
41L              管道
42               过滤罐
42L              管道
43               闸门
44               板式过滤器
44L              管道
45               助滤剂
47               管制过滤器
48               产品冷却器
48L              管道
49               过滤泵
50               产品储存装置
51               产品储存罐
51L              管道
52               加热器
53               泵
54               运输车辆
80               其他罐
90               控制和调节电子装置
92               分析单元
100              设备
101              蒸汽管道
1011             蒸汽管道分支
1012             蒸汽管道分支
102              冷却水管道
103              压缩气体管道
104              废气管道
105              管道
106              废水管道
110              废水泵
111              热交换器
112              热交换器
120              废物、生物质、原料
121              水
122              纯净物
123              储存装置
124              蒸汽发生器
125              烟囱
126              废水净化装置
127              泵井
128              下水道系统
130              供应装置、收集货车
132              管道
140              管道
150              管道系统
160              废气处理装置
161              废气管
201              粉碎器
202              沙分离器
203              分离器
204              缓冲容器
205              过滤器
3201             分离阶段
3202             分离阶段
320A             排液管
3211             管道
322              污泥
11001、          能够运输的标准集装箱
11002、…1100N
1200             能够运输的控制集装箱
1222             水处理装置
1300             第二个能够运输的标准集装箱
1400             管路
1420             管道
1500             生物气体装置
F                含油层
W                含水层
Z                中间层

Claims (14)

1.一种用于从生物废物或生物质(120)中获得至少一种纯净物的设备(100)，其特征在于，分别在至少一个能够运输的标准集装箱(11001、11002、…1100N)内设置用于获得至少一种纯净物(122)的设备(100)的至少一部分元件(30、40)。
2.根据权利要求1所述的设备(100)，其中至少有一条管道(1420)从每个所述标准集装箱(11001、11002、…1100N)与生物气体装置(1500)直接连接，并能够通过所述管道(1420)将固体和/或固体-水混合物输送至所述生物气体装置(1500)。
3.根据权利要求1和2所述的设备(100)，其中供应装置(10)包括至少一个沙分离器和一个杂质分离器，其中能够通过管路(1400)向所述生物气体装置输送所述生物废物或生物质(120)中的固体材料和可能的水。
4.根据前述权利要求所述的设备(100)，其中能够分别通过所述管道(1420)从至少一个所述能够运输的标准集装箱(11001、11002、…1100N)向所述生物气体装置(1500)输送材料。
5.根据前述权利要求所述的设备(100)，其中在至少一个所述标准集装箱(11001、11002、…1100N)中的所述元件(30、40)设计为用于从所述生物废物(120)中获得纯净物脂肪或蛋白质或纤维素或木质素或碳水化合物或碳或碳氢化合物或氢或者燃料气体。
6.根据权利要求3～5所述的设备(100)，其中所述供应装置(10)包括至少一个原料罐(21)，所述原料罐连接在至少一个所述标准集装箱(11001、11002、…1100N)之前。
7.根据权利要求1～6所述的设备(100)，其中至少一个产品储存装置(50)连接在至少一个所述标准集装箱(11001、11002、…1100N)之后。
8.根据权利要求7所述的设备(100)，其中所述产品储存装置(50)针对每种纯净物具有至少一个产品储存罐(51)。
9.根据权利要求8所述的设备(100)，其中所述产品储存装置(50)针对所述纯净物(22)脂肪具有加热器(52)，用以使脂肪保持在能够泵送的状态。
10.根据前述权利要求所述的设备(100)，其中设置能够运输的控制集装箱(1200)，在所述控制集装箱中安装控制和调节电子装置以及分析单元，且所述控制集装箱能够与至少一个所述能够运输的标准集装箱(11001、11002、…1100N)机械连接和电连接。
11.一种用于从生物废物或生物质(120)中获得纯净物的方法，其特征在于以下步骤：
–向供应装置(10)供应从液体到固体状态的初始材料(120)，并确定所述生物废物或生物质(120)的成分和种类；
–根据所述初始材料(120)的类型将所述初始材料(120)分别运送至分配给各类型的所述初始材料(120)的原料罐(21)；
–将某一类型的所述初始材料(120)从各自的所述原料罐(21)运送至至少一个能够运输的标准集装箱(11001、11002、…1100N)，以便从所述初始材料(120)中获得纯净物；
–将所述纯净物运送至产品储存装置(50)；并且
–将所述供应装置(10)中的杂质和/或纯物质-水混合物中的杂质从至少一个所述能够运输的标准集装箱(11001、11002、…1100N)运送至生物气体装置。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述纯净物为脂肪或蛋白质或纤维素或木质素或碳水化合物或碳或碳氢化合物或氢或者燃料气体。
13.根据权利要求11和12所述的方法，其中在至少一个所述能够运输的标准集装箱(11001、11002、…1100N)中，通过至少两个元件(30、40)进行所述纯净物的分离，其中所述至少两个元件为滗析器和分离器。
14.根据权利要求11和13所述的方法，其中至少一个所述能够运输的标准集装箱(11001、11002、…1100N)为所述生物气体装置提供出自所述供应装置(10)和/或纯物质-水混合物的杂质，所述生物气体装置用于产生能量。
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