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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft neue Biokonverter mit kohlehaltigen Schwebekörpern.
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Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung kohlehaltige Schwebekörper.
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Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung neue Verfahren zur Wachstumsförderung von Mikroorganismen und/oder zur Steigerung des Metabolismus und/oder Katabolismus und/oder Anabolismus und/oder zur Steigerung des Ertrages verschiedener Produkte von Biokonvertern.
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Stand der Technik
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Der in der vorliegenden Anmeldung zitierte Stand der Technik wird durch Bezugnahme Bestandteil der vorliegenden Anmeldung.
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Um Methangase zu gewinnen, wird Biomasse in Biokonvertern anaerob fermentiert. Unter dem Begriff »Fermentierung« oder »Fermentation« wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Umsetzung von biologischen, insbesondere organischen Materialien mit Hilfe von Mikroorganismen (Bakterien, Pilze und/oder anderen Zellkulturen) verstanden. Eine Fermentation kann aber auch durch den Zusatz von stoffwechselaktiven Enzymen oder anderen biologisch aktiven Molekülen erfolgen, wie zum Beispiel Nährstoffsubstrate der Mikroorganismen. Die Fermentation kann sowohl aerobe Vorgänge, z. B. Essigsäuregärung, als auch anaerobe Vorgänge, z. B. Milchsäuregärung, einschließen.
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Der daraus resultierende Abfall wird, aufgrund seine hohen Schwermetallgehaltes, meist als Sondermüll abgefahren und kann häufig nicht als Düngemittel wiederverwendet werden. Selten wird er durch Aufbereitung zu Düngemittel verarbeitet.
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Um einen deutlichen Mehrertrag an Methan zu gewinnen, wird Pflanzenkohle dem Prozess hinzugefügt. Hier kann innerhalb von 91 Tagen ein Mehrertrag von 24% erreicht werden.
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Aus der deutschen Patentanmeldung
DE 102011/087635 A1 geht ein Verfahren zur Herstellung bodenverbessernder Substrate durch Aufbereitung von aus Biokonverter gewonnenen Gärresten hervor. Dabei werden die Gärreste oder der flüssige Anteil der Gärreste mit zumindest einer Magnesiumionenquelle, zumindest einer Phosphationen- und/oder Hydrogenphosphationenquelle sowie vorzugsweise einer Kohlenstoffquelle vermengt oder in Kontakt gebracht. Anschließend wird den vorliegenden Substraten gegebenenfalls das Wasser ganz oder teilweise entzogen.
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Aus dem deutschen Gebrauchsmuster
DE 202014/004445 U1 geht eine Vorrichtung zur Herstellung von Pflanzenkohle und Gewinnung von Wärme hervor. Die Vorrichtung weist eine motorisierte Brennstofffördereinrichtung zum Fördern von Biomassebrennstoff in einen Brenner zum Verkohlen des geförderten Biomassenbrennstoffes in dem Brenner zu Pflanzenkohle und Verbrennen der frei werdenden flüchtigen Stoffe zu Wärmegewinnung. Außerdem weist die Vorrichtung eine Pflanzenkohlefördereinrichtung zum Abführen der in dem Brenner erzeugten Pflanzenkohle aus dem Brenner.
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Aus der amerikanischen Patentanmeldung US 2015/027179 (A1) geht die Verwendung von getrockneten Gärresten zur Weiterverarbeitung in einem Pyrolyse-System um Biokohle und Synthesegas zu erzeugen, hervor.
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Aus der amerikanischen Patentanmeldung US 2015/175462 geht die Förderung des Mehrertrages von Biogas mit Pankreatin hervor. Dies geschieht durch Fermentierung. Die Hydrolyse wird ebenfalls verbessert.
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Aus der amerikanischen Patentanmeldung US 2015/125921 (A1) gehen die Methoden für Biokonverter, insbesondere für Thermo-Biokonverter hervor. Diese zerstören umweltschädliche Materialien, wie zum Beispiel Antibiotika.
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Aus der internationalen Patentanmeldung
WO 2015/122688 (A1) gehen ein System und eine Methode für die Produktion von Biokohle hervor. Hier wird das System beschrieben. Es gibt einen vorgeheizten Tank, in dem wasserhaltige organische Ausgangsstoffe erhitzt werden und einen Reaktor, wo die hydrothermische Verkohlung stattfindet.
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In ihrem Artikel »Steigerung des Biogasertrages durch die Zugabe von Pflanzenkohle« in Müll und Abfall, 2014, Seiten 476 bis 480, beschreiben Dipl. Wi.-Ing. Jan-Markus Rödger, M. Eng.-M. Sc. Waldemar Ganagin, Dipl.-Ing. agr. Andreas Krieg, B. SC. Christian Roth und Prof. Dr.-Ing. Achim Loewen die Steigerung des Biogasertrages durch die Zugabe von Pflanzenkohle. In diesem Artikel wird deutlich, dass durch das Hinzufügen von großen Kohlepartikeln in den Nachgärer der Mehrertrag von Methangase innerhalb von 91 Tagen um 24% gestiegen ist.
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In der nicht vorveröffentlichten älteren Anmeldung
DE 10 2015 012 436.6 vom 27.9.2015 wird die Verwendung von Kohlenanopartikel, Kohlemikropartikel und/oder Kohlemakropartikel zur Wachstumsförderung von Mikroorganismen und/oder zur Steigerung des Metabolismus und/oder Katabolismus und/oder Anabolismus und/oder zur Steigerung des Ertrages verschiedener Produkte und/oder Schutz der Beton-Wände in Konvertern beschrieben. W
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Aufgabe der Erfindung
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Der vorliegenden Erfindung lag der Aufgabe zu Grunde, das Wachstum von Mikroorganismen und/oder ihr Metabolismus und/oder Katabolismus und/oder Anabolismus in Biokonvertern weiter zu steigern.
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Des Weiteren soll die vorliegende Erfindung zur gleichzeitigen Steigerung des Ertrages verschiedener Produkte eingesetzt werden können.
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Erfindungsgemäße Lösung
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Demgemäß wurde der Biokonverter zur gleichzeitigen Herstellung von Biogas und Wertprodukt durch Fermentation von Biomasse, enthaltend mindestens einen kohlehaltigen Schwebekörper (1) in der Gärflüssigkeit, gefunden, der im Folgenden als »erfindungsgemäßer Biokonverter« bezeichnet wird.
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Außerdem wurde das Konvertierungsverfahren gefunden, das mithilfe von Kohlenstoff in Form von fixierter, aktiver Kohlemasse bezüglich der Kohlemasse verlustfrei oder nahezu verlustfrei das Wachstum von Mikroorganismen und/oder die Steigerung des Metabolismus und/oder Katabolismus und/oder Anabolismus fördert und/oder zur Steigerung des Ertrages von Biogas und Wertprodukten beiträgt und das mithilfe des erfindungsgemäßen Biokonverters durchgeführt wird.
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Im Folgenden wird das Konvertierungsverfahren als »erfindungsgemäßes Konvertierungsverfahren« bezeichnet.
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Nicht zuletzt wurde die Verwendung des durch das erfindungsgemäße Konvertierungsverfahren erzeugten Effluents als Wertprodukt gefunden, was in Folgenden als die »erfindungsgemäße Verwendung« bezeichnet wird.
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Vorteile der Erfindung
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Im Hinblick auf den Stand der Technik war es überraschend und für den Fachmann nicht vorhersehbar, dass die Aufgabe, die der vorliegenden Erfindung zu Grunde lag mithilfe des erfindungsgemäßen Biokonverters, des erfindungsgemäßen Konvertierungsverfahrens und der erfindungsgemäßen Verwendung gelöst werden konnte.
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Überraschenderweise konnte durch den erfindungsgemäßen Biokonverter und das erfindungsgemäße Konvertierungsverfahren das Wachstum von Mikroorganismen und/oder die Steigerung des Metabolismus und/oder Katabolismus und/oder Anabolismus gesteigert und/oder die Steigerung des Ertrages verschiedener Wertprodukte erzielt werden.
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Die Einbringung der aktiven Kohlemasse in die erfindungsgemäßen Biokonverter konnte mittels Schwebekörpern, die hervorragend an die konstruktiven, physikalischen und chemischen Besonderheiten der erfindungsgemäßen Biokonverter angepasst waren, erfolgen.
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Durch die Einbringung von fixierter, aktiver Kohlemasse konnte aktiver und/oder passiver Abrieb, Abtrag und/oder Erosion signifikant unterdrückt werden. Dies hatte den Vorteil, dass die fixierte, aktive Kohlemasse sich langsamer zersetzte als die Biomasse.
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Die Zurückgewinnung der fixierten, aktiven Kohlenmasse geschah nicht mehr durch die Teilnahme am Stoffstrom. Dadurch resultiert ein längeres Verbleiben der aktiven Kohlemasse im erfindungsgemäßen Konvertierungsverfahren, wodurch auch die Mikroorganismen, die durch Impfung eingebracht worden waren, eine längere Verweilzeit aufwiesen.
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Vor und/oder während des erfindungsgemäßen Konvertierungsverfahrens konnte die fixierte, aktive Kohlemasse mit Spurenelementen, Mikroelementen, Ultraspurenelementen, Ultramikroelementen, Mengenelementen, Nährstoffen, essentiellen Nährstoffen, Kohlenhydraten, Fetten, Proteinen, Mineralstoffen und/oder Vitaminen beladen werden.
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Des Weiteren überraschte, dass die Hydrophilie der erfindungsgemäß zu verwendenden Materialien durch Superabsorber und/oder Tonmineralien, beispielsweise Nanoclay, verstärkt werden konnte.
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Insbesondere überraschte, dass sich dadurch die in den erfindungsgemäß zu verwendenden Materialien befindlichen Schwermetalle binden lassen und somit das Effluent niedrige Schwermetallwerte aufwiesen. Dadurch konnte das entgiftete Effluent wieder mit frischen Materialien angereichert und wieder als Wertprodukte wie Dünger oder zur Herstellung von Terra Preta verwendet werden.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Der erfindungsgemäße Biokonverter dient der gleichzeitigen Herstellung von Biogas, insbesondere Methan, und mindestens einem Wertprodukt durch Fermentation von Biomasse.
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Für den erfindungsgemäßen Biokonverter ist es wesentlich, dass er mindestens einen kohlehaltigen Schwebekörper und vorzugsweise mindestens zwei, bevorzugt mindestens drei, besonders bevorzugt mindestens vier und insbesondere mindestens fünf kohlehaltige Schwebekörper in der Gärflüssigkeit enthält.
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Die kohlehaltigen Schwebekörper sind in der Gärflüssigkeit frei beweglich oder an der Oberfläche des Reaktorbodens, des Deckels, des Daches oder der Abdeckung, vorzugsweise an der Oberfläche des Reaktorbodens, des Biokonverters verankert.
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Der erfindungsgemäß zu verwendende kohlehaltige Schwebekörper umfasst mindestens einen Auftriebskörper, mindestens eine fixierte, aktive Kohlemasse und mindestens eine Beschwerung.
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Die mindestens eine fixierte, aktive Kohlemasse und die mindestens eine Beschwerung sind so austariert, dass der Auftriebskörper den Schwebekörper in der Gärflüssigkeit vorzugsweise vertikal oder im Wesentlichen vertikal in der Schwebe hält.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff »in der Schwebe« den Fall, dass der Auftriebskörper des Schwebekörpers in der Gärflüssigkeit teilweise oder vollständig untergetaucht ist oder auf der Oberfläche der Gärflüssigkeit schwimmt.
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Die Größe und das Gewicht des Schwebekörpers können sehr breit variieren und daher hervorragend an die konstruktiven Besonderheiten eines gegebenen erfindungsgemäßen Biokonverters und die Erfordernisse eines gegebenen erfindungsgemäßen Konvertierungsverfahren angepasst werden.
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Vorzugsweise beträgt die Gesamtlänge des Schwebekörpers, d. h. die Strecke von seiner Beschwerung bis zum höchsten Punkt des Auftriebskörper, 10 bis 100 cm.
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Vorzugsweise beträgt das Gewicht des Schwebekörpers 10 bis 1000 g.
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Die erfindungsgemäß zu verwendenden Auftriebskörper können die unterschiedlichsten Formen und Größen aufweisen. Wesentlich ist, dass ihr Auftrieb ausreicht, um den Schwebekörper in der Schwebe zu halten. Die Ermittlung des notwendigen Auftriebs kann rechnerisch oder mithilfe weniger einfacher Versuche erfolgen.
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Die Auftriebskörper können Hohlkörper, massive Körper oder schwammartige Körper sein. Wesentlich ist, dass sie sich in der Gärflüssigkeit nicht zersetzen. Sie können beliebige dreidimensionale Formen haben. Beispiele geeigneter Formen sind platonische Körper wie Kugeln, Pyramiden, Zylinder, Octaeder, Dodecaeder oder Icosaeder. Des Weiteren kommen Halbkugeln oder Ringe infrage. Ihre Größe richtet sich nach dem Gewicht der fixierten, aktiven Kohlemasse, das sie in der Schwebe halten sollen. Geeignete Materialien für die Auftriebskörper sind Kunststoffe, Holz, Leichtmetalle oder Glas. Vorzugsweise werden für Hohlkörper Kunststoffe verwendet. Für massive Körper werden vorzugsweise Kunststoff oder Holz verwendet.
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Beispiele geeigneter Polymere, die gegenüber der Gärflüssigkeit stabil sind, sind Polyolefine wie Polyethylen, Polypropylen, Polybutadien, Polyisopren und ihre Copolymerisate, Polyvinylaromaten wie Polystyrol, Poly(alpha-methylstyrol) und ihre Copolymerisate, Poly(meth)acrylate, Polyester, Polyether, Polyamide, Polyesterimide, Polyketone, Polyetherketone oder Polysulfone. Weitere geeignete Polymere kann der Fachmann aufgrund seines allgemeinen Fachwissens leicht auswählen. Es ist des Weiteren von Vorteil, wenn die Polymere dreidimensional vernetzt sind. Noch ein weiterer Vorteil resultiert, wenn die Polymere biologisch abbaubar sind.
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Die Hohlkörper können mit Luft, Stickstoff oder Helium gefüllt sein. Vorzugsweise wird Luft verwendet. Sie können aber auch evakuiert sein. Die Hohlkörper können außerdem in ihrer Wandung Stellen enthalten, die mit der Zeit durch die Gärflüssigkeit aufgelöst werden, so dass sie sich allmählich oder rasch mit der Gärflüssigkeit füllen, wodurch die Schwebekörper auf den Reaktorboden sinken. Dies kann auch kontrolliert dadurch geschehen, dass in der Wandung Ventile eingebaut sind, die per Funkfernsteuerung geöffnet werden können. Die auf den Reaktorboden abgesunkenen Schwebekörper können dann in einfacher Weise entsorgt werden.
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Die Herstellung der Auftriebskörper kann in der unterschiedlichsten Weise durchgeführt werden. So kommen für die Herstellung massiver Auftriebskörper abtragende Verfahren wie Spanen, Schneiden, Schleifen oder Fräsen in Betracht. Für die Herstellung von Hohlkörpern kommen aufbauende Verfahren wie Spritzgießen oder 3-D-Drucken in Betracht.
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Der erfindungsgemäß zu verwendende Schwebekörper umfasst mindestens eine fixierte, aktive Kohlemasse. Für spezielle Anwendungen können auch mehrere, beispielsweise 2 bis 30 fixierte, aktive Kohlemassen verwendet werden.
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Die Menge der fixierten, aktiven Kohlemasse wird so gewählt, dass sie zusammen mit der Beschwerung oder, falls der Schwebekörper am Reaktorboden verankert ist, alleine von dem mindestens einen Auftriebskörper in der Schwebe gehalten wird.
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Die fixierte, aktive Kohlemasse kann in einer Ausführungsform als mindestens eine Schicht, die mithilfe mindestens eines Klebstoffs fixiert ist, vorliegen. Der mindestens eine Klebstoff kann eine separate Schicht bilden oder im Gemisch mit der fixierten, aktiven Kohlemasse vorliegen.
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Geeignete Klebstoffe können aus der Gruppe, bestehend aus Biopolymeren, Polysacchariden, chemisch härtenden Klebstoffen, Polymerisationsklebstoffen, Cyanacrylat-Klebstoffen (Sekundenkleber), Methylmethacryl-Klebstoffen, anaerob härtenden Klebstoffen, ungesättigten Polyestern (UP Harze), strahlenhärtenden Klebstoffen, Polykondensationsklebstoffen, Phenol-Formaldehydharz Klebstoffen, Silikon-Silan vernetzten Polymerklebstoffen, Lignin-Klebstoffen, Polyimidklebstoffen, Polysulfidklebstoffen, Polyadditionsklebstoffen, Expoxidharz-Klebstoffen, Polyurethan-Klebstoffen, Silikon-Polyisocyanat-Klebstoffen, physikalisch abbindenden Klebstoffen, lösemittelhaltigen Klebstoffen, Kontaktklebstoffen, Dispersionsklebstoffen, Zement, zementbasierten Klebstoffen, Schaumbeton, gipsbasierten Klebstoffen, Plastisolen, Klebstoffen ohne Verfestigungsmechanismus und Löschkalk und hierauf basierte Klebstoffen, ausgewählt werden.
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Die vorstehenden Klebstoffe können teiloffene Strukturen aufweisen, sie können durch Punktverbindungen zusammenhalten, sie können umhüllt, teilumhüllt, nicht umhüllt, auf einen Hintergrund geklebt sein und/oder einen Backbone haben. Sie können außerdem mit Härtern und/oder Fließmitteln versetzt sein.
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Die vorstehenden Klebstoffe für die Kohlenanopartikel, Kohlemikropartikel und/oder Kohlemakropartikel, die funktionalisiert, oberflächenmodifiziert, eingesumpft, eingesumpft und getrocknet, getrocknet, getrocknet und angefeuchtet sowie eingesumpft und teilgetrocknet sind, sind nur beispielhaft und nicht abschließend aufgezählt. Die Aufzählung soll demnach die Vielfalt der Möglichkeiten verdeutlichen, und der Fachmann kann aufgrund seines allgemeinen Fachwissens ohne Weiteres, weiter Möglichkeiten angeben.
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Bevorzugt werden biologisch abbaubare und/oder organische Kleber.
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Die mithilfe von Klebstoffen fixierte, aktive Kohlemasse kann bei einer Ausführungsform auf der Oberfläche der Auftriebskörper und/oder der Beschwerungen fixiert werden.
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Die Beschwerungen selbst sind vorzugsweise Feststoffe, die eine höhere Dichte als die Gärflüssigkeit aufweisen. Beispiele geeigneter Beschwerungen sind natürliche und synthetische Mineralien, synthetische und natürliche Keramiken, Glas und Metalle. Sie können die unterschiedlichsten dreidimensionalen Formen aufweisen und daher hervorragend dem jeweiligen Schwebekörper angepasst werden. Beispiele geeigneter dreidimensionaler Formen werden vorstehend bei den Auftriebskörpern aufgeführt.
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In speziellen Fällen kann das Eigengewicht der fixierten, aktiven Kohlemasse die Funktion der Beschwerung übernehmen.
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Bei weiteren Ausführungsformen werden die zu fixierenden, aktiven Kohlemassen aus Kohlenstoffnanopartikeln, Kohlenstoffmikropartikeln und/oder Kohlenstoffmakropartikel hergestellt.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter Kohlenstoffnanopartikeln Partikel verstanden, die eine mittlere Teilchengröße von 1 nm bis < 1 μm haben. Unter Kohlenstoffmikropartikeln sind Partikel zu verstehen, die eine mittlere Teilchengröße von 1 μm bis < 1 mm haben. Kohlenstoffmakropartikel habe eine mittlere Teilchengröße > 1 mm. Die mittleren Teilchengrößen können vom Fachmann mithilfe der üblichen und bekannten Methoden, die den jeweiligen Größenordnungen angepasst sind, gemessen werden.
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Die Kohle kann beispielsweise in Form von Holzkohle und/oder deren Siebrückständen und/oder Holzasche, Aktivkohle, Steinkohle, Tierkohle, Tierabfallkohle, pyrogener Kohlenstoff unterschiedlichen Pyrolysegrades, funktionalisierte Kohle, vorbehandelte Kohle, gewaschene Kohle und/oder extrahierte Kohle eingebracht werden und/oder durch einen Pyrolyseprozess in einer mobilen oder stationären Pyrolyseanlage aus vorwiegend ligninreichen, organischen Materialien, wie Holz, Pflanzenstängeln, Obstkernen, Nussschale und/oder Knochen gewonnen werden. Knochen haben den Vorteil, dass sie besonders phosphorhaltig sind.
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Vorzugsweise wird der Pyrolyseprozess unter Sauerstoffabschluss bei etwa 100 bis 1000°C betrieben. Der Fachmann versteht es jedoch, die entsprechenden Pyrolysebedingungen an die jeweilige Gegebenheiten, wie die Art der Pyrolyseanlage, dem Umgebungsdruck und/oder der Menge der Art und Beschaffenheit des Pyrolysegutes anzupassen.
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Zur Herstellung der Kohle kann in einer bevorzugten Ausführungsform das Pyrolysematerial zuvor zerschnitten und/oder zerkleinert und/oder zu Presslingen gepresst werden. Diese haben den Vorteil, dass der Pyrolyseprozess besser kontrollierbar ist und ein homogenes Pyrolyseprodukt geliefert wird, dass die anschließende Weiterverarbeitung begünstigt.
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Ansonsten müsste für den Erhalt von Kohle das Pyrolysematerial z. B. nach Rinden, Gräsern, Holz oder Knochen entsprechend der Beschaffenheit zunächst getrennt werden, bevor es dem jeweiligen Pyrolyseprozess zugeführt wird.
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Neben der Kohle entstehen bei dem Pyrolyseprozess weitere nutzbare Produkte, wie Öl, Holzteer und/oder Gas, die beispielsweise zur Strom-, Wärme- und/oder Kälteproduktion eingesetzt werden können. Dadurch sind diese Nebenprodukte für eine sinnvolle Nutzung, zum Beispiel zur Energiegewinnung, verwertbar und im Sinne der Erfindung für die Nutzung von Biokonvertern einsetzbar.
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Bei einem bevorzugten Pyrolyseverfahren zur Herstellung von Kohle wird fein zerkleinertes Holz auch mit Blattmasse in einer Miete aufgesetzt, verdichtet, bewässert und weitgehend luftdicht z. B. mit Erde abgedichtet. Alternativ kann das Verfahren auch mit Fahrsilos und/oder in speziellen Behältnissen durchgeführt werden. nach einiger Zeit setzt ein thermischer Rotteffekt ein, bei dem im Inneren Temperaturen bis zu 80°C entstehen. Als Hauptprodukt entsteht Kohle, die in jeglicher Form in Konvertern einsetzbar ist. Bei dem Pyrolyseprozess kann auch ferner über einfache Wärmeaustauscher heißes Wasser mit einer Temperatur von etwa 60°C gewonnen werden. Es entsteht ebenfalls Leichtgas, dass zur Energiegewinnung genutzt werden kann.
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Dem Fachmann sind neben der Pyrolyse auch weitere Verfahren zur Herstellung von Kohle bekannt. Als Beispiel sei das Verfahren der hydrothermalen Karbonisierung genannt.
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Der durch diverse Verfahren hergestellte Kohle weist intramolekulare Kohlenstoffstrukturen auf, die z. B. durch die Pyrolysebedingungen beeinflusst werden können. Dadurch können die Eigenschaften der, für das erfindungsgemäße Verfahren verwendeten, Kohle im Hinblick auf eine hohe Nährstoff- und Wasserspeicherkapazität angepasst werden.
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Die Kohlenstoffnanopartikel, Kohlenstoffmikropartikel und/oder Kohlenstoffmakropartikel können funktionalisiert, oberflächenmodifiziert, eingesumpft und getrocknet, getrocknet und angefeuchtet und/oder eingesumpft und teilgetrocknet werden. Sie bilden dann vorzugsweise eine feste Masse, die eine große innere Oberfläche aufweist.
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Die Kohlenstoffnanopartikel, Kohlenstoffmikropartikel und/oder Kohlenstoffmakropartikel können daher hervorragend mit Spurenelementen, Mikroelementen, Ultraspurenelementen Ultramikroelementen, Mengenelementen, Nährstoffen, essenziellen Nährstoffen, Kohlehydraten, Fetten, Proteinen, Mineralstoffen, Vitaminen, Mikroorganismen wie Bakterien, Pilze, Mikroalgen, Hefen und/oder Protozoen und/oder Klebstoffen funktionalisiert, oberflächenmodifiziert, eingesumpft und getrocknet, getrocknet und angefeuchtet und/oder eingesumpft und teilgetrocknet werden, um die funktionalisierte, und/oder oberflächenmodifizierte Kohlemasse zu bilden.
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Vorzugsweise werden die Spurenelemente, Mikroelemente, Ultraspurenelemente und Ultramikroelemente aus der Gruppe, bestehend aus Chrom, Kobalt, Eisen, Fluor, Jod, Kupfer, Mangan, Molybdän den, Selen, Silicium, Zink, Arsen, Nickel, Rubidium, Zinn und Vanadium, ausgewählt.
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Bevorzugt liegen die Spurenelemente, Mikroelemente, Ultraspurenelemente, Ultramikroelemente und/oder die Mengenelemente in natürlichen und/oder synthetischen Mineralien und/oder Keramiken und/oder Metallen vor, die so schwer löslich sind, dass sie die Spurenelemente, Mikroelemente Ultraspurenelementen, Ultramikroelemente und/oder Mengenelemente nur langsam im Sinne von Slow Release an die Gärflüssigkeit abgeben. Ein Beispiel für natürliches Mineral ist Kobalt enthaltendes Asbolan oder mit Spurenelementen, Mikroelementen, Ultraspurenelementen und Ultramikroelementen dotierter Kalkstein.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform liegen die Spurenelemente, Mikroelemente, Ultraspurenelementen, Ultramikroelemente und/oder Mengenelemente in der Form ihrer Komplexe vor.
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Vorzugsweise werden die Komplexierungsmittel aus der Gruppe der zweizähnigen, dreizähnigen, vierzähnigen und fünfzähnigen Liganden und höherzähnigen Liganden wie Kronenether und Stickstoffananloga ausgewählt. Insbesondere enthalten die komplexierenden Gruppen Boratome, Sauerstoffatome, Stickstoffatome, Phosphoratome, Schwefelatome und/oder Selenatome.
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Ganz besonders bevorzugt werden die Komplexierungsmittel aus der Gruppe, bestehend aus Lignin, Stärke, Polysaccharide, Aminosäuren, Polyvinylalkohole, Polyglykole, Polyethylenimine, Acetylaceton, Ethylendiamin, Diethylentriamin, Iminodiacetat, Triethylentetramin, Triaminotriethylamin, NTA Nitrilotriessigsäure, Bis(salicyliden)ethylendiamin, 1,4,7,10-Tetraazacyclododecan-1,4,7,10-tetraacetat, Oxalat, Citrat, Dimethylglyoxim, 8-Hydroxychinolin, 2,2'-Bipyridin, 1,10-Phenanthrolin, Dimercaptobernsteinsäure, 1,2-Bis(diphenylphosphino)ethan, 2-(2-Aminoethylamino)ethanol, Ethylendiamintriacetat, EDTA Ethylendiamintetraacetat, EGTA (Ethylenglycol-bis(aminoethylether)-N,N,N',N'-tetraessigsäure), DOTA (1,4,7,10-Tetraazacyclododecan-1,4,7,10-tetraessigsäure), NTA (Nitrilotriessigsäure), EDDS (Ethylendiamindibernsteinsäure), D-Penicillamin, Deferoxamin, Zitronensäure, Polycarboxylate, Zeolithe, Phosphonate, Triethanolamin, Gluconate, Alanindiessigsäure-Natriumsalz (ADA), Methylglycindiessigsäure (MGDA), Diethylentriaminpentaessigsäure (DTPA), Propylendiamintetraessigsäure (PDTA), Isoascorbinsäure (E315), Natriumisoascorbat (E316), Citronsäure (E330), Natriumcitrat (E331), Kaliumcitrat (E332), Calciumnitrat (E333), Weinsäure (E334), Natriumtartrate (E335), Kaliumtartrate (E336), Natriumkaliumtartrate (E337), Natriumphosphate (E339), Kaliumphosphate (E340), Calciumphosphate (E341), Calciumtratrat (E354), Triammoniumcitrat (E380), Calcium-EDTA (E385), Polyoxyethylensorbitanmonolaurat (Polysorbat 20) (E432), Polyoxyethylensorbitanmonooleat (polysorbat 80) (E433), Polyoxyethylensorbitanmonopalmitat (Polysorbat 40) (E434), Polyoxyethylensorbitanmonostearat (Polysorbat 60) (E435), Polyoxyethylensorbitantristearat (Polysorbalt 65) (E436), Beta-Cyclodextrin (E459), Diphosphate (E450), Triphosphate (E451), Polyphosphate (E452), Gluconsäure (E574), Natriumgluconat (E576), Kaliumgluconat (E577), Calciumgluconat (E578), Eisen-II-gluconat (E579), Phytat, Bentonit, Zeolithe und Montmorillonit, ausgewählt.
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Die vorstehend beschriebenen aktiven Kohlemassen werden fixiert, indem man sie in Behältnisse einfüllt, die von den Auftriebskörpern und den Beschwerungen in Schwebe gehalten werden.
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Für das Behältnis ist es wesentlich, dass es semipermeabel ist, so dass die Gärflüssigkeit in Kontakt mit der fixierten, aktiven Kohlemasse treten kann.
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Die Materialien für die Behältnisse müssen mechanisch stabil sein und dürfen nicht von der Gärflüssigkeit angegriffen werden. Beispiele geeigneter Materialien sind die vorstehend aufgeführten Polymere, Metalle oder Glas. Die Form der Behältnisse richtet sich in erster Linie nach den räumlichen Erfordernissen des Fermentationsreaktors und den Erfordernissen des mithilfe des Fermentationsreaktors durchgeführten Konvertierungsverfahrens. Beispielsweise können die Behältnisse die Form von Strümpfen, Säcken, Röhren oder Kästen, die gegebenenfalls mit Durchbohrungen versehen sind. Die Behältnisse selbst können wiederum in mindestens zwei Kompartimente unterteilt sein.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter „Durchbohrungen” Öffnungen beliebiger Umrisse und Größen verstanden. So können sie einen runden, dreieckigen, viereckigen, sechseckigen, sternförmigen und/oder schlitzförmigen Umriss haben. Auch die lichte Weite kann breit weit variieren und kann daher hervorragend den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden. So kann die lichte Weite in der Größenordnung von 1 nm bis 5 mm liegen. Wesentlich ist, dass die lichte Weite nicht so groß wird, dass Teile der fixierten, aktiven Kohlemasse ihren Halt an der Gesamtmasse verlieren und in die Gärflüssigkeit gelangen.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform haben die Behältnisse die Form von Strümpfen, die aus einem durchlässigen Gewebe oder Gewirke bestehen. Ganz besonders bevorzugt sind Strümpfe aus Glasgewebe.
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Vorzugsweise können die Behältnisse entleert und wieder mit frischer, fixierter, aktiver Kohlemasse aufgefüllt werden. Dazu können verschließbare Einfüllöffnungen vorgesehen sein. Bei den Verschlussvorrichtungen kann es sich um Flansche und dazu passende Einschubrinnen, Schlauchklemmen, Gewinde oder Verschlusskappen handeln.
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Um zu verhindern, dass die Schwebekörper an bewegliche Vorrichtungen des Biokonverters geraten und die Vorrichtungen und die Schwebekörper dadurch beschädigt werden oder dass die Schwebekörper die Einlässe und Auslässe des Biokonverters verstopfen, ist es von Vorteil, wenn der oder die Schwebekörper sich hinter einem Schutzgitter oder Schutznetz befindet oder befinden. Dieses Schutzgitter gestattet zwar noch immer die freie Beweglichkeit der Schwebekörper innerhalb des eingezäunten Bereichs, es verhindert aber dass die Schwebekörper in die kritischen Bereiche des Biokonverters gelangen.
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Es besteht auch die Möglichkeit, dass die Auftriebskörper beispielsweise mit Fäden, Drähten oder Ketten zu Verbänden miteinander verbunden sind.
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Der erfindungsgemäße Biokonverter dient der Durchführung des erfindungsgemäßen Konvertierungsverfahrens oder Fermentierungverfahrens. Dieses fördert mithilfe von Kohlenstoff in der Form der vorstehenden beschriebenen, fixierten, aktiven Kohlemasse in den erfindungsgemäß zu verwendenden Schwebekörpern bezüglich der Kohlemasse verlustfrei oder nahezu verlustfrei das Wachstum von nützlichen Mikroorganismen und/oder die Steigerung des Metabolismus und/oder des Katabolismus und/oder des Anabolismus und/oder steigert den Ertrag von Wertprodukten und Biogas. Insbesondere ist das durch das Konvertierungsverfahren erzeugte Effluent ein Wertprodukt und kann als Dünger und/oder zur Herstellung von Dünger und/oder Terra Preta verwendet werden.
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Unter dem Begriff »Fermentierung« oder »Fermentation« wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Umsetzung von biologischen, insbesondere organischen Materialien mit Hilfe von Mikroorganismen (Bakterien, Pilze und/oder anderen Zellkulturen) verstanden. Eine Fermentation kann aber auch durch den Zusatz von stoffwechselaktiven Enzymen oder anderen biologisch aktiven Molekülen erfolgen, wie zum Beispiel Nährstoffsubstrate der Mikroorganismen. Die Fermentation kann sowohl aerobe Vorgänge, z. B. Essigsäuregärung, als auch anaerobe Vorgänge, z. B. Milchsäuregärung, einschließen.
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Die vorteilhaften technischen Effekte des erfindungsgemäßen Biokonverters und des erfindungsgemäßen Konvertierungsverfahrens kann noch dadurch gesteigert werden, dass eine Schicht fixierter, aktiver Kohlemasse auf die Wandungen des Fermentationsreaktors aufgetragen wird so wie es in der nicht vorveröffentlichten älteren Anmeldung
DE 10 2015 012 436.6 vom 27.9.2015 wird.
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Die nachstehend beschriebenen Ausführungsformen sind nur beispielhaft und nicht abschließend aufgeführt. Die Beispiele soll demnach die Vielfalt der Möglichkeiten verdeutlichen, und der Fachmann kann aufgrund seines allgemeinen Fachwissens ohne Weiteres, weiter Möglichkeiten angeben. Es versteht sich daher, dass die vorstehend genannten und nachstehend näher erläuterten Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen und Konfigurationen, sondern auch in anderen Kombinationen und Konfigurationen oder in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Figuren genommen wird. Es zeigen in vereinfachter, nicht maßstäblicher Darstellung:
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1 die Seitenansicht einer Ausführungsform eines Schwebekörper 1;
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2 die Draufsicht auf einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines Schwebekörper 1;
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3 die Seitenansicht von mehreren Schwebekörpern 1 mit einem gemeinsamen Auftriebskörper 2;
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3a die Draufsicht auf einen Querschnitt durch einen Schwebekörper 1 gemäß der 3;
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4 die Seitenansicht auf einen Schwebekörper 1 mit Durchbohrungen 17;
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4a die Draufsicht auf einen Querschnitt durch einen Ausschnitt aus der Wandung des Schwebekörpers 1 gemäß der 4;
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5 die Draufsicht auf einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Schwebekörpers 1;
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6 die Seitenansicht auf eine weitere Ausführungsform eines Schwebekörpers 1;
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7 die Seitenansicht auf ein Schutzgitter 22, das mehrere Schwebekörper 1 umschließt;
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8 die Draufsicht auf einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Schwebekörper 1 mit 2 Auftriebskörpern 2;
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9 die Draufsicht auf einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines vollständig beschichteten Schwebekörpers 1;
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10 die Draufsicht auf einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines vollständig beschichteten Schwebekörpers 1;
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11 die Draufsicht auf einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Schwebekörpers 1 mit mehreren Armen 28.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schwebekörper
- 2
- Auftriebskörper
- 3
- aktive Kohlemasse
- 4
- fluiddurchlässiges Behältnis
- 5
- Beschwerung
- 5a
- beschichtete Beschwerung 5
- 6
- verstellbare Schlinge
- 7
- Füllöffnung
- 8
- durch die verstellbare Schlinge 6 hervorgerufene Faltung in der Wandung des Behältnisses 4
- 9
- Gewinde
- 10
- Klebstoff
- 11
- Schicht mit aktiver Kohlemasse 3
- 12
- Vorhangclip mit Haltekrallen
- 13
- Gewebeschlaufe
- 14
- Rahmen der Beschwerung 5
- 15
- Haken
- 16
- Öse
- 17
- Durchbohrung
- 18
- Flansch
- 19
- Einschubrinne
- 20
- Befestigung an der Oberfläche 21 des Reaktorbodens
- 20a
- Befestigung der Wandung 4 an der Befestigung 20
- 21
- Oberfläche des Reaktorbodens
- 22
- Schutzgitter
- 22a
- Befestigung von 22 an 21
- 23
- Gärflüssigkeit
- 23a
- Oberfläche der Gärflüssigkeit 23
- 24
- Schlauchklemme
- 25
- Rohrstück
- 26
- Verschlusskappe
- 27
- Halterung des Auftriebskörper 2 an der Verschlusskappe 27
- 28
- „Krakenarme”
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Ausführliche Beschreibung der Figuren
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Fig. 1
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Die 1 zeigt die Seitenansicht eines Schwebekörpers 1.
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Der Schwebekörper 1 umfasste einen 40 cm langen, handelsüblichen Strumpf 4 aus Glasgewebe, der in drei Kompartimente unterteilt war. Die Unterteilung in Kompartimente erfolgte mittels feststellbarer Kunststoffschlingen 6. Die zugezogenen Kunststoffschlingen 6 riefen Faltungen 8 in der Wandung des Glasstrumpfs 4 hervor. Das obere Kompartiment enthielt einen hohlen Kunststoffball als Auftriebskörper 2. Am oberen Ende dieses Kompartiments war die nunmehr durch die zugezogene Kunststoffschlinge 6 verschlossene Füllöffnung 7 angeordnet. Das mittlere Kompartiment enthielt eine eingesumpfte, durch die Wandung des Glasstrumpfs 4 fixierte, aktive Kohlemasse 3, die mit 1 Gew.-% Spurenelementen, Ultraspurenelementen, Mikroelementen, Ultramikroelementen und Mengenelementen sowie Nährstoffen, essenziellen Nährstoffen, Kohlenhydraten, fetten, Proteinen, Mineralstoffe und Vitamine angereichert worden war. Das untere Kompartiment enthielt eine massive Kugel aus Stein als Beschwerung 5. Die jeweiligen Mengen wurden so gewählt, dass der Schwebekörper 1 austariert war, d. h., dass der Auftriebskörper 2 den Schwebekörper 1 in der Gärflüssigkeit 23 des Biokonverters unterhalb der Oberfläche 23a in Schwebe hielt.
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Es wurden zehn Schwebekörper 1 in den Biokonverter oder Fermentationsreaktors gegeben Das durch die Zugabe von Biomasse gestartete Konvertierungsverfahren lieferte nach mehreren Tagen signifikant mehr Methan und Wertprodukt, als der gleiche Biokonverter ohne Schwebekörper 1.
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Fig. 2
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Die 2 zeigt die Draufsicht auf einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform eines Schwebekörpers 1.
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Der zylinderförmige Schwebekörper 1 war in der Vertikalen 40 cm lang und wies im Querschnitt einen Durchmesser von 5 cm auf. Er bestand aus eloxierten Aluminium. Der Schwebekörper 1 enthielt ebenfalls drei Kompartimente, nämlich den hohlen Auftriebskörper 2, der mit einem Gewinde 9 auf das fluiddurchlässige Behältnis 4 aufgeschraubt war und so die Füllöffnung 7 verschloss. Und die Beschwerung 5. Die Durchlässigkeit wurde durch Löcher in der Wandung des Behältnisses 4 gewährleistet. Das Behältnis 4 war mit der bei 1 im Einzelnen beschriebenen, fixierten, aktiven Kohlemasse 3 gefüllt. Die Beschwerung 5 bestand aus einer Scheibe aus Stahl, die in den Boden des Behältnisses 4 eingeschoben wurde.
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Das Konvertierungsverfahren wurde mit diesen Schwebekörpern 1 durchgeführt und lieferte die gleiche vorteilhafte Steigerung der Ausbeute an Methan und Wertprodukt, wie bei 1 beschrieben.
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Fig. 3 und Fig. 3a
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Die 3 zeigt die Seitenansicht von mehreren Schwebekörpern 1 mit einem gemeinsamen Auftriebskörper 2.
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Die 3a zeigt einen Querschnitt durch eine beschichtete Beschwerung 5a, die mit mit einer Haftschicht 10 fixierten, aktiven Kohlemasse 3, 11 beschichtet war. Es wurde die gleiche fixierte aktive Kohlemasse 3 verwendet, wie sie bei der 1 beschrieben ist.
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Der Auftriebskörper 2 war ein 60 cm langer, 10 cm durchmessender Kunststoffhohlkörper, an dem sieben beschichtete Beschwerungen 5a mittels Glasgewebeschlaufen 13 und Vorhangclips 12 mit Haltekrallen befestigt waren. Die Faltungen 8 in den Gewebeschlaufen 13 wurden durch diese Vorhangclips 12 hervorgerufen. Die Vorhangclips 12 waren mit den Beschwerungen 5 mit senkrechten Schrauben verbunden. Auch hier waren die Gewichtsverhältnisse so austariert, dass die Schwebekörper 1 unterhalb der Oberfläche 23a der Gärflüssigkeit 23 schwebten.
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Bei der Durchführung des Konvertierungsverfahrens wurden die gleichen Vorteile erhalten, wie sie vorstehend bereits beschrieben sind.
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Fig. 4 und Fig. 4a
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Die 4 zeigt die Seitenansicht auf einen Schwebekörper 1 in einer weiteren Ausführungsform mit einer durchlöcherten, plattenförmigen Beschwerung 5.
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Die 4a zeigt die Draufsicht auf einen Querschnitt durch einen Ausschnitt aus der durchlöcherten, plattenförmigen Beschwerung 5.
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Der Auftriebskörper 2 war ein 50 cm langer, 10 cm durchmessender Kunststoffhohlkörper. An dem Auftriebskörper 2 waren vier Haken 15 angeordnet, die in die Ösen 16 eingehängt wurden. Die mit dem Rahmen 14 gehaltene Beschwerung 5 mit den Durchbohrungen 17 bestand aus Aluminium und war mit der vorstehend beschriebenen, mittels der Haftschicht 10 fixierten, aktiven Kohlemasse 3, 11 beschichtet. Auch hier waren die Gewichtsverhältnisse so austariert, dass die Schwebekörper 1 unterhalb der Oberfläche 23a der Gärflüssigkeit 23 schwebten.
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Bei der Durchführung des Konvertierungsverfahrens wurden die gleichen Vorteile erhalten, wie sie vorstehend bereits beschrieben sind.
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Fig. 5
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Die 5 zeigt die Draufsicht auf einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Schwebekörpers 1.
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Der kastenförmige Schwebekörper 1 bestand aus Kunststoff und war in der Vertikalen 40 cm und in der Horizontalen 20 cm lang. Sein Durchmesser betrug 10 cm. An dem hohlen Auftriebskörper 2 war auf beiden Seiten längsseitig zwei horizontale Einschubrinnen 19 angeordnet, in die die beiden Flansche 18 eingeschoben wurden, so dass die Füllöffnung 7 geschlossen war. Das fluiddurchlässige Behältnis 4 war mit der vorstehend beschriebenen, fixierten, aktiven Kohlemasse 3 gefüllt. Die Durchlässigkeit wurde durch Öffnungen in der Wandung des Behältnisses 4 gewährleistet. Das untere Ende des Behältnisses 4 war durch einen massiven Metallboden als Beschwerung 5 verschlossen.
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Auch hier waren die Gewichtsverhältnisse so austariert, dass die Schwebekörper 1 unterhalb der Oberfläche 23a der Gärflüssigkeit 23 schwebten.
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Bei der Durchführung des Konvertierungsverfahrens wurden die gleichen Vorteile erhalten, wie Sie vorstehend bereits beschrieben sind.
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Fig. 6
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Die 6 zeigt eine Seitenansicht auf eine weitere Ausführungsform eines Schwebekörpers 1.
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Der Schwebekörper 1 hatte eine Gesamtlänge von 50 cm. Er wird durch eine Kunststoffhohlkugel 2 in der Schwebe gehalten. Die Kunststoffhohlkugel 2 war mit einer dünnen Metallkette 2a mit dem fluiddurchlässigen Behältnis 4 aus eloxiertem Aluminium verbunden. Die Durchlässigkeit wurde durch Löcher in der Wandung von 4 gewährleistet. Das Behältnis 4 war mit der vorstehend beschriebenen, fixierten, aktiven Kohlemasse 3 gefüllt und mit einer an seinem Boden angebrachten Metallkette 20a und der Befestigung 20 an der Oberfläche 21 des Reaktorbodens verankert. Die Länge der Metallketten und die Gewichtsverhältnisse waren so austariert, dass der Schwebekörper 1 unterhalb der Oberfläche 23a der Gärflüssigkeit 23 schwebte.
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In einen Biokonverter wurden 15 dieser Schwebekörper 1 an der Oberfläche 21 des Reaktorbodens verankert. Bei der Durchführung des Konvertierungsverfahrens wurden die gleichen Vorteile erhalten, wie sie vorstehend bereits beschrieben sind.
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Fig. 7
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Die 7 zeigt die Seitenansicht auf ein Schutzgitter 22, das mehrere Schwebekörper 1 umschließt.
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Das Schutzgitter oder Schutznetz 22 bestand aus Edelstahl und umschloss einen runden Raum in der Gärflüssigkeit 23. Das Schutzgitter 22 war am Reaktorboden 21 durch Schrauben 22a befestigt. Innerhalb des Schutzgitter 22 befanden sich fünf Schwebekörper 1 unterhalb der Oberfläche 23a der Gärflüssigkeit 23 vertikal in der Schwebe. Die Schwebekörper 1 konnten aus den in den vorstehend und nachstehend Figuren gezeigten Schwebekörpern 1 ausgewählt werden.
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In einem Biokonverter waren drei dieser Schutzgitter 22 mit jeweils fünf Schwebekörper 1 angeordnet. Bei der Durchführung des Konvertierungsverfahrens wurden die gleichen Vorteile erhalten, wie sie vorstehend bereits beschrieben sind.
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Fig. 8
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Die 8 zeigt die Draufsicht auf einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Schwebekörpers 1 mit zwei Auftriebskörpern 2.
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Der Schwebekörper 1 wurde von einem Glasstrumpf 4 gebildet an dessen Ende zwei Kunststoffhohlkugeln als Auftriebskörper 2 angebracht waren. In die beiden offenen Enden des Glasstrumpfs 4 wurden passende Rohrstücke 25 aus Kunststoff eingeschoben, die aus den Enden hervorragten. Die Rohrstücke 25 und der Glasstrumpf waren mittels Schlauchklemmen 24 fest miteinander verbunden. Die Öffnung der Rohrstücke 25 wurden als Füllöffnungen 7 genutzt und nunmehr durch Verschlusskappen 26 aus Kunststoff verschlossen. Die beiden Auftriebskörper 2 waren mit den beiden Verschlusskappen 26 durch die Halterungen 27 verbunden. Der Glasstrumpf 4 war mit der fixierten aktiven Kohlemasse 3 gefüllt. Durch die Anordnung resultierte ein U-förmiger Schwebekörper 1. Bei Bedarf konnte an dem unteren Punkt des Behältnisses 4 eine Beschwerung 5 angehängt werden, um den Schwebekörper 1 auszutarieren.
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Es wurden vier dieser Schwebekörper 1 in einen Biokonverter eingebracht, und es wurde das Konvertierungsverfahren damit durchgeführt. Auch hier wurden die gleichen Vorteile wie vorstehend beschriebenen erhalten.
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Fig. 9
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Die 9 zeigt die Draufsicht auf einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform mit vollständig beschichtetem Schwebekörper 1.
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Der Auftriebskörper 2 war eine Kunststoffhohlkugel mit einem Durchmesser von 20 cm. Ihre Oberfläche war mit einer Haftschicht 10 bedeckt. Darauf befand sich eine Schicht 11 aus fixierter, aktiver Kohlemasse 3 einer mittleren Dicke von 0,5 cm. Die Anordnung war mittels einer dünnen Metallkette 20a an der Oberfläche 21 des Reaktorbodens befestigt. Der Reaktorboden bildete so gewissermaßen die Beschwerung 5.
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Es wurden sechs dieser Schwebekörper 1 in einen Biokonverter eingebracht, und es wurde das Konvertierungsverfahren damit durchgeführt. Auch hier wurden die gleichen Vorteile wie vorstehend beschriebenen erhalten.
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Fig. 10
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Die 10 zeigt die Draufsicht auf einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines vollständig beschichteten Schwebekörpers 1.
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Der Auftriebskörper 2 war eine Kunststoffhohlkugel mit einem Durchmesser von 20 cm, in der eine Beschwerung 5 eingeschlossen war. Der Auftriebskörper 2 wurde in ein Netz 4 aus Glasgewebe platziert, und der Zwischenraum zwischen der Oberfläche des Auftriebskörper 2 und dem Netzwerk wurde mit der vorstehend beschriebenen, fixierten, aktiven Kohlemasse 3 über die Füllöffnung 7 aufgefüllt. Die Füllöffnung 7 wurde anschließend mittels einer verstellbaren Kunststoffschlinge 6 verschlossen, wobei sich die Faltungen 8 in der Wandung von 4 bildeten.
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Es wurden sechs dieser Schwebekörper 1 in einen Biokonverter eingebracht, und es wurde das Konvertierungsverfahren damit durchgeführt. Auch hier wurden die gleichen Vorteile wie vorstehend beschriebenen erhalten.
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Fig. 11
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Die 11 zeigt die Draufsicht auf einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform eines Schwebekörpers 1 mit mehreren Armen 28.
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Der Auftriebskörper 2 des Schwebekörpers 1 war eine hohle Halbkugel aus Kunststoff mit einem Durchmesser von 20 cm. Sie war umhüllt von einem Glasgewebe 4, das mehrere Arme 28 (Krakenarme) aufwies, die durch Beschwerungen 5 nach unten gezogen wurden. Die Krakenarme 28 waren mit der vorstehend beschriebenen, fixierten, aktiven Kohlemasse 3 gefüllt. Durch diese Anordnung wurde die für die Gärflüssigkeit 23 zugängliche Oberfläche der fixierten, aktiven Kohlemasse 3 stark vergrößert, so dass die Beschwerung entsprechend verbessert wurde.
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Es wurden drei dieser Schwebekörper 1 in einen Biokonverter eingebracht, und es wurde das Konvertierungsverfahren damit durchgeführt. Auch hier wurden die gleichen Vorteile, wie vorstehend beschriebenen, erhalten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011/087635 A1 [0008]
- DE 202014/004445 U1 [0009]
- WO 2015/122688 A1 [0013]
- DE 102015012436 [0015, 0081]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Artikel »Steigerung des Biogasertrages durch die Zugabe von Pflanzenkohle« in Müll und Abfall, 2014, Seiten 476 bis 480, beschreiben Dipl. Wi.-Ing. Jan-Markus Rödger, M. Eng.-M. Sc. Waldemar Ganagin, Dipl.-Ing. agr. Andreas Krieg, B. SC. Christian Roth und Prof. Dr.-Ing. Achim Loewen [0014]
