ES2547753B2 - Fermentador - Google Patents

Abstract

Fermentador, que aprovecha la energía de los gases que se generan de forma natural durante el proceso de fermentación gobernado a través de un cuadro eléctrico de control, comprendido por#- un depósito (1.1).#- incorporando al menos un calderín (2, 2.1, 2.2), de configuración desmontable y volumen variable, conectados al depósito (1.1) del fermentador (1) mediante tuberías dotadas con elementos de corte 4.1 y 4.2.#- incorporando exteriormente al depósito (1.1) del fermentador (1), al menos una turbina (3) de configuración desmontable.#- incorporando conducción de aspiración (5.1), conducción de descarga (5.2) con reguladores de presión y caudal (12), conducción de acumulación (5.3) y conducción de borboteo (5.4) con reguladores de presión y caudal (12).

Description

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Dicha presión queda contralada a través de reguladores de presión y caudal (12) incorporados en la conducción de descarga (5.2) y/o conducción de borboteo (5.4), directamente acopladas a la tubería de alimentación de fluidos (23) de la turbina (3).

Las turbinas (3) en posición de trabajo, canalizan el gas a presión proveniente del calderín (2) o del compresor/acumulador convencional (25), a través de la conducción de descarga (5.2) o conducción de borboteo (5.4), presionando sobre la parte el cierre estanco, venciendo la resistencia del líquido (27) contenido en el depósito (1.1) fermentador (1), haciendo que cierre estanco de la turbina (3) libere un paso por el que los fluidos son introducidos hacia el interior del depósito (1.1) fermentador (1).

Cuando cesa la presión del gas, la presión del líquido (27) contenido en el depósito (1.1) fermentador (1), vuelven a poner las turbinas (3) en su posición de reposo comprimiendo el cierre estanco, bloqueando su posición. Los elementos integrados de la turbina (3) que inducen el movimiento y dispersión de las burbujas de gas, nunca están en contacto con el líquido (27) del interior del depósito (1.1) del fermentador (1) y distribuyen el fluido que se introduce en ellas, a través de la canalización correspondiente, creando dentro del depósito (1.1) del fermentador (1) un vórtice que consigue homogeneizar la mezcla de la parte sólida y parte liquida, de una forma muy eficiente.

En la figura 5 se muestra el funcionamiento del fermentador (1) en un procedimiento cerrado, estando abiertos el elemento de corte (4.1) de la tubería superior (6.1) y el elemento de corte (4.2) de la tubería inferior (6.2) del calderín (2) y cerrado el elemento de corte (4.3) de la conducción de aspiración (5.1), procediéndose al llenado del depósito (1.1) del fermentador (1). Cuando el nivel de líquido (27) del depósito (1.1) alcance el nivel de la tubería inferior (6.2) del calderín (2), este comienza a llenarse.

En la figura 6 se muestra el funcionamiento del fermentador (1) en un procedimiento cerrado, cuando el nivel de líquido (27) asciende en el interior del calderín (2), hasta alcanzar el extremo de la tubería superior (6.1), posicionada en el interior del calderín (2), formándose una cámara de acumulación (26), puesto que el aire que está contenido en dicha cámara, impide la invasión de líquido (27).

En la figura 7 se muestra el funcionamiento del fermentador (1) en un procedimiento cerrado, cuando partir de ese momento, como el elemento de corte (4.3) de la conducción de aspiración (5.1), permanece cerrado, se configura en el calderín (2) una cámara de acumulación (26) generada por el volumen de aire acumulado, que no puede salir, quedando retenido en dicha cámara de acumulación (26). Al quedar el aire retenido en la cámara de acumulación (26), el nivel de líquido (27) del calderín (2), no puede invadir dicha cámara de acumulación (26), continuando el ascenso del líquido (27) a través de la tubería superior (6.1), igualando su nivel con el nivel del depósito (1.1) del fermentador (1), según la teoría de los vasos comunicantes.

Con el fin de obtener un volumen variable en la cámara de acumulación (26) del calderín (2), cuanta más longitud de tubería superior (6.1) se introduzca en el calderín (2), más volumen de cámara de acumulación (26) se obtiene

En la figura 8 se muestra el funcionamiento del fermentador (1) en un procedimiento cerrado, cuando el nivel de líquido (27) del depósito (1.1) ha superado una altura manométrica por encima de la tubería superior (6.1) del calderín (2), se procede al cierre de los elementos de corte (4.1 y 4.2) de ambas tuberías, superior (6.1) e inferior (6.2), quedando el calderín (2) aislado para generar el proceso de fermentación.

En la figura 9 se muestra el funcionamiento del fermentador (1) en un procedimiento cerrado, cuando a partir de un determinado momento, el líquido (27) almacenado en el correspondiente calderín (2), comenzara su proceso de fermentación, generando gas de forma natural y espontánea, quedando retenidos en la cámara de acumulación (26), comprimiéndose hasta alcanzar una determinada presión, registrada por un manómetro (8). Es en este momento, cuando permaneciendo cerrado el elemento de corte (4.5) de la conducción de acumulación (5.3), se abren el elemento de corte (4.3) de la conducción de aspiración (5.1) y el elemento de corte (4.4) de la conducción de descarga (5.2), para que el gas almacenado a presión en la cámara de acumulación (26) del calderín (2), sea liberado a través de un elemento de aspiración (11) posicionado en el interior del calderón (2), y dirigido hacia las turbinas (3), donde se produce la descarga hacia el interior del depósito (1.1) del fermentador (1). Este proceso puede programarse a través de un cuadro de control, estableciendo los parámetros de presión, tiempo de apertura, cierre, etc., haciendo que el proceso sea automatizado.

En la figura 10 se muestra el funcionamiento del fermentador (1) en un procedimiento abierto de acumulación, cuando a partir de un determinado momento, el líquido (27) almacenado en el correspondiente calderín (2), comenzara su proceso de fermentación, generando gas de forma natural y espontánea, quedando retenidos en la cámara de acumulación (26), comprimiéndose hasta alcanzar una determinada presión, registrada por un manómetro (8).

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En el calderín (2.1) se señala un manómetro (8) para señalar la presión acumulada, una válvula de recarga (9) que en colaboración con la válvula de purga (7), actúan para la renovación de líquido del calderín, cuando este trabaja en un procedimiento cerrado. Se muestra una válvula de seguridad (10) que actúa como aliviadero de la cámara de acumulación, cuando el calderín (2.1) trabaja en un procedimiento cerrado.

En la figura 15, se muestra el fermentador (1) integrado con un deposito (1.1) dos calderínes (2.2) acoplados a la pared del depósito (1.1) mediante una tubería superior de borboteo (6.4) con elemento de corte 4,1 y una tubería inferior (6.2) con elemento de corte (4.2). Se señala una conducción de borboteo (5.4) con elemento de corte

(4.3) y reguladores de presión y caudal (12). En la parte inferior del depósito (1.1) del fermentador (1) se presentan varias turbinas (3) en conexión con la conducción de borboteo (5.4) a través de una tubería de alimentación de fluidos (23). Los calderínes (2.2) y las turbinas (3) disponen de una configuración desmontable, para facilitar el mantenimiento y limpieza de los mismos.

En la figura 16 se muestra en sección un calderín (2.2) y una turbina (3) integrados en el depósito (1.1) de un fermentador (1) en un procedimiento de borboteo. El calderín (2.2) se muestra conexionado con el cuerpo del depósito (1.1) a través de una tubería superior de borboteo (6.4) con elemento de corte (4.1) y válvula de purga

(7) y una tubería inferior (6.2) con elemento de corte (4.2) y válvula de purga (7).

El interior del calderín (2.2) y depósito (1.1) se muestran con líquido (27) señalando también la cámara de acumulación (26) del calderín (2.2), generada por la acumulación de los gases de la fermentación.

La conducción de borboteo (5.4) con elemento de corte (4.3) y con reguladores de presión y caudal (12), se presenta conexionado por un extremo con la tubería superior de borboteo (6.4) y por otro lado con las turbinas

(3) a través de tuberías de alimentación de fluidos (23).

En el calderín (2.2) se señala un manómetro (8) para señalar la presión acumulada en su interior, una válvula de recarga (9) que en colaboración con la válvula de purga (7), actúan para la renovación de líquido del calderín, cuando este trabaja en un procedimiento cerrado. También para permitir la continuidad del proceso fermentativo dentro del calderín (2.2), sin necesidad de renovar el líquido que contiene, puede introducirse oxigeno/ aire, en el calderín (2.2), a través de las válvulas de recarga (9) y purga (7), y una válvula de seguridad (10) que actúa como aliviadero de la cámara de acumulación, cuando el calderín trabaja en un procedimiento cerrado.

En la figura 17 se muestra el funcionamiento del fermentador (1) en un procedimiento de borboteo, que a diferencia que en procedimientos anteriores, no se acumula el gas generado sino que se deja que borbotee de manera regular en el interior del calderín (2.2), estando abiertos el elemento de corte (4.1) de la tubería superior de borboteo (6.4) y el elemento de corte (4.2) de la tubería inferior (6.2) y cerrado el elemento de corte (4.3) de la conducción de borboteo (5.4), se procede al llenado del depósito (1.1) del fermentador (1) ascendiendo el líquido (27) en el depósito (1.1) y en el correspondiente calderín (2.2) al mismo nivel, por la teoría de los vasos comunicantes.

En la figura 18 se muestra el funcionamiento del fermentador (1) en un procedimiento de borboteo, cuando el nivel de líquido (27) asciende en el interior del calderín (2.2), hasta alcanzar el extremo de la tubería superior de borboteo (6.4), posicionada en el interior del calderín (2.2), se forma la cámara de acumulación (26), puesto que el aire que está contenido en dicha cámara, impide la invasión de líquido (27).

En la figura 19 se muestra el funcionamiento del fermentador (1) en un procedimiento de borboteo, cuando se continua con el llenado del depósito (1.1) del fermentador (1) y el nivel de líquido (27) en el interior del calderín (2.2), continua subiendo por la tubería superior de borboteo (6.4), hasta comunicarse con el líquido (27) del depósito (1.1), puesto que el elemento de corte (4.1) de la tubería superior de borboteo (6.4) permanece abierto y a partir de ahí el depósito (1.1) continua llenándose hasta donde se desee, terminándose esta fase, al cerrarse los elementos de corte (4.1 y 4.2) de la tubería superior de borboteo (6.4) y tubería inferior (6.2). Con el fin de obtener un volumen variable en la cámara de acumulación (26) del calderín (2.2), cuanta más longitud de tubería superior de borboteo (6.4) se introduzca en el calderín (2.2), más volumen de cámara de acumulación (26) se obtiene.

En la figura 20 se muestra el funcionamiento del fermentador (1) en un procedimiento de borboteo, cuando a partir de un determinado momento, se comienza a producir el proceso fermentativo tanto en el depósito (1.1) como en el calderín (2.2), lo que hará que en el depósito (1.1) se acumule materia sólida en la parte superior del líquido (27), mientras que en el calderín (2.2) se empezara a producir gas de manera natural y espontanea proveniente de la fermentación.

En la figura 21 se muestra el funcionamiento del fermentador (1) en un procedimiento de borboteo, cuando a medida que se vaya acumulando gas en la cámara de acumulación (26) del calderín (2.2), se incrementara la presión de la misma, presión que queda registrada en un manómetro (8), lo que generara que las burbujas de

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