FI129001B - Reaktori biokaasun valmistamiseksi biomassasta anaerobisella hajotuksella - Google Patents

Abstract

Keksintö koskee reaktoria biokaasun valmistamiseksi biomassasta anaerobisella hajotuksella, johon kuuluu - pystymallinen kanavamainen runko (12) rajoittaen sisälleen reaktiotilan (14) biomassan (16) vertikaalisuuntaista tulppavirtausta varten, johon runkoon (12) kuuluu ainakin kolme peräkkäistä lohkoa (24) mikrobikantoineen, - syöttövälineet (25) sovitettuna rungon (12) yläpäähän (13.1) biomassan syöttämiseksi rungon (12) sisään, - sekoitusvälineet (20) biomassan (16) sekoittamiseksi ja mikrobien syöttämiseksi biomassan (16) sekaan sovitettuna ainakin osittain rungon (12) sisään, - talteenottovälineet (22) syntyvän biokaasun talteen ottamiseksi, - pohjakartio (17) yhdistettynä rungon (12) alapäähän (13.2) kiintoaineen kokoamiseksi, - kiintoaineen poistovälineet (27) sovitettuna rungon (12) alapäähän (13.2), pohjakartion (17) alapäähän (92) kiintoaineen poistamiseksi, - ulkoinen tukiranka (50) sovitettuna rungon (12) ulkopuolelle rungon (12) tukemiseksi ulkoa päin rungon (12) sisään syntyvää hydrostaattista painetta vastaan.

Description

REAKTORI BIOKAASUN VALMISTAMISEKSI BIOMASSASTA ANAEROBISELLA

HAJOTUKSELLA Keksinnön kohteena on reaktori biokaasun valmistamiseksi biomassasta anaerobisella hajotuksella, johon kuuluu - runko käsittäen kaksi päätä, nimittäin yläpään ja alapään, rajoittaen sisälleen reaktiotilan biomassaa varten, joka runko on kanavamainen biomassan tulppavirtausta varten, ja johon runkoon kuuluu ainakin kolme peräkkäistä lohkoa mikro- bikantoineen, - syöttövälineet sovitettuna rungon yläpäähän biomassan syöttämiseksi rungon sisään, - sekoitusvälineet biomassan sekoittamiseksi ja mikro- bien syöttämiseksi biomassan sekaan sovitettuna ainakin osittain rungon sisään, - talteenottovälineet syntyvän biokaasun talteen ottamiseksi mikrobien kuluttaessa biomassan orgaanista mate- riaalia, ja - kiintoaineen poistovälineet sovitettuna rungon alapäähän kiintoaineen poistamiseksi. Keksintö liittyy reaktoreihin biokaasun tuotantoon biomassasta. Biokaasun tuotanto on eloperäisen jätteen käsittelymenetelmä ja co uusiutuvan energian tuotantomenetelmä. Biokaasun tuotanto > 25 perustuu biologiseen prosessiin, joka tunnetaan anaerobisena N hajoamisena. Anaerobisessa hajoamisessa mikrobit hajottavat N eloperäistä ainesta eli biomassaa hapettomissa olosuhteissa = siten, että lopputuotteena syntyy metaania sisältävää biokaasua. N Anaerobinen hajoaminen on monivaiheinen prosessi, jossa useat eri = 30 mikrobit osallistuvat hajotusketjun eri vaiheisiin kuvan 1 = mukaisesti. Hajoamisketjuja biomassan hajottamiseksi voidaan N kuvata yksinkertaistetusti seuraavasti:

1) Polysakkaridit (hiilihydraatit)-> Sokerit -> Lyhytketjuiset rasvahapot, Hz, CO, -> CH4, CO 2) Proteiinit -> Peptidit, aminohapot -> Lyhytketjuiset rasvahapot, Hz, CO, -> CH4, CO 3) Lipidit -> Pitkäketjuiset rasvahapot -> Lyhytketjuiset rasvahapot, Hz, CO» -> CHa, CO». Vaiheittain kuvattuna esimerkiksi lignoselluloosan sisältämän selluloosan hajoamisketju on seuraava: 1) Hydrolyysissä selluloosan pilkkoutuminen sokereiksi: (C6H100s)n + nH2O -> nC6H1206

2) Happokäymisessä glukoosiyksiköiden hajoaminen asetaatiksi: C6eH1206 + 4H20 -> 2CH3COO + 2HCOs + 4H* + 4H> 3) Metanogeneesissä asetaatin hajoaminen metaaniksi 2CH3COO~ + HO -> CHa + HCO3" 4H, + HCO3 + Ht -> CHa + 3H20 Eri hajotusketjun vaiheissa aktiivisilla mikrobeilla on myös co erilaiset optimiolosuhteet.

Anaerobisen hajoamisen lopputuot- > 25 teena syntyvä biokaasu voidaan hyödyntää uusiutuvana energiana N esimerkiksi sähkön- ja/tai lämmöntuotannossa tai liikenne- N polttoaineena.

Tr a n Perinteinen biokaasuteknologia on suunniteltu pääsääntöisesti = 30 märkien jätejakeiden kuten jätevesilietteiden ja eläinten = lantojen käsittelyyn.

Käsittely tapahtuu silloin useimmiten N täyssekoitteisissa vertikaalisissa (pystymallisissa) lieriön muotoisissa säiliöreaktoreissa alhaisessa kui- va-ainepitoisuudessa (useimmiten <10 %) eli korkeassa vesipi-

toisuudessa (>90 %). Merkittävin tähän menetelmään liittyvä ongelma on se, että tällöin yli 90 %:a reaktorin sisällä olevasta raaka-aineesta on vettä.

Vedestä ei saada tuotettua energiaa (biokaasua), vaan sen sijaan suurten vesimäärien lämmittäminen kuluttaa huomattavia määriä energiaa.

Lisäksi haluttaessa käsitellä kuivempia jätejakeita tämän tyyppisessä täyssekoit- teisessa reaktorissa joudutaan syötettä laimentamaan nesteellä.

Nestettä on mahdollista myös kierrättää takaisin reaktoriin, mutta tähän liittyy useita ongelmia, muun muassa kierrätettyyn nesteeseen kertyvien hajoamistuotteiden ja typpiyhdisteiden inhiboiva vaikutus.

Edelleen ongelmana täyssekoitteisen säiliön käytössä on se, että kaikki mikrobikannat elävät samassa tilassa homogeenisissa olosuhteissa, jolloin reaktio-olosuhteet täytyy optimoida hajotusketjun hitaimman vaiheen eli metaaninmuodos- tuksen mukaan.

Tällöin muissa hajotusketjun vaiheissa aktii- visten mikrobien toiminta ei ole optimaalista.

Kuivempien jätejakeiden käsittelyyn on kehitetty niin sanottuja kuivaprosessiin perustuvia biokaasuteknologioita.

Näitä prosesseja pystytään operoimaan huomattavasti perinteistä biokaasuteknologiaa korkeammassa kuiva-ainepitoisuudessa.

Tällöin voidaan saavuttaa huomattavasti korkeampi energiasaanto reaktoritilavuutta kohti. 00 > 25 Yksi tapa toteuttaa kuivaprosessiin perustuva biokaasulaitos on N niin sanottu tulppavirtausperiaatteella (plug-flow) operoitava N biokaasureaktori.

Tulppavirtausperiaatteella operoitava = biokaasureaktori on useimmiten horisontaalinen (vaakamallinen) N säiliöreaktori, johon syötetään biomassaa reaktorin yhdestä = 30 päästä, ja käsiteltyä materiaalia poistetaan reaktorin toisesta = päästä.

Käsittelyn aikana materiaali siis kulkee "tulppavir- N tauksella" koko vaakamallisen reaktorin läpi.

Tulppavirtaus- periaatteella operoitavaa biokaasureaktoria on mahdollista operoida perinteisiä biokaasuprosesseja huomattavasti korke-

ammassa kuiva-ainepitoisuudessa (esimerkiksi 10 - 30 % kui- va-ainepitoisuudessa). Prosessi mahdollistaa siten laajan raaka-ainepohjan myös kuivempien materiaalien käsittelymah- dollisuuden kautta sekä korkeamman energiasaannon reaktoriti- lavuutta kohti ja kompaktimmat reaktorirakenteet. Prosessissa on perinteisiä korkean vesipitoisuuden prosesseja vähemmän vettä viemässä reaktoritilavuutta, jolloin prosessissa on myös enemmän hajotettavaa orgaanista ainetta reaktoritilavuutta kohti. Tekniikan tasosta tunnetaan julkaisussa WO 2015/075298 Al esitetty vaakamallinen tulppareaktori biokaasun tuottamiseksi. Tällaisen biokaasureaktorin ongelmana on kuitenkin se, että mädäte ja muu reaktoriin jäänyt kiintoaines poistetaan vaaka- suuntaisen reaktorin päästä. Tällöin reaktorin pohjalle koko reaktorin matkalle alkaa kertymään ja kasaantumaan raaka-aineen mukana tulevaa raskaampaa materiaalia, kuten lasia, metallia ja kiviainesta. Raskas materiaali vaikeuttaa reaktoriin kuuluvien, vaakasuuntaisilla sekoitusakseleilla varustettujen sekoittimien toimintaa, kun sekoittimien tulee siirtää hajotettavan mate- riaalin lisäksi myös hajoamatonta ja raskasta kiintoainesta. Edelleen kiintoaineen poistaminen on ongelmallista, sillä mädätettä poistettaessa reaktorista alipaineen avulla kiintoaine voi tukkia poistoyhteen. 00 > 25 Keksinnön tarkoituksena on myös aikaansaada tekniikan tason N reaktoreita toimintavarmempi reaktori biokaasujen tuottamiseksi N biomassasta, jossa reaktorissa raaka-aineen mukana tuleva = raskaampi ja hajoamaton materiaali ei aiheuta ongelmia. Tämän N keksinnön tunnusomaiset piirteet ilmenevät oheisesta patent- = 30 tivaatimuksesta 1. ©

N Keksinnön mukaisen reaktorin tarkoitus voidaan saavuttaa reaktorilla, johon kuuluu runko käsittäen kaksi päätä, nimittäin yläpää ja toinen pää, rajoittaen sisälleen reaktiotilan biomassaa varten, joka runko on pystysuuntaan kanavamainen biomassan vertikaalisuuntaista tulppavirtausta varten, ja johon runkoon kuuluu ainakin kolme peräkkäistä lohkoa mikrobikantoineen, ulkoinen tukiranka sovitettuna rungon ulkopuolelle rungon 5 tukemiseksi ulkoa päin rungon sisään syntyvää hydrostaattista painetta vastaan ja pohjakartio käsittäen leveämmän yläpään ja kapeamman alapään, yhdistettynä rungon alapäähän kiintoaineen kokoamiseksi.

Lisäksi reaktoriin kuuluu syöttövälineet sovi- tettuna rungon yläpäähän biomassan syöttämiseksi rungon sisään, sekoitusvälineet biomassan sekoittamiseksi ja mikrobien syöttämiseksi biomassan sekaan sovitettuna ainakin osittain rungon sisään, talteenottovälineet syntyvän biokaasun talteen ottamiseksi mikrobien kuluttaessa biomassan orgaanista mate- riaalia ja kiintoaineen poistovälineet sovitettuna rungon alapäähän pohjakartion alapäähän kiintoaineen poistamiseksi kiintoaineen poistamiseksi.

Tällaisessa reaktorissa biomassa siirtyy painovoimaisesti tulppavirtauksena alaspäin reaktorissa kohti poistovälineitä ja samalla myös biomassan mukana tuleva hajoamaton kiintoaines siirtyy reaktorissa automaattisesti kohti poistovälineitä.

Näin kiintoaines päätyy automaattisesti painovoimaisesti rungon alapäässä olevan cpohjakartion kautta poistovälineille ja co edelleen ulos reaktorin rungon sisältä.

Tällöin reaktorin sisään > 25 kertyvän kiintoaineksen haittavaikutukset, kuten tukeutuminen ja N reaktiotilavuuden pienentyminen, voidaan välttää.

Toisaalta N pystysuuntaiseksi sovitettuna keksinnön mukainen reaktori vie = huomattavan vähän pohjapinta-alaa tuotantolaitoksesta ja N tuotannon kapasiteettia on helppo lisätä asettamalla keksinnön = 30 mukaisia reaktoreita rinnan.

Käytettäessä ulkoista tukirankaa = reaktorin runko voi olla rakenteeltaan varsin kevyt, sillä rungon N sisällä vaikuttavan hydrostaattisen paineen aiheuttama ulospäin suuntautuva voima saadaan otettua vastaan runkoa tukevan ulkoisen tukirangan avulla paksuntamatta reaktorin runkoa.

Edullisesti sekoitusvälineisiin kuuluu rejektin keräys- ja syöttöjärjestelmä rejektin keräämiseksi lohkoista ja syöttä- miseksi ainakin kolmeen lohkoon sakeamassana. Tällaisella reaktorilla kussakin anaerobisen hajoamisen reaktiossa käy- tettävien mikrobien toimintaolosuhteet saadaan optimoitua säätämällä kyseisen lohkon olosuhteita. Optimoidut olosuhteet tehostavat mikrobien toimintaa ja sitä kautta nopeuttavat biomassan hajoamista halutuksi lopputuotteeksi eli metaaniksi. Rejektin keräys- ja syöttöjärjestelmä mahdollistaa rejektin sisältämän vahvan mikrobikannan syötön sakeamassana lohkon edelle, mikä varmistaa riittävän mikrobikannan heti kyseisen lohkon alussa. Rejektin syötöllä kuhunkin lohkoon voidaan myös pienentää sekoitusvälineiden tarvitsemaa moottoritehoa.

Edullisesti sekoitusvälineet on toteutettu reaktorin rungon pystysuunnan suhteen poikittaisilla akseleilla biomassan sekoittamiseksi lohkokohtaisesti. Poikittainen akseli mahdol- listaa kunkin lohkon itsenäisen sekoituksen peräkkäisten lohkojen lukumäärästä riippumatta. Edullisesti rejektin keräys- ja syöttöjärjestelmä on sovitettu syöttämään rejektid sakeamassana sekoitusvälineiden kautta co kitkan pienentämiseksi. Samalla mikrobikantaa saadaan siirre- > 25 tyksi lohkon lopusta alkuosaan tai tarvittaessa lohkosta toiseen. N Tarvittaessa samoilla syöttölaitteilla voidaan syöttää reak- N toriin erityistä syötettä, jota ei ole kannattavaa syöttää = reaktorin alkupäähän, jossa olosuhteet eivät ole optimaaliset N syötettävälle erityiselle syötteelle. 2 30 S Rejektin keräys- ja syöttöjärjestelmään voi kuulua sakeamas- N sapumppu rejektin syöttämiseksi 3 - 35 $, edullisesti 15 - 25 % kuiva-ainepitoisuudessa. Tällöin rejekti pitää sisällään riittävästi kiintoainesta, jonka pinnalla esimerkiksi metano-

geenit eli metaanin muodostumisesta vastaava mikrobikanta pääsääntöisesti elää. Erään sovellusmuodon mukaan kunkin lohkon sekoitusvälineiden tuenta ja käyttö on sijoitettu rungon ulkopuolelle. Näin sekoitusvälineiden huolto voidaan suorittaa reaktorin ulko- puolelta, mikä helpottaa huoltoa huomattavasti. Edullisesti reaktiotila on jaettu lohkoihin anaerobisen hajoamisen reaktiovaihekohtaisesti käsittäen ainakin hydro- lyysilohkon, happokäymislohkon ja metanogeneesilohkon. Näin kunkin lohkon olosuhteet voidaan optimoida juuri kyseistä reaktiota varten biokaasun tuotannon optimoimiseksi. Edullisesti hydrolyysilohkon pituus on 25 - 35 % reaktiotilan kokonaispi- tuudesta, happokäymislohkon pituus on myös 25 - 35 % ja metanogeneesilohkon pituus on 30 - 50 % reaktiotilan koko- naispituudesta. Puhuttaessa lohkokohtaisesta mikrobikannasta tulee ymmärtää, että kussakin lohkossa on sekaisin eri lohkojen mikrobien populaatioita. Hydrolyysilohkossa hydrolyysin kannalta oleel- listen mikrobien kanta on 50 - 95 % kaikkien mikrobien luku- määrästä, kuten myös happokäymislohkossa. Metanogeneesilohkon co mikrobikanta on herkempi ja siksi mikrobien kanta vastaa 30 - 90 > 25 % kyseisen lohkon kokonaismikrobikannasta.

S N Edullisesti reaktoriin kuuluu lisäksi itsenäiset lämmönsäätö- = välineet biomassan lämpötilan säätämiseksi lohkokohtaisesti. N Näin biomassan lämpötilaa voidaan säätää tarkemmin, mikä = 30 helpottaa olosuhteiden optimoimista. Edullisesti ulkoinen tukiranka on sovitettu tukemaan lohkot toisiinsa. Ulkoinen tukiranka varmistaa reaktorin rakenteen kokonaisjäykkyyden ja sekoitusvälineiden akseleiden kiinni- tyspisteiden tarvitseman tuennan.

Edullisesti reaktoriin kuuluu välineet kunkin lohkon ymppäyksen, sekoituksen ja lämmityksen tarkkailemiseksi ja ohjaamiseksi itsenäisesti.

Näin kutakin lohkoa voidaan ohjata riippumatto- masti toisista lohkoista.

Erään sovellusmuodon mukaan reaktoriin kuuluu toiset syöttö- välineet biomassan ja/tai biokaasun syöttämiseksi reaktiotilan seinistä biomassan sekaan virtauksen helpottamiseksi.

Sa- keamassan tai biokaasun syötöllä reaktorin rungon ja biomassan välistä kitkaa voidaan pienentää ja samalla ympätä biomassaa.

Edullisesti reaktoriin kuuluu biokaasun kierrätysvälineet yhdistettynä talteenottovälineisiin talteen otetun biokaasun kierrättämiseksi paineistettuna reaktorin rungon toiseen eli alapäähän mädätteen sekoittamiseksi ja biokaasun irrottamiseksi mädätteestä.

Kierrätysvälineiden avulla mädätettä saadaan sekoitettua, jolloin mädätteen sekaan jäänyt biokaasu pääsee vapautumaan ja nousemaan ylös reaktorin rungon yläpään yhteyteen kaasutilaan, josta se voidaan edelleen ottaa talteen. co Biokaasun kierrätysvälineisiin voi kuulua virtauskanava > 25 talteenottovälineiden yhdistämiseksi reaktorin rungon alapäähän N biokaasun kierrättämiseksi sekä pumppu sovitettuna virtauska- N navaan biokaasun imemiseksi talteenottovälineiltä ja kierrä- = tettävän biokaasun paineistamiseksi ennen biokaasun syöttöä N reaktorin rungon sisään rungon alapäästä. 2 30 S Edullisesti reaktorin runkoon kuuluu osarunkoja, jotka osarungot N ovat pituuttaan ja korkeuttaan lukuun ottamatta identtisiä keskenään.

Tällainen rakenne tekee reaktorista edullisen valmistaa.

Edullisesti osarunkoon kuuluu tasomaisia moduuleja, jotka kussakin osarungossa ovat identtisiä keskenään. Modulaarinen reaktori voidaan helposti pakata merikontteihin kuljetusta varten ja se on hyvin nopeasti asennettavissa toimintakuntoon asennuskohteessa. Edullisesti osarungot muodostavat suoran virtauskanavan, joka toimii reaktiotilana. Pystymallinen kanavamainen rakenne mahdollistaa biomassan etenemisen tulppavirtauksena. Erään sovellusmuodon mukaan sakeamassapumppu on hydraulitoiminen mäntäpumppu. Tällainen pumppu soveltuu erityisen hyvin sa- keamassan pumppaukseen.

Lohkoja voi olla vähintään 3, edullisesti 3 - 6. Tällöin jokaista hajoamisen pääreaktiota varten on vähintään yksi lohko ja kunkin lohkon olosuhteet saadaan optimoitua kutakin mikrobikantaa varten.

Tässä yhteydessä puhuttaessa lohkoista tulee ymmärtää, ettätässä hakemuksessa esitetyt lohkot ovat reaktorin osia, joissa kussakin on oma pääasiallinen mikrobikantansa ja joita kutakin ohjataan co edullisesti itsenäisesti. Yksittäiseen lohkoon voi kuulua yksi > 25 tai useampia moduuleista muodostuvia osarunkoja ja sekoitus- N välineitä. Lohkojen rajat voivat vaihdella syötettävän biomassan N aiheuttamien reaktiocalueiden mukaan. Edullisesti lohkojen = rajalla tarkoitetaan sitä aluetta, missä mikrobikannan pääpo- N pulaatio muuttuu populaatiosta toiseen. Edullisesti lohkojen = 30 välillä ei ole mitään mekaanisia rajoitteita kuten väliseiniä tai = vastaavia, vaan syötettävä biomassa pääsee kulkemaan reaktorin N lävitse esteettä kulkien eri lohkojen lävitse. Kussakin lohkossa vallitsee edullisesti erilaiset olosuhteet. Lisäksi tulee ymmärtää, että puhuttaessa biomassasta tarkoitetaan reak-

tiotilaan syötettävää ja siellä anaerobisesti hajoavaa raa- ka-ainetta, kun taas mädätteellä ja rejektillä tarkoitetaan reaktiotilasta poistuvaa anaerobisen hajoamisen lopputuotteena tulevaa sakeamassaa.

Edullisesti biokaasun talteenottovälineet on sovitettu reaktorin rungon yläpään yhteyteen. Biokaasu nousee reaktorissa biomassan muodostamassa nestepatjassa ylöspäin ja voidaan poistaa helpoiten reaktorin yläpäästä eli yläpäästä.

Erään edullisen sovellusmuodon mukaan ulkoinen tukiranka on erillinen teräksinen ristikkopalkkirakenne. Tällainen tukiranka on helppo kuljettaa käyttökohteeseen purettuna ja koota paikan päällä kokonaiseksi. Toisaalta teräksinen ristikkopalkkirakenne on jäykkyyteensä nähden varsin kevyt. Toisin sanottuna ulkoinen tukiranka ei ole osa runkoa vaan sen suhteen erillinen koko- naisuus. Erään toisen sovellusmuodon mukaan ulkoinen tukiranka on valmistettu kuitubetonista. Kuitubetonia on mahdollista 3D-tulostaa, jolloin tukirangan valmistuksessa ei tarvita käsin tehtävää hitsaustyötä. co Erään sovellusmuodon mukaan reaktorin runko on valmistettu 4 - > 25 20 mm paksusta teräslevystä. Tällöin reaktorin runko on varsin N kevyt ja materiaalikustannuksiltaan edullinen toteuttaa, kun N tarvittava lujuus saadaan aikaan erillisellä rungon ulkopuo- = lisella tukirangalla. a & D 30 Vaihtoehtoisesti reaktorin runko voi olla 100 - 400 mm vahvuinen = kuitulujitteisesta betonista 3D-valettu rakenne. Kuitubetonin N avulla toteutettuna reaktorin rungon valmistuksessa tarvitaan huomattavan vähän käsin tehtävää hitsaustyötä.

Edullisesti reaktorin rungon korkeus on 2 - 4-kertainen suhteessa reaktorin leveyteen tai pituuteen. Tällöin reaktiotilavuus voi olla suuri suhteessa käytettyyn lattiapinta-alaan reaktorin tilavuuden suuntautuessa pääasiassa pystysuuntaan.

Keksinnön mukaista reaktoria voidaan käyttää biokaasun val- mistamiseksi biomassasta anaerobisella hajottamisella mene- telmänä, jossa syötetään syötteenä biomassaa reaktiotilaan mekaanisilla syöttölaitteilla ja samalla työnnetään reaktio- tilassa olevaa biomassaa tulppavirtauksena eteenpäin pysty- suunnassa alaspäin. Biomassaa sekoitetaan lohkokohtaisesti perättäisiin lohkoihin jaetussa reaktiotilassa biomassan syöttämiseksi lohkokohtaisille mikrobikannoille ja biomassan siirtämiseksi eteenpäin reaktiotilassa, jossa lohkoja on ainakin kolme käsittäen oman pääasiallisen mikrobikantansa. Biomassan anaerobisen hajoamisen tuloksena syntyvä biokaasu otetaan talteen. Kunkin lohkon mikrobikantaa syötetään vastaavan lohkon edelle ja näistä ainakin kahdessa lohkossa syöttö tapahtuu sakeamassana lohkosta saatavana rejektinä. Lohkokohtaisella olosuhteiden säädöllä kukin anaerobisen hajoamisen reaktio saadaan suoritettua tekniikan tason menetelmiä optimaalisemmissa olosuhteissa. Tässä yhteydessä sanalla ”edelle” tarkoitetaan lohkon alkua eli biomassan kulkusuunnassa vastakkaista suuntaa. co Paikka, johon mikrobikantaa syötetään määrittää lohkon alku- > 25 kohdan, sillä mikrobikanta voimistuu merkittävästi tässä N kohdassa. Keksinnön tarkoitus saavutetaan, koska mikrobikannan N syöttäminen kunkin lohkon edelle vahvistaa mikrobikannan = konsentraatiota ja nopeuttaa huomattavasti mikrobikannan kasvua N optimiin kyseisessä lohkossa, mikä puolestaan tehostaa mikrobien = 30 aikaansaamia reaktioita ja sitä kautta biokaasun tuotantoa. 00

R Edullisesti mikrobikantaa kierrätetään lohkon sisäisesti lohkon lopusta alkuun rejektinä. Kierrätys siirtää lohkon lopussa olevaa vahvaa mikrobikantaa lohkon alkuun, jossa mikrobikanta on luonnostaan heikko. Rejektiä voidaan syöttää takaisinpäin lohkon eteen, imuvent- tiileihin rejektin keräys- ja syöttöjärjestelmän kautta määrävälein rejektin keräys- ja syöttöjärjestelmän puhtaana pitämiseksi. Takaisin syötöllä voidaan estää tehokkaasti keräysjärjestelmän tukkiutuminen. Toisin sanottuna rejektiä voidaan syöttää välillä takaisinpäin poistoyhteen kautta siihen lohkoon, mistä rejekti on otettu. Sekoitusvälineet voivat olla pyöriviä siipielimiä ja biomassan kulkusuunnassa viimeisen lohkon sekoitusvälineitä käytetään vastakkaiseen suuntaan kuin muiden lohkojen sekoitusvälineitä. Vastakkainen sekoitussuunta helpottaa metanogeneesissä synty- vien biokaasun kaasukuplien vapauttamista biomassan kiintoai- neesta. Edullisesti biomassaa ympätään pyörittämällä sekoitusvälineitä taaksepäin. Tässä yhteydessä sanalla taaksepäin tarkoitetaan sitä, että sekoitusvälineitä pyöritetään siten, että niiden biomassaa siirtävä voima kohdistuu kohti reaktorin yläpäätä, josta biomassa ainakin pääosin syötetään reaktoriin. Siirtämällä co hajotettavaa biomassaa taaksepäin reaktorissa voidaan varmistaa > 25 mikrobikannan leviäminen hajotettavaan raaka-aineeseen sekä N hajoamistuotteiden sekoittuminen pois mikrobien ympäriltä.

N = Erään sovellusmuodon mukaan nestemäistä syötettä syötetään N reaktoriin sekoitusvälineiden kautta. Näin syötettä voidaan = 30 syöttää valittuun kohtaan reaktoria syötteen tarvitseman = prosessointiajan mukaan. Toisin sanottuna esimerkiksi reaktorin N ensimmäinen lohko voidaan jättää väliin sellaisella raa- ka-aineelle, joka on helposti hajoavaa, lyhentäen näin biomassan viipymäaikaa reaktorissa.

Edullisesti kussakin lohkossa biomassan lämpötilaa säädetään lohkokohtaisesti.

Lohkokohtainen lämpötilan säätö mahdollistaa tarkemman olosuhteiden optimoinnin, mikä tehostaa biokaasun tuotantoa.

Tässä yhteydessä lämpötilan säädöllä voidaan tarkoittaa joko biomassan lämmitystä tai jäähdytystä olosuh- teista riippuen.

Edullisesti reaktoriin syötettävä biomassa tarvitsee lämmitystä ja reaktorin lopussa poistettavasta biomassasta voidaan ottaa talteen lämpöä eli jäähdyttää esimerkiksi syötettävän raaka-aineen esilämmittämiseksi.

Kunkin lohkon ymppäystä ja lämmitystä voidaan tarkkailla ja ohjata itsenäisesti.

Näin voidaan varmistua, että kukin anaerobisen hajoamisen reaktio pääsee tapahtumaan reaktiolle otollisissa olosuhteissa.

Itsenäisen ohjauksen avulla lohkot ja näin ollen myös reaktio-olosuhteet ovat ainakin lähes toisistaan riippumattomia.

Erään toisen sovellusmuodon mukaan seinistä voidaan syöttää biokaasua biomassan virtauksen helpottamiseksi.

Biokaasu irrottaa biomassaa tehokkaasti reaktiotilan seinistä biokaa- sukuplia biomassan sisältä.

Tällä on merkitystä varsinkin reaktorin viimeisessä lohkossa, koska menetelmällä estetään co biokaasun poistuminen mädätteen mukana. > 25 N Keksinnön mukaisessa reaktorissa sekoitus toteutetaan sekoit- N tamalla reaktorin reaktiotilassa olevaa biomassaa lohkokoh- = taisesti.

Tämän sekoitustavan etuna on, että reaktoria voidaan N sekoittaa lohkokohtaisesti siirtämällä massaa paikallisesti = 30 eteen- tai taaksepäin.

Kunkin sekoittimen toimintaa on mah- = dollista säätää erikseen, eli sekoituksen tehoa ja suuntaa sekä N lisäksi reaktorin lämpötilaa (20 - 55 °C välillä) pystytään säätämään lohkokohtaisesti.

Reaktorin olosuhteita (muun muassa pH, lämpötila, kaasuntuotto) voidaan seurata reaaliajassa paikallisesti ja lohkokohtaisesti (anturit kunkin lohkon alueella) ja saatuja tietoja voidaan verrata sekoitukseen ja reaktorin kuormitukseen.

Siirtämällä ainakin kahden lohkon mikrobikantaa sakeamassaisena rejektinä biomassan kulkusuun- nassa taaksepäin lohkon eteen varmistetaan mikrobikannan riittävän suuri populaatio koko lohkossa.

Erona pituussuun- taiseen sekoitusakseliin perustuviin biokaasureaktoreihin, on se, että mikrobikantaa voidaan siirtää paikallisesti ja lohkokohtaisesti taaksepäin reaktorissa, jolloin vahvistetaan kyseisen lohkon alueella tapahtuvassa anaerobisen hajoamisen vaiheessa aktiivista mikrobikantaa paikallisesti.

Samaan aikaan reaktorin olosuhteita pystytään optimoimaan lohkokohtaisesti ja olosuhteita on mahdollista optimoida paikallisesti hajotusketjun eri vaiheisiin liittyvien mikrobien optimiolosuhteiden mukaan.

Tällöin voidaan saavuttaa parempi hajotustulos ja maksimoidaan biokaasuntuotto.

Reaktorin syöttövälineet voivat olla sovitettu rungon yhteyteen siten, että syöttövälineet syöttävät biomassaa reaktorin rungon sisäpuolella olevan nestepinnan alapuolelle.

Tällöin varmis- tutaan siitä, ettei syötteen mukaan pääsee ilmaa, joka haittaa anaerobisen hajotuksen mikrobikantaa. co Keksinnön mukaisen reaktorin rakenne perustuu edullisesti > 25 tehdasvalmisteisiin moduuleihin.

Moduuleilla tarkoitetaan N rungon konkreettisia levymäisiä osia, joita yhdistelemällä N muodostetaan kanavamaisia osarunkoja, jotka peräkkäin asetet- = tuina muodostavat reaktorin rungon.

Tehdasvalmisteisiin N moduuleihin perustuvan biokaasulaitoksen etuja ovat muun muassa = 30 se, että laitoksen koko on helposti skaalattavissa (lisäämällä = osarunkojen lukumäärää ja suurentamalla pituutta, eli reaktorin N kokoa säätämällä), laitos on nopea asentaa ja ottaa käyttöön kohteessa (verrattuna perinteisiin biokaasulaitosratkaisuihin, jotka usein esimerkiksi valetaan muotteihin betonista paikan päällä) ja standardimittaisten moduulien valmistuksessa on mahdollista päästä sarjatyöhön, mikä alentaa valmistuskustan- nuksia. Edelleen moduulit mahdollistavat reaktorin helpon kuljetuksen tavallisia merikontteja käyttäen. Tässä yhteydessä puhuttaessa osarungoista tarkoitetaan rungon muodostavaa konkreettista rakennetta, jossa moduulit muodostavat osarungon sisälle reaktiotilan, kun taas puhuttaessa lohkoista tarkoi- tetaan säädön ja ohjauksen kannalta itsenäistä rakennetta, joka voi koostua yhdestä tai useammasta osarungosta.

Keksinnön mukainen reaktori pystyy hajottamaan jopa noin 9 - 12 kg orgaanista ainesta vastaavan määrän biomassaa yhtä reaktorin kuutiota vastaavaa tilavuutta kohden vuorokaudessa (9 - 12 kg VS /m3/d). Tämä määrä voi vaihdella huomattavasti syötteen ominaisuuksista riippuen. Keksinnön mukaisen reaktorin hyöty voidaan ulosmitata esimerkiksi valmistamalla huomattavasti pienempi reaktori kuin tekniikan tason mukaiset reaktorit vaatisivat.

Keksintöä kuvataan seuraavassa yksityiskohtaisesti viittaamalla oheisiin eräitä keksinnön sovelluksia kuvaaviin piirroksiin, joissa co Kuva 1 esittää biomassan anaerobisen hajoamisen periaateku- > 25 vana raaka-aineesta lopputuotteeksi, N Kuva 2 esittää keksinnön mukaisen reaktorin periaatteellisen N kuvan sivulta päin esitettynä leikkauskuvana, = Kuva 3 esittää keksinnön mukaisen reaktorin periaatteellisen N kuvan päästä päin esitettynä leikkauskuvana, = 30 Kuva 4 esittää keksinnön mukaisen reaktorin periaatteellisen = kuvan sivulta päin esitettynä, N Kuva 5 esittää keksinnön mukaisen reaktorin erään sovellus- muodon prosessikaaviona,

Kuva 6 esittää keksinnön mukaisen reaktorin kokonaisuuden periaatekuvana.

Kuvan 1 mukaisesti anaerobinen hajoaminen prosessina sisältää useita vaiheita 100, joissa mikrobit hajottavat orgaanista ainesta.

Koska jokainen reaktio tapahtuu parhaiten reak- tiokohtaisessa optimiolosuhteessa, on anaerobisen hajoamisen tehokas hyödyntäminen biokaasun tuotantoon suurelta osin kiinni eri osaprosessien vaiheiden optimoinnista.

Polysakkaridien hydrolyysin 102 ja fermentaation kannalta edullisessa olosuh- teessa pH on noin 6,5 - 7. Sokerien fermentaation eli happo- käymisen 104 edullisessa olosuhteessa pH on noin 5 - 6. Etikkahaponmuodostuksen 106 edullisessa olosuhteessa pH on noin 6,5 — 7,5. Metaanin muodostuksen 108 eli metanogeneesin kannalta edullisissa olosuhteissa pH on noin 6,5 - 8,0. Metanogeneesin kannalta oleellinen mikrobikanta kuolee, jos pH on alle 6. Lisäksi hydrolyysivaiheessa on hyötyä siitä, jos massassa on alhainen pitoisuus happea, kun taas happi on erittäin toksista metano- geneesivaiheen mikrobeille.

Lisäksi metanogeneesi- ja aseto- geneesivaiheen mikrobit ovat erittäin herkkiä inhiboivien aineiden (mm. lyhytketjuiset rasvahapot, ammoniakki) kertymi- selle.

Prosessissa käytettävä lämpötila voi olla esimerkiksi 35 - 37 °C tai noin 55 °C.

Lämpötila voi kuitenkin vaihdella syötteen co ja käytettävän mikrobikannan mukaan.

Koska menetelmässä > 25 käytettävä, raaka-aineena toimiva, biomassa voi vaihdella N koostumuksensa osalta huomattavasti, voivat myös anaerobisen N hajoamisen sisältämät reaktiot vaihdella. x a n Seuraavaksi on kuvattu keksinnön mukaisen reaktorin rakennetta = 30 tarkemmin.

Kuvien 2 ja 4 mukaisesti keksinnön mukainen reaktori = 10 muodostuu modulaarisesta rungosta 12. Modulaariseen runkoon N 12 kuuluu tarkemmin sanottuna edullisesti 3 - 10 osarunkoa 46, jotka muodostavat pystysuunnassa reaktorin 10 kanavamaisen rungon 12 rajoittaen sisäänsä reaktiotilan 14, jossa biomassaa

16 hajotetaan anaerobisen hajoamisen kautta biokaasuksi ja mädätteeksi. Tarvittaessa osarunkoja voi olla myös huomattavasti yli kymmenen kappaletta. Osarungot 46 ovat halkaisijaltaan ja muodoltaan toisiaan vastaavia kanavamaisia rakenteita, ja ainoastaan osarunkojen 46 pituus biomassan kulkusuunnassa eli reaktorin pystysuunnassa voi vaihdella. Osarungot voivat olla esimerkiksi 2,2 m leveydeltään ja pituudeltaan, jolloin ainoastaan osarunkojen korkeus ja osarunkojen lukumäärä vaihtelee reaktorilta tarvittavan tilavuuden mukaan. Osarungon korkeus voi olla esimerkiksi 3 m. Reaktorin 10 pystysuunnalla tarkoitetaan tässä yhteydessä samaa suuntaa kuin tulppavir- tauksena etenevän biomassan 16 etenemissuunnalla reaktiotilassa

14. Osarungot muodostavat moduulit voivat olla valmiiksi työstettyjä, pintakäsiteltyjä ja eristettyjä. Edullisesti osarungot 46 lukitaan paikoilleen reaktoriin 10 kuuluvan kuvissa 2 ja 4 esitetyn ulkoisen tukirangan 50 avulla ja tiivistetään toisiinsa tiivisteiden avulla tai hitsaamalla. Erillinen ulkoinen tukiranka 50 lukitsee osarungot 46 yhtenäiseksi reaktorin 10 rungoksi 12. Osarungot 46 voivat olla muodoltaan esimerkiksi neliöitä ja niiden rajaaman reaktiotilan 14 poikkileikkaus voi olla myös nelikulmio tai neliö. Toisaalta reaktiotilan poikkileikkaus voi olla myös jokin muu muoto, kuten pyöreä, mutta tällöin joudutaan käyttämään pystysuuntaista co sekoitusvälineiden akselia, johon eri lohkojen sekoitusvälineet > 25 kytkeytyvät esimerkiksi kytkimen avulla.

S N Ulkoinen tukiranka 50 on edullisesti kuvan 4 mukainen rungon = suhteen erillinen, teräsrakenteinen ristikkopalkkirakenne 94, N jossa palkkeja on hitsattu ristikon malliin jäykän rakenteen = 30 aikaansaamiseksi. Edullisesti ristikkopalkkirakenteeseen 94 = kuuluu kaksi pystyosaa 94.1 molemmin puolin reaktorin 10 runkoa N 12 ja pystyosat 94.1 yhdistävä vaakaosa 94.2. Molemmat pystyosat

94.1 ovat tuettu reaktorin 10 runkoon 12 sen ulkopintaan sivulta päin. Reaktorin rungon sisällä vaikuttava hydrostaattinen paine pyrkii työntämään reaktorin seiniä ulospäin, mutta ulkoisen tukirangan aikaansaama vastavoima toimii tälle vastavoimana. Ulkoinen tukiranka voi olla esimerkiksi kiinnitetty reaktorin alle muodostettuun lattialaattaan tai pultattuna tuotantotilan lattiaan, jolloin tukirangan pystyosat eivät pääse liikkumaan vaakasuunnassa. Ristikkopalkkirakenteen palkit voivat olla esimerkiksi onttoja putkia, jotka hitsataan yhteen. Tällöin rakenne on materiaalikustannuksiltaan edullinen, mutta silti erittäin jäykkä rakenne. Ulkoisen tukirangan käyttö mahdollistaa reaktorin rungon toteutuksen varsin ohuena rakenteena, mikä olisi mahdotonta ilman erillisen ulkoisen tukirangan tarjoamaa ulkoista tukea. Vaihtoehtoisesti teräksiselle ristikkopalkki- rakenteelle ulkoinen tukiranka voidaan muodostaa myös vaije- rirakenteena.

Rungon 12 ja ulkoisen tukirangan 50 lisäksi reaktoriin 10 kuuluu pohjakartio 17, joka kokoaa reaktorissa alaspäin kulkeutuneen kiintoaineksen eli mädätteen ja biomassan mukana tulleen hajoamattoman aineksen, kuten lasin, metallit ja kiviaineksen, yhteen. Pohjakartioon 17 kuuluu reaktorin 10 rungon 12 alapäätä

13.2 mitcitukseltaan vastaava yläpää 90 ja edellä mainittua kapeampi alapää 92, johon on kiinnitetty reaktoriin 10 kuuluvat poistovälineet 27. Pohjakartion kartiomainen muoto kokoaa rungon co sisällä oleva kiintoaineksen siten, että se päätyy poistovä- > 25 lineiden luo painovoimaisesti ilman erillisiä siirtovälineitä N tai kaapimia. Kiintoaineen poistovälineiden 27 avulla poistetaan N pohjakartion 17 kautta reaktorin 10 pohjalle kertyvä mädäte ja = muu kiintoaines. Kiintoaineen poistovälineet 27 voivat olla N esimerkiksi ruuvikuljetin, jonka avulla kiintoaines saadaan = 30 siirrettyä pois reaktorin rungon sisältä. Kiintoaineen poistovälineiden 27 lisäksi reaktoriin 10 kuuluu syöttövälineet 25, joiden avulla biomassaa syötetään reaktorin 10 rungon 12 sisällä reaktiotilassa 14 olevan nestepinnan alapuolelle. Syöttövälineet 25 voivat olla mekaaniset, kuten esimerkiksi ruuvikuljetin tai vastaava, joka syöttää biomate- riaalia ensimmäisen osarungon 46 sisään. Ruuvikuljettimen 25.1 yhteyteen voi kuulua syöttösuppilo 25.2, jonka kautta raa- ka-ainetta syötetään ruuvikuljettimelle 25.1. Syöttövälineet ja kiintoaineen poistovälineet voivat olla samalla puolella runkoa, jolloin reaktorin kokonaisuutena vaatima pohjapinta-ala on edelleen pienempi kuin asettamalla syöttövälineet ja kiinto- aineen poistovälineet vastakkaisille puolille.

Kuvan 2 mukaisesti reaktoriin 10 kuuluu myös sekoitusvälineet 20 sovitettuna ainakin osittain rungon 12 sisään, joiden sekoi- tusvälineiden 20 avulla rungon 12 sisällä olevaa, raaka-aineena toimivaa biomassaa 16 sekoitetaan. Keksinnön mukaisesti jokaiseen lohkoon 24 kuuluu edullisesti omat sekoitusvälineet 20, jotka voivat olla esimerkiksi kuvan 3 mukaiset osarungon 46 lävitse reaktorin 10 pystysuunnan suhteen poikittaisella akselilla 48 tuetut lapasekoittimet 36. Lohkolla 24 tarkoitetaan yhden tai useamman osarungon 46 ohjauksellista ja säädöllistä yksikköä, jossa olosuhteet voidaan säätää lohkon alueella vallitsevan pääasiallisen mikrobikannan mikrobitoiminnan kannalta sopiviksi. Keksinnön edullisen sovellusmuodon mukai- sesti kuhunkin lohkoon 24 kuuluu ainakin yksi oma lapasekoitin co 36, jolloin biomassan 16 sekoitusta voidaan ohjata lohkokoh- > 25 taisesti. Vaihtoehtoisesti lapasekoittimien sijaan voidaan N käyttää esimerkiksi sekoitusruuvia tai vastaavaa mekaanista N välinettä tai lapasekoittimen ja ruuvin yhdistelmää, jolla = biomassaa saadaan liikutettua reaktiotilassa eri suuntiin, myös N akselin suuntaisesti. Kuvan 2 mukaisesti lapasekoittimia 36 voi = 30 olla osarunkojen 46 lukumäärää vastaava lukumäärä. Tällöin myös = lohkoja 24 voi olla sama lukumäärä.

N Kuvassa 3 on esitetty keksinnön mukainen reaktori päästä pystysuuntaisesti katsottuna leikkauskuvana. Edullisesti reaktorissa 10 myös sekoitusvälineiden 20 tuenta voidaan järjestää kuvan 4 ulkoisen tukirangan 50 yhteyteen. Tällöin kunkin lapasekoittimen 36 käyttömoottori ja vaihteisto 66 ja akseleiden 48 laakerit 64 on sijoitettu reaktorin 10 rungon 12 ulkopuolelle. Tämä helpottaa huomattavasti sekoitusvälineiden 20 huoltoa. Reaktoriin 10 voi kuulua lisäksi lämmönsäätövälineet 18 (esitetty kuvassa 5) biomassan 16 lämpötilan säätämiseksi mikrobien toiminnan kannalta optimaaliseen lämpötilaan. Edullisesti lohkojen suhteen itsenäisien sekoitus- ja lämmönsäätövälineiden avulla olosuhteet ja sekoitus saadaan kussakin lohkossa mikrobitoiminnan kannalta optimaalisiksi. Lämmönsäätövälineet 18 voivat olla esimerkiksi kuvassa 4 esitettyihin osarungon 46 moduuleihin 52 asennetut vastukset, joilla osarungon 46 rakenteita ja sitä kautta biomassaa 16 lämmitetään. Lämmitys on tärkeää kahden ensimmäisen lohkon osalta, mutta näitä seuraavassa lohkossa tai lohkoissa, jossa metanogeneesi tapahtuu, ei biomassaa välttämättä tarvitse enää lämmittää tai sitä voidaan jopa jäähdyttää biokaasun saannon siitä suuremmin kärsimättä. Jäähdytys voidaan suorittaa lämmönsäätövälineisiin kuuluvien lämmönvaihtimien avulla, joilla voidaan esimerkiksi esilämmittää reaktoriin syötettävää biomassa. Lämmitykseen voidaan käyttää co myös kaasukattiloita, joilla lämmitetään reaktorin vesikier- > 25 toinen lämmitys, jota voidaan ohjata edullisesti kolmessa tai N useammassa lohkokohtaisessa piirissä.

N = Tuotteena saatavan biokaasun talteen ottamiseksi reaktoriin 10 N kuuluu talteenottovälineet 22 biokaasun keräämiseksi reak- = 30 tiotilan 14 sisältä. Talteenottovälineet 22 voivat olla rungon = yläosaan eli yläpäähän 13.1 muodostettu kuvan 2 putkisto 54, jonka N avulla muodostuva biokaasu otetaan talteen varastosäiliöön 78 tai vastaavaan.

Keksinnön mukaisessa reaktorissa 10 sekoitusvälineisiin 20 kuuluu edullisesti kuvan 2 rejektin keräys- ja syöttöjärjestelmä

56. Rejektin keräys- ja syöttöjärjestelmä 56 on järjestetty osarunkojen 46 sivuun, jonka keräys- ja syöttöjärjestelmä 56 avulla kerätään hajoavasta biomassasta 16 rejektiä, joka voidaan syöttää lohkon 24 edelle. Keräys- ja syöttöjärjestelmää ei ole esitetty kuvassa 4, mutta tulee ymmärtää, että osarunkoihin 46 kuuluu tällaiset välineet. Tässä yhteydessä rejektillä tar- koitetaan sakeamassaa. Sakeamassan kuiva-ainepitoisuus on 3 - 35 %, edullisesti 15 - 25 %. Toisaalta 3 - 5 % kuiva-ainepitoisuuden massaa voidaan jossain yhteyksissä nimittäin myös ohutmassaksi. Kuvan 2 mukaisesti keräys- ja syöttöjärjestelmään 56 kuuluu edullisesti yksittäinen sakeamassapumppu 57, jonka avulla rejektiä siirretään putkistoissa. Putkistoon on järjestetty venttiilijärjestelmä 88, joka reaktorin 10 ohjausjärjestelmän ohjauksen perusteella aukaisee halutun lohkon 24 venttiilit 82 ja 84 ja sulkee muiden lohkojen 24 venttiilit 82 ja 84. Edullisesti rejektin syötöllä lohkon edelle tarkoitetaan rejektin syöttä- mistä rejektin poistoyhdettä edeltävään syöttöyhteeseen, mutta joissain tapauksissa frejektiä voidaan syöttää myös jopa poistoyhdettä edeltävän syöttöyhteen suhteen aiemmin olleeseen syöttöyhteeseen. Edullisesti rejekti kerätään kunkin osarungon sivusta, koska reaktorissa oleva neste muodostaa luonnollisesti co nestepaineen, joka auttaa rejektin siirtoa. > 25 N Koska rejektin kerääminen on edullisesti osa ymppäystä, tulee N huolehtia siitä, että rejektin keräys- ja syöttöjärjestelmä pysyy = puhtaana ja toimintakuntoisena. Tätä tarkoitusta varten rejektiä N voidaan syöttää välillä takaisinpäin poistoyhteen kautta siihen = 30 lohkoon, mistä rejekti on otettu. Näin estetään putkiston = tukkiutuminen. Puhdistussyöttö voidaan tehdä esimerkiksi kaksi N kertaa vuorokaudessa, tai kun pumppu tai pumppujen imupuolella havaitaan tukos automaation seuratessa virtaamaa. Tällöin automaatio pyrkii automaattisesti avaamaan vastavirtauksella tukoksen. Lohkosta poistettu rejekti voidaan johtaa korkealla paineella kuvan 3 putkistoa 40 pitkin lapasekoittimien 36 onttojen akseleiden 48 sisällä olevaan kanavaan ja sitä kautta lapa- sekoittimen 36 lapoihin 45. Tässä yhteydessä korkealla paineella tarkoitetaan 0,2 - 20 bar:n painetta. Lapoihin voi kuulua suuttimet, joiden kautta rejektiä syötetään Dbiomateriaalin sekaan lapasekoittimia käytettäessä. Vaihtoehtoisesti rejektin sijaan tai sen lisäksi sekoitusvälineiden kautta voidaan syöttää nestemäistä biomassaa syötteenä. Erään sovellusmuodon mukaan reaktoriin kuuluu lisäksi kuvan 2 mukaiset välineet 30 kitkan pienentämiseksi biomassan ja reaktiotilassa olevan biomassan välillä, johon välineisiin 30 kuuluu kuvan 2 välineet 58 sakeamassan ja/tai biokaasun syöttämiseksi kuvan 4 osarungon 46 seinistä 44 osarungon 46 sisään esimerkiksi pumpun avulla. Syötetty sakeamassa ja/tai biokaasu pienentää osarungon 46 sisällä olevan biomassan 16 ja moduulin 52 välistä kitkaa, mikä puolestaan vähentää sekoitusvälineiden 20 voiman tarvetta. Sakeamassan ja/tai biokaasun syöttö voi olla pisteittäistä, jolloin biomassan sekaan syötettäessä sakeamassa co ja/tai biokaasu syrjäyttää biomassaa muodostaen siihen aukon, > 25 joka edesauttaa hajotettavan biomassan etenemistä eteenpäin N reaktiotilassa. Edullisesti sakeamassa on biomassan rejektiä. N Samalla, kun syötettävä sakeamassa ja/tai biokaasu pienentää = biomassan ja reaktorin rungon välistä kitkaa, se myös ymppää N reaktoria. Lisäksi neste/kaasusekoituksella "vapautetaan" = 30 kaasua, joka on sitoutuneena kiintoaineeseen ja varmistetaan, = ettei rejektin mädätteen mukana poistu metaania.

N Tässä yhteydessä tulee ymmärtää, että sekoitusvälineet, esimerkiksi lapasekoittimet, toimivat sekoituksen lisäksi myös painovoiman ohella pääasiallisina biomassaa tulppavirtauksena eteenpäin työntävinä eliminä.

Erään sovellusmuodon mukaan rungon sisäpinta voidaan päällystää esimerkiksi teflon-pinnoitetta vastaavalla pinnoitteella, joka pienentää biomateriaalin ja rungon välistä kitkaa ja estää biomateriaalia kiinnittymästä rungon sisäpintaan.

Edullisesti keksinnön mukaiseen reaktoriin kuuluu huomattava määrä mittausantureita, jotka tarkkailevat olosuhteita kunkin lohkon osalta reaaliaikaisesti.

Mitattavia suureita ovat ainakin kussakin lohkossa vallitseva pH ja lämpötila sekä reaktorin yleinen kaasuntuotto.

Näiden perusteella muodostetaan erilliset säätösuuret ainakin sekoitusvälineitä, lämmönsäätövälineitä ja rejektin syöttöä varten lohkokohtaisesti.

Edullisesti samoin perustein muodostetaan myös säätösuure laitteistolle kitkan pienentämiseksi.

Myös biomassan sisältämän orgaanisen aineksen määrä voi olla mittauksen kohde.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä reaktiotila on suurelta osin täynnä nestettä ja biomassaa siten, että reaktiotilaan syöttävä uusi raaka-aine eli hajotettava biomassa syötetään nestepinnan alapuolelle.

Tämä takaa sen, ettei biomassa mukana reaktiotilaan pääse ilmaa, mikä tuhoaisi anaerobisen hajotuksen tekevää co mikrobikantaa.

Vaikka kuvassa 2 nestepintaa ja biomassaa ei ole > 25 kuvattu kuvan selkeyden vuoksi, tulee ymmärtää, että reaktiotila N 14 on lähes kattoa myöten täynnä biomassaa ja nestepinta ulottuu N noin 20 - 200 cm etäisyydelle reaktorin 10 rungon 12 yläpäästä = 13.1 eli päästä, johon biomassa syötetään.

Mädätteen poistoa N reaktorissa ohjataan siten, että nestepinnan korkeus pysyy aina = 30 tarvittavalla tasolla.

Itse mikrobikanta voidaan siirtää = reaktiotilaan reaktorin käynnistyksen yhteydessä esimerkiksi N toisesta reaktorista.

Syötettävä biomassa voi olla yhdyskuntien, maatalouden tai teollisuuden piirissä syntynyttä biohajoavaa biomassaa, esimerkiksi eläinten lantaa, kotitalouksien,

ravintoloiden, kaupan tai elintarviketeollisuuden biojätettä, jätevedenpuhdistuksen lietettä, kasvibiomassaa tai vastaavaa, muttei kuitenkaan runsaasti ligniiniä sisältävää materiaalia kuten puumassaa ilman ligniinin hajotusta.

Edullisesti reaktiotilassa olevan massa kuiva-ainepitoisuus kuiva-aineprosentteina voi olla välillä 10 - 35, mutta tätä kuivempi materiaali on vaikeaa sekoittaa. Kuiva-ainepitoisuus laskee kohti reaktorin loppupäätä, jossa hajoaminen on pidem- mällä. Biomassaa voidaan syöttää reaktiotilaan esimerkiksi ruuvisyöttimen avulla. Syöttö voi tapahtua esimerkiksi tunnin välein vuorokauden ympäri riippuen raaka-aineena käytettävän biomassan orgaanisen aineen määrästä ja biohajoavuudesta. Keksinnön mukaisessa menetelmässä kuvan 2 mukaisesti biomassaa 16 voidaan ympätä neljällä eri tavalla; pyörittämällä sekoi- tusvälineitä 20, syöttämällä rejektiä rejektin keräys- ja syöttöjärjestelmän 56 avulla sekoitusvälineiden 20 kautta, syöttämällä sakeamassaa ja/tai biokaasua reaktorin 10 rungon 12 laidoilta välineillä 30 kitkan pienentämiseksi tai sekoittamalla rejektiä syötteen joukkoon jo ennen reaktoriin syöttämistä. Anaerobisen hajoamisen reaktioiden ollessa käynnissä reaktio- tilassa kaasuntuotantoa, pH:ta ja lämpötilaa tarkkaillaan co jatkuvasti, mutta ymppäys ja sekoitus ovat edullisesti jak- > 25 sottaista energian säästämiseksi. Näiden muutosten seurauksena N ohjataan reaktorin sekoitusta, lämmitystä, biomassan syöttöä ja N rejektin syöttöä rejektin keräys- ja syöttöjärjestelmällä. = Esimerkiksi jos pH:n havaitaan laskevan liian alhaiselle tasolle N tai kaasuntuotannon laskevan jonkin lohkon alueella, voidaan = 30 olosuhteisiin vaikuttaa paikallisesti tehostamalla sekoitusta = kyseisessä lohkossa sekä lisäämällä tai vähentämällä rejektin N syöttöä kyseiseen lohkoon.

Sekoitusvälineiden 20 tarkoituksena on siirtää biomassaa 16 eteenpäin reaktiotilassa 14 ja sekoittaa biomassaa 16 siten, että mikrobit saavat tuoretta ravintoa.

Jos sekoitusta tehdään liian harvoin, mikrobien ympärille muodostuu kerros hajoamistuotteita, jotka voivat inhiboida mikrobien toimintaa.

Sekoitusta voidaan käyttää esimerkiksi tunnin välein 15 minuutin ajan samalla syöttäen lohkoon rejektiä.

Edullisesti sekoitusta käytetään sivuttain suuntautuvan voiman aikaansaavan sekoitussuunnan lisäksi myös tulppavirtauksen suunnalle päinvastaiseen suuntaan, jolloin saadaan aikaan toisenlainen sekoitus.

Esimerkiksi lapasekoitinta käytettäessä yhdensuuntainen sekoitus liikuttaa biomassaa aina tietyssä kohtaa lapasekoittimen tiettyyn suuntaan.

Sekoitussuunnan vaihdos tuo mukaan erilaisia sekoi- tussuuntia, mikä tehostaa biomassan sekoitusta, mikrobien ymppäystä ja orgaanisen raaka-aineen saantia mikrobeille.

Yleisesti biomassan läpimenoaika reaktorissa voi olla 11 - 50 päivää raaka-aineena käytettävästä biomassasta riippuen.

Sekoitus ja sen suunta määritetään mitattujen arvojen mukaan, mutta takaisin päin tapahtuva sekoitus suoritetaan yleisesti hiukan ennen biomassaa eteenpäin siirtävän sekoituksen aloi- tusta.

Sekoituksen teho vaihtelee lohkoittain reaktiotilassa.

Viimeisessä lohkossa sekoitus on edullisesti tehokkain, jotta co reaktiotilasta poistuvasta mädätteestä saadaan erotettua > 25 loputkin biokaasut, jotka voivat olla kiinteän mädätteen sisällä N kuplina niin sanotuissa kaasutaskuissa.

Tämä on tärkeää, jotta N biokaasun talteenotto saadaan tehokkaaksi ja jottei metaania = pääse mädätteen mukana ilmakehään, missä se on voimakas N kasvihuonekaasu.

Edullisesti viimeisessä lohkossa sekoitusvä- = 30 lineitä pyöritetään vastakkaiseen suuntaan kuin muissa lohkoissa = sekoituksen tehostamiseksi.

Reaktorista poistettava mädäte N voidaan johtaa separointiin, jossa siitä erotetaan nestettä.

Tätä nestettä voidaan käyttää esimerkiksi rejektin keräys- ja syöttöjärjestelmän puhdistukseen.

Reaktiotilassa mikrobit saavat aikaan hapettomassa tilassa biomassan anaerobisen hajoamisen, joka tekniikan tason mukai- sesti sisältää hydrolyysi-, happokäymis- (asidogeneesi), etikkahaponmuodostus- (asetogeneesi) ja metaaninmuodostusvai- heet (metanogeneesi). Näistä yksittäiset vaiheet ja niiden sisältämät reaktiot tapahtuvat asteittain ja osittain limittäin reaktiotilassa. Edullisesti hydrolyysi ja asidogeneesi tapah- tuvat — pääsääntöisesti reaktiotilan alkupäässä, kun taas asetogeneesi ja metanogeneesi pääsääntöisesti reaktiotilan loppupäässä. Reaktioiden seurauksena biomassasta saadaan muodostettua lopputuotteena biokaasua, joka sisältää noin 50 - 75 tilavuusprosenttia metaania (CHa) ja loppu pääasiallisesti hiilidioksidia (CO). Näiden lisäksi lopputuote voi sisältää pieniä määriä muita kaasuja ja epäpuhtauksia kuten esimerkiksi 100 - 3000 ppm rikkivetyä (HS). Biokaasun loppukäytöstä riippuen menetelmästä saatu biokaasu voidaan puhdistaa hiilidioksidista esimerkiksi, jos biokaasua käytetään tieliikenteen käytössä polttoaineena. Toisaalta, jos biokaasua käytetään polttokat- tilassa energian- ja kaukolämmöntuotantoon, voidaan sitä käyttää sellaisenaan. Hajoamisreaktioiden seurauksena reaktiotilassa 50 - 90 % syötteen sisältämästä orgaanisesta aineesta muuttuu biokaasuksi ja nesteeksi. Sivutuotteena syntyvä mädäte voidaan co tarvittaessa esimerkiksi kuivata tai jatkokäsitellä muilla > 25 tavoin sekä hyödyntää esimerkiksi lannoituskäytössä tai N maanparannusaineena.

N = Keksinnön mukaisen reaktorin koko voi vaihdella huomattavasti N käyttötarkoituksen mukaan. Reaktorin koko voi olla esimerkiksi = 30 2mx2mx4dmb(p,1,k), mutta se on skaalattavissa myös esimerkiksi = luokkaan 12 m x 12 m x 50 m tai suuremmaksi. Suurien reakto- N rikokojen yhteydessä voidaan käyttää useampia syöttölaitteita syötön tasaisuuden saavuttamiseksi. Tässä 12 m tarkoittaa reaktorin pituutta ja leveyttä ja 50 m reaktorin korkeutta tulppavirtauksen kulkusuunnassa. Keksinnön mukaisen reaktorin ohjaus voidaan toteuttaa käyttäen esimerkiksi tavallista PC:tä käyttöalustana, jonka päällä reaktorin hallintaohjelma pyörii. PC:n ja toimilaitteiden, antureiden ja muiden ohjaukseen tarvittavien välineiden kuten venttiilien välillä on kenttäväylä tiedonsiirtoa varten. Keksinnön mukainen menetelmä voi olla täysin automatisoitu, jolloin ohjelma ohjaa reaktorin toimintaa esivalittujen kriteerien perusteella esivalittuja sääntöjä noudattaen. Kuvassa 5 on esitetty keksinnön erään sovellusmuodon mukainen reaktori prosessikaaviona yhdessä reaktoriin liittyvien lisälaitteiden kanssa. Eräässä sovellusmuodossa prosessi käynnistyy syöttöpöydältä, johon kiinteä biomassa syötetään edullisesti paaleina, jotka revitään paalinrepijällä pienemmäksi silpuksi. Syöttöpöytää ja paalinrepijää ei ole esitetyt kuvissa. Paalinrepijältä syöte tippuu syöttösuppiloon 25.2 ja sitä kautta ruuvikuljettimelle 25.1, joka syöttää syötettä syöttöyhteen 71 kautta reaktoriin 10 esiasetetuin määrävälein, esimerkiksi kerran tunnissa. Syöttöyhteeseen 71 voi olla sijoitettu putkimurskain, joka edelleen hienontaa syötettä. Syöttöyhteeseen co 71 voidaan syöttää linjan 75 kautta kiinteän biomassan lisäksi > 25 reaktorin nestemäistä rejektiä kitkan pienentämiseksi. Reak- N toriin 10 voidaan syöttää myös nestemäistä syötettä, esimerkiksi N rasvoja, joita voidaan säilöä säiliössä 76. Nestemäistä syötettä = voidaan johtaa reaktoriin rejektin keräys- ja syöttöjärjestelmän N 56 sakeamassapumpun 57 kautta. 2 30 S Kuvan 5 mukaisesti reaktoriin 10 voi kuulua neljä mekaanista N sekoitinta, jotka voivat olla tässä yhteydessä lapasekoittimia

36. Sekoittimia voi olla myös rinnakkain, jolloin yksittäisen sekoittimen halkaisija on pienempi. Kullekin lapasekoittimelle

36 on edullisesti oma moottori 65 ja taajuusmuuttaja, joiden avulla pyörintänopeutta voidaan säätää. Yksittäisen moottorin teho voi olla esimerkiksi 4 kW ja pyörintänopeuden 6 kierrosta minuutissa. Reaktorin 10 runko 12 jakautuu vähintään kolmeen lohkoon 24 eli hydrolyysilohkoon, happokäymislohkoon ja metanogeneesilohkoon. Kussakin lohkossa 24 rejektiä syötetään rejektin keräys- ja syöttöjärjestelmän 56 avulla lohkon edelle. Kuvan 5 mukaisesti rejektiä poistetaan lohkosta poistoyhteen 60 kautta keräys- ja syöttöjärjestelmään 56 edullisesti sa- keamassana sakeamassapumpun 57 aikaansaamaan alipaineen avulla. Esimerkiksi kolmannen lapasekoittimen 36' kohdalla rejektiä poistetaan poistoyhteen 60' kautta, kun poistoventtiili 82' on auki. Rejekti kulkee sakeamassapumpun 57 kautta ja sitä syötetään avoimen syöttöventtiilin 84' kautta rejektin syöttöyhteeseen 62'. Tässä tapauksessa rejektin syöttöyhde 62' sijaitsee edullisesti lapasekoittimen 36' lavoissa. Viitenumerolla 62 tarkoitetaan yleisesti syöttöyhdettä, viitenumerolla 82 poistoventtiiliä ja viitenumerolla 84 syöttöventtiiliä.

Toisin sanottuna edullisesti kunkin lohkon mikrobikantaa kierrätetään lohkon sisällä siten, että mikrobikantaa otetaan rejektinä pois lohkosta ja syötetään edullisesti sekoitusvä- lineiden kautta takaisin lohkoon. Kussakin lohkossa rejektin co poistoyhde on etäisyyden päässä sekoitusvälineistä tai rejektin > 25 syöttöyhteestä, josta rejektiä syötetään takaisin lohkoon. Tämä N etäisyys vaihtelee reaktorin mittakaavan mukaan, mutta edul- N lisesti syöttöyhde ja rejektin poistoyhde ovat 0,2 - 0,6 kertaa = lohkon pituuden mittaisella etäisyydellä toisistaan, rejektin N poistoyhteen ollessa mahdollisimman lähellä lohkon loppupäätä. = 30 Etäisyys mahdollistaa mikrobikannan luonnollisen kehityksen = lohkon sisällä.

N Hajotettu biomassa eli mädäte poistetaan reaktorin 10 lopusta eli viimeisestä lohkosta 24 pumpun 68 avulla. Pumppua käytetään reaktorin 10 pinnankorkeusmittarin mittaukseen perustuen esivalitun pinnankorkeuden ylittyessä.

Poistettu mädäte johdetaan edullisesti kuivamädätevarastoon, jossa separoidaan matriisiputkella kuiva-ainetta ja nestettä erilleen.

Reaktorissa syntyvä biokaasu voidaan ottaa talteen kaasuvarastoon 78. Edullisesti kaasuvaraston yhteydessä on myös kondenssivesikaivo 81, johon 100 % kosteudessa olevasta biokaasusta tiivistyvä kondenssivesi kerätään.

Biokaasusta osa voidaan käyttää reaktorin nestemäisen lämmityskierron 777 lämmittämiseen kaasukattilalla 74. Erään sovellusmuodon mukaan reaktoriin 10 kuuluu biokaasun kierrätysvälineet yhdistettynä talteenottovälineisiin 22 talteenotetun biokaasun kierrättämiseksi paineistettuna reaktorin rungon alapäähän mädätteen sekoittamiseksi ja biokaasun irrottamiseksi mädätteestä.

Biokaasun kierrätysvä- lineisiin voi kuulua kuvan 2 mukaisesti virtauskanava tal- teenottovälineiden 22 yhdistämiseksi reaktorin 10 rungon 12 alapäähän 13.2 biokaasun kierrättämiseksi sekä pumppu 33 sovitettuna virtauskanavaan biokaasun imemiseksi talteenotto- välineiltä ja kierrätettävän biokaasun paineistamiseksi ennen biokaasun syöttöä reaktorin 10 rungon 12 sisään rungon 12 alapäähän 13.2. 00 > 25 Keksinnön mukaisen reaktorin runko on edullisesti valmistettu N teräslevystä hitsaamalla, mutta runko voi olla myös materiaalia, N joka voidaan 3D-tulostaa.

Tällaisia materiaaleja voivat olla = esimerkiksi betoni, kuitubetoni tai komposiitti.

Ulkoinen N tukiranka puolestaan on edullisesti terästä, mutta periaatteessa = 30 myös ulkoinen tukiranka voidaan 3D-tulostaa betonista tai = kuitubetonista.

Keksinnön mukainen reaktori, jossa on pysty- N suuntainen runko, on myös 3D-tulostuksen kannalta edullinen, koska 3D-tulostimen tulostuspään siirtymäetäisyydet ovat pienemmät kuin vaakamallisessa reaktorissa.

Keksinnön mukaisia freaktoreita voidaan helposti asentaa vierekkäin ilman väliä, jolloin kokonaisuuden kapasiteettia on helppo kasvattaa. Keksinnön mukaisen reaktorin pieni pohja- pinta-ala mahdollistaa tällaisen vierekkäisen asettelun. Keksinnön mukaisessa reaktorissa 10 syöttövälineet 25 ja kiintoaineen poistovälineet 27 voivat olla samalla puolella, jolloin reaktorin 10 syöttövälineitä 25 varten tehty rakennus ja kiintoaineen poistovälineitä 27 varten tehty rakennus voivat olla sama rakennus 99. Biomassa voidaan tuoda rakennukseen esimerkiksi kuorma-auton 98 avulla. 00

O N

N <Q

MN N

I a a 0) 00

LO 00

O N

Claims (15)

PATENTTIVAATIMUKSET

1. Reaktori biokaasun valmistamiseksi biomassasta anaerobisella hajotuksella, johon kuuluu - runko (12) käsittäen kaksi päätä (13), nimittäin yläpään (13.1) ja alapään (13.2) rajoittaen sisälleen reaktiotilan (14) biomassaa (16) varten, joka runko (12) on kanavamainen biomassan (16) tulppavirtausta varten, ja johon runkoon (12) kuuluu ainakin kolme peräkkäistä lohkoa (24) mikrobikantoineen, - ulkoinen tukiranka (50) sovitettuna rungon (12) ulkopuolelle rungon (12) tukemiseksi ulkoa päin rungon (12) sisään syntyvää hydrostaattista painetta vastaan, - syöttövälineet (25) sovitettuna rungon (12) yläpäähän (13.1) biomassan syöttämiseksi rungon (12) sisään, - sekoitusvälineet (20) biomassan (16) sekoittamiseksi ja mikrobien syöttämiseksi biomassan (16) sekaan sovitettuna ainakin osittain rungon (12) sisään, - talteenottovälineet (22) syntyvän biokaasun talteen ottamiseksi mikrobien kuluttaessa biomassan (16) orgaanista materiaalia, ja - kiintoaineen poistovälineet (27) sovitettuna runoon (12) alapäähän (13.2) kiintoaineen poistamiseksi, tunnettu siitä, että sanottu runko (12) on sovitettu pysty- o malliseksi biomassan (16) liikkuessa reaktorissa (10) verti- O 25 kaalisuunnassa, ja reaktoriin (10) kuuluu lisäksi ro - pohjakartio (17) käsittäen leveämmän yläpään (90) ja N kapeamman alapään (92), yhdistettynä rungon (12) alapäähän (13.2) E kiintoaineen kokoamiseksi, N ja sanotut kiintoaineen poistovälineet (27) on sovitettu = 30 pohjakartion (17) alapäähän (92) kiintoaineen poistamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että sekoitusvälineisiin (20) kuuluu rejektin keräys- ja syöttöjärjestelmä (56) rejektin keräämiseksi lohkoista (24) ja syöttämiseksi ainakin kolmeen lohkoon (24) sakeamassana.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että rejektin keräys- ja syöttöjärjestelmään (56) kuuluu sakeamassapumppu (57) rejektin syöttämiseksi 3 - 35 %, edul- lisesti 10 — 20 % kuiva-ainepitoisuudessa.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että reaktoriin (10) kuuluu välineet (30) sakeamassan ja/tai biokaasun syöttämiseksi reaktiotilan (14) seinistä (44) biomassan (16) sekaan virtauksen helpottamiseksi.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 2 - 4 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että sanottu sakeamassapumppu (57) on hyd- raulitoiminen mäntäpumppu.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 5 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että sanotut sekoitusvälineet (20) on toteutettu reaktorin (10) rungon (12) pystysuunnan suhteen poikittaisilla akseleilla biomassan (16) sekoittamiseksi lohkokohtaisesti.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 6 mukainen reaktori, o tunnettu siitä, että lohkoja (24) on vähintään 3, edullisesti 3 O 25 — 6. 3 N

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 10 mukainen reaktori, = tunnettu siitä, että sanotut talteenottovälineet (22) on N sovitettu reaktorin (10) rungon (12) yläpään (13.1) yhteyteen. 2 30 S

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 8 mukainen reaktori, N tunnettu siitä, että ulkoinen tukiranka (50) on teräksinen ristikkopalkkirakenne (94).

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 9 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että reaktorin (10) runko (12) on valmistettu 4 — 20 mm paksusta teräslevystä.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 9 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että reaktorin (10) runko (12) on 100 — 400 mm vahvuinen kuitulujitteisesta betonista 3D-valettu rakenne.

12. Jonkin patenttivaatimuksen 1 — 11 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että reaktoriin (10) kuuluu biokaasun kierrä- tysvälineet yhdistettynä talteenottovälineisiin (22) talteen- otetun biokaasun kierrättämiseksi paineistettuna reaktorin rungon alapäähän mädätteen sekoittamiseksi ja biokaasun irrottamiseksi mädätteestä.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen reaktori, tunnettu siitä, että biokaasun kierrätysvälineisiin kuuluu virtauskanava talteenottovälineiden (22) yhdistämiseksi reaktorin (10) rungon (12) alapäähän biokaasun kierrättämiseksi sekä pumppu (33) sovitettuna virtauskanavaan biokaasun imemiseksi talteenotto- välineiltä ja kierrätettävän biokaasun paineistamiseksi ennen biokaasun syöttöä reaktorin (10) rungon (12) sisään rungon (12) alapäähän (13.2).

S S 25

14. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 13 mukainen reaktori, ro tunnettu siitä, että reaktorin (10) rungon (12) korkeus on 2 - N 4-kertainen suhteessa reaktorin (10) leveyteen tai pituuteen. x a n

15. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 14 mukainen reaktori, = 30 tunnettu siitä, että reaktorin (10) syöttövälineet (25) on = sovitettu rungon (12) yhteyteen siten, että syöttövälineet (25) N syöttävät biomassaa reaktorin (10) rungon (12) sisäpuolella olevan nestepinnan alapuolelle.