JP2013532051A - 有機副産物を転換するための生物学的プロセス - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、それらの開示が引用することにより本明細書の一部をなす、「有機副産物または有機廃棄物を再生可能なエネルギーおよび使用可能な生成物へ転換するための生物学的プロセス」と題され、2010年5月11日に出願された、出願第12/777,368号、および「有機副産物または有機廃棄物を再生可能なエネルギーおよび使用可能な生成物へ転換するための生物学的プロセス」と題され、2011年4月26日に出願された、出願第13/093,965号の利益を主張する。
1a 濃縮バイオマス流、流れ
1b 流れ、フィード流
1c ライン
2 ライン
3 ライン
3a ライン
4 ライン
4a ライン
5 ライン
5a ライン
6 第1の曝気消化帯域、好気性帯域、ライン
6b ライン
7a ライン
7b ライン
8 ライン
8a ライン
8b ライン
9 ライン
9a ライン
9b ライン
9c ライン
9d ライン
10 ライン
10a ライン
10b ライン
10c ライン
12 第2のクリア装置、ライン
13 ライン
14 ライン
15 ライン
15a ライン
16a ライン、フィード流
17 ライン
18 ライン
19 ライン
31 加水分解容器、容器
34 オートサーマル好気性消化帯域
35 ライン
36 ライン
38 ライン、粒子径縮減デバイス、PSRデバイス
38A 粒子径縮減装置
38B 粒子径縮減装置
38C 反応槽
38D 反応槽
38E 反応槽
38f 粒子径縮減部材
38g 粒子径縮減デバイス
38h 粒子径縮減デバイス
39 ライン
40 タンク、容器、生物反応槽
40’ 嫌気性反応槽
40” 嫌気性反応槽
40a 酸性相の嫌気性反応槽、嫌気性反応槽、反応槽、消化槽
40b 生物反応槽
42 ライン、固体分離デバイス
42a 固体分離器、分離器、分離デバイス
42b 固体分離器
42c 分離器
42d 脂質回収デバイス
44 ライン、逆浸透膜分離器、逆浸透デバイス
44a 栄養物パージデバイス、栄養物パージ反応槽
45 増強真空蒸発デバイス
46 増強真空蒸発デバイス、生物反応槽
48 有機物分配デバイス
48b バイオマス再生反応槽
52 ライン
54 ミキサー、混合チャンバー
56 ライン
58 ATAD反応槽
60 ライン、流出ライン
60c ライン
60d 流出物ライン
62 加水分解ユニット、加水分解容器
66 ライン、反応槽
70 ライン
72 栄養物取り出しデバイス
78 ライン
84 ライン
86 粉砕機
88 オートサーマル嫌気性消化(AAD)ユニット、ユニット
90 ライン
92 ライン
94 ライン94
96 ライン
Claims (68)
- 有機廃棄物流を生物学的に消化して転換されたバイオマスを生成させるための生物反応槽と、
前記有機廃棄物流を前記生物反応槽へフィードするための流入導管と、
前記転換されたバイオマスを前記生物反応槽から取り出すための流出導管と、
前記生物反応槽への流入前に前記有機廃棄物流の平均粒子径を機械的に縮減するための、前記流入導管に付随する粒子径縮減部材であって、前記有機廃棄物を混合すると同時に、機械的手段により前記有機廃棄物流の平均粒子径を縮減することができるため、前記生物反応槽の効率を高められる粒子径縮減部材と
を備える、有機廃棄物流を処理するための装置。 - 前記粒子径縮減手段が、前記有機廃棄物流の平均粒子径を少なくとも約50%縮減することができる請求項1に記載の装置。
- 前記生物反応槽の効率を少なくとも約50%高める請求項1に記載の装置。
- 前記粒子径縮減部材が、ハウジングと、前記ハウジング内で前記有機廃棄物流を連続的に循環させるための循環手段と、前記平均粒子径のアトリションおよび縮減をもたらすための前記循環中に前記有機廃棄物流に接触するためのアトリション手段とを含む請求項1に記載の装置。
- 前記アトリション手段が、パドル部材を含む請求項4に記載の装置。
- 前記アトリション手段が、ビーズ部材を含む請求項5に記載の装置。
- 前記転換されたバイオマスの少なくとも一部を、前記流出導管から別の粒子径縮減部材へ再循環させるための再循環導管を備える請求項1に記載の装置。
- 前記別の粒子径縮減部材が、前記流入導管に付随する同じ粒子径縮減部材を含む請求項7に記載の装置。
- 前記生物反応槽が、好気性生物反応槽または嫌気性生物反応槽を含む請求項1に記載の装置。
- クリアなデカントを前記転換されたバイオマスから分離するために、前記流出導管に付随するデカンターを備える請求項1に記載の装置。
- 有機廃棄物流を、所定の平均粒子径およびこれと関連する最適の生物分解性で供給するステップと、
増大したフィードストックの生物分解性を有する、縮減された粒子径の有機廃棄物流を供給するために、機械的アトリションにより前記所定の平均粒子径を縮減するステップと、
前記縮減された粒子径の有機廃棄物流の少なくとも一部を、転換されたバイオマスに転換して前記生物反応槽の効率を高めるために、前記粒子径が縮減された有機廃棄物流を、生物反応槽における生物学的消化にかけるステップと
を含む、有機廃棄物流を処理する方法。 - 前記所定の平均粒子径を少なくとも約50%縮減するステップを含む請求項11に記載の方法。
- 前記生物反応槽の効率を少なくとも約50%高める請求項11に記載の方法。
- クリアなデカントを、前記転換されたバイオマスから分離するステップを含む請求項11に記載の方法。
- 前記転換されたバイオマスの少なくとも一部の前記平均粒子径をさらに縮減するステップであって、粒子径がさらに縮減されたバイオマスを生成する縮減ステップを含む請求項11に記載の方法。
- 前記生物反応槽に対して所望の平均粒子径を最適化するステップと、前記最適化に基づき前記平均粒子径を縮減するステップとを含む請求項11に記載の方法。
- 前記平均粒子径の前記縮減が、2と13の間のpHで実施される請求項11に記載の方法。
- 前記生物反応槽が、好気性生物反応槽または嫌気性生物反応槽を含む請求項11に記載の方法。
- 前記生物反応槽を、約10℃と100℃の間の温度に維持するステップを含む請求項11に記載の方法。
- 前記生物反応槽を、約2と12の間のpHに維持するステップを包含する、請求項11に記載の方法。
- 転換されたバイオマスを生成させる、有機廃棄物流の生物学的消化のための生物反応槽と、
前記有機廃棄物流を前記生物反応槽へフィードするための流入導管と、
前記転換されたバイオマスを前記生物反応槽から取り出すための流出導管と、
前記生物反応槽への流入前に前記有機廃棄物流の平均粒子径を機械的に縮減するための、前記流入導管に付随する粒子径縮減部材であって、前記有機廃棄物を混合するのと同時に、機械的手段により、前記有機廃棄物流の粘度を約500センチポイズと2,500センチポイズの間の粘度まで低減でき、前記生物反応槽の効率を高める粒子径縮減部材と
を備える、有機廃棄物流を処理するための装置。 - 前記粒子径縮減手段が、前記有機廃棄物流の粘度を3,000センチポイズ未満まで低減することができる請求項21に記載の装置。
- 前記生物反応槽の効率を少なくとも約50%高める請求項21に記載の装置。
- 前記粒子径縮減部材が、ハウジングと、前記ハウジング内で前記有機廃棄物流を連続的に循環させるための循環手段と、前記平均粒子径にアトリションおよび縮減をもたらすための前記循環中に前記有機廃棄物流に接触するためのアトリション手段とを包む請求項21に記載の装置。
- 前記アトリション手段が、パドル部材を含む請求項24に記載の装置。
- 前記アトリション手段が、ビーズ部材を包む請求項25に記載の装置。
- 前記転換されたバイオマスの少なくとも一部を、前記流出導管から別の粒子径縮減部材へと再循環させるための再循環導管を備える請求項21に記載の装置。
- 前記別の粒子径縮減部材が、前記流入導管に付随する同じ粒子径縮減部材を含む請求項27に記載の装置。
- 前記生物反応槽が、好気性生物反応槽または嫌気性生物反応槽を含む請求項21に記載の装置。
- クリアなデカントを前記転換されたバイオマスから分離するための、前記流出導管に付随するデカンターを備える請求項1に記載の装置。
- 有機廃棄物流を、所定の平均粒子径および関連する最適の生物分解性で供給するステップと、
増大したフィードストックの生物分解性を有する、粒子径が縮減された有機廃棄物流を供給するために、機械的アトリションにより前記所定の平均粒子径を所定量縮減するステップと、
前記粒子径が縮減された有機廃棄物流の少なくとも一部を、転換されたバイオマスへ転換するために、前記粒子径が縮減された有機廃棄物流を、生物反応槽における生物学的消化にかけるステップと、
前記生物反応槽における生物分解速度を測定するステップと、
前記生物反応槽における前記生物分解速度を最適化するために、前記粒子径縮減の前記所定量を調整するステップであって、これにより前記生物反応槽の効率を最適化する調整ステップと
を含む、有機廃棄物流を処理する方法。 - 前記平均粒子径縮減の前記所定量が、少なくとも約50%である請求項31に記載の方法。
- 前記生物反応槽の効率を少なくとも約50%高める請求項31に記載の方法。
- クリアなデカントを、前記転換されたバイオマスから分離するステップを含む請求項31に記載の方法。
- 前記平均粒子径の前記縮減が、2と13の間のpHで実施される請求項31に記載の方法。
- 前記生物反応槽が、好気性生物反応槽または嫌気性生物反応槽を含む請求項31に記載の方法。
- 前記生物反応槽を、約10℃と100℃の間の温度で維持するステップを含む請求項31に記載の方法。
- 前記生物反応槽を、約2と12の間のpHで維持するステップを含む請求項31に記載の方法。
- 粒子径縮減部材と、
脂質を含有するバイオマスを前記粒子径縮減部材へフィードして、該粒子径縮減部材からの流出物が生成される流入導管であって、該流出物中において、前記バイオマスが破砕され、前記脂質が前記バイオマスから放出されている流入導管と、
前記流出物中の前記脂質から前記破砕されたバイオマスを分離するための分離器と、
前記粒子径縮減部材からの前記流出物を前記分離器へ移送するための導管部材と、
前記分離された脂質のための、前記分離器からの脂質流出口と
を備える、脂質をバイオマスから分離するための装置。 - 前記脂質のための溶媒を前記粒子径縮減部材へフィードするための溶媒導管であって、前記溶媒と前記脂質とを緊密に接触させて、前記バイオマスからの前記脂質の分離を促進する溶媒導管を備える請求項39に記載の装置。
- 前記破砕されたバイオマスのための前記分離器からのバイオマス流出口を備える請求項39に記載の装置。
- 前記破砕されたバイオマスのための嫌気性消化槽であって、前記破砕されたバイオマスが、肥料およびメタンへ転換される嫌気性消化槽を備える請求項41に記載の装置。
- 前記バイオマスが、藻類を含む請求項39に記載の装置。
- 前記バイオマスが、好気性中温性微生物を含む請求項39に記載の装置。
- 脂質を含有するバイオマスを粒子径縮減部材へフィードするステップであって、これにより流出物が生成され、該流出物中において、前記バイオマスが破砕され、前記脂質が前記バイオマスから放出されるステップと、
前記流出物中の前記脂質から前記破砕されたバイオマスを分離するステップと
を含む、脂質をバイオマスから分離する方法。 - 前記脂質のための溶媒を、前記粒子径縮減部材に添加するステップを含む請求項45に記載の方法。
- 前記分離するステップで生じた前記分離された脂質を取り出すステップを含む請求項45に記載の方法。
- 前記破砕されたバイオマスを、前記分離器から前記破砕されたバイオマスのための好気性消化槽へ移送するステップであって、これにより、前記破砕されたバイオマスが、肥料およびメタンへ転換される移送ステップを包む請求項45に記載の方法。
- 前記バイオマスが、藻類を含む請求項45に記載の方法。
- 前記バイオマスが、好気性中温性微生物を含む請求項45に記載の方法。
- 揮発性脂肪酸を含有するフィード流を脂質含有バイオマスへ転換するための、バイオマスを含有する生物反応槽と、
粒子径縮減部材と、
前記脂質含有バイオマスを、前記粒子径縮減部材へフィードして前記粒子径縮減部材からの流出物が生成される流入導管であって、該流出物中において、前記バイオマスが破砕され、前記脂質が前記バイオマスから放出されている流入導管と、
前記流出物中の前記脂質から前記破砕されたバイオマスを分離するための分離器と、
前記粒子径縮減部材からの前記流出物を前記分離器へ移送するための導管部材と、
前記分離された脂質のための、前記分離器からの脂質出口と
を備える、揮発性脂肪酸を含有するフィード流を脂質含有流へ転換するための装置。 - 前記バイオマスが、好気性中温性微生物を含む請求項51に記載の装置。
- 前記脂質含有流を前記バイオマスから分離するための分離器を備える請求項51に記載の装置。
- 前記分離器が、膜分離器を含む請求項53に記載の装置。
- 前記バイオマスを前記分離器から受け取り、前記バイオマスを再生して前記生物反応槽へと戻すためのバイオマス再生器を備える請求項53に記載の装置。
- 揮発性脂肪酸を含有するフィード流を脂質含有バイオマスへ転換するための、バイオマスを含有する生物反応槽へ前記フィード流をフィードするステップと、
前記脂質含有バイオマスを粒子径縮減部材へフィードするステップであって、これにより流出物が生成され、該流出物中において、前記バイオマスが破砕され、前記脂質が前記バイオマスから放出されているステップと、
前記流出物中の前記脂質から前記破砕されたバイオマスを分離するステップと
を含む、揮発性脂肪酸を含有するフィード流を脂質含有流へ転換する方法。 - 前記バイオマスが、好気性中温性微生物を含む請求項56に記載の方法。
- 前記脂質含有バイオマスを前記バイオマスから分離するステップを含む請求項56に記載の方法。
- 膜分離器内で、前記脂質含有バイオマスを前記バイオマスから分離するステップを含む請求項58に記載の方法。
- 前記分離器から取り出された前記バイオマスを再生するステップと、前記バイオマスを前記生物反応槽へと戻すステップとを含む請求項58に記載の方法。
- 有機廃棄物流を、メタンを生成させることなく揮発性脂肪酸含有流へ転換する酸性相の嫌気性消化槽と、
前記フィード流を脂質含有バイオマスへ転換するための、バイオマスを含有する生物反応槽と、
粒子径縮減部材と、
前記脂質含有バイオマスを、前記粒子径縮減部材へフィードして前記粒子径縮減部材からの流出物が生成される流入導管であって、該流出物中において、前記バイオマスが破砕され、前記脂質が前記バイオマスから放出されている流入導管と、
前記流出物中の前記脂質から前記破砕されたバイオマスを分離するための分離器と、
前記粒子径縮減部材からの前記流出物を前記分離器へ移送するための導管部材と、
前記分離された脂質のための、前記分離器からの脂質出口と
を備える、有機廃棄物流を処理するための装置。 - 前記揮発性脂肪酸含有流を前記バイオマスから分離するための分離器を備える請求項61に記載の装置。
- 前記粒子径縮減部材が、第1の粒子径縮減部材を含み、前記酸性相の嫌気性消化槽の前に前記フィード流をコンディショニングするための第2の粒子径縮減部材を含む請求項61に記載の装置。
- アンモニアおよびリンを前記揮発性脂肪酸含有流から分離し、前記揮発性脂肪酸を含有する前記フィード流を生成するための栄養物質パージ部材を備える請求項62に記載の装置。
- 有機廃棄物流を、メタンを生成させることなく揮発性脂肪酸含有流へ転換するための酸性相の嫌気性消化槽へフィードするステップと、
前記揮発性脂肪酸含有流を脂質含有バイオマスへ転換するための、バイオマスを含有する生物反応槽へ前記揮発性脂肪酸含有流をフィードするステップと、
前記脂質含有バイオマスを、粒子径縮減部材へフィードするステップであって、これにより、流出物が生成され、該流出物中において、前記バイオマスが破砕され、前記脂質が前記バイオマスから放出されているステップと、
前記流出物中の前記脂質から前記破砕されたバイオマスを分離するステップと
を含む、有機廃棄物流を処理する方法。 - 前記揮発性脂肪酸含有流を前記バイオマスから分離するステップを含む請求項65に記載の方法。
- 前記酸性相の嫌気性消化槽の前に、粒子径縮減部材で前記フィード流をコンディショニングするステップを含む請求項65に記載の方法。
- 栄養物質パージ部材でアンモニアおよびリンを前記揮発性脂肪酸含有流から分離するステップと、前記揮発性脂肪酸を含有する前記フィード流を生成するステップとを含む請求項66に記載の方法。
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