JP3430149B2 - メタン発酵槽内の発酵状況監視方法及び装置 - Google Patents
メタン発酵槽内の発酵状況監視方法及び装置Info
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- fermentation tank
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
- C12M21/04—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
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- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M23/00—Constructional details, e.g. recesses, hinges
- C12M23/36—Means for collection or storage of gas; Gas holders
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M41/00—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
- C12M41/40—Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of pressure
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、メタン発酵におけ
る発生ガス量の刻々の変化を、発生ガスの一部を捕捉
し、ある量になるとガス噴出し、再度発生ガスを捕捉す
るガス室内の圧力を連続測定できるようにした装置を、
１個あるいは必要なら複数個メタン発酵槽内の発酵状況
を診断したい場所へ設置することで、そこでの圧力変化
パターンから知ることができ、さらに、その解析により
発酵状況を診断し連続監視できるメタン発酵槽内の発酵
状況監視方法及び装置に関するものである。
る発生ガス量の刻々の変化を、発生ガスの一部を捕捉
し、ある量になるとガス噴出し、再度発生ガスを捕捉す
るガス室内の圧力を連続測定できるようにした装置を、
１個あるいは必要なら複数個メタン発酵槽内の発酵状況
を診断したい場所へ設置することで、そこでの圧力変化
パターンから知ることができ、さらに、その解析により
発酵状況を診断し連続監視できるメタン発酵槽内の発酵
状況監視方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】メタン発酵を実施している発酵槽の内部
状況を連続的に知るためには、各種の分析用センサーを
用いて連続あるいは半連続でサンプルを抜き出し、サン
プル中の成分の濃度変化を測定して、その結果を総合し
て発酵状況を解析することが通常の手法である。また、
ガス発生量については連続測定して、その発生量の変化
により、全般的な槽内の発酵状況を推定することも普通
に実施されている。
状況を連続的に知るためには、各種の分析用センサーを
用いて連続あるいは半連続でサンプルを抜き出し、サン
プル中の成分の濃度変化を測定して、その結果を総合し
て発酵状況を解析することが通常の手法である。また、
ガス発生量については連続測定して、その発生量の変化
により、全般的な槽内の発酵状況を推定することも普通
に実施されている。
【０００３】また、メタン発酵のメタン生成活性を直接
測定する方法としては、特開平１０−２２７７８１号公
報に、メタン生成活性測定用の圧力容器内に分析に供す
るサンプルを投入し、所定の温度管理や攪拌を加えなが
らサンプルのメタン発酵を継続させ、その圧力容器内圧
力を圧力センサーにて連続測定して、その圧力変化量か
らメタン生成活性を測定する方法及び装置が記載されて
いる。
測定する方法としては、特開平１０−２２７７８１号公
報に、メタン生成活性測定用の圧力容器内に分析に供す
るサンプルを投入し、所定の温度管理や攪拌を加えなが
らサンプルのメタン発酵を継続させ、その圧力容器内圧
力を圧力センサーにて連続測定して、その圧力変化量か
らメタン生成活性を測定する方法及び装置が記載されて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の方法は何れもサ
ンプルを取った後の分析評価であり、いくら分析時間が
短縮されたとしても、サンプル採取時と分析結果が出た
時点とには時間差がでて、発酵の異常があった場合等に
は、そのことを知り、対策をとるまでにかなりの時間差
が生じる。また、通常実施されている発生ガスの連続測
定による診断の場合は、測定されるガスが槽全体の発生
ガスの混合であり、槽全体の平均的なメタン生成活性し
か診断することができない。したがって、これらの方法
では槽内の場所の違いによる状況変化や短時間の変化に
ついては、ほとんど計測することができず、状況の変化
に敏感に対応することができず、異常を知っても、その
時点では効果的な対策をとることが不可能なケースが多
かった。
ンプルを取った後の分析評価であり、いくら分析時間が
短縮されたとしても、サンプル採取時と分析結果が出た
時点とには時間差がでて、発酵の異常があった場合等に
は、そのことを知り、対策をとるまでにかなりの時間差
が生じる。また、通常実施されている発生ガスの連続測
定による診断の場合は、測定されるガスが槽全体の発生
ガスの混合であり、槽全体の平均的なメタン生成活性し
か診断することができない。したがって、これらの方法
では槽内の場所の違いによる状況変化や短時間の変化に
ついては、ほとんど計測することができず、状況の変化
に敏感に対応することができず、異常を知っても、その
時点では効果的な対策をとることが不可能なケースが多
かった。
【０００５】本発明は上記の諸点に鑑みなされたもの
で、本発明の目的は、非常に簡単な構造で、かつ自動で
ガス捕集と噴出しの繰返しが可能な発生ガス捕集器を発
酵槽内に１個あるいは複数個必要な場所に設置し、その
ガス捕集器内のガス室内の圧力変化を連続測定すること
により、発酵槽内の必要とする場所の発酵状況を即時に
知ることができ、そのことにより、メタン発酵槽の発酵
状況を総合的に瞬時に診断することが可能となり、異常
発生時にも早期に対応することができるようになるメタ
ン発酵槽内の発酵状況監視方法及び装置を提供すること
にある。
で、本発明の目的は、非常に簡単な構造で、かつ自動で
ガス捕集と噴出しの繰返しが可能な発生ガス捕集器を発
酵槽内に１個あるいは複数個必要な場所に設置し、その
ガス捕集器内のガス室内の圧力変化を連続測定すること
により、発酵槽内の必要とする場所の発酵状況を即時に
知ることができ、そのことにより、メタン発酵槽の発酵
状況を総合的に瞬時に診断することが可能となり、異常
発生時にも早期に対応することができるようになるメタ
ン発酵槽内の発酵状況監視方法及び装置を提供すること
にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明のメタン発酵槽内の発酵状況監視方法は、
メタン発酵槽内で発生したガスを該発酵槽内に鉛直方向
又は略鉛直方向に設けられた底部が開口しガス回収用の
陣笠状部材が下部に接続され上面にガス噴出口を有しガ
ス噴出口と連通する配管に開閉弁が設けられたガス室に
回収し、所定量を充満させた後、ガス室内の発生ガスを
開閉弁を開いてガス噴出口から吹き出させるとともに、
ガス室の下側に形成されたガス回収用の陣笠状部材と邪
魔板又は発酵槽底面との隙間から液を吸い上げガス発生
と捕集が再度始まる発生ガス捕集器を用いたメタン発酵
槽内の発酵状況監視方法であって、ガス室内のガス圧力
を連続測定し、その経時変化を測定することにより槽内
の発酵状況を診断するように構成されている。
めに、本発明のメタン発酵槽内の発酵状況監視方法は、
メタン発酵槽内で発生したガスを該発酵槽内に鉛直方向
又は略鉛直方向に設けられた底部が開口しガス回収用の
陣笠状部材が下部に接続され上面にガス噴出口を有しガ
ス噴出口と連通する配管に開閉弁が設けられたガス室に
回収し、所定量を充満させた後、ガス室内の発生ガスを
開閉弁を開いてガス噴出口から吹き出させるとともに、
ガス室の下側に形成されたガス回収用の陣笠状部材と邪
魔板又は発酵槽底面との隙間から液を吸い上げガス発生
と捕集が再度始まる発生ガス捕集器を用いたメタン発酵
槽内の発酵状況監視方法であって、ガス室内のガス圧力
を連続測定し、その経時変化を測定することにより槽内
の発酵状況を診断するように構成されている。
【０００７】また、本発明の方法は、メタン発酵槽内で
発生したガスを該発酵槽内に鉛直方向又は略鉛直方向に
設けられた底部が開口しガス回収用の陣笠状部材が下部
に接続され上面にガス噴出口を有しガス噴出口と連通す
る配管に開閉弁が設けられたガス室に回収し、所定量を
充満させた後、ガス室内の発生ガスを開閉弁を開いてガ
ス噴出口から吹き出させるとともに、ガス室の下側に形
成されたガス回収用の陣笠状部材と邪魔板又は発酵槽底
面との隙間から液を吸い上げガス発生と捕集が再度始ま
る発生ガス捕集器を用いたメタン発酵槽内の発酵状況監
視方法であって、発生ガス捕集器を発酵槽内に複数個設
置して、それぞれのガス室内のガス圧力を連続測定し、
その経時変化を測定することにより槽内の発酵状況を診
断することを特徴としている。
発生したガスを該発酵槽内に鉛直方向又は略鉛直方向に
設けられた底部が開口しガス回収用の陣笠状部材が下部
に接続され上面にガス噴出口を有しガス噴出口と連通す
る配管に開閉弁が設けられたガス室に回収し、所定量を
充満させた後、ガス室内の発生ガスを開閉弁を開いてガ
ス噴出口から吹き出させるとともに、ガス室の下側に形
成されたガス回収用の陣笠状部材と邪魔板又は発酵槽底
面との隙間から液を吸い上げガス発生と捕集が再度始ま
る発生ガス捕集器を用いたメタン発酵槽内の発酵状況監
視方法であって、発生ガス捕集器を発酵槽内に複数個設
置して、それぞれのガス室内のガス圧力を連続測定し、
その経時変化を測定することにより槽内の発酵状況を診
断することを特徴としている。
【０００８】これらの本発明の方法において、ガス室内
のガス圧力の上昇速度の経時変化と、ガス室のガス噴出
しが発生してから、次のガス噴出しが発生するまでの間
隔時間を計測することにより、発酵槽内の発酵状況の場
所的な相違及び／又は時間的な相違を診断することがで
きる。また、これらの本発明の方法において、ガス室の
ガス噴出口から噴き出すガスの少なくとも一部をサンプ
リングして分析することにより発酵状況を診断すること
も可能である。
のガス圧力の上昇速度の経時変化と、ガス室のガス噴出
しが発生してから、次のガス噴出しが発生するまでの間
隔時間を計測することにより、発酵槽内の発酵状況の場
所的な相違及び／又は時間的な相違を診断することがで
きる。また、これらの本発明の方法において、ガス室の
ガス噴出口から噴き出すガスの少なくとも一部をサンプ
リングして分析することにより発酵状況を診断すること
も可能である。
【０００９】本発明のメタン発酵槽内の発酵状況監視装
置は、メタン発酵槽内の液中に位置するように鉛直方向
又は略鉛直方向に設けられた底部が開口した発生ガスの
捕集が可能なガス室と、このガス室の下部に接続された
ガス回収用の陣笠状部材と、この陣笠状部材との間に隙
間を形成するように陣笠状部材の下側に略水平に設置さ
れた邪魔板と、前記ガス室の上面部材に設けられたガス
噴出口と、このガス噴出口と連通する配管に設けられた
開閉弁とを包含してなり、発生し捕集されたガスがガス
室に集まり、所定量までガスが捕集されたときに開閉弁
が開いてガスを噴出させるとともに、陣笠状部材と邪魔
板の間に液が新たに入り、ガス発生と捕集が再度始まる
ようにした発生ガス捕集器を用いたメタン発酵槽内の発
酵状況監視装置であって、ガス室内に圧力計測手段が設
けられ、この圧力計測手段に接続されたデータ変換手段
及びデータ解析手段により、連続測定されたガス圧力の
経時変化から発酵槽内の発酵状況を診断するようにした
ことを特徴としている。
置は、メタン発酵槽内の液中に位置するように鉛直方向
又は略鉛直方向に設けられた底部が開口した発生ガスの
捕集が可能なガス室と、このガス室の下部に接続された
ガス回収用の陣笠状部材と、この陣笠状部材との間に隙
間を形成するように陣笠状部材の下側に略水平に設置さ
れた邪魔板と、前記ガス室の上面部材に設けられたガス
噴出口と、このガス噴出口と連通する配管に設けられた
開閉弁とを包含してなり、発生し捕集されたガスがガス
室に集まり、所定量までガスが捕集されたときに開閉弁
が開いてガスを噴出させるとともに、陣笠状部材と邪魔
板の間に液が新たに入り、ガス発生と捕集が再度始まる
ようにした発生ガス捕集器を用いたメタン発酵槽内の発
酵状況監視装置であって、ガス室内に圧力計測手段が設
けられ、この圧力計測手段に接続されたデータ変換手段
及びデータ解析手段により、連続測定されたガス圧力の
経時変化から発酵槽内の発酵状況を診断するようにした
ことを特徴としている。
【００１０】また、本発明の装置は、メタン発酵槽内の
液中に位置するように鉛直方向又は略鉛直方向に設けら
れた底部が開口した発生ガスの捕集が可能なガス室と、
このガス室の下部に接続されたガス回収用の陣笠状部材
と、この陣笠状部材との間に隙間を形成するように陣笠
状部材の下側に略水平に設置された邪魔板と、前記ガス
室の上面部材に設けられたガス噴出口と、このガス噴出
口と連通する配管に設 けられた開閉弁とを包含してな
り、発生し捕集されたガスがガス室に集まり、所定量ま
でガスが捕集されたときに開閉弁が開いてガスを噴出さ
せるとともに、陣笠状部材と邪魔板の間に液が新たに入
り、ガス発生と捕集が再度始まるようにした発生ガス捕
集器を用いたメタン発酵槽内の発酵状況監視装置であっ
て、発生ガス捕集器が発酵槽内に複数個設置されてお
り、それぞれのガス室内に圧力計測手段が設けられ、こ
れらの圧力計測手段に接続されたデータ変換手段及びデ
ータ解析手段により、連続測定されたガス圧力の経時変
化から発酵槽内の発酵状況を診断するようにしたことを
特徴としている。
液中に位置するように鉛直方向又は略鉛直方向に設けら
れた底部が開口した発生ガスの捕集が可能なガス室と、
このガス室の下部に接続されたガス回収用の陣笠状部材
と、この陣笠状部材との間に隙間を形成するように陣笠
状部材の下側に略水平に設置された邪魔板と、前記ガス
室の上面部材に設けられたガス噴出口と、このガス噴出
口と連通する配管に設 けられた開閉弁とを包含してな
り、発生し捕集されたガスがガス室に集まり、所定量ま
でガスが捕集されたときに開閉弁が開いてガスを噴出さ
せるとともに、陣笠状部材と邪魔板の間に液が新たに入
り、ガス発生と捕集が再度始まるようにした発生ガス捕
集器を用いたメタン発酵槽内の発酵状況監視装置であっ
て、発生ガス捕集器が発酵槽内に複数個設置されてお
り、それぞれのガス室内に圧力計測手段が設けられ、こ
れらの圧力計測手段に接続されたデータ変換手段及びデ
ータ解析手段により、連続測定されたガス圧力の経時変
化から発酵槽内の発酵状況を診断するようにしたことを
特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定さ
れるものではなく、適宜変更して実施することが可能な
ものである。図１、図２は、本発明の実施の第１形態に
よるメタン発酵槽内の発酵状況監視方法を実施する装置
の概略構成を示しており、図１は発酵装置の全体構成を
示している。本実施の形態は、圧力連続計測用発生ガス
捕集器を発酵槽内に１個セットしたものである。図１に
示すように、発酵槽１０の上部には被処理物投入口１２
及び発生ガス出口１４が設けられ、上側部には液出口１
６が設けられている。この発酵槽１０内の液中に位置す
るように、鉛直方向又は略鉛直方向に圧力連続計測用の
発生ガス捕集器１８が設置されている。発生ガス捕集器
１８の詳細な構成及びガス圧力の連続測定による発酵状
況の監視・診断の詳細な説明については後述する。２０
はデータ変換機、２２は計算機、２４は記録計である。
発酵槽１０では、被処理物投入口１２から投入された被
処理物（例えば、家畜ふん尿、食品廃液、汚泥等の湿潤
有機性廃棄物）が嫌気性条件下で消化（発酵）され、発
酵が進むにつれてメタン等のガスが発生する。発生ガス
は発生ガス出口１４から取り出されガスタンク２６に一
旦貯留された後、種々の用途に有効利用される。発酵処
理後の液は液出口１６から抜き出された後、沈殿槽２８
で汚泥が沈降分離され、上澄液は処理水として排出され
る。
て説明するが、本発明は下記の実施の形態に何ら限定さ
れるものではなく、適宜変更して実施することが可能な
ものである。図１、図２は、本発明の実施の第１形態に
よるメタン発酵槽内の発酵状況監視方法を実施する装置
の概略構成を示しており、図１は発酵装置の全体構成を
示している。本実施の形態は、圧力連続計測用発生ガス
捕集器を発酵槽内に１個セットしたものである。図１に
示すように、発酵槽１０の上部には被処理物投入口１２
及び発生ガス出口１４が設けられ、上側部には液出口１
６が設けられている。この発酵槽１０内の液中に位置す
るように、鉛直方向又は略鉛直方向に圧力連続計測用の
発生ガス捕集器１８が設置されている。発生ガス捕集器
１８の詳細な構成及びガス圧力の連続測定による発酵状
況の監視・診断の詳細な説明については後述する。２０
はデータ変換機、２２は計算機、２４は記録計である。
発酵槽１０では、被処理物投入口１２から投入された被
処理物（例えば、家畜ふん尿、食品廃液、汚泥等の湿潤
有機性廃棄物）が嫌気性条件下で消化（発酵）され、発
酵が進むにつれてメタン等のガスが発生する。発生ガス
は発生ガス出口１４から取り出されガスタンク２６に一
旦貯留された後、種々の用途に有効利用される。発酵処
理後の液は液出口１６から抜き出された後、沈殿槽２８
で汚泥が沈降分離され、上澄液は処理水として排出され
る。
【００１２】つぎに、図２等に基づいて本実施の形態の
発酵状況監視方法及び装置を詳細に説明する。図２に示
す圧力連続計測用発生ガス捕集器を拡大したものが図３
である。図２、図３に示すように、圧力連続計測用の発
生ガス捕集器１８は、発酵槽１０内の液中に位置するよ
うに鉛直方向又は略鉛直方向に設置されており、底部が
開口し発生ガスの捕集が可能なガス室３０を有してい
る。ガス室３０の下部にはガス回収用陣笠状板３２がか
さ状に取り付けられており、ガス回収用陣笠状板３２の
下側には水平又は略水平に邪魔板３４が設置されてい
る。なお、邪魔板３４を設けない構成とすることも可能
である。ガス室３０内には曝気用サイフォン管３６が設
けられており、サイフォン管３６の一端はガス室３０内
の上部に開口し、他端はガス室３０の上面に接続された
曝気用配管３８に連通している。曝気用サイフォン管３
６の形状としては、一例として、略Ｕ字管形状、略Ｖ字
管形状等が用いられるが、これらの形状に限定されるも
のではなく、両端部の位置より下方となる部分を有する
形状の管であれば何ら差し支えない。また、ガス室３０
内の圧力が連続測定できるようにガス室上部に圧力計
（圧力センサ）４０が設けられている。４２は支持部材
である。
発酵状況監視方法及び装置を詳細に説明する。図２に示
す圧力連続計測用発生ガス捕集器を拡大したものが図３
である。図２、図３に示すように、圧力連続計測用の発
生ガス捕集器１８は、発酵槽１０内の液中に位置するよ
うに鉛直方向又は略鉛直方向に設置されており、底部が
開口し発生ガスの捕集が可能なガス室３０を有してい
る。ガス室３０の下部にはガス回収用陣笠状板３２がか
さ状に取り付けられており、ガス回収用陣笠状板３２の
下側には水平又は略水平に邪魔板３４が設置されてい
る。なお、邪魔板３４を設けない構成とすることも可能
である。ガス室３０内には曝気用サイフォン管３６が設
けられており、サイフォン管３６の一端はガス室３０内
の上部に開口し、他端はガス室３０の上面に接続された
曝気用配管３８に連通している。曝気用サイフォン管３
６の形状としては、一例として、略Ｕ字管形状、略Ｖ字
管形状等が用いられるが、これらの形状に限定されるも
のではなく、両端部の位置より下方となる部分を有する
形状の管であれば何ら差し支えない。また、ガス室３０
内の圧力が連続測定できるようにガス室上部に圧力計
（圧力センサ）４０が設けられている。４２は支持部材
である。
【００１３】発酵槽１０内に設置された発生ガス捕集器
１８は、ガス室３０の圧力が測定でき、かつ、自動でガ
ス捕集と噴出しの繰返しが可能（自動修復可能）な構成
である。すなわち、発酵槽内液はガス回収用陣笠状板３
２と邪魔板３４の隙間を通ってこれらの間に入り、ここ
で発生したガスはガス回収用陣笠状板３２で捕集されガ
ス室３０に集まる。ガス室３０では、曝気用サイフォン
管３６最下部までガスが捕集されると、サイフォン管３
６からガスが噴出し、ガス回収用陣笠状板３２と邪魔板
３４の間に発酵槽内液が新たに入り、ガス発生と捕集が
再度始まる。その間のガス室３０内の圧力は圧力計４０
で連続測定される。そして、圧力連続計測用の発生ガス
捕集器１８からの圧力信号は、データ変換機２０で電気
信号とし、これを計算機２２にて解析する。その結果は
記録計２４に記録する。
１８は、ガス室３０の圧力が測定でき、かつ、自動でガ
ス捕集と噴出しの繰返しが可能（自動修復可能）な構成
である。すなわち、発酵槽内液はガス回収用陣笠状板３
２と邪魔板３４の隙間を通ってこれらの間に入り、ここ
で発生したガスはガス回収用陣笠状板３２で捕集されガ
ス室３０に集まる。ガス室３０では、曝気用サイフォン
管３６最下部までガスが捕集されると、サイフォン管３
６からガスが噴出し、ガス回収用陣笠状板３２と邪魔板
３４の間に発酵槽内液が新たに入り、ガス発生と捕集が
再度始まる。その間のガス室３０内の圧力は圧力計４０
で連続測定される。そして、圧力連続計測用の発生ガス
捕集器１８からの圧力信号は、データ変換機２０で電気
信号とし、これを計算機２２にて解析する。その結果は
記録計２４に記録する。
【００１４】図２、図３に示す圧力連続計測用発生ガス
捕集器を用いる場合は、ガス捕集と噴出しが自動的に繰
り返され、発酵槽内液の対流も自動的に生じるので、発
酵槽内の攪拌も無動力で行える。本実施の形態において
は、図３に示す圧力連続計測用発生ガス捕集器以外に、
図４に示すような圧力連続計測用発生ガス捕集器を用い
ることができる。すなわち、図４に示す圧力連続計測用
発生ガス捕集器を図２の構成に適用することが可能であ
る。
捕集器を用いる場合は、ガス捕集と噴出しが自動的に繰
り返され、発酵槽内液の対流も自動的に生じるので、発
酵槽内の攪拌も無動力で行える。本実施の形態において
は、図３に示す圧力連続計測用発生ガス捕集器以外に、
図４に示すような圧力連続計測用発生ガス捕集器を用い
ることができる。すなわち、図４に示す圧力連続計測用
発生ガス捕集器を図２の構成に適用することが可能であ
る。
【００１５】図４に示す発生ガス捕集器１８ａは、底部
が開口し発生ガスの捕集が可能なガス室３０を有し、ガ
ス室３０の下部にガス回収用陣笠状板３２が取り付けら
れ、ガス回収用陣笠状板３２の下側に邪魔板３４が設置
されている。なお、邪魔板３４を設けない構成とするこ
とも可能である。ガス室３０の上面にはガス噴出口４４
が設けられ、ガス噴出口４４と連通するガス配管４６に
は開閉弁４８が設けられている。開閉弁４８は自動制御
弁でも良いし、単に開閉するだけの簡単な構成でも良
い。また、ガス室３０内の圧力が連続測定できるように
ガス室上部に圧力計（圧力センサ）４０が設けられてい
る。発生し捕集されたガスはガス室３０に集まり、例え
ば、所定量までガスが捕集されたときに開閉弁４８を開
いてガスを噴出させる。このとき、ガス回収用陣笠状板
３２と邪魔板３４の間に発酵槽内液が新たに入り、ガス
発生と捕集が再度始まる。その間のガス室３０内の圧力
は圧力計４０で連続測定される。
が開口し発生ガスの捕集が可能なガス室３０を有し、ガ
ス室３０の下部にガス回収用陣笠状板３２が取り付けら
れ、ガス回収用陣笠状板３２の下側に邪魔板３４が設置
されている。なお、邪魔板３４を設けない構成とするこ
とも可能である。ガス室３０の上面にはガス噴出口４４
が設けられ、ガス噴出口４４と連通するガス配管４６に
は開閉弁４８が設けられている。開閉弁４８は自動制御
弁でも良いし、単に開閉するだけの簡単な構成でも良
い。また、ガス室３０内の圧力が連続測定できるように
ガス室上部に圧力計（圧力センサ）４０が設けられてい
る。発生し捕集されたガスはガス室３０に集まり、例え
ば、所定量までガスが捕集されたときに開閉弁４８を開
いてガスを噴出させる。このとき、ガス回収用陣笠状板
３２と邪魔板３４の間に発酵槽内液が新たに入り、ガス
発生と捕集が再度始まる。その間のガス室３０内の圧力
は圧力計４０で連続測定される。
【００１６】また、本実施の形態で説明したメタン発酵
槽内の発酵状況監視方法及び装置においては、ガス室３
０から噴き出すガスの少なくとも一部をサンプリングし
て成分分析を行うことで、メタンガスの生成状況やその
他のガス（硫化水素、二酸化炭素等）の生成状況等を監
視することが可能である。これにより、メタン発酵槽の
発酵状況をより総合的に診断することが可能となる。
槽内の発酵状況監視方法及び装置においては、ガス室３
０から噴き出すガスの少なくとも一部をサンプリングし
て成分分析を行うことで、メタンガスの生成状況やその
他のガス（硫化水素、二酸化炭素等）の生成状況等を監
視することが可能である。これにより、メタン発酵槽の
発酵状況をより総合的に診断することが可能となる。
【００１７】図５、図６は、本発明の実施の第２形態に
よるメタン発酵槽内の発酵状況監視方法を実施する装置
の概略構成を示している。本実施の形態は、圧力連続計
測用発生ガス捕集器を発酵槽内に複数個セットしたもの
である。図５に示すように、発酵槽１０内には圧力連続
計測用の発生ガス捕集器１８が異なる場所に、一例とし
て、３個設置されている。この場合は３種の圧力信号を
同じくデータ変換機２０を経て計算機２２で解析し、場
所ごとの発酵状況を解析し、槽全体の状況を総合的に診
断する。他の構成及び作用は、実施の第１形態の場合と
同様である。
よるメタン発酵槽内の発酵状況監視方法を実施する装置
の概略構成を示している。本実施の形態は、圧力連続計
測用発生ガス捕集器を発酵槽内に複数個セットしたもの
である。図５に示すように、発酵槽１０内には圧力連続
計測用の発生ガス捕集器１８が異なる場所に、一例とし
て、３個設置されている。この場合は３種の圧力信号を
同じくデータ変換機２０を経て計算機２２で解析し、場
所ごとの発酵状況を解析し、槽全体の状況を総合的に診
断する。他の構成及び作用は、実施の第１形態の場合と
同様である。
【００１８】また、図６は、圧力連続計測用発生ガス捕
集器を複数個セットした場合の他の例を示しており、横
長形状で押出し流れを形成する発酵槽を用いた場合であ
る。図６に示すように、発酵槽１０ａは、一端側に被処
理物投入口１２、他端側に発生ガス出口１４と液出口１
６が設けられており、槽内の液は押出し流れで被処理物
投入口１２側から液出口１６側に移動している。５４は
攪拌手段、５６は駆動源（モータ）である。図６では、
発生ガス捕集器１８が、一例として、４個設置されてお
り、この場合は４種の圧力信号を同じくデータ変換機２
０を経て計算機２２で解析し、場所ごとの経時的な発酵
状況を解析し、槽全体の状況を総合的に診断する。他の
構成及び作用は、実施の第１形態の場合と同様である。
集器を複数個セットした場合の他の例を示しており、横
長形状で押出し流れを形成する発酵槽を用いた場合であ
る。図６に示すように、発酵槽１０ａは、一端側に被処
理物投入口１２、他端側に発生ガス出口１４と液出口１
６が設けられており、槽内の液は押出し流れで被処理物
投入口１２側から液出口１６側に移動している。５４は
攪拌手段、５６は駆動源（モータ）である。図６では、
発生ガス捕集器１８が、一例として、４個設置されてお
り、この場合は４種の圧力信号を同じくデータ変換機２
０を経て計算機２２で解析し、場所ごとの経時的な発酵
状況を解析し、槽全体の状況を総合的に診断する。他の
構成及び作用は、実施の第１形態の場合と同様である。
【００１９】
【発明の効果】本発明は上記のように構成されているの
で、つぎのような効果を奏する。 （１） 圧力連続計測用発生ガス捕集器を発酵槽内の希
望する場所にセットすることにより、信頼性の高い発生
ガスの捕集部の圧力変化データが連続的に得られ、それ
を解析することにより、発酵槽内のメタンガス発生状況
が時間をかけることなく瞬間的に診断できる。これによ
り、異常発生時にも早期に対応することができるように
なる。 （２） 複数個の圧力連続計測用発生ガス捕集器を発酵
槽内各所にセットすることにより、発酵槽内の各部の発
酵状況を同時に知ることができ、これにより、槽内の局
所的な異常診断が可能となり、大型の発酵槽でも総合的
な発酵状況及び異常の診断が可能となる。 （３） 非常に簡単な構造の発生ガス捕集器を利用し
て、発酵槽内の発酵状況を連続監視することができる。
しかも、検出データが圧力変化であるため、検出センサ
ーの信頼度が高い。
で、つぎのような効果を奏する。 （１） 圧力連続計測用発生ガス捕集器を発酵槽内の希
望する場所にセットすることにより、信頼性の高い発生
ガスの捕集部の圧力変化データが連続的に得られ、それ
を解析することにより、発酵槽内のメタンガス発生状況
が時間をかけることなく瞬間的に診断できる。これによ
り、異常発生時にも早期に対応することができるように
なる。 （２） 複数個の圧力連続計測用発生ガス捕集器を発酵
槽内各所にセットすることにより、発酵槽内の各部の発
酵状況を同時に知ることができ、これにより、槽内の局
所的な異常診断が可能となり、大型の発酵槽でも総合的
な発酵状況及び異常の診断が可能となる。 （３） 非常に簡単な構造の発生ガス捕集器を利用し
て、発酵槽内の発酵状況を連続監視することができる。
しかも、検出データが圧力変化であるため、検出センサ
ーの信頼度が高い。
【図１】本発明の実施の第１形態によるメタン発酵槽内
の発酵状況監視方法を実施する装置を包含する発酵装置
を示す系統的概略構成立断面説明図である。
の発酵状況監視方法を実施する装置を包含する発酵装置
を示す系統的概略構成立断面説明図である。
【図２】本発明の実施の第１形態によるメタン発酵槽内
の発酵状況監視方法を実施する装置を示す概略構成立断
面説明図である。
の発酵状況監視方法を実施する装置を示す概略構成立断
面説明図である。
【図３】本発明の実施の第１形態における圧力連続計測
用発生ガス捕集器の一例を示す拡大立断面説明図であ
る。
用発生ガス捕集器の一例を示す拡大立断面説明図であ
る。
【図４】本発明の実施の第１形態における圧力連続計測
用発生ガス捕集器の他の例を示す拡大立断面説明図であ
る。
用発生ガス捕集器の他の例を示す拡大立断面説明図であ
る。
【図５】本発明の実施の第２形態によるメタン発酵槽内
の発酵状況監視方法を実施する装置の一例を示す概略構
成立断面説明図である。
の発酵状況監視方法を実施する装置の一例を示す概略構
成立断面説明図である。
【図６】本発明の実施の第２形態によるメタン発酵槽内
の発酵状況監視方法を実施する装置の他の例を示す概略
構成立断面説明図である。
の発酵状況監視方法を実施する装置の他の例を示す概略
構成立断面説明図である。
１０、１０ａ 発酵槽
１２ 被処理物投入口
１４ 発生ガス出口
１６ 液出口
１８、１８ａ 発生ガス捕集器
２０ データ変換機
２２ 計算機
２４ 記録計
２６ ガスタンク
２８ 沈殿槽
３０ ガス室
３２ ガス回収用陣笠状板
３４ 邪魔板
３６ 曝気用サイフォン管
３８ 曝気用配管
４０ 圧力計（圧力センサ）
４２ 支持部材
４４ ガス噴出口
４６ ガス配管
４８ 開閉弁
５４ 攪拌手段
５６ 駆動源（モータ）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 一色 泰志
神戸市中央区東川崎町１丁目１番３号
川崎重工業株式会社 神戸本社内
(56)参考文献 特開 平11−197696（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−227781（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C12M 1/00 - 1/42
C02F 3/00 - 3/10
C02F 11/00 - 11/20
G01N 7/00 - 7/22
Claims (6)
- 【請求項１】 メタン発酵槽内で発生したガスを該発酵
槽内に鉛直方向又は略鉛直方向に設けられた底部が開口
しガス回収用の陣笠状部材が下部に接続され上面にガス
噴出口を有しガス噴出口と連通する配管に開閉弁が設け
られたガス室に回収し、所定量を充満させた後、ガス室
内の発生ガスを開閉弁を開いてガス噴出口から吹き出さ
せるとともに、ガス室の下側に形成されたガス回収用の
陣笠状部材と邪魔板又は発酵槽底面との隙間から液を吸
い上げガス発生と捕集が再度始まる発生ガス捕集器を用
いたメタン発酵槽内の発酵状況監視方法であって、ガス
室内のガス圧力を連続測定し、その経時変化を測定する
ことにより槽内の発酵状況を診断することを特徴とする
メタン発酵槽内の発酵状況監視方法。 - 【請求項２】 メタン発酵槽内で発生したガスを該発酵
槽内に鉛直方向又は略鉛直方向に設けられた底部が開口
しガス回収用の陣笠状部材が下部に接続され上面にガス
噴出口を有しガス噴出口と連通する配管に開閉弁が設け
られたガス室に回収し、所定量を充満させた後、ガス室
内の発生ガスを開閉弁を開いてガス噴出口から吹き出さ
せるとともに、ガス室の下側に形成されたガス回収用の
陣笠状部材と邪魔板又は発酵槽底面との隙間から液を吸
い上げガス発生と捕集が再度始まる発生ガス捕集器を用
いたメタン発酵槽内の発酵状況監視方法であって、発生
ガス捕集器を発酵槽内に複数個設置して、それぞれのガ
ス室内のガス圧力を連続測定し、その経時変化を測定す
ることにより槽内の発酵状況を診断することを特徴とす
るメタン発酵槽内の発酵状況監視方法。 - 【請求項３】 ガス室内のガス圧力の上昇速度の経時変
化と、ガス室のガス噴出しが発生してから、次のガス噴
出しが発生するまでの間隔時間を計測することにより、
発酵槽内の発酵状況の場所的な相違及び／又は時間的な
相違を診断する請求項１又は２記載のメタン発酵槽内の
発酵状況監視方法。 - 【請求項４】 ガス室のガス噴出口から噴き出すガスの
少なくとも一部をサンプリングして分析することにより
発酵状況を診断する請求項１、２又は３記載のメタン発
酵槽内の発酵状況監視方法。 - 【請求項５】 メタン発酵槽内の液中に位置するように
鉛直方向又は略鉛直方向に設けられた底部が開口した発
生ガスの捕集が可能なガス室と、このガス室の下部に接
続されたガス回収用の陣笠状部材と、この陣笠状部材と
の間に隙間を形成するように陣笠状部材の下側に略水平
に設置された邪魔板と、前記ガス室の上面部材に設けら
れたガス噴出口と、このガス噴出口と連通する配管に設
けられた開閉弁とを包含してなり、発生し捕集されたガ
スがガス室に集まり、所定量までガスが捕集されたとき
に開閉弁が開いてガスを噴出させるとともに、陣笠状部
材と邪魔板の間に液が新たに入り、ガス発生と捕集が再
度始まるようにした発生ガス捕集器を用いたメタン発酵
槽内の発酵状況監視装置であって、ガス室内に圧力計測
手段が設けられ、この圧力計測手段に接続されたデータ
変換手段及びデータ解析手段により、連続測定されたガ
ス圧力の経時変化から発酵槽内の発酵状況を診断するよ
うにしたことを特徴とするメタン発酵槽内の発酵状況監
視装置。 - 【請求項６】 メタン発酵槽内の液中に位置するように
鉛直方向又は略鉛直方向に設けられた底部が開口した発
生ガスの捕集が可能なガス室と、このガス室の下部に接
続されたガス回収用の陣笠状部材と、この陣笠状部材と
の間に隙間を形成するように陣笠状部材の下側に略水平
に設置された邪魔板と、前記ガス室の上面部材に設けら
れたガス噴出口と、このガス噴出口と連通する配管に設
けられた開閉弁とを包含してなり、発生し捕集されたガ
スがガス室に集まり、所定量までガスが捕集されたとき
に開閉弁が開いてガスを噴出させるとともに、陣笠状部
材と邪魔板の間に液が新たに入り、ガス発生と捕集が再
度始まるようにした発生ガス捕集器を用いたメタン発酵
槽内の発酵状況監視装置であって、発生ガス捕集器が発
酵槽内に複数個設置されており、それぞれのガス室内に
圧力計測手段が設けられ、これらの圧力計測手段に接続
されたデータ変換手段及びデータ解析手段により、連続
測定されたガス圧力の経時変化から発酵槽内の発酵状況
を診断するようにしたことを特徴とするメタン発酵槽内
の発酵状況監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000381473A JP3430149B2 (ja) | 2000-12-15 | 2000-12-15 | メタン発酵槽内の発酵状況監視方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000381473A JP3430149B2 (ja) | 2000-12-15 | 2000-12-15 | メタン発酵槽内の発酵状況監視方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002176967A JP2002176967A (ja) | 2002-06-25 |
| JP3430149B2 true JP3430149B2 (ja) | 2003-07-28 |
Family
ID=18849460
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000381473A Expired - Lifetime JP3430149B2 (ja) | 2000-12-15 | 2000-12-15 | メタン発酵槽内の発酵状況監視方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3430149B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107076714B (zh) | 2014-10-22 | 2019-12-10 | 朗泽科技新西兰有限公司 | 气体测试单元和方法 |
| KR101850881B1 (ko) | 2016-11-02 | 2018-04-27 | 주식회사 다운 | 사료 교반장치 |
-
2000
- 2000-12-15 JP JP2000381473A patent/JP3430149B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002176967A (ja) | 2002-06-25 |
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