JPS60501591A - メタン製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 メタン製造装置 発明の背景 本発明は、嫌気性消化によって排泄物のような有機物質を含む基質からメタンｆ ：製造するための装置に関する。

嫌気性消化器の一つの分類においては、消化器容器は微生物の培養を含む基質を 閉じ込め、容器の上部にメタンガスご取り去るための手段を有している。この分 類の嫌気性消化器においては、例えは牛舎または豚小屋からの排泄物、農園や食 品工業からの廃棄物、および下水の汚泥のような生物学的物質が基質として使用 されることができる。

合理的な処理時間中にガスの高い収率を得るために、この公知の方法は、（１） 絶え間のないガスの製造のために微生物の培養が維持されるように十分に連続的 であり、（２）工場の能力が有効に利用ちれるように、生物学的物質を十分に屡 々供給し、かつ取り出し、（３）その基質を高いガス収率を与える温度で処理し 、（４）その基質を自動的に処理するという特徴を持っている。

この分類の従来技術の種類の消化器においては、基質は溜めの中にいれられ、主 消化器にポンプで送られる前に処理される。その処理はスラリーを作り出すため の機械的攪拌から成っており、正しい密度を作り出すために水の追加を伴う。

従来技術の消化器はつぎのようないくつかの欠点を持っている。（１）いくらか の新しい基質は余りに低い温度で送り込まれ、他方他の基質は余りに高い温度で あるから、最大のメタン発生？起さない。（２）混合が不十分であり、かつ局所 化される。（３）異面の垢を作ろうとする傾向が強過ぎる。（４）長い期間に亘 って注意が必要であるから、労働力の使用が大きい。

発明の概要 本発明の目的は、基質の温度が比較的均一に保たれる嫌気性消化のための装置ｔ −提供することである。

本発明の他の一つの目的は、新しい基質が、主消化器容器にいれられる前に混合 され、加熱される、新規な嫌気性消化シヌテムを提供することである。

本発明のさらに他の一つの目的は、混合が基質を導管を通して一つの場所から他 の場所に輸送することによって達成される新規な嫌気性消化システムを提供する ことである。

本発明のさらに他の一つの目的は、過度の混合によって微生物の活性を低下させ ることなしに比較的均一な密度を与えるように、基質が十分に混合される新規な 嫌気性消化システムを提供することである。

本発明の以上述べた目的およびその他の目的に合致して、嫌気性消化器は別々の 場所に分けられた二つの段を含んでいる。それらの二つの段のうちの第１のもの は新しい基質を受け、それらの二つの段のうちの第２のものは基質を穏やかな乱 流に維持する役？し、その間にメタンが微生物によって発生させられる。第１の 段は主消化器容器である第２の段のための前置室の役？果す室を含んでいる。

第１の段の中の新しい基質は、場所から場所に導管を通してそれを輸送すること によって混合され、第２の段に輸送される前に嫌気性消化に適した温度またはそ れよりも僅かに高い温度に加熱される。一つの実施の態様においては、一層の混 合および望ましい場合には一層の加熱を与えるために、物質は第２の段から第し の段に移され、第２の段に戻される。

第１の段の中の基質の混合は各時間中１５分を越えない時間行なわれ、温度は混 合中摂氏２５度と摂氏８０度の範囲に制御される。第１の段は第２の段の容積の 少なくとも１５０分の１の容積を持っている。第１の膜中の基質の容積は第２の 段の容積の３分の１を越えない。

第１の段は消化器の連続運転のために十分な基質を保持するのに十分に大きくな けれはならない。本明細書において、連続運転という語は、滋養物が微生物を保 存するのに十分に屡々加えられることを意味する。

日のような一つの期間中の分割された加熱の回数と前置室の容積の積は連続運転 のためにその消化容器によって処理されなければならない負荷よりも大きくなけ ればならない。

消化器容器の容積を第１の段の容積で割った価は、有効な動作のための滞留時間 中に第１の段が主消化器容器に空けられる回数に等しい。滞留時間は基質の負荷 が消化器の中にとどまる期間であり、消化器容器の中で負荷を消化するのに必要 な時間の長さに等しくなければならない。基質のソースの有効な利用のために、 前置室を基質で負荷し、その基質を加熱し、その基質の滞留時間内にそのソース からの宿望の廃莱物質２利用するために十分な回数だけ、その基質をその消化器 容器の中にいれることができなけれはならない。

前置室からの物質は加熱され、その基質の一番上に形成しようとする垢を打ち砕 くために、その容器の中に十分な乱流を作り出すように、十分に屡々その容器の 中にいれられなければならない。基質が余りに屡々混合されると、バクテリアの 有効性は低下させられ、混合は１度に３０分よりも長く起ってはならない。新し い基質は、表面の垢が形成されないことを確かにするために、少くとも８時間に １回消化器容器の中にいれられなければならない。その時間の長さは、その容器 の中の最上層が、ガスの泡がそれを貫通できない程、あるいは上って来る温い基 質がその表面を打ち破ることができない根固くは決してならないために十分でな ければならない。

第１の段は熱交換器の一部をなす導管？含んでおり、物質はその熱交換器の導管 の中にそれを詰める程長くとどまってはならない。それは熱交換器の中の導管を 取り囲んでいる水の温度の関数であるから、基質ご摂氏６０度以上の加熱するよ うに置かれた水とともに、基質はポンプの中に１５分よりも長く、最適には７分 よりも長くとどまってはならない。バクテリアの有効性を維持するために、混合 は１時間中１５分よりも短かくなければならない。第１の段が有効性を低下させ ることなしに基質を空けられることができる最大の回数は滞留時間を第１の段に 基質物質を十分に負荷し、加熱するのに必要な時間で割った商に等しい。

前置室の寸法、熱交換器の中の導管の容積、および熱又換器内部の温度は、（１ ）基質が連続的に処理され、（２）前置室の中の基質が冷い条件の下で大気中に 熱を失うよりも速く熱交換器から熱を受け取り、（３ン前置室は、消化器の連続 運転を維持しながら、１日に１０回、好ましくは２回以上消化器に負荷する必要 がない程、消化器に対して相対的に十分に大きいような大きさに定められる。

熱交換器の中の水の温度は、パスツール殺菌を妨げるために、摂氏１００度より も低（、基質は９０分よりも短い時間その中で定常的でなければならない。物質 は１度に３０分以下の時間混合されなければならず、それでもなお約摂氏６５度 まで温度上昇できなければならない。

以上の記載力・ら、本発明の消化器システムが、（１）混合時間を１日のうちの いくつかの期間に集中することによって労働力の保存２可能にし、（２）エネル ギを保存し、（３）新しい廃棄物が消化器容器の主要部にいれられる温度を制御 することによって、メタン出力を増大させ、（４）有効な混合を可能にするとい うようないくつかの利点を持っていることを見ることができる。

図面の簡単な説明 本発明の以上述べた特徴およびその他の特徴は、附図を参照しながら考えれは、 以下の詳細な記載から一層艮く理解されるはろう。附図中、第１図は本発明の一 実施例の断片的な図式図である。

第２図は第１図の実施例の簡単化された斜視図である０ 第３図は第１図の実施例の一部の図式図である。

発明の詳細な説明 排泄物供給のための機械化された設備から供給されるこの過程のための排泄物は ６乃至１２パーセントの乾燥物質の割合を持っていなければならない、いわゆる 液体排泄物である。細菌学的過程が決して中断されず、適当な童の物質が常に処 理段階にあることを意味する連続過程であっても、このことは物質の供給および また取出しが、各機会には企業のうちの小さな部分だけ処理されるような間隔で しかとびとびであり得ないことを意味しない。したがって、排泄物の供給は、例 えば１日に数回というように周期的であることができ、その時排泄物がその過程 に供給される。

熱の供給、物質の供給および物質の取出しは、物質が前置室から取り出される前 に、その物質が摂氏５０乃至６０度の温度を持つように調整される。処理室から の物質の取出しは、処理室が相当な、成可く利用でさる容積の４分の３を下回ら ない量の物質を含むように、供給に対して調整される。ガス発生のために使用さ れる嫌気性微生物は処理室内の物質の中にも新しい物質の中にも居る。すべての 供給される物質は相ついで嫌気性微生物に曝らされ、その除ガス発生に関与する 。

第１図から第３図までの実施例においては、ガス発生は有利には摂氏５０度から 摂氏６０度までの温度で起り、この温度が、優れた熱絶縁と前置室の中の物質か らの熱伝達によって供給されるある一定量の熱によって、処理室内の新しく供給 された物質の中で維持される。さらに、季節によって変化することができるいく らかの熱の防散を補償するために、加熱コイル（第１図の１１８　Ｋ見よ）を使 って多少の熱が供給されることができる。これに関連して、物質の温度ご記録し 、それ２調節する熱リレーと一緒に、公知の糖類の調節システムを使用すること ができる。

処理室１０４内の物質はバクテリアの培養によって分解され、その際メタンが発 生させられる。このガスはパイプ１０６を通して室の上部から取り出され、暖房 ボイラまたはガス駆動エンジンのような１種がまたは複数種類の消費機器および ／または後の消費のための貯蔵場所に導かれる。ガスは大気圧で貯蔵されるか、 または圧縮され、高圧容器の中に貯蔵されることができる。

基質の混合はガス発生を増大させる。このような混合効果は、記載されるポンピ ング作用による物質の循環によって得られる攪拌作用で得られる。物質の供給お よび取出しは、基質がその過程の中で遇す平均時間がほぼ５乃至１０日であるよ うに調整される。

しかしながら、前置室の中では、物質が処理と受ける時間は、それが希望の温度 に達しなければそれ程重要ではない。その物質を処理するためには、均一な組成 および温度を得るのが最も有利である。それを達成する最良の方法は混合によっ てである。

均一な温度を保証するために、物質の供給および取出し、およびポンピング作用 によるその循環は、予め定められたサイクルにしたがって行なわれることができ る。すなわち、供給される物質が希望の温度を得るための時間を持つように、ま ず供給が行なわれ、ついで、それが取り出される前のある期間中、ボンピング作 用による循環が行なわれる。

供給される物質が排泄物であると会は、供給は通常ム時間に１乃至２度行なわれ る。均一な温度および一様な密度を与えるために、この物質はそのようにして室 １０４の中でボンピング作用による循環によ、つて処理される。加熱および同時 の処理作業中に、その物質の特徴にしたがって、二酸化炭素のようないくらかの ガスが逃げる。これらのガスが発生させられるメタンと混らないようにするのが 有利である。室１０４が閉じられ、よこでその室の中で発生させられたガスは容 易に排出されることができる。

本発明によれば、前置室の中での物質の加熱は処理容器１０４の中で処理される 物質の月相している温度を作り出す役を果している。しかしながら、加熱はまた パスツール殺菌効果も持っている。この効果は、温度が摂氏５５度および恐らく それ以上に上げられると、さらに増大することができる。その温度ではサルモネ ラ科の病原菌は急速に死滅させられる。

しかしながら、ガス発生段階に供給される物質は摂氏５５度以上の温度を持って はならず、パスツール殺菌が望ましいときは、約摂氏５０度への温度の低下が必 要である。このことはその物質にその供給の前に冷却ループを通過させることに よって行なわれることができ、これに関連して、防散される熱は新しく供給され る物質？予備加熱するために使用されることができる。

従来技術においては、メタン２発生させるための嫌気性菌の培譬牙伴う生物学的 過程においては摂氏３０度から摂氏４０度まで範囲になければならないと仮定さ れていた。しかしながら本発明に関連して、摂氏４０度と摂氏５０度の間の温度 で発生は全くうまく行くことが証明された。このような温度では、過程はより迅 速であり、したがって設備はより低い温度におけるよりも艮く利用されることが できる。しかしながら、より高い温度に関連して、温度が蛋白質の凝固温度の範 囲、すなわち摂氏６５度に達しないように、非常に注意深く温度を調節すること が重要である。それはバクテリアの培養を傷めるだろう。

パスツール殺菌温度までの加熱はある状況の下では有利な工程である。排泄物を 、パスツール殺菌されない排泄物の使用によって必要とされる制限なしに使用で きるからである。そのようにして、その排泄物はすべての季節中撒かれることが でき、園芸の目的のためにも使用されることができる。

その過程で処理を受けた物質は処理室から取り出され、それぞれつぎの使用のた めに周囲の施肥ヤードや別の肥料倉庫に輸送される。このように処理された物質 は肥料としての使用に適している。

以上、その工場がいかにして連続運転で動作するかが記載された。しかしながら 、その過程を開始するとさ、処理室内の物質のための微生物の培養の教えにした がって特別の措置が必要である。このため、細菌学的過程の確実で迅速な開始を 達成するための特別な方法および添加物が知られている。

細菌学的過程は止む危険があり、それはＰＨが正しくない（それは約６．８でな ければならない）とさ、温度が適当でない（摂氏４０度から摂氏５０度までの範 囲以外）とき、物質が空気に曝されるとき、培養が過負荷（新しい物質の供給が 余りに急）のとき、各取出しで余りに沢山の物質が取り除かれるとき、または（ 有毒化学薬品のような）不適当な成分が生物学的物質に供給されるときに起るこ とがある。その過程がこのような状況の下で止むときは新しい開始操作が必要で あり、それは、過失の原因を正した後最初の操作とほぼ同じ方法で行なわれるこ とができる。

本発明によれば、前置室と処理室は互に離れて、および／または別のレベルに位 置させられており、この場合、それらは基質の運搬のための沢山の輸送手段によ って接続されている。このような配置では、工場はいろいろな型の空間に適合さ せられることができる。

それらの室の間の距離は、一方の室の温度が他方の室に及ぼす影譬が最小にとど められるという利点となる。

前置室が固有の入れ物として形成されることは必要ではない。それは例えば、前 に示された目的で基質が加熱されるパイプのループあるいは一組の配管？含むこ とができる。このような場合には、したがって、単数または複数のパイプの中の 通過のための空間が前置室を構成する。

基質が処理室を通過した後で集められる廃棄物のための入れ物は工場のその他の 部分から分離していることも一体のものであることもできる。しかしながら、こ れに関して、廃棄物の入れ物はいかなる形および場所でも持つことができ、ある いは複数の場所に分割されることができるから、本発明はいかなる特定の実施の 態様にも限定されない。廃棄物が取出しのためのある種の荷積み手段に直接輸送 されるとぎは、廃棄物の入れ物は省略されることができる。

第１図には主制御ユニット１０２および処理部または消化器容器部１０４を有す る本発明の一実施例１００の簡単化された図式図が示されている。それらの部は 、混合、加熱、ガス処理、およびメタン発生および取出しが消化器容器１０４で 起っている間に主制御ユニット１０２の中で行なわれなければならない制御機能 を可能にするために、導管および電気的接続を通じて互に連絡している。

°主制御ユニット１０２は処理部１０４の外の別の室の中に納められている。そ のうえ、容易に持運びでさるように、両方の部とも地上に置かれている。第１図 の実施例においては、（１）主制御ユニット１０２は消化器容器部分１０４の中 で消化される管の廃棄物質基質の混合および加熱に備えており、（２）主制御ユ ニットはサイクルを作って相ついで稼動し、その一部は混合および加熱のために 働いており、他の部は働いていない。

容器１０４は、例えば加立方米の容量から８立方米の容ｉまでの範囲の沢山の異 なった寸法のものとして供給されることができるコンテナを含んでいる。

主制御ユニット１０２のためのハウジングはまた通常排泄物を加熱するための加 熱システムと、導管を通して排泄物を移送するため、および消化器容器１００の 温度もその排泄物またはその他の廃棄物の温度も主制御ユニット１０２の中で制 御するための′ポンピングおよびバルブ・システムも含んでいる。

主制御ユニット１０２は、容器部１０４とその内部にあるガス取出し導管１０６ 、下の廃棄物取出し導管１０８、中央の廃棄物取出し導管１１０、長い廃棄物噴 射導管１１２短い廃棄物噴射導管１１４、温度センサ１１６、および熱導管１１ ８を通して連絡している。ガス取出し導管１０６は消化器の最上部を通して挿入 され、残りの導管は廃棄物のためのレベル１２０の下にある。

この配置で、基質は消化器容器１０４から、導管１１０を通してその正面の中心 の近くの場所から、または導管１０８を通して底の近くの場所から取り出される 。新しい基質は、消化器容器１０４の長さ方向に、導管１１２を通して主制御ユ ニット１０２から最も遠い所で、または導管１１４を通して主制御ユニット１０ ２に近い場所からはいる。したがって、基質は詰り物を流す操作のために容器１ ０４の遠い所にはいり、主制御ユニット１０２に近い場所に移動するか、または 混合型の操作のために主制卸ユニツ）　１０２の近くではいり、また取り出され る。

容器１０４の壁は絶縁され、温度制御で援助するための加熱コイルを含み、必要 な場合にそのほかの熱を供給するために底の近くに加熱コイル１８が含まれてお りあるいは他の一つの制御手段として望ましい所に冷却手段が宮まれている。容 器１０４の中に最良の条件を得るためにさらに熱が加えられなければならないか 、あるいは熱が取り去られなければならないかを決定するために、温度が温度セ ンシング装置】１６によってモニタされている。

第２図には、前置室１３０を含む主制御ユニット１０２、熱交換器および混合部 １３２、ボンピング部１３４およびボイラ１１３６の一部とともに、主制御ユニ ット１０２および消化器容器１０４の一部の簡単化された部分斜視図が示されて いる。ガス取出し部、およびボイラ邪１３６の完全な詳細は、ガスライン１０６ および一般的な仕切ＩＪ　１３６　ｅ除いて、示されていない。

前置室１３０は排泄物のような新しい基質を受け取り、その基質は熱交換器およ び混合ＷＭ　１３２　’？ｒ：通して循環させられる。ボンピング部１３４は、 前置室１３０と熱交換器および混合部１３２の間で基質を動かすため、または熱 交換器および混合部１３２と消化器容器１０４の間で基質を動かすために、バル ブを宮んでいる。

熱交換器および混合部１３２は、温い水がボイラ部を通してポンプで送られるよ うにするために、導管１４０および１４２コ通してボイラ部１３６に接続され、 基質を貫通して導くための曲ったパイプ１４６を中に持っている室である。曲っ たパイプ１４６は水平面内でいくつかのループに形成されており、一端でパイプ １５０に接続され、他端で第２のパイプ１５２に接続されており、それらを通し て基質はボンピングステーション１３４へ、およびそこから流れる。

熱交換器および混合ＦｊＰＳ１３２は前置室１３０のすぐ下にあり、この室は導 管１５４を通してポンプで送られる新しい基質を受ける。熱交換器および混合部 １３２の中の水の温度は導管１４０および１４２を通る熱い水の流れを制御する ことによって自動的に制御される。この制御のために、温度センシング装置１５ ６が主制仰ユニット１０２の内部に位置させられている。好ましい実施の態様に おいては、それは基質の温度を検知するために前置室１３０の内部にあるが、他 の実施の態様においては、水の温度を検知するために、熱交換器および混合部１ ３２の内部にある。それは導線１５８を通してボイラ部１３６の中のバルブに接 続されている。

基質の流れを制御するために、ボンピング部１４４はポンプ１６０、タイマ１６ １、第１のバルブ１６２および第２のバルブ１６４を含んでいる。ポンプ１６０ は、基質を曲りたパイプ１４６から第１のバルブ１６２にポンプで送るために、 第１のバルブ１６２およびパイプ１５０と直接連絡している。タイマ１６１はポ ンプ１６０を自動的に起動し、停止するようにセットすることができる。

第１のバルブ１６２は、パイプ１６６ヲ通して一方のポジションでマニホルド１ ６８と連絡し、他方のポジションでパイプ１７０と連絡する、２ポジシヨンの流 体パルプである。パイプ１７０は、前置室ｉ３ｏとの連絡のために、熱交換器１ ３２の曲ったパイプ１４６を通して消化器容器１０４からか前置室１３０からか 基質をポンプで送るために接続されている。マニホルド１６８は流れを出口１０ ８°または出口１１０から導管１６６に接続し、基質を容器１０４の底からか最 上部から引き出すためのバルブを含んでいる。

基質の流れを制御するために、第２のバルブ１６４は、一つのポジションで、流 体が熱交換器および混合部１３２の中の曲ったパイプ１４６から前置室１３０に 流れるようにするために、第２のパイプ１５２と、前置室１３０と連絡スる導管 ’１７１を接続する、３ポジシヨンのバルブである。

第２のポジションにおいては、第２のバルブ１６４は、第１のバルブ１６２のポ ジションにしたがって、基質が前置室１３０から消化器容器１０４の遠い方の端 に流れるようにするか、基質がマニホルド１６８および消化器容器１０４の内部 から曲ったパイプ１４６を通して循環させられ、導管１１２を通って消化器の遠 い方の端に戻されるようにするために、第２のパイプ】５２を導管１１２と接続 する。

第３のポジションにおいては、第２のバルブ１６４は、第１のバルブ１６２のポ ジションに依存して、基質を消化器容器１０４からマニホルド１６８および曲っ たパイプ１４６ヲ通り、導管１１４ヲ通して近い方の端で消化器容器１０４に戻 し、再循環させるか、または流体が前置室１３０から曲りたパイプ１４６を通り 、消化器容器１０４の中にポンプで送°られるようにするために、パイプ１５２ を導管１１４と連絡するようにする。

マニホルド１６８は流出取出し導管１８０ｆｉ：含んでおり、それを通して取り 出さなければならない流出流が消化器の内部から加圧されて流れ出る。この４管 はまた導管１８２２通して前置室１３０の最上部に接続されており、それは前置 室１３０の中の基質に対してオーバーフローの役を果す。消化器容器１０４から 取り出される流体は、第１のバルブ１６２が閉じ、られ、その結果マニホルド１ ６８の中の流体が曲ったパイプ１４６に流れることができないとき、マニホルド １６８の最上部に流れ込み、新しい物質が消化のために加えられるとき処理され た基質がこの機構を通して消化器容器１０４がら取り出される。

第３図には、熱のためのガスライン１０６がらガスご受け、導管１１８を通して 消化器に、また温度制御のための導管１４２を通して熱交換器に熱し・水を供給 するために接続されているボイラ部１３６の図式的ダイアダラムが示されている 。消化器の中の温度測定装置１１６および前置室の中の温度検知装置１５６は、 どちらも、ボイラ部１３６に信号を供給するまために、それと電気的に接続され ている。戻り導管１４０はボイラ部１３６に連結されている熱交換器力・ら熱い 水を戻す。

ボイラ部１３６は加熱およびボンピングシステム１８６、消化器温度制御システ ム１８８、および熱交換器温度制御システム１９０を含んでいる。加熱およびポ ンピングシステム１８６はガスを受け、温度測定装置１１６および１５６の制御 の下でそれぞれ消化器温度制御システム１８８および慈父換器温度制御システム １９０に熱い水を供給する。

加熱およびポンピングシステム１８６はガスボイラ１９２、ポンプ１９４、膨張 タンク１９６、メータ１９８および安全バルブ２００　Ｆ含んでいる。ガスボイ ラ１９２はガスフィン１０６からガスを受け、熱い水をポンプ１９４に供給し。

圧力が予め定められた限界を越えないこと１保証するために、そのポンプは膨張 タンク１９６、メータ１９８、および安全バルブ２００に送る。それはまた導管 ２０２を通して消化器温度制御システムに、また導管２０４を通して熱交換器温 度制御システム１９０に熱い水を供給する。水は、消化器容器１０４および熱交 換システムから導管１４０を通してボイラ［Ｌ９２に戻される。

消化器温度制御システムは、第１および第２の手動バルブ“２０６および２０８ 、フィルタ２１０および自動的に制御されるバルブ２１２を通して流れる導管２ ０２　ｉ含んでいる。そのバルブ２１２は温度測定装置１１６によって制御され る。戻りの水は、並列な手で制御されるバルブ２１４おＬび２１６を通る導管１ １８ヲ通して導管１４０に流れる。同様に、熱交換器温度制御システム１９０は 、二つの手動バルブ２１８および２１９、フィルタ２２０およびバルブ２２２を 通して流れる導管２０４を含んでおり、そのバルブ２２２は温度測定装置１５６ によって制御される。水は５ｗ１４ｏｉ通して戻される。

操作では、消化器容器１０４の中で処理される基質が導管１５４を通して周期的 に前置室１３０（第２図）の中にいれられる。例えば、基質として排泄物が使用 されることかでき、それは日に２回し）れられる。この目的で、前置室１３０は 、それを充填する経済的に適当な回数で、消化器容器の中の培養ご破壊すること なしに容器の連続的な操作を可能にするために、消化器容器１０４（第１図）に 毎日十分な基質を供給するように、十分に大きい。

前置室１３０を充填するための過度の周期数を避けるために、十分な童の基質を 前置室の中に貯蔵することができるように、消化器容器１０４の容積に対する前 置室１３０の容積の比は少くともｌ／１００でなければならず、したがって消化 器容器１０４の中の１０日の最大滞在時間に対して毎日前置室を充填する周期は １０よりも少ないだろう。

第１図から第３図までの実施例の好ましい使用においては、消化器容器の容積に 対する前置室の容積の比は好ま、シ＜は２１５から１／１０までの範囲にあり、 前置室が１日に２回充填されると仮定して、消化器容器１０４の中の比較的短い 消化期間になるようにする。

前置室１３０が充填されるときは、バルブ１６２および１６４は、基質に導管１ ７１（第２図）を通して導管１５２および熱交換器１３２の中の熱交換パイプ１ ４６に至るバルブ１６４に、またポンプ１６０およびパルプ１６２ヲ通して流れ ることがでさるようにする位置におかれる。同時に、摂氏１５度から摂氏９０度 までの範囲内の温度の水がボイラ１３６から熱交換器１３２を通して流れる。混 合は成可＜１５分よりも短い期間行なわれる。その期間以後は生物学的活性が低 下するからである。

ポンプ１６０は、混合サイクルの終りに熱交換パイプ１４６から基質を完全に取 り去るように位置させられるか、または水が冷却されるかあるいは取り去られる ように位置させられる、。その結果、（１）基質の温度は約５５に上昇させられ るが、常に１０度から７０度までの範囲にある。（２）熱交換パイプ１４６の中 での加熱および混合は毎時１５分以下の時間続く。（３）基質は１回に１５分よ りも長い時間熱い水の存在の下でパイプの中に定常的に留らない。

熱交換器の中に基質を保持する熱交換パイプ１４６の容積は前置室１３０の容積 の成可り６４分の１であり、その結果前置室の全蓉積のうちの小さな量だけが熱 交換器の中にあり、残りは前置室の中に取り去られ、そこで全体の童を加熱する ために混合される。前置室の容積は、適当な混合を可能にするために、熱交換パ イプの中によりも前置室１３０の中に常により沢山の基質があるように、熱交換 パイプ１４６の容積よりも常に少なくとも３０パーセントだけ大きくなければな らない。

基質が適当な温度にあるとさ、バルブ１６２および１６４のポジションは、基質 が前置室１３０（第２図）から導管１７１を通ってバルブ１６２に流れるように 変えられ、そこでポンプ１６０によって導管１５０および熱交換パイプ１４６を 通り、そこからバルブ１６４ヲ通る導管１５２を通り、導管１１２または導管１ １４に送られる。導管１１２も１１４も基質に消化器容器１０４への路を開き、 その一方で容器の遠い方の端に、他方で近い方の端に基質を送る。

この工程で、容器の中の基質は新しい基質で置き換えられ、消費された物質がオ ーバーフローし、マニホルド１６８’を通り、導管１８０を通り、そこから収集 リザーバに取り去られるようにする（消化器容器と前置室の寸法の比は、前に記 載されたように、適当な消化率を与えるような大きさに定められ、そのようにし て消化器容器１０４に対する前置室１３０の容量の比は少なくとも−１／　１０ ０である。

８時間毎というように周期的に、消化器の中の基質は、基質にその下に集積させ る程硬い垢が表面に形成するのを妨げるために、循環させられる。この目的で、 バルブ１６２および１６４は、バルブ１６４のポジションに依存して、基質をポ ンプで消化器容器１０４の出口１１０からか出口１０８からマニホルド１６８、 導管１６６、バルブ１６２、ポンプ１６０、導管１５０および熱交換パイプ１４ ６１通し、バルブ１６４　ｆｒ：通って消化器容器１０４にか前置室１３０Ｋか 戻すように調節される。

以上の記載から、本発明の消化システムが、（１）混合時間を１日のうちのいく つかの期間に集中することによって労働力を保存する。（２）エネルギを保存す る、（３）新しい基質が消化器容器の主要部分にいれられる温度を制御すること によってメタン収率を向上する、（４）有効な混合を与えるというようないくつ かの利点を持っていることが見られる。

好ましい実施例がいくつかの特徴？もって記載され、たけれども、沢山の変更や 変形が本発明から逸脱することなしにその好ましい実施例の中でなされ得るだろ う。したがって、添付の特許請求の範囲の中で本発明が特に記載されたものとは 異なるように実施され得ることが理解されな、ければならない。

見） １　事件の表示　ＰＣＴ／５Ｅ８３１００４７ローーーーーー二；＝−号− ２、発明の名称 メタン製造装−１ ３補正をする者 事件との関係　特許出動人 名称　バイオシステム・イー・エイビイ４代理人〒１０５ 住　所　東京都港区芝３丁目２番１４号芝三丁目ビル国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　嫌気的に基質ご閉じ込め、メタンガスが取り出されるように作られた、第 ２の段の中の消化器容器（１０４）、 ガスの取出しのために消化器容器の上部の中の手段（１０６）、 その消化器容器に第１の段から基質を移送するための手段（１１２，１１４）、 を含み、 第１段手段が、基質をその消化器容器手段（１０４）にいれる前に、新しい基質 を処理する前置室（１３０）を含み、その前置室（１３０）はその消化器容器（ １０４）力・ら離れた所に置かれ、沢山の手段によって消化器容器（１０４）に 接続されており、 上記第１段手段が、消化器容器に対して１００対１よりも小さい゛容積化の容積 を有する上記前置室（１３０）の中に少くとも部分的に基質を集積する手段を含 み、上記第１段手段はボンピング手段（１３４）を含み、上記ボンピング手段（ １３４）は、上記ボンピング手段が、基質を摂氏１５度と摂氏７０度の間の温度 に加熱し、混合しながら、ポンプでその基質を上記前置室から送り出し、それを その前置室に戻すことかでさるようにするための第１の手段を含み、かつ上記ボ ンピング手段が、上記ボンピング手段を、その基質の温度が上記第１段手段の中 で上げられ、その基質が混合された後で、上記基質を上記第１段手段から上記消 化器容器にポンプで送ることができるようにするための第２の手段を含んでいる ことを特徴とする、第１および第２の段の中の基質からのメタンの嫌気性製造の ための装置。 ２、上記ボンピング手段（１３４）が、上記前置室の直径の３分の１よりも小さ い直径、および上記第１段手段の中に含まれている基質の体積の８０パーセント よりも小さい容積を有する導管手段（１４６）を含んでいることを特徴とする特 許請求の範囲第１項記載の装置。 ３、　上記ボンピング手段（１３４）が、上記導管手段（１４６）が曲線的な通 路に涜って貫通している熱交換器（１３２）を含んでいることを特徴とする特許 請求の範囲第１項または第２項記載の装置。 ４、上記ボンピング手段が、上記前置室から上記ボンピング手段を通り、上記前 置室に戻る第１の通路、および上記前置室から上記消化器容器に戻る第２の通路 を通って上記基質を選択的に移動させるためのバルブ手段（１６２，１６４）を 含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の装置。 ５、上記ボンピング手段が、 摂氏５０度と摂氏９０度の間の水を含む熱交換器手段、上記水を加熱するための ボイラ手段（１３６）、および上記熱交換器手段の中の上記基質を加熱するため の手段 を含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第４項までのいずれか に記載の装置。 ６、上記ポンピング手段が基質を上記消化器容器から上記ポンピング手段ご通っ て上記前置室に取り出し、上記取り出された基質と加熱し、混合し、かつそれご 上記消化器容器手段に戻すための手段を含んでいることを特徴とする特許請求の 範囲第１項から第５項までのいずれかに記載の装置。 浄書（内容に変更なし）