NO843465L

NO843465L - APPARATUS FOR PRODUCING METHAN

Info

Publication number: NO843465L
Application number: NO843465A
Authority: NO
Inventors: Ove Thomsen; Peter Roennow
Original assignee: Biosystem E Ab
Priority date: 1983-01-03
Filing date: 1984-08-31
Publication date: 1984-08-31
Also published as: JPS60501591A; EP0130210A1; DK421284D0; WO1984002698A1; FI843452A; AU2430484A; FI843452A0; DK421284A; CA1221478A; AU567914B2

Description

Oppfinnelsens bakgrunnThe background of the invention

Denne oppfinnelse angår et apparat for produksjon av methan fra et substrat som omfatter et organisk materiale, som gjødsel, ved anaerob oppslutning. This invention relates to an apparatus for the production of methane from a substrate comprising an organic material, such as fertiliser, by anaerobic digestion.

I en type av anaerobt oppslutningsapparat omslutter en oppslutningsbeholder et substrat som inneholder en kultur av mikroorganismer, og har en anordning for å fjerne methangass i beholderens øvre del. I denne type av anaerobt oppslutningsapparat kan biologisk materiale, som f.eks. gjødsel fra fjøs eller svinestaller, avfall fra bondegårder og matproduksjonsindustrier og kloakkslam anvendes som substratet. In one type of anaerobic digester, a digester container encloses a substrate containing a culture of microorganisms, and has a device for removing methane gas in the upper part of the container. In this type of anaerobic digester, biological material, such as e.g. manure from barns or pig stables, waste from farms and food production industries and sewage sludge are used as the substrate.

For å oppnå et høyt gassutbytte i løpet av en rimelig behandlingstid er denne prosess særpreget ved at (1) den er tilstrekkelig kontinuerlig til at mikroorganismekulturene kan oppbevares med uavbrutt gassproduksjon, (2) biologisk materiale tilføres og fjernes tilstrekkelig ofte til at anleggets kapasitet blir effektivt utnyttet, (3) substratet behandles ved en temperatur som gir et høyt gassutbytte, og (4) substratet håndteres automatisk. In order to achieve a high gas yield during a reasonable processing time, this process is characterized by the fact that (1) it is sufficiently continuous that the microorganism cultures can be stored with uninterrupted gas production, (2) biological material is supplied and removed sufficiently often for the facility's capacity to be efficient utilized, (3) the substrate is treated at a temperature that gives a high gas yield, and (4) the substrate is handled automatically.

Ved en kjent type av oppslutningsapparat innen denne gruppe blir substratet innført i en sump og behandlet før det pumpes i hovedoppslutningsapparatet. Behandlingen består i mekanisk agitering for å danne en oppslemning og etter-følges av tilsetning av vann for å få den korrekte konsistens. In a known type of digestion apparatus within this group, the substrate is introduced into a sump and treated before being pumped into the main digestion apparatus. The treatment consists of mechanical agitation to form a slurry followed by the addition of water to obtain the correct consistency.

De kjente oppslutningsapparater byr på flere ulemper, som at (1) de gir ikke maksimal methandannelse fordi et nytt substrat innføres ved en temperatur som er for lav, mens et annet substrat befinner seg ved en temperatur som er for høy, (2) blandingen er lite effektiv og lokal, (3) det er for sterk tilbøyelighet til skorpedannelse,og (4) arbeidsinn-satsen er høy fordi overvåkning er nødvendig i lengre tid. The known digesters offer several disadvantages, such as (1) they do not give maximum methane formation because a new substrate is introduced at a temperature that is too low, while another substrate is at a temperature that is too high, (2) the mixture is inefficient and local, (3) there is too strong a tendency to crust formation, and (4) the work effort is high because monitoring is necessary for a longer period of time.

Oppsummering av oppfinnelsenSummary of the invention

Det er et formål ved oppfinnelsen å tilveiebringe et apparat for anaerob oppslutning, hvori substratets temperatur holdes forholdsvis jevn. It is an object of the invention to provide an apparatus for anaerobic digestion, in which the temperature of the substrate is kept relatively constant.

Det er et ytterligere formål ved oppfinnelsen å tilveiebringe et nytt anaerobt oppslutningssystem, hvori et nytt substrat blandes og oppvarmes før det innføres i hovedoppslutningsbeholderen. It is a further object of the invention to provide a new anaerobic digestion system, in which a new substrate is mixed and heated before it is introduced into the main digestion vessel.

Det er et videre formål ved oppfinnelsen å tilveiebringe et nytt anaerobt oppslutningssystem, hvori blanding utføres ved å transportere substrat fra ett sted til et annet via ledninger. It is a further object of the invention to provide a new anaerobic digestion system, in which mixing is carried out by transporting substrate from one place to another via pipes.

Det er et ytterligere formål ved oppfinnelsen å tilveiebringe et nytt anaerobt oppslutningssytem, hvori substratet blir tilstrekkelig blandet til at det fås en forholdsvis jevn konsistens uten at den mikrobielle aktivitet reduseres på grunn av for sterk blanding. It is a further object of the invention to provide a new anaerobic digestion system, in which the substrate is sufficiently mixed so that a relatively uniform consistency is obtained without the microbial activity being reduced due to excessive mixing.

I henhold til de ovenstående og ytterligere formål ved oppfinnelsen innbefatter et anaerobt oppslutningsapparat to trinn som er stedsmessig skilt fra hverandre, idet det første av de to trinn mottar nytt substrat og det annet av de to trinn tjener til å holde substratet under svak turbulens mens methan dannes av mikrober. Det første trinn innbefatter en avdeling som tjener som et forkammer for det annet trinn som utgjør hovedoppslutningsbeholderen. According to the above and further objects of the invention, an anaerobic digester includes two stages which are spatially separated from each other, with the first of the two stages receiving new substrate and the second of the two stages serving to keep the substrate under slight turbulence while methane formed by microbes. The first stage includes a compartment which serves as a pre-chamber for the second stage which constitutes the main digester.

Det nye substrat i det første trinn blir blandet ved transport av dette gjennom ledninger fra sted til sted og oppvarmes til en temperatur som er egnet for anaerob oppslutning eller noe høyere, før det transporteres inn i det annet trinn. Materiale kan ifølge en utførelsesform over-føres fra det annet trinn til det første trinn og tilbake til det annet trinn for å oppnå ytterligere blanding og oppvarming dersom dette skulle være ønsket. The new substrate in the first stage is mixed by transporting it through pipes from place to place and heated to a temperature suitable for anaerobic digestion or slightly higher, before it is transported into the second stage. According to one embodiment, material can be transferred from the second stage to the first stage and back to the second stage to achieve further mixing and heating if this is desired.

Blandingen av substratet i det første trinn utføres i ikke over 15 minutter av hver time, og temperaturen reguleres til innenfor området 25°C og 80°C under blandingen. Det første trinn har et volum som er minst en hundreogfemtiende-del av det annet trinns volum. Substratets volum i det første trinn er ikke større enn 1/3 av volumet i det annet trinn. The mixing of the substrate in the first step is carried out for no more than 15 minutes out of every hour, and the temperature is regulated to within the range of 25°C and 80°C during the mixing. The first stage has a volume that is at least one hundred and fiftieth of the volume of the second stage. The volume of the substrate in the first step is not greater than 1/3 of the volume in the second step.

Det første trinn må være tilstrekkelig stort til å kunne holde på nok substrat for kontinuerlig drift av oppslutningsapparatet. Kontinuerlig drift er her ment å skulle betegne at næringsmidler tilsettes tilstrekkelig hyppig til å be-vare mikrobene. Oppvarmingstiden delt i en tidsperiode, The first stage must be sufficiently large to be able to hold enough substrate for continuous operation of the digester. Continuous operation is here intended to mean that nutrients are added sufficiently frequently to preserve the microbes. The heating time divided into a time period,

som et døgn, og multiplisert med forkammerets kapasitet må være større enn den last som må behandles i løpet av ett døgn i oppslutningsbeholderen for kontinuerlig drift. as a day, and multiplied by the capacity of the pre-chamber must be greater than the load that must be processed during one day in the digester for continuous operation.

Oppslutningsbeholderens kapasitet dividert med det første trinns kapasitet er lik antallet av ganger som det første trinn bør tømmes over i hovedoppslutningsbeholderen i løpet av oppholdstiden for å oppnå en effektiv drift. Oppholdstiden er den tid en substratmengde holdes i oppslutningsapparatet og bør være lik den tidsmengde som er nødvendig for å oppslutte en charge i oppslutningsbeholderen. For effektivt å kunne utnytte et substratutgangsmateriale må det være mulig å chargere forkammeret med substratet, å oppvarme substratet og å innføre . substratet i oppslutningsbeholderen et tilstrekkelig antall ganger til å utnytte det ønskede vrakmateriale fra utgangsmaterialet i løpet av substratets oppholdstid. The capacity of the digester divided by the capacity of the first stage is equal to the number of times that the first stage should be emptied into the main digester during the residence time to achieve an efficient operation. The residence time is the time a quantity of substrate is held in the digester and should be equal to the amount of time required to digest a charge in the digester. In order to efficiently utilize a substrate starting material, it must be possible to charge the pre-chamber with the substrate, to heat the substrate and to introduce . the substrate in the digester a sufficient number of times to utilize the desired scrap material from the starting material during the substrate's residence time.

Materiale fra forkammeret bør oppvarmes og innføres i beholderen tilstrekkelig ofte og på en slik måte at det dannes tilstrekkelig turbulens i beholderen til å bryte opp den skorpe som er tilbøyelig til å dannes på toppen av substratet. Dersom substratet blir blandet for ofte, får bakteriene nedsatt effekt, og blandetiden bør ikke vare lenger enn en halv time av gangen. Et nytt substrat innføres i oppslutningsbeholderen minst én gang hver åttende time for å sikre at en skorpe ikke dannes. Tiden må være tilstrekkelig til at topplaget i beholderen aldri blir så hårdt at gass-bobler ikke kan trenge gjennom dette eller at et stigende varmt substrat ikke kan bryte gjennom overflaten. Material from the antechamber should be heated and fed into the container sufficiently often and in such a way that sufficient turbulence is created in the container to break up the crust that tends to form on top of the substrate. If the substrate is mixed too often, the bacteria will have a reduced effect, and the mixing time should not last longer than half an hour at a time. A new substrate is introduced into the digester at least once every eight hours to ensure that a crust does not form. The time must be sufficient so that the top layer in the container never becomes so hard that gas bubbles cannot penetrate through it or that a rising hot substrate cannot break through the surface.

Det første trinn innbefatter ledninger som utgjør delThe first step includes wires that make up part

av en varmeveksler, og materialet må ikke få henstå i varmevekslingsenhetens ledninger så lenge at de vil bli til-stoppet. Da dette er en funksjon av temperaturen for vannet som omgir ledningene i varmeveksleren, bør substratet ikke of a heat exchanger, and the material must not be allowed to remain in the heat exchange unit's lines for so long that they become clogged. As this is a function of the temperature of the water surrounding the wires in the heat exchanger, the substrate should not

få henstå i pumpene i lengre tid enn 15 minutter og, optimalt, 7 minutter, med vannet innstilt for å oppvarme substratet til over 60°C. For å opprettholde bakterie-effektiviteten bør blandingen utføres i mindre enn 15 minutter i løpet av én time. Det største antall ganger som det første trinn kan tømmes for substrat uten å redusere utbyttet, er lik oppholdstiden dividert med den tid som er nødvendig for effektivt å chargere og oppvarme substratmaterialet i det første trinn. allowed to stand in the pumps for longer than 15 minutes and, optimally, 7 minutes, with the water set to heat the substrate to over 60°C. To maintain bacterial effectiveness, mixing should be done for less than 15 minutes during one hour. The greatest number of times that the first stage can be emptied of substrate without reducing the yield is equal to the residence time divided by the time required to effectively charge and heat the substrate material in the first stage.

Forkammerets størrelse, ledningsvolumet i varmeveksleren og temperaturen i varmeveksleren avpasses i forhold til hverandre slik at: The size of the pre-chamber, the line volume in the heat exchanger and the temperature in the heat exchanger are matched in relation to each other so that:

(1) substratet kan behandles kontinuerlig,(1) the substrate can be processed continuously,

(2) substratet i forkammeret mottar varme fra varmeveksleren hurtigere enn det taper varme til atmosfæren under kalde betingelser, og (3) forkammeret har en tilstrekkelig størrelse i forhold til oppslutningsapparatet til at det ikke krever chargering av oppslutningsapparatet flere enn 10 ganger, fortrinnsvis 2 ganger, pr. døgn mens kontinuerlig drift av oppslutningsappratets opprettholdes. (2) the substrate in the pre-chamber receives heat from the heat exchanger faster than it loses heat to the atmosphere under cold conditions, and (3) the pre-chamber has a sufficient size in relation to the digester so that it does not require charging the digester more than 10 times, preferably 2 times , per 24 hours a day while continuous operation of the recording apparatus is maintained.

Vanntemperaturen i varmeveksleren er mindre enn 100°C for å hindre pasteurisering, og substratet bør være stasjonært i denne i under 9 0 minutter. Materialet bør blandes i løpet av mindre tid enn 30 minutter av gangen og likevel være istand til å fåøket temperatur til ca. 65°C. The water temperature in the heat exchanger is less than 100°C to prevent pasteurisation, and the substrate should be stationary in it for less than 90 minutes. The material should be mixed in less than 30 minutes at a time and still be able to raise the temperature to approx. 65°C.

Det fremgår av den ovenstående beskrivelse at oppslut-ningssystemet ifølge oppfinnelsen byr på flere fordeler, som at (1) det tillater besparelse av arbeidsinnsats ved at blandetiden konsentreres til visse perioder i løpet av døgnet, (2) det bevarer energi, (3) detøker methanproduksjonen ved regulering av den temperatur ved hvilken nytt vrakmateriale innføres i en oppslutningsbeholders hoveddel, og (4) det muliggjør effektiv blanding. It appears from the above description that the containment system according to the invention offers several advantages, such as (1) it allows saving of work effort by concentrating the mixing time to certain periods during the day, (2) it conserves energy, (3) it increases the methane production by regulating the temperature at which new wreck material is introduced into the main body of a digester, and (4) it enables efficient mixing.

Oppsummérlng av tegningeneSummary of the drawings

De ovennevnte og andre særtrekk ved oppfinnelsen vilThe above and other special features of the invention will

bli bedre forstått ut fra den følgende detaljerte beskrivelse vurdert under henvisning til de ledsagende tegninger, på be better understood from the following detailed description considered with reference to the accompanying drawings, at

hvilkewhich ones

Fig. 1 er et fragmentarisk, skjematisk riss av en utførelses-form av oppfinnelsen, Fig. 2 er en forenklet perspektivskisse av utførelsesformen ifølge Fig. 1, og Fig. 3 er en skjematisk tegning av en del av utførelses-formen ifølge Fig. 1. Fig. 1 is a fragmentary, schematic view of an embodiment of the invention, Fig. 2 is a simplified perspective sketch of the embodiment according to Fig. 1, and Fig. 3 is a schematic drawing of part of the embodiment according to Fig. 1 .

D e t a1j ert beskr iveIseT h e t a1j ert descr iveIse

Gjødselen for prosessen som tilføres fra et mekanisert anlegg for gjødselpåmatning, bør ha et tørrstoffinnhold av 6-12%, dvs. såkalt flytende gjødsel. Selv dersom prosessen er kontinuerlig, hvilket innebærer at den bakteriologiske prosess aldri avbrytes og en tilstrekkelig materialmengde alltid befinner seg i behandlingstrinnet, innebærer dette ikke at tilførselen og også fjernelsen av materialer kan være diskontinuerlig så lenge bare mindre delmengder av hele massen håndteres ved hver anledning. Påmatningen av gjødsel kan således være periodisk, som f.eks. noen få ganger pr. døgn, og gjødselen blir da innført i prosessen. The fertilizer for the process, which is supplied from a mechanized facility for fertilizer feeding, should have a dry matter content of 6-12%, i.e. so-called liquid fertiliser. Even if the process is continuous, which means that the bacteriological process is never interrupted and a sufficient amount of material is always in the treatment step, this does not mean that the supply and also the removal of materials can be discontinuous as long as only smaller sub-quantities of the whole mass are handled on each occasion. The supply of fertilizer can thus be periodic, such as e.g. a few times per day, and the fertilizer is then introduced into the process.

Varmetilførsel, materialtilførsel og fjernelse av disse reguleres på en slik måte at materialet har en temperatur på 50-60°C før det fjernes fra forkammeret. Material-fjernelsen fra behandlingskammeret reguleres i forhold til tilførselen slik at behandlingskammeret inneholder en be-traktelig materialmengde, fortrinnsvis ikke mindre enn 3/4 av det tilgjengelige volum. De anaerobe mikroorganismer som anvendes for gassproduksjonen, befinner seg i massen i behandlingskammeret og i ny masse. All tilført masse blir suksessivt utsatt for de anaerobe mikroorganismer og tar derved del i gassproduksjonen. Heat supply, material supply and removal of these are regulated in such a way that the material has a temperature of 50-60°C before it is removed from the antechamber. The material removal from the treatment chamber is regulated in relation to the supply so that the treatment chamber contains a considerable amount of material, preferably not less than 3/4 of the available volume. The anaerobic microorganisms used for gas production are found in the mass in the treatment chamber and in new mass. All added mass is successively exposed to the anaerobic microorganisms and thereby takes part in gas production.

Ifølge utførelsesformene vist på Fig. 1-3 finner gassproduksjonen med fordel sted ved en temperatur av 50-60°C, According to the embodiments shown in Fig. 1-3, gas production advantageously takes place at a temperature of 50-60°C,

og denne temperatur opprettholdes i den nytilførte masse i behandlingskammeret ved hjelp av god isolasjon og en viss varme-mengde som tilføres ved hjelp av varmeoverføring fra massen i forkammeret. For ytterligere å kompensere for eventuelt varmetap som kan variere sesongsmessig, kan mer eller mindre varme tilføres ved hjelp av en varmesløyfe (se 118 i Fig. 1). and this temperature is maintained in the newly added mass in the treatment chamber by means of good insulation and a certain amount of heat which is supplied by means of heat transfer from the mass in the antechamber. To further compensate for any heat loss that may vary seasonally, more or less heat can be added using a heating loop (see 118 in Fig. 1).

I denne forbindelse kan et reguleringssystem av kjent type anvendes med varmereleer som registrerer massens temperatur og regulerer denne. In this connection, a control system of a known type can be used with heating relays which register the temperature of the mass and regulate it.

Materialet i behandlingskammeret 104 spaltes av bakteriekulturen, hvorved methan dannes. Denne gass tas ut i den øvre del av kammeret via ledningen 106 og overføres til én eller flere typer av forbruk, som varmekjeler eller gass-drevne motorer og/eller til lagringsrom for senere forbruk. Gassen kan lagres ved atmosfæretrykk eller komprimeres og lagres i trykkbeholdere. The material in the treatment chamber 104 is broken down by the bacterial culture, whereby methane is formed. This gas is taken out in the upper part of the chamber via line 106 and transferred to one or more types of consumption, such as heating boilers or gas-powered engines and/or to storage rooms for later consumption. The gas can be stored at atmospheric pressure or compressed and stored in pressure vessels.

Blanding av substratet forårsaker øket gassproduksjon. En slik blandevirkning oppnås ved omrøring erholdt ved sirkulasjon av materialet ved hjelp av den beskrevne pumpevirkning. Tilførsel og fjernelse av materiale reguleres slik at den gjerinomsnittstid som substratet tilbringer i prosessen, er ca. 5-10 døgn. Mixing the substrate causes increased gas production. Such a mixing effect is achieved by stirring obtained by circulating the material by means of the described pumping action. The supply and removal of material is regulated so that the average time the substrate spends in the process is approx. 5-10 days.

I forkammeret er imidlertid behandlingstiden for massen ikke så viktig forutsatt at massen når den ønskede temperatur. Det er mest fordelaktig å bearbeide massen for å oppnå en jevn sammensetning og temperatur. Den beste måte å oppnå dette på er ved blanding. In the pre-chamber, however, the processing time for the mass is not so important provided that the mass reaches the desired temperature. It is most advantageous to process the mass to achieve a uniform composition and temperature. The best way to achieve this is by blending.

For å sikre en jevn temperatur kan tilførselen og fjernelsen av materialet og sirkuleringen av dette ved hjelp av pumping finne sted i overensstemmelse med en på forhånd bestemt syklus, dvs. først tilførselen og derefter sirkuleringen ved hjelp av pumping i en viss tid før det tas ut, In order to ensure a uniform temperature, the supply and removal of the material and its circulation by means of pumping can take place in accordance with a predetermined cycle, i.e. first the supply and then the circulation by means of pumping for a certain time before it is withdrawn ,

slik at det tilførte materiale vil få tid til å oppnå den ønskede temperatur. so that the added material will have time to reach the desired temperature.

Når det tilførte materiale er gjødsel, vil tilførselen som regel finne sted én eller to ganger i løpet av 24 timer. Dette materiale blir således bearbeidet ved sirkulering ved hjelp av pumpevirkning i kammeret 104 slik at det fås en jevn temperatur og en homogen konsistens. I løpet av oppvarmingen og den samtidige bearbeiding kan visse gasser, som carbondioxyd, unnslippe i avhengighet av materialets art. When the supplied material is fertiliser, the supply will normally take place once or twice within 24 hours. This material is thus processed by circulation with the help of pumping action in the chamber 104 so that a uniform temperature and a homogeneous consistency are obtained. During the heating and the simultaneous processing, certain gases, such as carbon dioxide, may escape depending on the nature of the material.

Det kan være fordelaktig å hindre disse gasser fra å bli blandet med det produserte methan. Kammeret 104 er stengt, hvorved gassen som dannes i kammeret, lett kan slippes ut. It can be advantageous to prevent these gases from being mixed with the methane produced. The chamber 104 is closed, whereby the gas formed in the chamber can easily be released.

Ifølge oppfinnelsen tjener oppvarmingen i massen i forkammeret til å danne den tilsiktede temperatur i materialet som behandles i behandlingsbeholderen 104. Oppvarmingen har imidlertid også en pasteuriserende virkning. Denne virkning kan økes ytterligere dersom temperaturen økes til og eventuelt over 55°C ved hvilken temperatur patogene bakterier av Salmonella-familien hurtig blir utryddet. According to the invention, the heating of the mass in the antechamber serves to create the intended temperature in the material that is processed in the processing container 104. However, the heating also has a pasteurizing effect. This effect can be increased further if the temperature is increased to and possibly above 55°C at which temperature pathogenic bacteria of the Salmonella family are quickly eradicated.

Materialet som tilføres til gassbehandlingstrinnet,The material fed to the gas treatment step,

bør ikke ha en temperatur over 55°C, og dersom pasteurisering er ønsket, er det nødvendig med en temperaturreduksjon til ca. 50°C. Dette kan oppnås ved å la massen passere gjennom en kjølesløyfe før den innmates, og i denne forbindelse kan den avgitte varme anvendes for å forvarme nytilført materiale. should not have a temperature above 55°C, and if pasteurization is desired, a temperature reduction to approx. 50°C. This can be achieved by allowing the mass to pass through a cooling loop before it is fed in, and in this connection the emitted heat can be used to preheat newly added material.

Det er i henhold til teknikkens stand blitt antatt at temperaturen bør ligge innen området 30-40°C for bakteriologi iske prosesser med kulturer av anaerobe bakterier for å produsere methan. Det har imidlertid i forbindelse med den foreliggende oppfinnelse vist seg at produksjonen forløper ganske glatt ved temperaturer av mellom 40 og 50°C. Ved en slik temperatur er prosessen hurtigere, og anlegget kan derfor utnyttes bedre enn ved lavere temperaturer. I forbindelse med de høyere temperaturer er det imidlertid av viktighet at temperaturen reguleres meget omhyggelig slik at den ikke når det temperaturområde hvor protein vil koagulere, dvs. 6 5°C, hvilket kan skade bakteriekulturen. According to the state of the art, it has been assumed that the temperature should lie within the range of 30-40°C for bacteriological processes with cultures of anaerobic bacteria to produce methane. However, in connection with the present invention, it has been shown that production proceeds quite smoothly at temperatures of between 40 and 50°C. At such a temperature, the process is faster, and the plant can therefore be utilized better than at lower temperatures. In connection with the higher temperatures, however, it is important that the temperature is regulated very carefully so that it does not reach the temperature range where protein will coagulate, i.e. 65°C, which could damage the bacterial culture.

Oppvarmingen til en pasteuriserende temperatur er en fordelaktig fase under visse omstendigheter, fordi gjødselen Kan anvendes uten de begrensninger som er nødvendiggjort av The heating to a pasteurizing temperature is an advantageous phase under certain circumstances, because the fertilizer can be used without the restrictions necessitated by

en anvendelse av upasteurisert gjødsel. Gjødselen kan således spres under alle sesonger og kan også anvendes for hagebruksformål. an application of unpasteurized manure. The fertilizer can thus be spread during all seasons and can also be used for horticultural purposes.

Materialet som er blitt utsatt for behandling ved prosessen, tømmes ut fra behandlingskammeret og transporteres hhv. til den omgivende gjødselplass og et eget gjødsel-deponeringssted for påfølgende bruk. Materialet som er blitt behandlet på denne måte, er egnet for bruk som gjødnings-middel. The material that has been subjected to treatment during the process is emptied from the treatment chamber and transported respectively to the surrounding manure site and a separate manure disposal site for subsequent use. The material that has been treated in this way is suitable for use as a fertiliser.

Det er ovenfor blitt beskrevet hvorledes anlegget funksjonerer ved kontinuerlig drift. Når imidlertid prosessen startes opp, er det nødvendig med spesielle for-holdsregler for innføring av mikroorganismekulturen i massen i behandlingskammeret. For dette formål finnes kjente spesialtmetoder og tilsetningsmidler for å oppnå en sikker og hurtig oppstarting av den bakteriologiske prosess. It has been described above how the plant functions during continuous operation. However, when the process is started, special precautions are necessary for the introduction of the microorganism culture into the mass in the treatment chamber. For this purpose, there are known special methods and additives to achieve a safe and rapid start-up of the bacteriological process.

Det foreligger risiko for at den bakteriologiske prosess vil opphøre, og dette kan inntreffe når pH er ukorrekt (den bør være ca. 6,8), når temperaturen er uegnet (utenfor området 40-50°C), når massen er utsatt for luft, når kulturen er overbelastet (for hurtig tilførsel av ferskt materiale), når for meget materiale fjernes ved hver ut-tømning, eller når uegnede bestanddeler (som giftige kjemi-kalier) tilføres til den biologiske masse. Når prosessen opphører under slike omstendigheter, er det nødvendig med en ny oppstarting, og denne kan finne sted på tilnærmet samme måte som den opprinnelige efter at feilkildene er blitt korrigert. There is a risk that the bacteriological process will cease, and this can occur when the pH is incorrect (it should be approx. 6.8), when the temperature is unsuitable (outside the range 40-50°C), when the mass is exposed to air , when the culture is overloaded (too fast supply of fresh material), when too much material is removed with each discharge, or when unsuitable components (such as toxic chemicals) are added to the biological mass. When the process ceases under such circumstances, a new start-up is necessary, and this can take place in approximately the same way as the original one after the error sources have been corrected.

Ifølge oppfinnelsen er forkammeret og behandlingskammeret anordnet separat i forhold til hverandre og/eller på separate nivåer, og de står i dette tilfelle i forbindelse med hverandre ved hjelp av en rekke transportinnretninger for over-føring av substratet. Ved slike anordninger kan anlegget tilpasses til forskjellige romtyper. Avstanden mellom kamrene fører til den fordel at påvirkningen av temperaturen i et kammer på det annet blir holdt på et minimum. According to the invention, the pre-chamber and the processing chamber are arranged separately in relation to each other and/or on separate levels, and in this case they are connected to each other by means of a number of transport devices for transferring the substrate. With such devices, the system can be adapted to different room types. The distance between the chambers leads to the advantage that the influence of the temperature in one chamber on the other is kept to a minimum.

Det er ikke nødvendig at forkammeret er utformet somIt is not necessary that the antechamber is designed as

en vanlig beholder. Det kan f.eks. omfatte en lednings-sløyfe eller et rørbatteri hvori substratet oppvarmes for det angitte formål. Rommet som er tilgjengelig for passering gjennom ledningen eller ledningene i et slikt tilfelle, ut-gjør således forkammeret. a regular container. It can e.g. comprise a wire loop or a tubular battery in which the substrate is heated for the specified purpose. The space available for passage through the line or lines in such a case thus constitutes the ante-chamber.

Beholderen for avfall hvori substratet oppsamles efter at det har passert gjennom behandlingskammeret, kan holdes separat fra resten av anlegget eller være integrert med dette. Oppfinnelsen er imidlertid i dette henseende ikke be-grenset til noen spesiell utførelsesform fordi avfallsbe holderen kan ha en hvilken som helst form og en hvilken som helst plassering eller kan være delt opp i flere rom. Dersom avfall blir transportert direkte til en eller annen type av lasteinnretning for å fjernes, kan avfallsbeholderen sløyfes. The container for waste in which the substrate is collected after it has passed through the treatment chamber can be kept separate from the rest of the plant or be integrated with it. In this respect, however, the invention is not limited to any particular embodiment because the waste container can have any shape and any location or can be divided into several rooms. If waste is transported directly to some type of loading device for removal, the waste container can be bypassed.

På Fig. 1 er vist et forenklet, skjematisk riss avFig. 1 shows a simplified, schematic view of

en utførelsesform av oppfinnelsen 100 med en hovedstyringsenhet 102 og en behandlingsseksjon eller oppslutningsbeholder-seksjon 104 som står i forbindelse med hverandre via ledninger og elektriske koplinger for å muliggjøre blanding, oppvarming, gassbehandling og styrefunksjoner som skal ut-føres i hovedstyringsenheten 102, mens methanproduksjon og -fjernelse finner sted i oppslutningsbeholderen 104. an embodiment of the invention 100 with a main control unit 102 and a treatment section or digester section 104 which are connected to each other via wires and electrical connections to enable mixing, heating, gas treatment and control functions to be carried out in the main control unit 102, while methane production and -removal takes place in the digester 104.

Hovedstyringsenheten 102 befinner seg i en egen avdeling utenfor behandlingsseksjonen 104. Dessuten befinner begge seksjoner seg over bakkenivået for å muliggjøre lett trans-porterbarhet. Ifølge den utførelsesform som er vist på Fig. 1 vil (1) hovedstyringsenheten 102 muliggjøre blanding og oppvarming av avfallsmaterialsubstratet som skal oppsluttes i oppslutningsbeholderseksjonen 104, og (2) hovedstyringsenheten i rekkefølge gjennomløpe sykluser, hvorav én del er for blanding og oppvarming og en annen del er uaktiv. The main control unit 102 is located in a separate department outside the processing section 104. Moreover, both sections are located above ground level to enable easy transportability. According to the embodiment shown in Fig. 1, (1) the master control unit 102 will enable mixing and heating of the waste material substrate to be contained in the digester section 104, and (2) the master control unit will sequentially run through cycles, one part of which is for mixing and heating and another part is inactive.

Beholderen 104 innbefatter en beholder som kan forelig-ge i et stort antall forskjellige størrelser innen området av f.eks. en kapasitet pa 20 m 3 til en kapasitet på 80 m 3. The container 104 includes a container which can be available in a large number of different sizes within the range of e.g. a capacity of 20 m 3 to a capacity of 80 m 3.

Huset for hovedstyringsenheten 102 innbefatter normalt også et oppvarmingssystem for oppvarming av gjødsel og pumpe-og ventilsystemene for overføring av gjødsel gjennom ledninger og for å regulere temperaturen såvel i oppslutningsbeholderen 102 som i gjødselen, eller annet avfall i hovedstyringsenheten 102. The housing for the main control unit 102 normally also includes a heating system for heating fertilizer and the pump and valve systems for transferring fertilizer through lines and for regulating the temperature both in the digestion container 102 and in the fertilizer or other waste in the main control unit 102.

Hovedstyringsenheten 102 står i forbindelse med beholder-seks-jonen 104 via en gassf jernelsesledning 106, en nedre ledning 108 for fjernelse av avfallsmateriale, en midtre ledning 110 for fjernelse av avfall, en lang ledning 112 for injisering av avfallsmateriale, en kort ledning 114 for injisering av avfallsmateriale, en temperaturføler 116 og oppvarmingsledninger 118 i sitt indre, idet gassfjernelses-røret 106 er innført gjennom oppslutningsapparatets topp og de øvrige ledninger befinner seg under et nivå 120 for avfallsmaterialet. The main control unit 102 is connected to the container sex ion 104 via a gas removal line 106, a lower line 108 for removing waste material, a middle line 110 for removing waste, a long line 112 for injecting waste material, a short line 114 for injection of waste material, a temperature sensor 116 and heating lines 118 in its interior, the gas removal pipe 106 being introduced through the digester's top and the other lines being located below a level 120 for the waste material.

Med denne anordning kan substrat fjernes fra oppslut^-ningsbeholderen 104 fra et sted nær dens sentrum ifølge opprisset, via en ledning 110 eller nær bunnen via en ledning 108. Ferskt substrat kan komme inn ved den ende av oppslutningsbeholderen 104 som befinner seg fjernest fra hovedstyringsenheten 102, gjennom en ledning 112 eller fra et sted som befinner seg nærmere hovedstyringsenheten 102, gjennom en ledning 114. Substratet kan således komme inn på et fjernt sted av beholderen 104 og bevege seg henimot et sted som ligger nærmere hovedstyringsenheten 102 for å oppnå en pluggstrømningsdrift eller det kan komme inn og fjernes nær hovedstyringsenheten 10 2 for å oppnå en blandings-typedrift. With this device, substrate can be removed from the digester 104 from a location near its center according to the plan, via a line 110 or near the bottom via a line 108. Fresh substrate can enter at the end of the digester 104 which is farthest from the main control unit 102, through a line 112 or from a location closer to the main control unit 102, through a line 114. The substrate can thus enter a remote location of the container 104 and move towards a location closer to the main control unit 102 to achieve a plug flow operation or it may enter and be removed near the main control unit 10 2 to achieve a mixing type operation.

Beholderens 104 vegger er isolert og kan innbefatte oppvarmingssløyfer for å lette reguleringen av temperaturen, og oppvarmingssløyfer 118 kan være innbefattet nær bunnen for om nødvendig å tilveiebringe ytterligere varme eller av-kjøling efter ønske som en ytterligere styringsforholdsregel. Temperaturen kan overvåkes ved hjelp av en temperaturav-følende innretning 116 for å bestemme hvorvidt mer varme må tilsettes eller fjernes for å oppnå de beste betingelser i beholderen 104. The walls of the container 104 are insulated and may include heating loops to facilitate regulation of temperature, and heating loops 118 may be included near the bottom to provide additional heat or cooling as desired as an additional control measure if necessary. The temperature can be monitored using a temperature sensing device 116 to determine whether more heat needs to be added or removed to achieve the best conditions in the container 104.

På Fig. 2 er vist en forenklet, fragmentarisk perspektivskisse av en del av en hovedstyringsenhet 102 og oppslutningsbeholderen 104, idet hovedstyringsenheten 102 innbefatter et forkammer 130, en varmeveksler- og blandeseksjon 132, en pumpeseksjon 134 og en del av kjeleseksjonen 136. Gass-fjernelsesseksjonen og de fullstendige detaljer angående kjeleseksjonen 136 er ikke vist bortsett fra gassledningene 106 og en generell avdeling 136. In Fig. 2 is shown a simplified, fragmentary perspective sketch of a part of a main control unit 102 and the digester 104, the main control unit 102 including a pre-chamber 130, a heat exchanger and mixing section 132, a pump section 134 and part of the boiler section 136. The gas removal section and the full details regarding the boiler section 136 are not shown except for the gas lines 106 and a general compartment 136.

Forkammeret 130 mottar ferskt substrat, som gjødsel,The antechamber 130 receives fresh substrate, such as manure,

som kan sirkuleres gjennom varmeveksler- og blandeseksjonen 132. Pumpeseksjonen 134 innbefatter ventiler for å bevege substratet mellom forkammeret 130 og varmeveksler- og blande- which can be circulated through the heat exchanger and mixing section 132. The pump section 134 includes valves to move the substrate between the prechamber 130 and the heat exchanger and mixing

seksjonen 132 eller for å bevege substratet mellom varmeveksler- og blandeseksjonen 132 og oppslutningsbeholderen 104. section 132 or to move the substrate between the heat exchanger and mixing section 132 and the digester 104.

Varmeveksler- og blandeseks i onen 132 er en avdeling som via ledninger 140 og 142 står i forbindelse med kjeleseksjonen 136 for å bevirke at varmt vann vil bli pumpet gjennom denne, og den inneholder en buet ledning 146 for å styre substratet gjennom denne. Den buede ledning 14 6 er dannet i form av flere sløyfer i et horisontalplan og er ved én ende forbundet med en ledning 150 og ved den annen med en annen ledning 152 gjennom hvilken substratet strømmer til og fra pumpestasjonen 134. Heat exchanger and mixing section in the one 132 is a section which via lines 140 and 142 is in connection with the boiler section 136 to effect that hot water will be pumped through it, and it contains a curved line 146 to guide the substrate through it. The curved line 14 6 is formed in the form of several loops in a horizontal plane and is connected at one end to a line 150 and at the other to another line 152 through which the substrate flows to and from the pump station 134.

Varmeveksler- og blandeseksjonen 132 befinner seg direkte under forkammeret 130, og denne avdeling mottar ferskt substrat som pumpes gjennom en ledning 154. Vanntemperaturen i varmeveksler- og blandeseksjonen 132 blir automatisk regulert ved å regulere strømmen av varmt vann gjennom ledningene 140 og 142. For å oppnå en slik regulering er en temperaturavfølende innretning 15 6 anbragt i hovedstyringsenheten 102. Ifølge den foretrukne utførelsesform blir substratets temperatur avfølt i forkammeret 130,men ifølge andre utførelsesformer kan avfølingen av vanntemperaturen finne sted i varmeveksler- og blandeseksjonen 132. Denne er via en ledning 158 forbundet med en ventil i kjeleseksjonen 136. The heat exchanger and mixing section 132 is located directly below the antechamber 130, and this section receives fresh substrate that is pumped through a line 154. The water temperature in the heat exchanger and mixing section 132 is automatically regulated by regulating the flow of hot water through the lines 140 and 142. In order to achieve such a regulation, a temperature sensing device 156 is placed in the main control unit 102. According to the preferred embodiment, the temperature of the substrate is sensed in the pre-chamber 130, but according to other embodiments, the sensing of the water temperature can take place in the heat exchanger and mixing section 132. This is via a line 158 connected to a valve in the boiler section 136.

For å regulere substratstrømmen innbefatter pumpeseksjonen 134 en pumpe, et tidsur 161, en første ventil 162 og en annen ventil 164. Pumpen 160 står i direkte forbindelse med den første ventil 16 2 og med en ledning 150 for å pumpe substrat fra den buede ledning 14 6 inn i den første ventil 162. Tidsuret 161 er regulerbart for automatisk å starte og stanse pumpen 160. To regulate the substrate flow, the pump section 134 includes a pump, a timer 161, a first valve 162 and a second valve 164. The pump 160 is in direct communication with the first valve 16 2 and with a line 150 for pumping substrate from the curved line 14 6 into the first valve 162. The timer 161 is adjustable to automatically start and stop the pump 160.

Den første ventil 162 er en to-stillingsventil for fluidum som via en ledning 166 står i forbindelse med en manifold 168 i én stilling og i den annen stilling med en ledning 170. Ledningen 170 er innkoblet for å danne forbindelse med forkammeret 130 for å pumpe substrat fra oppslutningsbeholderen 104 eller fra forkammeret 130 gjennom varmevekslerens 132buede ledning 146. Manifolden 168 inneholder en ventil for å forbinde strømmen fra et utløp 108 eller et utløp 110 til ledningen 166 eller for å fjerne substrat fra bunnen eller toppen av beholderen 104. The first valve 162 is a two-position valve for fluid which via a line 166 is in connection with a manifold 168 in one position and in the other position with a line 170. The line 170 is connected to form a connection with the pre-chamber 130 for pumping substrate from the digester 104 or from the pre-chamber 130 through the heat exchanger 132 curved conduit 146. The manifold 168 contains a valve to connect the flow from an outlet 108 or an outlet 110 to the conduit 166 or to remove substrate from the bottom or top of the container 104.

For å regulere substratstrømmen er den annen ventilTo regulate the substrate flow is the second valve

164 en tre-stillingsventil som i én stilling forbinder en annen ledning 152 med en ledning 171 som står i forbindelse med forkammeret 130, for å bevirke at fluidum vil strømme fra den buede ledning 146 i varmeveksler- og blandeseksjonen 132 til forkammeret 130. 164 a three-position valve which in one position connects another line 152 with a line 171 which is in communication with the antechamber 130, to cause fluid to flow from the curved line 146 in the heat exchanger and mixing section 132 to the antechamber 130.

I en annen stilling forbinder den annen ventil 164 en annen ledning 152 med en ledning 112 for å bevirke at substrat vil strømme fra forkammeret 130 til den borteste ende av oppslutningsbeholderen 104 eller for å bevirke at substrat fra manifolden 168 og oppslutningsbeholderens 104 indre vil bli sirkulert gjennom den buede ledning 146 og tilbake til den bortre ende av oppslutningsapparatet via ledningen 112, In another position, the second valve 164 connects another line 152 to a line 112 to cause substrate to flow from the antechamber 130 to the far end of the digester 104 or to cause substrate from the manifold 168 and digester 104 interior to be circulated through the curved line 146 and back to the far end of the digester via the line 112,

i avhengighet av den første ventils 162 stilling.depending on the position of the first valve 162.

I en tredje stilling bevirker den annen ventil 164 at ledningen 152 står i forbindelse med ledningen 114 enten for å resirkulere substrat fra oppslutningsbeholderen 104 via manifolden 168 og den buede ledning 146 tilbake til oppslutningsbeholderen 104 via ledningen 114 ved den nærme ende eller for å bevirke at fluidum fra forkammeret 130 vil bli pumpet gjennom den buede ledning 146 og inn oppslutningsbeholderen 104, i avhengighet av stillingen for den første ventil 162. In a third position, the second valve 164 causes conduit 152 to communicate with conduit 114 either to recycle substrate from digester 104 via manifold 168 and curved conduit 146 back to digester 104 via conduit 114 at the near end or to cause fluid from the antechamber 130 will be pumped through the curved line 146 and into the digester 104, depending on the position of the first valve 162.

Manifolden 168 innbefatter en ledning 180 for fjernelse av avløp gjennom hvilken avløpet som skal fjernes strømmer under trykk som skriver seg fra oppslutningsapparatet. Denne ledning står også via en ledning 182 i forbindelse med toppen av forkammeret 130 som tjener som overløp for substrat i forkammeret 130. Fluidum som fjernes fra oppslutningsbeholderen 104, kan strømme inn ved toppen av manifolden 168 når den første ventil 162 er stengt, slik at fluidumet i manifolden 168 ikke kan strømme til den buede ledning 146 og slik at behandlet substrat blir fjernet fra oppslutningsbeholderen 104 ved hjelp av denne mekanisme efterhvert som nytt materiale tilsettes for oppslutning. The manifold 168 includes a drain removal line 180 through which the drain to be removed flows under pressure emanating from the digester. This line is also connected via a line 182 to the top of the antechamber 130 which serves as an overflow for substrate in the antechamber 130. Fluid removed from the digester 104 can flow in at the top of the manifold 168 when the first valve 162 is closed, so that the fluid in the manifold 168 cannot flow to the curved conduit 146 and so that treated substrate is removed from the digester 104 by means of this mechanism as new material is added for digestion.

På Fig. 3 er vist et skjematisk diagram over kjeleseksjonen 136 som er tilkoblet for å motta gass fra gassledninger 160 for oppvarming og for å tilveiebringe varmt vann via ledninger 118 til oppslutningsapparatet og til varmeveksleren via en ledning 142 for temperaturregulering. Den temperaturmålende innretning 116 i oppslutningsapparatet og den temperaturavfølende innretning 156 i forkammeret er begge elektrisk tilkoblet til kjeleseksjonen 136 for å avgi signaler til denne. En returledning 140 tilbakefører varmtvann fra vamreveksleren som står i forbindelse med kjeleseksjonen 136. In Fig. 3 is shown a schematic diagram of the boiler section 136 which is connected to receive gas from gas lines 160 for heating and to provide hot water via lines 118 to the digester and to the heat exchanger via a line 142 for temperature regulation. The temperature measuring device 116 in the digester and the temperature sensing device 156 in the antechamber are both electrically connected to the boiler section 136 to emit signals to it. A return line 140 returns hot water from the heat exchanger which is connected to the boiler section 136.

Kjeleseksjonen 136 innbefatter et oppvarmings- og pumpe-system 186, et temperaturreguleringssystem 188 for oppslutningsapparatet og et temperaturreguleringssystem 190 for varmeveksleren. Oppvarmings- og pumpesystemet 186 mottar gass og tilfører varmtvann til temperaturreguleringssystemet for oppslutningsapparatet og til temperaturreguleringssystemet 19 0 for varmeveksleren ved styring fra hhv. de temperaturmålende innretninger 116 og 156. The boiler section 136 includes a heating and pumping system 186, a temperature control system 188 for the digester and a temperature control system 190 for the heat exchanger. The heating and pumping system 186 receives gas and supplies hot water to the temperature control system for the digester and to the temperature control system 19 0 for the heat exchanger by control from or the temperature measuring devices 116 and 156.

Oppvarmings- og pumpesystemet 186 innbefatter en gass-kjele 192, en pumpe 194, en ekspansjonstank 196, en måler 198 og en sikkerhetsventil 200. Gasskjelen 192 mottar gass fra gassledninger 106 og tilfører varmtvann til pumpen 194 som pumper dette til ekspansjonstanken 196, måleren 198 og sikkerhetsventilen 200 for å sikre at trykket ikke over-skrider en på forhånd bestemt grense. Den tilfører også varmtvann via en ledning 202 til temperaturreguleringssystemet for oppslutningsapparatet og via en ledning 204 til temperaturreguleringssystemet 19 0 for varmeveksleren. Vann tilbakeføres til kjelen 192 fra oppslutningsbeholderen 104 The heating and pumping system 186 includes a gas boiler 192, a pump 194, an expansion tank 196, a meter 198 and a safety valve 200. The gas boiler 192 receives gas from gas lines 106 and supplies hot water to the pump 194 which pumps this to the expansion tank 196, the meter 198 and the safety valve 200 to ensure that the pressure does not exceed a predetermined limit. It also supplies hot water via a line 202 to the temperature control system for the digester and via a line 204 to the temperature control system 190 for the heat exchanger. Water is returned to the boiler 192 from the digester 104

og fra varmevekslingssystemet via ledningen 140. and from the heat exchange system via line 140.

Temperaturreguleringssystemet for oppslutningsapparatet innbefatter en ledning 202 som er ført gjennom en første og en annen manuell ventil 206 og 208, et' filter 210 og en automatisk styrt ventil 212 som styres av den temperaturmålende innretning 116. Returvann strømmer gjennom ledningen 118 og gjennom de parallelle, manuelt regulerbare ventiler 214 og 216 til ledningen 140. På lignende måte innbefatter tempera- turenreguleringssystemet 190 for varmeveksleren en ledning 204 som er ført gjennom de to manuelle ventiler 218 og 219, et filter 220 og en ventil 222 som styres av den temperaturmålende innretning 156. Vann tilbakeføres gjennom ledningen 140. The temperature control system for the digester includes a line 202 which is passed through a first and a second manual valve 206 and 208, a filter 210 and an automatically controlled valve 212 which is controlled by the temperature measuring device 116. Return water flows through the line 118 and through the parallel, manually adjustable valves 214 and 216 to the line 140. In a similar way, the temperature control system 190 for the heat exchanger includes a line 204 which is passed through the two manual valves 218 and 219, a filter 220 and a valve 222 which is controlled by the temperature measuring device 156. Water is returned through line 140.

Under drift blir substratet som skal behandles i oppslutningsbeholderen 104, periodevis innført i forkammeret 130 (Fig. 2) via ledningen 154. For eksempel kan gjødsel anvendes som substrat, og dette kan innføres to ganger i døgnet. For dette formål er forkammeret 130 tilstrekkelig stort til at det ved det antall ganger det fylles som er økonomisk fornuftig, vil tilføre tilstrekkelig med substrat til oppslutningsbeholderen 104 (Fig. 1) hvert døgn for å tillate kontinuerlig drift av beholderen uten at kulturen i denne ødelegges. During operation, the substrate to be processed in the digester 104 is periodically introduced into the antechamber 130 (Fig. 2) via the line 154. For example, fertilizer can be used as substrate, and this can be introduced twice a day. For this purpose, the antechamber 130 is sufficiently large that, at the number of times it is filled that makes economic sense, it will add enough substrate to the digester 104 (Fig. 1) every day to allow continuous operation of the container without the culture therein being destroyed .

For at en tilstrekkelig mengde substrat skal kunne lagres i forkammeret for å unngå et for stort antall tids-perioder for å chargere forkammeret 130 bør forholdet mellom forkammerets 130 volum og oppslutningsbeholderens 104 volum være minst 1:100, og det vil således være færre enn 10 fyll-ingsperioder for forkammeret 130 pr. døgn ved en maksimal oppholdstid av 10 døgn i oppslutningsbeholderen 104. In order for a sufficient amount of substrate to be stored in the pre-chamber to avoid too large a number of time periods for charging the pre-chamber 130, the ratio between the volume of the pre-chamber 130 and the volume of the digester 104 should be at least 1:100, and it will thus be less than 10 filling periods for the antechamber 130 per day with a maximum residence time of 10 days in the digestion container 104.

Ifølge den foretrukne anvendelse av utførelsesformen vist på Fig. 1-3 er volumforholdet mellom forkammeret og oppslutningsbeholderen fortrinnsvis 2:5-1:10 og muliggjør således en forholdsvis kortvarig oppslutningsperiode i oppslutningsbeholderen 104 idet det forutsettes at forkammeret fylles to ganger pr. døgn. According to the preferred application of the embodiment shown in Fig. 1-3, the volume ratio between the pre-chamber and the digestion container is preferably 2:5-1:10 and thus enables a relatively short digestion period in the digestion container 104, assuming that the pre-chamber is filled twice per day and night.

Når forkammeret 130 fylles, er ventilene 162 og 164When the antechamber 130 is filled, the valves 162 and 164

slik innstilt at det vil være mulig for substratet å strømme gjennom ledningen 171 (Fig. 2) til ventilen 164, til ledningen 152 og til varmevekslingsrørene 146 i varmeveksleren 132 og gjennom pumpen 160 og ventilen 162. Samtidig strømmer vann med en temperatur innen området av 15-90°C, fortrinnsvis 85°C, fra kjelen 136 gjennom varmeveksleren 132. Blandingen utføres fortrinnsvis i en tid av under 15 minutter fordi den biologiske aktivitet avtar efter denne tid. set so that it will be possible for the substrate to flow through the line 171 (Fig. 2) to the valve 164, to the line 152 and to the heat exchange tubes 146 in the heat exchanger 132 and through the pump 160 and the valve 162. At the same time, water flows with a temperature within the range of 15-90°C, preferably 85°C, from the boiler 136 through the heat exchanger 132. The mixing is preferably carried out for a time of less than 15 minutes because the biological activity decreases after this time.

Pumpen 160 innstilles slik at substratet blir full- stendig fjernet fra varmevekslingsrørene 146 ved slutten av en blandesyklus eller slik at vannet kan avkjøles eller fjernes slik at (1) substratets temperatur øker til ca. The pump 160 is set so that the substrate is completely removed from the heat exchange tubes 146 at the end of a mixing cycle or so that the water can be cooled or removed so that (1) the temperature of the substrate increases to approx.

55°C, men alltid innen området fra 10 til 70°C, (2) oppvarmingen og blandingen i varmevekslingsrørene 146 vil vare i ikke over 15 minutter pr. time, og (3) substratet ikke vil holde seg stasjonært i rørene i nærvær av det opp-varmede vann i lengre tid enn 15 minutter av gangen. 55°C, but always within the range of 10 to 70°C, (2) the heating and mixing in the heat exchange tubes 146 will last no more than 15 minutes per hour, and (3) the substrate will not remain stationary in the tubes in the presence of the heated water for longer than 15 minutes at a time.

Varmevekslingsrørenes 146 volum som holder på substratet i varmeveksleren, er fortrinnsvis 1/64 av forkammerets 130 volum, slik at bare en liten mengde av forkammerets samlede volum ligger i varmeveksleren og resten fjernes over i forkammeret hvor det blandes for oppvarming av den samlede mengde. Forkammerets volum bør alltid være minst 30% større enn varmevekslingsrørenes 146 volum, slik at det alltid vil befinne seg mer substrat i forkammeret 130 enn i varmevekslingsrørene for å muliggjøre en tilstrekkelig blanding. The volume of the heat exchange tubes 146, which holds the substrate in the heat exchanger, is preferably 1/64 of the volume of the pre-chamber 130, so that only a small amount of the total volume of the pre-chamber is in the heat exchanger and the rest is removed into the pre-chamber where it is mixed to heat the total amount. The volume of the pre-chamber should always be at least 30% greater than the volume of the heat exchange tubes 146, so that there will always be more substrate in the pre-chamber 130 than in the heat exchange tubes to enable sufficient mixing.

Når substratet har en egnet temperatur, kan ventilenes 162 og 164 innstilling forandres slik at substratet strømmer fra forkammeret 130 (Fig. 2) via ledningen 171 og inn i ventilen 162 hvor det ved hjelp av pumpen 160 pumpes gjennom ledningen 150 og varmevekslingsrøret 146 og derfra gjennom ledningen 152 og gjennom ledningen 164 og inn i ledningen 112 eller ledningen 114. Begge ledninger 112 og 114 dirigerer substratet inn i oppslutningsbeholderen 104, idet én av disse transporterer substratet til beholderens bortre ende og den annen til beholderens nære ende. When the substrate has a suitable temperature, the setting of the valves 162 and 164 can be changed so that the substrate flows from the antechamber 130 (Fig. 2) via the line 171 and into the valve 162 where, with the help of the pump 160, it is pumped through the line 150 and the heat exchange pipe 146 and from there through line 152 and through line 164 and into line 112 or line 114. Both lines 112 and 114 direct the substrate into the digestion container 104, one of these transporting the substrate to the far end of the container and the other to the near end of the container.

Ved hjelp av denne metode blir substrat i beholderen erstattet med ferskt substrat slik at brukt materiale vil bli fjernet ved overløp og passere gjennom manifolden 168, gjennom ledningen 180 og derfra over i et oppsamlings-reservoar. Forholdet mellom oppslutningsbeholderens og forkammerets størrelser er slik avpasset at det fås en tilstrekkelig oppslutningshastighet, som beskrevet ovenfor, Using this method, substrate in the container is replaced with fresh substrate so that used material will be removed by overflow and pass through the manifold 168, through the line 180 and from there into a collection reservoir. The ratio between the sizes of the digestion container and the antechamber is adjusted so that a sufficient digestion speed is obtained, as described above,

slik at forholdet mellom forkammerets 130 volum og oppslutningsbeholderens 104 volum er minst 1:100. so that the ratio between the volume of the pre-chamber 130 and the volume of the digester 104 is at least 1:100.

Periodevis, som f.eks. hver åttende time, blir sub- stråtet i oppslutningsapparatet sirkulert for å hindre at det på dets overflate vil bli dannet en skorpe som er så hård at substrat vil bli ansamlet under denne. For dette formål innstilles ventilene 162 og 164 slik at substrat pumpes fra oppslutningsbeholderens 104 utløp 110 eller ut-løp 108 gjennom manifolden 168, ledningen 166, ventilen 162, pumpen 160, ledningen 150 og varmevekslingsrørene 146 og tilbake gjennom ventilen 164 til oppslutningsbeholderen 104 eller til forkammeret 130 i avhengighet av ventilens 164 innstilling. Periodically, such as every eight hours, the substrate in the digester is circulated to prevent the formation of a crust on its surface which is so hard that substrate will accumulate under it. For this purpose, the valves 162 and 164 are set so that substrate is pumped from the outlet 110 or outlet 108 of the digester 104 through the manifold 168, the line 166, the valve 162, the pump 160, the line 150 and the heat exchange tubes 146 and back through the valve 164 to the digester 104 or to the antechamber 130 depending on the setting of the valve 164.

Det fremgår av den ovenstående beskrivelse at opp-slutnings systemet ifølge oppfinnelsen byr på flere fordeler, som at (1) det muliggjør besparelse av arbeidsinnsats ved at blandetiden konsentreres til visse perioder pr. døgn, (2) det konserverer energi, (3) det øker methanproduksjonen ved at den temperatur/reguleres ved hvilken nytt substrat innføres i en oppslutningsbeholders hoveddel, og (4) det gir efektiv blanding. It is clear from the above description that the digestion system according to the invention offers several advantages, such as (1) it enables the saving of work effort by concentrating the mixing time to certain periods per day, (2) it conserves energy, (3) it increases methane production by regulating the temperature at which new substrate is introduced into the main body of a digester, and (4) it provides effective mixing.

Claims

1. Apparatus for the anaerobic production of methane from a substrate in a first step and a second step, characterized in that it comprises a digester container (104) in the second step designed to anaerobically enclose a substrate and for methane gas to be removed from this, a device (106) in the upper part of the digester to remove gas, devices (112, 114) for transferring substrate from the first stage to the digester, a first stage device including a pre-chamber (130) for treating fresh substrate before the substrate is introduced into the digester device (104), in that the pre-chamber (130) is arranged separately in relation to the digestion container (104) and connected to the digestion container (104) by means of a series of transport devices, where the first-stage device includes a device for accumulating substrate at least partially in the pre-chamber (130) which has a such a volume which has a ratio of less than 1:100 to the digester's volume, and where the first-stage device includes a pump device (134) which in turn includes a first device for the pump device to be able to pump substrate from the pre-chamber and return this to the pre-chamber while the substrate is heated and mixed to a temperature between 15 and 70°C, and the pumping device includes another device for the pumping device to be able to pump the substrate from the first-stage device into the digester after the temperature of the substrate has increased and the substrate has been mixed in the first-stage device.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the pump device (13 4) includes a conduit device (146) with a diameter that is less than 1/3 of the diameter of the pre-chamber and with a volume that is less than 80% of the volume of the substrate contained in the first-stage device.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the pump device (13 4) includes a heat exchanger (132) and that the line device (146) passes through the heat exchanger with a curved path.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the pump device includes valve devices (162,164) for selectively transporting the substrate via a first path from the pre-chamber via the pump device and back to the pre-chamber and via another path from the pre-chamber to the digester.

5. Apparatus according to claims 1-4, characterized in that the pump device includes a heat exchanger device containing water at 50-90°C, a boiler device (136) for heating the water and a device for heating the substrate in the heat exchanger device.

6. Apparatus according to claims 1-5, characterized in that the pump device includes a device for removing substrate from the digestion container device into the antechamber via the pump device, and that the removed substrate is heated and mixed and returned to the digestion container device.