SE537312C2 - Biogasproducerande laboratoriereaktor - Google Patents

Abstract

Uppfinningens tekniska omrade Foreliggande uppfinning hanfor sig till en biogasproducerande laboratoriereaktor innefattande en kavitet for att rymma organiskt material under rotning darav, och en anordning fOr nivainstallning innefattande ett avvattningsror via vilket organiskt material inrymt i kaviteten kan avvattnas ut fran kaviteten. Foreliggande uppfinning hanfor sig vidare till ett satt att utfora experiment med rotning av organiskt material i en biogasproducerande laboratoriereaktor. Uppfinningens bakgrund Bioreaktorer anvands vanligen for rotning av organiskt material, sasom jordbruksprodukter, matavfall, kloakslann, etc. i syfte att minska volymen hos det organiska materialet, och for att producera biogas. En fullskalig bioreaktor kan innehalla en volynn av 1000 — 10 000 m3 organiskt material som rotas. Med sadana stora volymer av organiskt material blir experiment som utfors for att optimera och utveckla processen dyra och riskfulla. Darfor finns det ett behov av en anordning som mojliggor att utfora experiment i mindre skala vid relevanta driftforhallanden, innan implementering i full skala av nya driftsprinciper, nya organiska material, nya tillsatser, etc. kan ske. DE 40 06 382 Al visar en laboratoriereaktor som kan anvandas for experiment i mindre skala. Emellertid ger inte experimenten som utforts i laboratoriereaktorn i DE 40 06 382 Al tillrackligt noggranna experimentella resultat for att pa ett sakert satt kunna implementeras i en fullskalig bioreaktor. Sammanfattning av uppfinningen Ett syfte med fOreliggande uppfinning är att anvisa en laboratoriereaktor i vilken tillforlitliga experiment med rotning av organiskt material kan utfOras i 30 mindre skala.

Description

Uppfinningens tekniska omrade Foreliggande uppfinning hanfor sig till en biogasproducerande laboratoriereaktor innefattande en kavitet for att rymma organiskt material under rotning darav, och en anordning fOr nivainstallning innefattande ett avvattningsror via vilket organiskt material inrymt i kaviteten kan avvattnas ut fran kaviteten.

Foreliggande uppfinning hanfor sig vidare till ett satt att utfora experiment med rotning av organiskt material i en biogasproducerande laboratoriereaktor.

Uppfinningens bakgrund Bioreaktorer anvands vanligen for rotning av organiskt material, sasom jordbruksprodukter, matavfall, kloakslann, etc. i syfte att minska volymen hos det organiska materialet, och for att producera biogas. En fullskalig bioreaktor kan innehalla en volynn av 1000 — 10 000 m3 organiskt material som rotas. Med sadana stora volymer av organiskt material blir experiment som utfors for att optimera och utveckla processen dyra och riskfulla. Darfor finns det ett behov av en anordning som mojliggor att utfora experiment i mindre skala vid relevanta driftforhallanden, innan implementering i full skala av nya driftsprinciper, nya organiska material, nya tillsatser, etc. kan ske.

DE 40 06 382 Al visar en laboratoriereaktor som kan anvandas for experiment i mindre skala. Emellertid ger inte experimenten som utforts i laboratoriereaktorn i DE 40 06 382 Al tillrackligt noggranna experimentella resultat for att pa ett sakert satt kunna implementeras i en fullskalig bioreaktor.

Sammanfattning av uppfinningen Ett syfte med fOreliggande uppfinning är att anvisa en laboratoriereaktor i vilken tillforlitliga experiment med rotning av organiskt material kan utfOras i 30 mindre skala. 1 537 312 Detta syfte uppnas med en biogasproducerande laboratoriereaktor innefattande en kavitet, vilkens totala volym är 1-100 liter, for att rymma organiskt material under r6tning darav, och en anordning f6r nivainstallning innefattande ett avvattningsror via vilket organiskt material inrymt i kaviteten kan avvattnas ut fran kaviteten. Anordningen for nivainstallning innefattar vidare en avvattningsoppning som star i fluidforbindelse med avvattningsroret, och genom vilken material kan avvattnas Than kaviteten och in i avvattningsroret, och en undre flodesbegransning vilken bestammer en for materialet inuti kaviteten vertikal niva over vilken det organiska materialet maste stromma nar det passerar fran avvattningsoppningen och in i avvattningsroret, varvid den undre flodesbegransningen befinner sig pa en hOgre vertikal niva an avvattningsOppningen.

En fordel med denna laboratoriereaktor är att organiskt material kan avvattnas Than reaktorns kavitet med hOgre noggrannhet bade med avseende pa nivan av materialet som är kvar i kaviteten och med avseende pa fordelning av partikelstorleken hos materialet som avvattnats fran kaviteten i forhallande till fordelning av partikelstorleken hos materialbulken i kaviteten. Enligt en utf6ringsform befinner sig den undre flodesbegransningen pa ett vertikalt avstand av 5-300 mm ovanfor avvattningsoppningens lage. En fordel med en sadan utf6ringsform är att material som är representativt f6r materialbulken i kaviteten kan avvattnas, utan att onodigt langa transportvagar genereras for materialet som avvattnas.

Det har visat sig att med en volym som är mindre an 1 liter är det svart att uppna noggranna experimentella resultat i laboratoriereaktorn. En volym som overstiger 100 liter Or att laboratorieexperiment blir dyrare och kraver mer arbetskraft, utan att oka noggrannhet hos experimentets testresultat. Enligt en utforingsform befinner sig den undre flodesbegransningen vid en tilltankt vatskehojd ovanfor en invandig botten hos kaviteten, varvid ett vertikalt avstand nnellan avvattningsoppningens lage och den undre flodesbegransningen uppgar till 1-40% av den tilltankta vatskehojden. En fordel med en sadan utforingsform ar att avvattningsoppningens lage alltid befinner sig under nnaterialets vatskeyta, men anda inte f6r nara botten dar en ansamlig av ickerepresentativa material kan uppsta. 2 537 312 Enligt en utforingsform innefattar anordningen for nivainstallning en ventilationsoppning som forbinder det inre av anordningen for nivainstallning med ett gasutrymme for att forebygga haverteffekt i anordningen for nivainstallning. En fordel med en sadan utforingsform är att problem som hanfor sig till oonskat sug av material fran kaviteten kan undvikas eller atminstone reduceras.

Enligt en utforingsform är avvattningsoppningen vand nedat. En fordel med en sadan utforingsform är att uppsamling av representativt material fran kavitetens materialbulk blir enklare och kan g6ras med battre precision.

Enligt en utforingsform är avvattningsoppningen och avvattningsroret star i fluidforbindelse med hjalp av en r6rb6j. En fordel med en sadan utf6ringsform är att det är ett effektivt och anda enkelt satt att astadkomma en anordning fOr nivainstallning som innebar en lag risk for att material ska fastna inuti den. Enligt en utfOringsform är avvattningsOppningen och avvattningsrOret star i fluidfOrbindelse med hjalp av ett f6rgreningsr6r. En fordel med en sadan utforingsform är att en effektiv design uppnas, vilket aven kan anvandas fOr omstandigheter nar materialnivan inuti kaviteten varierar inom ett stort omrade.

Enligt en utforingsform innefattar laboratoriereaktorn ett gasbuffertsystem som har en expanderbar gassack och ett gasr6r som f6rbinder gassacken med ett gasutrymme hos en biogasreaktor i kaviteten, varvid gasbuffertsystemet är anordnat att transportera biogas som finns i gassacken till gasutrym met i kaviteten nar volymen av organiskt material i kaviteten justeras med hjalp av anordningen for nivainstallning. En fordel med en sadan utforingsform är att materialnivan kan justeras utan att orsaka en tryckforandring inuti kaviteten, och utan att orsaka att luft sugs in i kaviteten.

Ett ytterligare andarnal med foreliggande uppfinning är att anvisa ett effektivt satt att utfora experiment med rotning av organiskt material.

Detta andarnal uppnas genom ett satt att utf6ra experiment med rotning av organiskt material i en biogasproducerande laboratoriereaktor, innefattande: mata organiskt material till en kavitet, hos laboratoriereaktor, varvid kavitetens totala volym är 1-1001; 3 537 312 rota det organiska materialet inuti kaviteten under anaerobiska forhallanden vid produktion av biogas; och justera mangden material i kaviteten med hjalp av en anordning for nivainstallning innefattande ett avvattningsror via vilket material inrymt i kaviteten kan avvattnas ut tan kaviteten, varvid sadant material avvattnas ut fran kaviteten via en avvattningsoppning som star i fluidforbindelse med avvattningsroret, tills en vertikal niva hos materialet i kaviteten nar en undre flodesbegransning som befinner sig pa en hogre vertikal niva an avvattningsoppningen och over vilken det organ iska materialet maste stromma nar det passerar fran avvattningsoppningen och in i avvattningsroret.

En fOrdel med ett sadant satt är att laboratorieexperiment kan utfOras med h6g noggrannhet, sa att experimentella resultat kan vara tillforlitliga nog att anvandas i drift i full-skaliga bioreaktorer.

Enligt en utf6ringsform kan sattet vidare innefatta att transportera biogas som finns i en expanderbar gassack till ett gasutrymme hos en biogasreaktor i kaviteten nar mangden organiskt material i kaviteten justeras med hjalp av anordningen f6r nivainstallning. En fordel med en sadan utfOringsform är att trycknivan inuti kaviteten kan hallas i det narmaste konstant, och att luft kan hindras fran att lacka in i kaviteten.

Enligt en utforingsform innefattar sattet vidare att till kaviteten mata organiskt material sonn ska rotas via ett nnatningsror sonn stracker sig under en vatskeyta hos det organ iska material som finns inuti kaviteten. En fordel med en sadan utforingsform är att materialet som ska r6tas kan matas till kaviteten utan att orsaka att luft lacker in i gasutrymmet has kaviteten.

Enligt en utf6ringsform innefattar sattet vidare att anvanda en kolv for att tvinga organiskt material, som matats till matningsroret, in i bulken av organiskt material. En fordel med en sadan utforingsform ar att material som nyligen matats snabbt sanks ner i och blandas med materialbulken i kaviteten, och är darmed mottagligt for rotning i det narmaste omgaende efter att det har matats till kaviteten.

Enligt en utf6ringsform innefattar sattet att transportera biogas, som finns i ett gasutrymme hos en biogasreaktor i kaviteten, till en expanderbar gassack nar 4 537 312 organ iskt material nnatas till kaviteten. En fordel med en sadan utforingsform är att trycket inuti kaviteten forblir konstant aven efter inforsel i kaviteten av material som ska rotas. Vidare kan biogasen forvaras i det expanderbara gassacken och darefter transporteras tillbaka till gasutrymmet i kaviteten nar det behOvs med anledning av att volym av det organiska materialet inuti kaviteten har minskat, vilket kan vara orsakat av rotning av materialet, eller av avvattning av material fran kaviteten.

Enligt en utforingsform innefattar sattet vidare att ventilera insidan hos anordningen f6r nivainstallning med ett gasutrymme f6r att f6rebygga haverteffekt i anordningen for nivainstallning. En fordel med en sadan utf6ringsform är att avvattning av material fran kaviteten medic& att det är Onskvart att nivan hos vatskeytan i kaviteten blir annu mer noggrann. Andra syften och sardrag hos foreliggande uppfinning kommer att framga i fOljande detaljerade beskrivning och patentkrav.

Kort beskrivning av ritningarna Uppfinningen beskrivs med hanvisning till bifogade ritningar pa vilka: Fig. 1 är en schematisk vy fran sidan och visar en biogasproducerande laboratoriereaktor enligt en forsta utforingsform.

Fig. 2 är en schematisk perspektivvy och visar en anordning f6r nivainstallning enligt kand teknik.

Fig. 3 är en schematisk vy tan sidan och visar en anordning for nivainstallning enligt en forsta utforingsform.

Fig. 4a är en schematisk vy fran sidan och visar en anordning for 25 nivainstallning enligt en andra utforingsform.

Fig. 4b är en schematisk vy fran sidan och visar en anordning for nivainstallning enligt en tredje utforingsform.

Fig. 5a är en schematisk vy fran sidan och visar ett gasbuffertsystem enligt ett forsta driftslage.

Fig. 5b är en schematisk vy fran sidan och visar ett gasbuffertsystem enligt ett andra driftslage.

Fig. 6 är en schematisk vy fran sidan och visar en matningsanordning hos den biogasproducerande laboratoriereaktorn. 537 312 Fig. 7a är en schematisk vy fran sidan och visar en kolv hos matningsanordningen i Fig. 6. Fig. 7b är en schematisk vy fran sidan och visar kolven i Fig. 7a nar den skruvas fast vid ett matningsror.

Fig. 7c är en schematisk vy fran sidan och visar kolven i Fig. 7a i ett tatningslage.

Detaljerad beskrivning av foredragna utforingsformer Fig. 1 visar en biogasproducerande laboratoriereaktor 1. Biogasen, som typiskt innehaller metangas, CH4, koldioxidgas, CO2, och mojligen vatgas, F123 och sparamnen av andra gaser sasom svavelvate H2S, framstalls genom rotning av organiskt material vid anaerobiska fOrhallanden genom anvandning av levande nnikroorganismer sasom bakterier och arkeer i laboratoriereaktorn 1. Det organ iska materialet kan innefatta olika sorters material med biologiskt ursprung, hadanefter benamnt "biologiskt material", s6som slaktavfall, avloppsslam, matrester, biprodukter fran jordbruk, avfall fran djur, kogOdsel, och olika blandningar av detsamma sannt andra biologiska material. Det organ iska materialet kan aven innefatta exem pelvis olika sorters material med icke-biologiskt ursprung, hadanefter benamnt "icke-biologiskt material", sasom rester och avfall fran farg, black och DYE, anvand olja, etc. Vidare kan biogas bildas genom rotning av en blandning av biologiska och ickebiologiska material. Utforingsfornnerna som beskrivs har nannner, som ett exempel, rotning av biologiskt material. Experiment med rotning vid anaerobiska forhallanden i den biogasproducerande laboratoriereaktorn 1 kan utforas for att hitta optimala processforhallanden for t.ex. ett sarskilt biologiskt material, eller en blandning av tvar eller flera organiska material. Nar val optimala processforhallanden har upprattats genom experiment, kan dessa forhallanden anvandas i en fullskalig biogasproducerande anlaggning dar liknande typ av material anvands.

Den biogasproducerande laboratoriereaktorn 1 innefattar en ovre platta 2, en nedre platta 4, och ett cylindriskt vaggelement 6 som ar anordnat dar emellan. Den ovre plattan 2, den nedre plattan 4, och det cylindriska vaggelementet 6 bildar en gastat reaktorkavitet 8 som kan innehalla biologiskt 6 537 312 material 10 av vatske- eller slannkonsistens. Den gastata reaktorkavitetens 8 volym är typiskt 1-100 liter, foretradesvis 5-25 liter. Den ovre och den nedre plattan 2, 4 är typsikt av metall, sasom stal eller aluminium, eller av plastmaterial sasom polypropylen (PP) eller polytetrafluoroethylene (PTFE).

Det cylindriska vaggelement 6 kan vara av nagot av ovan namna metall- eller plastmaterial. Enligt en foredragen utforingsform är det cylindriska vaggelement 6 gjort av ett genomskinligt material sasom glas eller plast, sasom DuranTM.

En blandare 12 kan, frivilligt, stracka sig genom en hylsa/genomforing 14 10 anordnad i den ovre plattan for att blanda det biologiska materialet 10 som finns i reaktorkaviteten 8.

En mataranordning 16 är anordnad att mata biologiskt material som ska rOtas till reaktorkaviteten 8 med minimalt med oonskad tillforsel av luft till reaktorkaviteten 8. Syrgas som finns i luften är giftigt fOr en del biogasproducerande mikroorganismer. Vidare kan syrgas som finns i en oOnskad tillfOrsel av luft till reaktorkaviteten 8 reagera med vissa gaskomponenter, sasom svavelvate, som bildas vid r6tningsprocessen, vilket kan leda till felaktiga matresultat f6r sadana gaskomponenter. Vidare spader en oonskad tillforsel av luft till reaktorkaviteten 8 ut biogasen som produceras pa ett oforutsagbart satt, vilket leder till osakerheter i analysen av mangd och sammansattning av den bildade biogasen. Darfor akar relevansen och reproducerbarheten av de experinnentella resultaten med en effektiv anordning for att mata material, dar tillforseln av luft halls till ett minimum, till reaktorkaviteten. Mataranordningen 16 innefattar ett matningsror 18 som är anordnat i den ovre plattan 2 och som stracker sig nedanfor en vatskeyta 20 hos vatske- eller slammaterialet 10 som finns i reaktorkaviteten 8. Mataranordningen 16 innefattar vidare en kolv 22 som är insattbar i matningsr6ret 18 f6r att trycka ner biologiskt material under vatskeytan 20 och for att tata matningsroret 18, vilket beskrivs mer detaljerat nedan. En nedre ande 24 hos kolven 22 stracker sig under en nedre ande 26 hos matningsroret 18, for att sakerstalla att biologiskt material som ska matas till kaviteten 8 blandas med bulken av biologiskt material 10 som finns inuti kaviteten 8, och inte fastnar inuti matningsrOret 18. De nedre andarna 24, 26 7 537 312 är anordnade att sankas ner i vatske- eller slannmaterialet 10 under anvandning av reaktorn 1, dvs. de nedre andarna 24, 26 är placerade under ytan 20.

En anordning for nivainstallning 28, vilken kommer att beskrivas med detaljerat nedan, är anordnad att stalla in mangden biologiskt material 10 som finns inuti kaviteten 8.

Ett varmeholje 30, som endast visas delvis i Fig. 1, kan svepas kring det cylindriska vaggelementet 6 for att varma upp det biologiska material 10 som finns inuti kaviteten 8 till en lamplig och konstant temperatur, av typiskt 5 till 10 95°C, oftast till en temperatur av 20-60°C.

Biogas som produceras inuti kaviteten 8 samlas upp via ett gasror 32 som stacker sig genom den ovre plattan 2. Som kan ses i Fig. 1 är en nedre oppen ande 34 av gasroret 32 anordnad en bra bit ovanfor vatskeytan 20 for att undvika att biogasen fOrorenas av vatskematerialet 10. GasrOret 32 är anslutet till ett analysinstrument 36 som analyserar mangden och sammansattningen av den producerade biogasen. En ventil 37 kan, frivilligt, anordnas i gasr6ret 32 f6r att stanga av flodet av biogas till analysinstrumentet 36 nar material ska matas till eller avlagsnas fran kaviteten 8.

Ett gasbuffertsystem 38 är anordnat f6r att undvika over- och undertryck uppstar inuti reaktorkaviteten 8 nar biologiskt material matas till kaviteten 8, eller nar rotat material avlagsnas tan reaktorkaviteten 8. Gasbuffertsystenn 38 innefattar en gassack 40, som är anordnat utanfor kaviteten 8, och ett gasror 42 som star i flodesforbindelse med gassacken 40 och som stracker sig genom den ovre plattan 1 och in i kaviteten 8 och som har en nedre oppen ande 44 som är anordnad en bra bit ovanfor vatskeytan 20. Gassacken 40 kan innehalla, pa grund av dess expanderbara karaktar, varierande mangd biogas. En ventil 43 kan, frivilligt, vara anordnad i gasr6ret 42 for att oppna en gasanslutning mellan kaviteten 8 och gassacken 40 vid matning eller avlagsning av material fran kaviteten 8. Nar biologiskt material tillfors till kaviteten 8, vilket medfor att volymen av vatske- eller slammaterial 10 inuti kaviteten akar, kommer darmed overskottet av biogas att transporteras till gassacken 40 sa att Overtryck inuti kaviteten 8 undviks, vilket 8 537 312 konnnner att beskrivas nner detaljerat nedan. Nar rotat biologiskt material avlagsnas fran kaviteten 8, vilket minskar volymen av vatske- eller slammaterial 10 inuti kaviteten 8, transporteras biogas som lagras inuti gassacken 40 till kaviteten 8, sa att undertryck inuti kaviteten 8 kan undvikas.

Det senare är speciellt viktigt eftersom undertryck kan medfora att omgivningsluft sugs in i kaviteten 8, vilket kan orsaka paten forgiftning av de biogasproducerande mikroorganismerna.

Rotat biologiskt material kan transporteras bort fran kaviteten 8 via ovan namnda anordning f6r nivainstallning 28, genom att oppna den darpa 10 anordnade ventilen 46.

Fig. 2 visar en anordning fOr nivainstallning 128 enligt en kand teknik. Anordningen fOr nivainstallning 128 enligt kand teknik innefattar ett vertikalt avvattningsror 148 som är monterat i en nedre platta 104. Avvattningsroret har en Oppen Ovre ande 150. Den Oppna Ovre anden mottar rOtat material vid en vatskeyta 120. Nar en ventil 146 oppnas avvattnas rOtat material genom den oppna anden 150, vertikalt nedat genom avvattningsroret 148 och ut ur laboratoriereaktorn via ett r6r 152 pa vilket en ventil 146 är anordnad. Pilar DB visar hur rOtat biologiskt material vid ytan 120 kommer in i avvattningsrorets 148 ovre oppna ande 150 och flodat neat genom roret 148. Det har nu upptackts att den Ovre oppna anden 150 kan utfOra den oonskade fun ktionen att vara en partikelfalla, med partikulart material PM, och speciellt de storsta partiklarna, som fastnar inuti avvattningsroret 148 och som inte kan komma darifran. Sasom indikeras i Fig. 2 blir resultatet att koncentrationen av partikulart material PM blir betydligt h6gre inuti avvattningsroret 148 an utanfor avvattningsroret 148. Vid avvattning av material via avvattningsroret 148 kommer det instangda materialet ocksa att avvattnas, vilket medfor en fortunning av partikulart material PM.

Fig.3 visar en anordning f6r nivainstallning 28 enligt en utf6ringsform av foreliggande uppfinning. Anordningen for nivainstallning 28 innefattar ett vertikalt avvattningsror 48 som är anordnat i den nedre plattan 4 och som stacker sig vertikalt uppat fran den nedre plattan 4. Det vertikala avvattningsroret star i, vid sin ovre ande 50, flodesforbindelse med en rorboj 54. I utfOringsformen som visas i Fig. 3 är rOrbOjen en 180°-bOj. BOjen 54 star 9 537 312 vid sin forsta ande 56, flodesforbindelse med det vertikala rorets 48 ovre ande 50. Men 54 har, vid en andra ande 58, en avvattningsoppning 60 som är riktad neat ned i kaviteten 8. Avvattningsoppningen 60 är anordnad att motta rotat biologiskt material 10 som finns i den biogasproducerande laboratoriereaktorns 1 kavitet 8, vilket visas i Fig. 1.

Nu ater till Fig. 3. Men 54 har en invandig !Ad kavitet 62 som medfor att kaviteten 8 star i flodesforbindelse med det vertikala avvattningsroret 48. Den invandiga !Ada kaviteten 62 har en lagre flodesbegransning 64, vilket, som visas i utf6ringsformen i Fig. 3, sammanfaller med den invandiga botten 66 av bojen 54. Den lagre flodesbegransningen 64 är placerad pa en tilltankt vatskehojd HL ovanfor en invandig botten 67 av kaviteten 8, dvs. pa en h6jd HL ovanfOr den nedre plattans 4 Ovre yta. Hojden HL är typiskt 50 till 1000 mm. Det biologiska materialet 10 ska floda over den nedre flOdesbegransningen 64 dar det ska passera Than avvattningsOppningen 60 och in i avvattningsroret 48. Den nedre flodesbegransningen 64 bestammer, nar anordningen 28 är i drift, den vertikala nivan for ytan 20 av materialet 10 i kaviteten 8. Den nedre flOdesbegransningen 64 är placerad i ett lage pa ett vertikalt avstand LD ovanfor avvattningsoppningens 60 lage. Det vertikala avstandet LD är typiskt 5-300 mm, foretradesvis 8-50 mm och allra helst 10- 40 mm. Det vertikala avstandet LD kan typiskt vara 1-40%, foretradesvis 530% och allra helst 10-20% av hojden HL. Foljaktligen, om hojden HL exempelvis är200 mm sa kan det vertikala avstandet LD lannpligen vara 15% av detta varde, alltsa 30 mm.

Nar volymen av materialet 10 inuti kaviteten ska justeras är ventilen 46 oppen. Nar ventilen 46 är oppen flodar rotat biologiskt material in genom avvattningsoppningen 60, vidare genom b6jens 54 invandiga !Ada kavitet 62, sasom indikeras av en pil HF, och vidare till avvattningsroret 48. Materialet flodar sedan vertikalt neat genom avvattningsroret 48 och ut fran lagoratoriereaktorn via ett ror 52 pa vilket ventilen 46 är anordnad. Roret 52 kan, frivilligt, vara anslutet till ett vattenlas (visas ej) for att ytterligare minska risken att luft kommer in i kaviteten 8. Sasom visas i Fig. 3, kommer material 10 in genom avvattningsoppningen 60 bade Than den narliggande vatskeytan 20, vilket indikeras av en pil SB, och fran materialbulken 10, vilket indikeras 537 312 av en pil BB. Foljaktligen kommer materialet 10 som kommer in i avvattningsoppningen 60 och avvattnas fran kaviteten 8, via bojen 54 och roret 48, att representeras av ett genomsnitt av materialet som finns i kaviteten 8. Foljaktligen kommer SRT (solid retention time), dvs. antalet dagar som ett fast material finns kvar inuti kaviteten innan det avvattnas ut darifran, att vara densamma for stora och sma partiklar. For mikroorganismer, sasom biogasproducerande bakterier och arkeOr som vaxer pa partiklar, kommer tiden som det finns kvar sadana mikroorganismer inuti kaviteten 8 att vara representativ oavsett om sadana mikroorganismer tenderar att vaxa pa snna eller stora partiklar. Material 10 avvattnas ut Than kaviteten 8 tills ytan 20 nar samma vertikala niva som flodesbegransningen 64. Foljaktligen bestammer den nedre flOdesbegransningen 64 en vertikal niva hos material 10 inuti kaviteten 8. Nar ytan 20 nar flodesbegransningens 64 vertikala niva kommer avvattning av material 10 ut Than kaviteten 8 omedelbart att upphOra, och ytan 20 kommer att fOrbli vid den nedre flodesbegransningens 64 vertikala niva tills mer material som ska rOtas matas till kaviteten 8. Ventilen 46 kan vara stang f6r att undvika att luft kommer in i kaviteten 8 via det vertikala avvattningsroret 48.

Nar ytan 20 nar flodesbegransningens 64 vertikala niva 10, och avvattning av material 10 via anordningen f6r nivainstallning 28 upph6r, är avvattningsoppningen 60 fortfarande nedsankt i materialet, under ytan 20, eftersonn flodesbegransningen 64 är placerad i en position pa ett vertikalt avstand LD ovanfor avvattningsoppningens 60 lage. Foljaktligen samlar inte avvattningsoppningen 60 upp material fran ytan, vilket kan vara fallet i kand teknik sasom visas i Fig. 2.

Ventilen 46 är stangd nar material slutar att floda ut Than kaviteten 8 via roret 52. Foljaktligen Or anordningen for nivainstallning 28 det mojligt att pa ett enkelt satt behalla en mycket exakt mangd material 10 inuti kaviteten 8och att avvattna ett representativt medelvarde av det material 10 som finns inuti kaviteten 8 I enlighet med en alternativ utforingsform kan roret 51 vara forsett med ett vattenlas, sa att material kan avvattnas Than kaviteten 8 utan att behova styra en ventil 46. 11 537 312 Men 54 kan, frivilligt, vara f6rsedd med en ventiloppning 68. Ventiloppningen 68 är anordnad i ett ovre parti 70 av bojen 54. Ventiloppningen 68 forbinder det inre av anordningen for nivainstallning 28 med ett gasutrymme 72 hos kavitetens 8 i en biogas reaktor for att homogenisera gastrycket mellan det inre av anordningen for nivainstallning 28 och kaviteten 8. Riken for att undertryck ska uppsta minskas med hjalp av en ventilationsoppning 68. Darigenom minskar risken av o6nskade haverteffekter i anordningen f6r nivainstallning 28.

Ett experiment utf6rdes f6r att jamfora anordningen f6r nivainstallning 28 som beskrivs med hanvisning till Fig. 3 och anordning for nivainstallning 128 enligt kand teknik som beskrivs med hanvisning till Fig. 2. En laboratoriereaktor rot& biologiskt material fOr att producera biogas. Del biologiska materialet inneholl ungefar 50 °A slaktavfall, och ungefar 50 °A vanliga matrester. I JamfOrelsetest A och JannfOrelsetest B justerades reaktorns volym med hjalp av en anordning f6r nivainstallning 128 enligt kand teknik. I Test 1,2 och 3 justerades reaktorns volym med hjalp av en anordning for nivainstallning 28. I testerna jamfordes torrhalten hos materialet som avvattnades fran reaktorn via respektive ror 152, 52 med den globala torrhalten som uppmattes genom direkt provtagning fran lagoratoriereaktorns kavitet 8.

Torrhalten hos proverna mattes enligt svensk standard SS 02 8113. Enligt svensk standard SS 02 81 13 ska materialet vagas och sedan varmebehandlas vid 105°C i 20 timmar for att vatten ska avdunsta. Materialet ska sedan aterigen vagas. Torrhalten i vikt-°/0 DS kan sedan beraknas enligt: vikt efter varmebehandling vid 105°C vikt- % DS = • 100% vikt fore varmebehandling Exempelvis innebar 6 vikt-°/0 DS att 6 °A av materialets ursprungliga vikt 30 aterstar efter varnnebehandling vid 105°C i 20 tinnnnar. 12 537 312 Foljande torrhalter uppnnattes i experinnentet: Test Torrt prov [vikt-`)/0 DS] Globalt prov [vikt-`)/0 DS] Skillnad [vikt-`)0 DS] Jannforelsetest A 7,9 6,0 1,9 Jamforelsetest B 6,8 6,0 0,8 Medel Jannf.test 7 6 0 1 Test 1 6,7 6,0 0,7 Test 2 5,2 5,9 -0,7 Test 3 5,5,8 -0,3 Medel test 8 9 -0 1 Tabell 1: Jamforelse av DS torrt prov Sasom kan ses i Tabell 1 gay medelvardet av skillnaden i Jamforelsetesten, dar anordningen for nivainstallning 128 enligt kand teknik anvandes, en avvikelse i torrhalt pa i genomsnitt 1,35 procentenheter, nar torrhalten hos det avvattnade materialet jamfordes med torrhalten has materialbulken i reaktorn. Testen med en anordning for nivainstallning 28 resulterade daremot i en avvikelse i torrhalt pa i genomsnitt endast 0,1 procentenheter, nar torrhalten hos det avvattnade materialet jamfordes med torrhalten hos materialbulken i reaktorn. Foljaktligen är det mojligt att med en anordning for nivainstallning 28 avvattna material fran reaktorn som är en verklig representation av bulkmaterialet som finns i reaktorn. Det inses att torrhalten i vikt-% DS hos bulkmaterialet inuti reaktorn, efter en tid i drift, reduceras pa ett satt som inte är orsakat av r6tningsprocessen i sig sjalvt utan av det satt som material avvattnas pa. Detta medfOr att noggrannheten och relevansen av de testresultat som uppnas reduceras. Vidare kan graden av nedbrytning hos kand teknik vara felaktigt upprnatt eftersom en del stora partiklar kan ha blivit avvattnade langt innan de fatt en chans att bli ordentligt rotade.

Fig. 4a visar en anordning for nivainstallning 228 enligt en andra utf6ringsform. Anordningen for nivainstallning 228 innefattar ett vertikalt avvattningsrOr 248 som är anordnat i bottenplattan 4 och som stacker sig vertikalt uppat fran bottenplattan 4. Det vertikala avvattningsroret 248 star, vid 13 537 312 en ovre ande 250, i fluidforbindelse med ett grenror 254. Grenroret 250 stacker sig, med en vinkel a av ungefar 45°, nedat fran den ovre anden 250 av det vertikala avvattningsroret 248 och ned i materialet 10 i kaviteten 8. Vinkeln a är typiskt inom intervallet 10 till 75°. Foljaktligen star grenroret 254, vid en forsta ande 256, i fluidforbindelse med det vertikala avvattningsrorets 248 ovre ande 250. Grenroret 254 har, vid en andra ande 258, avvattningsoppningar 260 som är vanda neat in i kaviteten 8. Grenroret 254 har en invandig rorkavitet 262 som tillgodoser flodeskonnmunikation mellan kaviteten 8 och det vertikala avvattningsroret 248. En nedre flodesbegransning 264 är formerad vid anslutningen mellan grenroret 254 och det vertikala avvattningsroret 248. Vid drift av anordningen 228 bestammer den nedre flOdesbegransning 264 den vertikala nivan fOr ytan 20 hos materialet 10 i kaviteten 8. Den nedre flodesbegransning 264 befinner sig vid en tilltankt vatskehOjd HL av typiskt 50 till 1000 mm ovanfOr kavitetens 8 invandiga botten 67. Den nedre flodesbegransning 264 befinner sig i ett lage pa ett vertikalt avstand LD ovanfor en ovre ande 265 av oppningen 260. Det vertikala avstandet LD är typiskt 5-300 mm, foretradesvis 8-50 mm, helst 10- 40 mm. Det vertikala avstandet LD ar typiskt 1-40%, fOretradesvis 5-30%, helst 10-20% av hojden HL.

Volynnen av materialet 10 inuti kaviteten 8 kan justeras pa liknande satt som beskrivits ovan med anordningen for nivainstallning 28, genom att ventilen 46 oppnas. Nar ventilen oppnas flodar rotat material genom avvattningsoppningen 260, vidare genom den invandiga rorkaviteten 262 hos grenroret 254 och genom avvattningsroret 248, som visas med en pil HF.

Materialet flodar darefter ut fran laboratoriereaktorn via roret 52 pa vilket ventilen 46 är anordnad. Material kommer in i avvattningsoppningen 260 bade fran den intilliggande vatskeytan 20, som visas med en pil SB, och fran materialbulken 10, som visas med en pil BB.

Material 10 avvattnas fran kaviteten 8 tills ytan 20 nar samnna vertikala niva som den nedre flodesbegransningen 264. Nar ytan 20 nar samma vertikala niva som den nedre flodesbegransningen 264 kommer avvattningen av materialet ut fran kaviteten 8 omedelbart att upphora, och ytan 20 kommer att 14 537 312 forbli vid den nedre flodesbegransningens 264 vertikala niva tills nner material som ska rotas matas till kaviteten 8.

Det vertikala avvattningsroret 248 kan, frivilligt, vara forsett med en ventilationsoppning 268. Ventilationsoppningen 268 är formad som ett ovre Oppet andparti 270 av roret 248 och har kontakt med gasutrymmet 72. Med hjalp av ventilationsoppningen 268 minskas risken att undertryck uppstar inuti anordningen f6r nivainstallning 228, sa att risken f6r o6nskad haverteffekt i anordningen for nivainstallning 228 minskas. Om ytans 20 vertikala niva varierar inom ett brett intervall kan r6ret 248 ha en lang utstrackning vertikalt uppat for att rymma sadana variationer, for att undvika att material kommer in i avvattningsroret 248 via ventilationsoppningen 268.

Fig. 4b visar en anordning fOr nivainstallning 328 enligt en tredje utf6ringsform. Anordningen for nivainstallning 328 innefattar ett vertikalt avvattningsrOr 348 som stacker sig uppat Than bottenplattan 4. Det vertikala avvattningsroret 348 star, vid en ovre ande 350, i fluidforbindelse med ett knaror 354. Knaroret 354 star i fluidforbindelse med en vertikal kombinerad oppnings- och ventilationsror 355. Det vertikala kombinerade 6ppnings- och ventilationsrOret 355 har, vid en nedre f6rsta ande 356, en avvattningsoppning 360 som är vand nedat i kaviteten 8. Roret 355 har en invandig rorkavitet 362 som tillgodoser flodeskommunikation mellan kaviteten 8 och det vertikala avvattningsroret 348, via knaroret 354. En invandig botten 366 hos knaroret 354 bildar en nedre flodesbegransning 364 som bestammer, vid drift av anordningen 328, den vertikala nivan for ytan 20 hos materialet 10 som finns i kaviteten 8. Den nedre flodesbegransningen 364 befinner sig vid en tilltankt vatskehojd HL av typiskt 50 till 1000 mm ovanfor kavitetens 8 invandiga botten 67. Den nedre flodesbegransningen 364 befinner sig i ett lage pa ett vertikalt avstand LD som typiskt är 5-300 mm, foretradesvis 8-50 mm, heist 10-40 mm ovanfor oppningen 360. Det vertikala avstandet LD är typiskt 1-40%, foretradesvis 5-30%, helst 10-20% av hojden HL.

Justering av volymen av materialet 10 inuti kaviteten 8 genom att avvattna material 10 genom rorets 355 oppning 360, vilket indikeras med pilar SB och BB, tills ytan 20 nar samma vertikala niva som den nedre 537 312 flodesbegransningen 364, utfors i enlighet med likande principer som de som beskrivits ovan med hanvisning till Fig. 4a.

Det vertikala kombinerade oppnings- och ventilationsroret 355 kan, frivilligt, vara forsett med en ventilationsoppning 368. Ventilationsoppningen 368 är formad som ett ovre tippet andparti 370 av roret 355. Med hjalp av ventilationsoppningen 368 minskas risken att undertryck uppstar inuti anordningen f6r nivainstallning 328, sa att risken f6r o6nskad haverteffekt i anordningen for nivainstallning 328 minskas. Roret 348 ha en lang utstrackning vertikalt uppat for att rymma stora variationer i nivan 20 av material i kaviteten 8.

Fig. 5a är en schematisk vy fran sidan av gasbuffertsystemet 38 i ett forsta driftslage. I det fOrsta driftslaget tillfors biologiskt material BM som ska rOtas till den biogasproducerande laboratoriereaktorns 1 kavitet 8. Enligt en utforingsform fOregas tillfOrseln av material till kaviteten 8 av att en ventil 37, vilken ar frivillig och visas i Fig. 1, stangs, och en ventil 43, vilken aven den är frivillig och visas i Fig. 1, oppnas sa att gassacken 40 kommer i fluidfOrbindelse med kaviteten 8, och speciellt med gasutrymmet 72. FOljaktligen kommer forandringar i gasvolym nar material tillfors bara att paverka gasbuffertsystemets 38 gassack 40 och inte analysinstrumenten 36.

Sedan kan tillforseln av material BM till kaviteten 8 paborjas. Volymen hos materialet 10 inuti kaviteten 8 okar till foljd av sadan tillforsel, vilket visas med pilar, vilket nnedfor att nnaterialets 10 yta stiger tan en forsta niva 20a till en andra, hogre, niva 20b. Okningen av ytans niva tan en forsta niva 20a till en andra niva 20b medfor en motsvarande reducering i volym gasutrymmet 72 i kaviteten 8. Reduceringen i volym av gasutrymmet 72 medfor att biogas GO trycks ut Man kaviteten 8, via gasr6ret 42 och in i den expanderbara gassacken 40. Till foljd av att en sadan mangd gas GO kommer in i gassacken 40 sa expanderar gassacken 40 till en okad volym, vilket indikeras med streckade linjer i Fig. 5a, tan en forsta volym V1 till en andra volym V2.

Gassackens 40 tillgangliga volym är betydligt storre an mangden gas GO som kommer in i gassacken 40, vilket betyder att inget vasentligt trycke byggs upp inuti gassacken 40. I ett exempel ar gassacken 40 en FlexFoilTM Sample Bag med volym av 3 liter, som är tillganglig Man SKC Inc, PA, USA. I ett 16 537 312 exennpel nnotsvarar nnangden gas GO en volym, vid atmosfarstryck, av 10 till 500 ml biogas, och en andra volym V2 motsvarar kring 2000 ml biogas vid atmosfarstryck. Trycket inuti gassacken 40, efter att den har mottagit gasen GO, kommer att forbli nara atmosfarstryck. Eftersom den expanderbara gassacken 40 utvidgar sig till -160 av att den erhaller gas GO sa sker ingen betydande okning av trycket varken i gassacken 40 eller i gasutrymmet 72 hos kaviteten 8 vid tillforsel av biologiskt material BM. Foljaktligen kan r6tning av material inuti kaviteten 8 fortga nara atmosfarstrycksforhallanden aven efter det att biologiskt material BM har tillforts. Tillforsel av material BM till kaviteten 8 foregas av att den frivilliga ventilen 37 oppnas och den frivilliga ventilen 43 stangs, sa att analysinstrumentet 36 ater kommer i fluidkontakt med gasutrymmet 72.

Fig. 5b är en schematisk vy fran sidan av gasbuffertsystemet 38 i ett andra driftslage. I det andra driftslaget avvattnas rOtat biologiskt material DM fran den biogasproducerande laboratoriereaktors 1 kavitet 8. Avvattning av rotat material DM kan ske genom att anvanda, exempelvis, anordningen for nivainstallning 28 som beskrivits ovan med hanvisning till Fig. 3. Enligt en utforingsform foregas avvattningen av material i kaviteten 8 av att den frivilliga ventilen 37 i Fig. 1 stangs och den frivilliga ventilen 43 i Fig. 1 oppnas, sa att gassacken 40 star i fluidkontakt med gasutrymmet 72. Foljaktligen kommer forandringar i gasvolym under avvattning av material endast att paverka gasbuffertsystemets 38 gassack 40 och inte analysinstrumenten 36. Darefter kan avvattning av material fran kaviteten 8 paborjas. Till foljd av sadan avvattning av material DM minskar volymen av materialet 10 inuti kaviteten 8, vilket visas med pilar, vilket medfor att materialets 10 yta sjunker fran en tredje niva 20c till en fjarde, lagre, niva 20d. Sankningen av ytans niva fran en tredje niva 20c till en fjarde niva 20d medic& en nnotsvarande expansion av volymen gasutrymmet 72 i kaviteten 8. En sadan expansion av volymen gasutrymmet 72 leder till att gas GI sugs in i kaviteten 8 fran den expanderbara gassacken 40, via gasroret 42. Tillfoljd av att en sadan mangd gas GI lamnar gassacken 40, trycks gassacken ihop vid det atmosfarstryck som omger gassacken 40, till en red ucerad volym vilket indikeras med streckade linjer i Fig. 5b, fran en tredje volym V3 gill en fjarde volym V4. 17 537 312 Volymen av den biogas som ursprungligen var tillganglig i gassacken 40 är betydligt store an mangden gas GI som sugs ut ur gassacken 40. I ett exempel motsvarar den tredje volymen V3 ungefar 2000 ml biogas, med en gasmangd GI som motsvarar en volym, vid atmosfarstryck, av 10 till 500 ml biogas. Foljaktligen kommer den fjarde volymen V4 att vara i intervallet 1500 till 1990 ml biogas. Trycket inuti gassacken 40 kommer att, efter att ha avgett mangden gas GI, forbli nara atmosfarstryck. Omstandigheten att biogas overfors fran den expanderbara gassacken 40, som gasen GI, till gasutrymmet 72 i kaviteten 8 innebar att inget undertyck uppstar i gasutrymmet 72 i kaviteten 8 vid avvattning av rotat biologiskt material DM. Foljaktligen kan r6tning av material 10 i kaviteten 8 fortsatta vid forhallanden som ligger nara atmosfarstryck aven efter avvattning av rOtat material DM. Vidare har den gas GI som har forflyttats fran gassacken 40 till gasutrymmet 72 i kaviteten 8 vasentligen samma egenskaper som den biogas som finns inuti gasutrymmet 72. Det innebar att tillstandet, bade avseende gastryck och gassammansattning inuti gasutrymmet 72 i kaviteten 8 kommer att fOrbli detsamma aven efter att material DM har avvattnats fran kaviteten 8. Avvattning av material Than kaviteten 8 fortgar genonn att den frivilliga ventilen 37 oppnas och den friviliga ventilen 43 stangs, sa att analysinstrumenten 36 aterigen star i fluidforbindelse med gasutrymmet 72.

Med gasbuffertsystemet 38 som beskrivs med hanvisning till Fig. 5a och Fig. 5b blir det nnojligt att driva den biogasproducerande laboratoriereaktorn 1 vid konstanta, eller nastintill konstanta, tryckforhallanden. Vidare minskar risken att biogas lacker ut fran kaviteten 8 till -160 av overtryck som uppkommer nar biologiskt material tillfors reaktom 1. Vidare minskas risken att luft lacker in i kaviteten 8 till foljd av att undertyck uppstar nar biologiskt material DM avvattnas Than reaktorn 1. Det senare är speciellt viktigt eftersom syre som finns i luften kan vara skadligt f6r de biogasproducerande mikroorganismerna. Utspadning av biogasen och/eller reaktioner mellan syre och gaskomponenter sasom svavelvate av biogasen kan aven forvranga testresultaten. Vid igangsattning av den biogasproducerande laboratoriereaktorn 1 kan en del av biogasen som produceras styras till gassacken 40, istallet fOr via gasrOret 32 och analysinstrumenten 36, fOr att 18 537 312 fylla gassacken 40 till ungefar 1/2 till 2/3 av dess totala volynn med biogas, vilken sedan kan anvandas som en buffert for att kompensera for biologiskt material som tillfors till eller avvattnas fran kaviteten 8 i enlighet med ovanstaende beskrivning. Enligt en alternativ ufforingsform är gasbuffertsystemet 38 ett passivt system, vilket innebar att biogas kan stromma fritt mellan gassacken 40 och gasutrymmet 72, via gasroret 42, medan biologiskt material tillfors eller avlagsnas fran kaviteten 8, utan att behova styra flodet av biogas via roret 42 med ventiler eller liknande anordningar.

Fig. 6 är en schematisk vy fran sidan av mataranordningen 16 av den biogasproducerande laboratoriereaktorn 1 i ett f6rsta lage dar biologiskt material BM matas till kaviteten 8. Nar biologiskt material matas till kaviteten 8 avlagsnas forst mataranordningens 16 kolv 22 Than matningsr6ret 18 som stacker sig genom den ovre plattan 2. Som kan ses i Fig. 6 stacker sig matningsroret 18 nedanfOr vatskeytan 20 vilket innebar att det inte finns flagon kontakt mellan gasutrymmet 7 hos kaviteten och atmosfaren aven da kolven 22 ha avlagsnats. Foljaktligen lacker inte biogas ut fran kaviteten 8 och luft kommer inte in i kaviteten 8 nar kolven 22 har avlagsnats fran matningsroret 18. En klump av biologiskt material har slappts ned i matningsr6ret 18 och flyter pa det biologiska materialets 10 vatskeyta 20. Kolven 22 satts sedan, vilket visas med en pil, in i matningsroret 18 och tvingas neat for att pressa biologiskt material BM in i nnaterialbulken 10. Sonn har beskrivits ovan med hanvisning till Fig. 1, stracker sig den nedre anden av kolven 22 under den nedre anden 26 av matningsr6ret 18, vilket innebar att det biologiska materialet BM inte kan forbli kvar I matningsroret 18, utan pressas ut Than matningsr6ret 18 av kolvens nedre ande 24 och in I materialbulken 10.

Fig. 7a visar kolven 22 i mer detalj precis efter att den har satts in i matningsroret 18. Kolven 22 innefattar, som huvudsakliga delar, ett nedre kolvparti 76, ett ovre kolvparti 78, en tatningsring 80, vilken kan vara gjord av gumnni eller annat lampligt material, ett manovreringshandtag 82, och en gangad stay 84. Det nedre kolvpartiet 76 innefattar en vertikal gangad Oppning 86 som kan passa med den gangade staven 84. Det Ovre kolvpartiet 19 537 312 78 innefattar ett nedre koniskt pat 88 som snnalnar av uppat och kring vilket tatningsringen 80 är anordnad. Tatningsringen 80 vilar pa en ovre yta 89 av det nedre kolvpartiet 76. Det ovre kolvpartiet 78 innefattar aven ett vertikalt centrumhal 90 genom vilket den gangade stangen 84 stacker sig.

Manovreringshandtaget 82 är stelt anslutet till den gangade stangen 84 och ligger an mot ett ovre pat 92 has det ovre kolvpartiet 78. I det ogonblick som visas i Fig. 7a har kolven 22 just blivit insatt i matningsroret 18 men nagon tatningsverkan har annu inte paborjats. Foljaktligen är det ett spelrum CP mellan tatningsringen 80 och en innervagg 94 hos matningsroret 18. Detta spelrum CP mojliggor att luft som finns inuti matningsroret 18 kan stromma ut uppat nar kolven 22 gradvis flyttas vertikalt nedat inuti roret 18 sa att luften inte trycks in i materialet 10 inuti kaviteten 8. Det nedre kolvpartiet 76 kan, frivilligt, vara forsett med ett jack 95 som stracker sig fran en nedre ande hos det nedre kolvparitet 76 och upp till ett lage just under tatningsringen 80.

Jacket 95, vilket typiskt kan ha ett tvarsnitt av 2-4 mm ganger 2-4 mm kan underlatta ytterligare for luft inuti matningsrOret 18 att stromma ut uppat nar kolven 22 gradvis flyttas vertikalt neat inuti r6ret 18 Fig. 7b visar atdragning av kolven 22 vid matningsroret 18. Manovreringshandtaget 82 vrids medurs, vilket visas med en pil TA. Vridning av handtaget 82 medf6r att den gangade stangen 84 vrids inuti det gangade halet 86 hos det nedre kolvpartiet 76. Den gangade stangen 84 drar darigenonn det nedre kolvpartiet 76 uppat, vilket visas med en pil PU. Nar det nedre kolvpartiet 76 dras uppat pressar dess ovre yta 89 tatningsringen 80 uppat pa det nedre koniska partiet 88. Sadan pressning medfor att tatningsringen 80 utvidgar sig i horisontell riktning, sa att spelrummet CP forsvinner och tatningsringen 80 tatar mellan kolven 22 och matningsrorets 18 inre vagg 94.

Fig. 7c visar kolven 22 i dess tatningslage. I ett sadant lage tatar tatningsringen 80 mot det ovre kolvpartiet 78 och det nedre kolvpartiet 76 mot matningsrorets 18 inre vagg 94. Ett tatat lage kan sammanfalla med att det nedre kolvpartiets 76 ovre yta 89 ligger an mot en nedre yta 91 hos det ovre kolvpartiet 78. Nar nytt material ska matas till den biogasproducerande laboratoriereaktors 1 kavitet 8 vrids handtaget 82 motsols fOr att sanka det 537 312 nedre kolvpartiet 76 och lossa tatningsringens 80 tatning, varvid kolven 22 kan lyftas ut tan matningsroret 18.

Med hjalp av matningsanordningen 16 blir det mojligt att mata biologiska material BM till den biogasproducerande laboratoriereaktors 1 kavitet 8 pa ett sadant satt att det sakerstalls att biologiskt material blandas val med materialbulken 10 som redan finns inuti reaktorns 1 kavitet 8. Vidare kan lackage av biogas ut Than kaviteten 8 hindras bade nar kolven 22 avlagsnas fran matningsroret 18 och nar kolven satts in i matningsroret 18. Vidare hindras luft fran att lacka in i kaviteten 8, vilket kan leda till att syre fororenar de biogasproducerande mikroorganismerna, bade nar kolven 22 avlagsnas fran matningsr6ret 18 och nar kolven satts in i matningsr6ret 18.

Det inses att manga varianter av de utfOringsformer som har beskrivits ovan är mojliga inom skyddsomfanget av de bifogade patentkraven.

Det har beskrivits ovan att avvattningsOppningen antingen kan vara anordnad vand vertikalt nedat, sasom i fallet med avvattningsoppningen 60 som visas i Fig. 3 och avvattningsoppningen 360 som visas i Fig. 4b, eller vand nedat pa ett vinklat vis sasom i fallet med avvattningsoppningen 260 som visas i Fig. 4a. Det inses att det aven är mojligt att avvattningsoppningen är horisontellt orienterad, eller till och med vand uppat, sa lagen som hela oppningen är placerad under nivan hos den nedre flodesbegransningen 64, 264, respektive 364. Det är ofta att foredra att avvattningsoppningen är vand nedat, antingen vertikalt eller pa ett vis, eftersonn det i nornnala fall innebar ett nninimalt flodesmotstand for material som strommar genom anordningen for nivainstallning.

Det har beskrivits ovan att avvattningsroret 48, 248, 348 är ett vertikalt rakt ror som stracker sig genom ned nedre plattan 4 hos reaktorn 1. Det inses att draneringsroret aven kan vara vinklat, och/eller et bojt ror, och att avvattningsroret kan stracka sig genom den nedre plattan 4 eller genom vaggelementet 6.

Det har beskrivits ovan att laboratoriereaktorn 1 anyands f6r r6tning av organ iskt material. Det inses att laboratoriereaktorn aven kan anyandas for experiment med rotning med forhydrolys, dar organiskt material delvis rotas och sedan skickas till en annan reaktor fOr vidare rOtning. Vidare kan 21 537 312 laboratoriereaktorn 1 aven anvandas for experiment med jasning [eng. "Dark fermentation"] dar ett material rotas med ett syfte att alstra biogas som har en hog halt av vatgas, H2.

Det har beskrivits ovan att ventilen 37 stangs och vent ilen 43 oppnas nar material tillfors eller avvattnas fran reaktorns 1 kavitet 8. Det är aven mojligt att anordna reaktorn utan eller !Dada av dessa vent iler, cla biogasreaktorns 1 gasutrymme 72 alltid star i fluidforbindelse med gassacken 40 och/eller analysinstrumenten 36. I nagra fall är det emellertid lattare att styra flodet av biogas genom att manovrera ventilerna 37, 43 i enlighet med ovanstaende 10 beskrivning. 22

Claims (14)

1. 537 312 PATENTKRAV 1. En biogasproducerande laboratoriereaktor (1) innefattande en kavitet (8), varvid kavitetens (8) totala volym är 1-100 liter, for att rymma organiskt material under rotning darav, och en anordning for nivainstallning (28) innefattande ett avvattningsror (48) via vilket organ iskt material inrymt i kaviteten (8) kan avvattnas ut Than kaviteten (8), varvid laboratoriereaktorn (1) kannetecknas av att anordningen for nivainstallning (28; 228) vidare innefattar: en avvattningsoppning (60; 260) som star i fluidforbindelse med avvattningsroret (48; 248) och genom vilken material kan avvattnas fran kaviteten (8) och in i avvattningsroret (48; 248), och en undre flodesbegransning (64; 264) vilken bestammer en f6r materialet inuti kaviteten (8) vertikal niva Over vilken det organ iska materialet maste strOmma nar det passerar fran avvattningsoppningen (60; 260) och in i avvattningsroret (48; 248), varvid den undre flodesbegransningen (64; 264) befinner sig pa en h6gre vertikal niva an avvattningsOppningen (60; 260).

2. En laboratoriereaktor enligt patentkrav 1, varvid den undre 20 flOdesbegransningen (64; 264) befinner sig pa ett vertikalt avstand (LD) av 5300 mm ovanfor avvattningsoppningens (60; 260) lage.

3. En laboratoriereaktor enligt nagot av ovanstaende patentkrav, varvid den undre flodesbegransningen (64; 264) befinner sig vid en tilltankt vatskehojd (HL) ovanfor en invandig botten (67) hos kaviteten (8), varvid ett vertikalt avstand (LD) mellan avvattningsoppningens (60; 260) lage och den undre flodesbegransningen (64; 264) uppgar till 1-40 % av den tilltankta vatskehojden (HL).

4. En laboratoriereaktor enligt nagot av ovanstaende patentkrav, varvid anordningen for nivainstallning (28; 228) vidare innefattar en ventilationsoppning (68; 268) som f6rbinder det inre av anordningen f6r 23 537 312 nivainstallning (28; 228) med ett gasutrynnnne (72) for att forebygga haverteffekt i anordningen for nivainstallning (28; 228).

5. En laboratoriereaktor enligt nagot av ovanstaende patentkrav, varvid 5 avvattningsoppningen (60; 260) är vand neat.

6. En laboratoriereaktor enligt nagot av ovanstaende patentkrav, varvid avvattningsoppningen (60) och avvattningsroret (48) star i fluidforbindelse med hjalp av en rorboj (54).

7. En laboratoriereaktor enligt nagot av patentkrav 1-5, varvid avvattningsOppningen (260) och avvattningsroret (248) star i fluidfOrbindelse med hjalp av ett forgreningsror (254).

8. En laboratoriereaktor enligt nagot av ovanstaende patentkrav, varvid laboratoriereaktorn (1) innefattar ett gasbuffertsystem (38) som har en expanderbar gassack (40) och ett gasr6r (42) som f6rbinder gassacken (40) med ett gasutrymme (72) i kaviteten (8), varvid gasbuffertsystemet (38) är anordnat att transportera biogas som finns i gassacken (40) till gasutrymmet (72) i kaviteten (8) nar volymen av organiskt material i kaviteten (8) justeras med hjalp av anordningen for nivainstallning (28).

9. Ett satt att utfora laboratorieexperiment med rotning av organiskt material i en biogasproducerande laboratoriereaktor (1), innefattande: mata organiskt material (BM) till en kavitet (8) hos laboratoriereaktor (1), varvid kavitetens (8) totala volym är 1-100 liter; rota det organ iska nnaterialet inuti kaviteten (8) under anaerobiska forhallanden vid produktion av biogas; och justera mangden material i kaviteten (8) med hjalp av en anordning for nivainstallning (28) innefattande ett avvattningsror (48; 248) via vilket material inrymt inuti kaviteten (8) kan avvattnas Than kaviteten (8), varvid sadant material avvattnas fran kaviteten (8) via en avvattningsoppning (60; 260) som star i fluidfOrbindelse med avvattningsroret (48; 248), tills en vertikal niva hos 24 537 312 materialet i kaviteten (8) nar en undre flodesbegransning (64; 264) som befinner sig pa en hogre vertikal niva an avvattningsoppningen (60; 260) och over vilken det organ iska materialet maste stromma nar det passerar fran avvattningsoppningen (60; 260) och in i avvattningsroret (48; 248).

10. Ett satt enligt patentkrav 9, vidare innefattande att transportera biogas som finns i en expanderbar gassack (40) till ett gasutrymme (72) i kaviteten (8) nar nnangden organ iskt material i kaviteten (8) justeras med hjalp av anordningen f6r nivainstallning (28; 228).

11. Ett s5tt enligt nagot av patentkraven 9-10, vidare innefattande att mata organ iskt material (BM), som ska rOtas, till kaviteten (8) via ett matningsr6r (18) som stracker sig under en vatskeyta (20) hos det organiska materialet (10) som finns inuti kaviteten (8).

12. Ett satt enligt patentkrav 11, vidare innefattande att anvanda en kolv (22) f6r att tvinga organ iskt material (BM), som matats till matningsr6ret (18), in i bulken av organiskt material (10).

13. Ett satt enligt nagot av patentkraven 9-12, vidare innefattande att transportera biogas, som finns i ett gasutrymme (72) i kaviteten (8), till en expanderbar gassack (40) nar organ iskt material (BM) matas till kaviteten (8).

14. Ett satt enligt nagot av patentkraven 9-13, vidare innefattande att 25 ventilera insidan av anordningen for nivainstallning (28; 228) med ett gasutrymme (72) for att forebygga haverteffekt i anordningen f6r nivainstallning (28; 228). 537 312 1/6 38 43 42 32 36 1 0 37 22. , 1634 44 28 8 72 --18 24 - 26 —rs /•"^-e