UA118172U - Пристрій для виробництва бактерійної біомаси в реакційному об'ємі - Google Patents
Пристрій для виробництва бактерійної біомаси в реакційному об'ємі Download PDFInfo
- Publication number
- UA118172U UA118172U UAU201701318U UAU201701318U UA118172U UA 118172 U UA118172 U UA 118172U UA U201701318 U UAU201701318 U UA U201701318U UA U201701318 U UAU201701318 U UA U201701318U UA 118172 U UA118172 U UA 118172U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- bioreactor
- hydrogen sulfide
- pipeline
- biomass
- production
- Prior art date
Links
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 title claims abstract description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 9
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 27
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000013535 sea water Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 5
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 241000718541 Tetragastris balsamifera Species 0.000 claims 1
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 claims 1
- 235000008429 bread Nutrition 0.000 claims 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 claims 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 claims 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000037358 bacterial metabolism Effects 0.000 description 1
- 230000037208 balanced nutrition Effects 0.000 description 1
- 235000019046 balanced nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 230000003851 biochemical process Effects 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012533 medium component Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
Пристрій для виробництва бактерійної біомаси в реакційному об'ємі містить біореактор з трубопроводом для подачі морської води та трубопроводом для видалення відпрацьованої води, до біореактора приєднані ємність з вуглецевим газом для живлення бактерій, пристрій для подачі повітря, вузли для завантаження біореактора субстратом та для розвантаження біомаси з біореактора. Пристрій розташовано на платформі на поверхні моря або на березі моря та містить сполучений з біореактором накопичувач води з сірководнем, до якого приєднаний трубопровід для подачі морської води, збагаченої сірководнем, що має довжину, при якій нижній його зріз досягає глибини залягання сірководню з концентрацією не менше ніж 7·10-3 л/л. На нижньому зрізі цей трубопровід має клапан, для його перекриття та відкриття. Трубопровід для видалення відпрацьованої води має довжину, при якій нижній його зріз розташований на глибині, де сірководень має концентрацію не більше ніж 1,4·10-3 л/л.
Description
Корисна модель належить до галузі біохімічних процесів виробництва біомаси, зокрема біомаси сірчаних бактерій, наприклад аеробних нитчастих бактерій сімейств Веддіаїасеає, родів ТНіоїгіх або Веодіаїє, що вирощується в збагачених сірководнем шарах водоймищ або морів та може використовуватися для подальшої переробки біомаси в паливний продукт або в інші продукти хімічної, фармацевтичної та харчової галузей. Така бактерійна біомаса цінна і іншими властивостями. Зокрема, дуже актуально на теперішній час отримання целюлози, паперової пульпи і паперу при використанні бактерійної біомаси замість сировини рослинного походження. Особливий інтерес виробництво бактерійної біомаси представляє на базі "сірководневої зони" Чорного моря.
Відомий пристрій (1| для виробництва бактерійної біомаси в реакційному об'ємі, містить біореактор, в який здійснюють одноразове завантаження живильного середовища, ємності для живлення біомаси, інокуляції живильного середовища посівним матеріалом, культивування його при кисневій лімітації при збалансованому харчуванні з кінцевою витратою компонентів середовища в реакційному об'ємі.
Недоліком такого пристрою є те, що відходи метаболізму бактерій не виводяться з біореактора та пригнічують швидкість росту біомаси. Також, виробництво біомаси є дорогим через необхідність використання дорогого живильного середовища, що включає велику кількість глюкози як джерело вуглецю.
Відомий пристрій, описаний в способі (|2| виробництва бактерійної біомаси в реакційному об'ємі. Цей пристрій прийнято як найближчий аналог. Він містить біореактор з трубопроводом для подачі морської води та трубопроводом для виділення відпрацьованої води. Біореактор розташовано в морі на глибині, де концентрація сірководню є достатньою для виробництва бактерійної біомаси. До біореактора приєднані ємність з вугледевим газом для живлення бактерій, пристрій для подачі кисню, накопичувач води з сірководнем, пристрій підйому та спуску біореактора, вузли для завантаження біореактора субстратом та для розвантаження біомаси з біореактора. Збалансованим з сірководнем харчуванням для цих бактерій є вуглецевий газ, як джерело вуглецю, окислювач (кисень з оточуючого повітря), мінеральні солі макро- і мікроелементів (М, Р, Ма, Са та ін.), що містяться в морській воді.
Проте, розташування біореактора на глибині моря призводить до використання додаткових
Зо вузлів спуску на глибину та підйому його на поверхню моря для перезавантаження біомаси, що значно ускладнює та здорожує конструкцію пристрою та виробництво біомаси.
Задача, на вирішення якої направлена корисна модель, полягає в удосконаленні пристрою для виробництва бактерійної біомаси. Таке вдосконалення повинно спростити та здешевити виробництво бактерійної біомаси. Задача повинна вирішуватися шляхом конструктивних змін пристрою, які дозволять розташовувати його на поверхні або на березі моря.
Поставлена задача вирішується в пристрої для виробництва бактерійної біомаси в реакційному об'ємі, що містить біореактор з трубопроводом для подачі морської води та трубопроводом для виділення відпрацьованої води. До біореактора приєднані ємність з вуглецевим газом для живлення бактерій, пристрій для подачі повітря, вузли для завантаження біореактора субстратом та для розвантаження біомаси з біореактора, згідно з корисною моделлю, пристрій розташовано на платформі на поверхні моря або на березі моря та містить сполучений з біореактором накопичувач води з сірководнем, до якого приєднаний трубопровід для подачі морської води збагаченої сірководнем, який має довжину при якій нижній його зріз досягає глибини залягання сірководню з концентрацією не менше ніж 7-103 л/л, на нижньому зрізі цей трубопровід має клапан, для його перекриття та відкриття, трубопровід для видалення відпрацьованої води має довжину при якій нижній його зріз розташований на глибині, де сірководень має концентрацію не більше ніж 1,4-103 л/л. Пристрій для виробництва бактерійної біомаси в реакційному об'ємі може містити генератор електричної енергії для вироблення електричної енергії та живлення вузлів пристрою. Генератор розташований на платформі та працює при спалюванні сірководню, що накопичується у газоподібному стані в газозбірнику накопичувача води з сірководнем.
Завдяки вищеописаним відмітним особливостям спрощується та здешевлюється виробництво бактерійної біомаси.
Суть корисної моделі пояснюється графічним матеріалом.
На кресленні зображено запропонований пристрій для виробництва бактерійної біомаси, розташований на платформі на поверхні моря.
Пристрій містить біореактор 1 з трубопроводом для подачі морської води 2 та трубопроводом для виділення відпрацьованої води 3. Біореактор 1 розташований на морській платформі 4. На платформі 4 розташовані та приєднані до біореактора 1 ємність з вуглецевим 60 газом 5 для живлення бактерій, пристрій для подачі повітря 6, накопичувач води з сірководнем
7, вузли для завантаження біореактора субстратом 8 та для розвантаження біомаси з біореактора 9. Генератор електричної енергії 10, який працює при спалюванні сірководню. На нижньому зрізі трубопроводу 2 встановлений клапан 11, для перекриття та відкриття трубопроводу. На верхньому зрізі трубопровід З має випускний клапан 12.
Пристрій працює наступним чином. При відкритті клапана 11 морська вода з глибини залягання сірководню з концентрацією не менше ніж 71103 л/л завдяки ефекту автогазліфту через трубопровід 2 потрапляє в накопичувач води з сірководнем 7, який розташований на платформі 4. Виділюваний з води сірководень потрапляє в газозбірник накопичувача 7, від якого попадає до генератора електричної енергії 10, що забезпечує вузли 5, 6, 8, 9 електричною енергією. За допомогою вузла 8 біореактор 1 завантажують 4 субстратом. Харчування киснем біореактора 1 здійснюють подачею атмосферного повітря з поверхні під невеликим надлишковим тиском (близько 1 атмосфери) в кількості приблизно 20 тис. му на тонну сухої біомаси. Після напрацювання біомаси відкривають випускний клапан 12 та через трубопровід З видаляють відпрацьовану воду на глибину, де сірководень має концентрацію не більше ніж 1,4-103 л/л. Напрацьовану біомасу видаляють з біореактора 1 у вузол 9. Фільтрують від води через фільтр періодично протипотоковим потужним імпульсним уприскуванням води, очищаючи фільтр від відкладень, які екранують його. Далі відкачують цілком зневоднену біомасу з вузла 9 в транспортний засіб для доставки споживачеві. Можливе додаткове обезводнення біомаси на морській платформі після її фільтрування одним з відомих способів (центрифугування, віджимання на барабанних фільтрах).
У випадку розташування біореактора на березі моря, треба враховувати тільки довжини трубопроводу 2 для подачі морської води та трубопроводу З для видалення відпрацьованої води. Всі інші конструктивні елементи пристрою відповідають варіанту розташування його на морській платформі.
На виробництво 1,0 т сухої біомаси необхідно завантажити в біореактор в режимі періодичного підживлення (т): СО» - 4,0; О»2 - 14,3 повітря; морської води - 540,000. Проведені розрахунки дозволяють оцінювати, що за допомогою запропонованого пристрою матеріальні витрати на виробництво біомаси виходять дешевшими приблизно на 32 95, ніж для найближчого аналога.
Зо Таким чином запропонований пристрій виробництва бактерійної біомаси в реакційному об'ємі дозволяє спростити та здешевити виробництво біомаси.
Джерела інформації: 1. Патент РФ Мо ВІ 2111246 від 20.05.2008. 2. Патент України Мо 95152 від 11.07.2011 (найближчий аналог).
Claims (4)
1. Пристрій для виробництва бактерійної біомаси в реакційному об'ємі, що містить біореактор з трубопроводом для подачі морської води та трубопроводом для видалення відпрацьованої води, до біореактора приєднані ємність з вуглецевим газом для живлення бактерій, пристрій для подачі повітря, вузли для завантаження біореактора субстратом та для розвантаження біомаси з біореактора, який відрізняється тим, що пристрій розташовано на платформі на поверхні моря або на березі моря та містить сполучений з біореактором накопичувач води з сірководнем, до якого приєднаний трубопровід для подачі морської води, збагаченої сірководнем, що має довжину, при якій нижній його зріз досягає глибини залягання сірководню з концентрацією не менше ніж 7103 л/л, при цьому на нижньому зрізі цей трубопровід має клапан, для його перекриття та відкриття, а трубопровід для видалення відпрацьованої води має довжину, при якій нижній його зріз розташований на глибині, де сірководень має концентрацію не більше ніж 1,4-103 л/л.
2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що для живлення вузлів пристрою він містить генератор електричної енергії, який працює при спалюванні сірководню, що накопичується у газоподібному стані в газозбірнику вищезгаданого накопичувача води з сірководнем.
еюератор | 30 - нина пива па пово ов ав наван яри рем п (електричної ПО ПД и он ДІД се Я Ї Й Не і і | | сеї 1 в: вик Й нн опади ча -- зе ; Морська дн АНТ о Біоргактю вода. ГА а : ПОППНИ сис тт ои й ї " ох з М ее Ех 1, Н ШЕ Субст- Бон | у Пісвітря: 5 Го і ;
4. | маса ши иа о отр їі : ї ! Яд х- тт ПЕТ о ТТ Сп фен о Н | Платформа | і- ! | пит роти клдитю тю яткею п я ач 2 | о а ! со ще чи яти яти. і шк М ! шен ще і і ра і шини на ни яю яю птрутьх кит І ; сут ши Ул Море п - Шо і | Ман ик І реа тк дк УТ яп А | «лен се Кави речо штчею тт м і у ї педа БУ І Ї Ка зхржж ач рр р ря Убояж і по яти. ятки рая ся чи Меч ра ра чиь скуті пек нь рова рас сит
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201701318U UA118172U (uk) | 2017-02-13 | 2017-02-13 | Пристрій для виробництва бактерійної біомаси в реакційному об'ємі |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU201701318U UA118172U (uk) | 2017-02-13 | 2017-02-13 | Пристрій для виробництва бактерійної біомаси в реакційному об'ємі |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA118172U true UA118172U (uk) | 2017-07-25 |
Family
ID=59365709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU201701318U UA118172U (uk) | 2017-02-13 | 2017-02-13 | Пристрій для виробництва бактерійної біомаси в реакційному об'ємі |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA118172U (uk) |
-
2017
- 2017-02-13 UA UAU201701318U patent/UA118172U/uk unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8141515B2 (en) | Method of aquaculture | |
| AU2005300931B2 (en) | Method for decomposing biogenic material | |
| US9163207B2 (en) | Anaerobic treatment system and device | |
| US20100216203A1 (en) | Algae bioreactor using submerged enclosures with semi-permeable membranes | |
| KR101369718B1 (ko) | 음식물 탈리액을 이용한 유기탄소원 제조장치 및 그 제조방법 | |
| FR2480778A1 (fr) | Perfectionnements apportes aux installations et aux procedes de preparation des gaz combustibles par fermentation | |
| RU2552173C2 (ru) | Способ переработки биомассы растительного происхождения и способ сжигания | |
| EP0033017B1 (fr) | Procédé et dispositif pour la production de biométhane par fermentation anaérobie de pailles, fumiers et matériaux analogues | |
| Morand et al. | Anaerobic digestion of Ulva sp. 3. Liquefaction juices extraction by pressing and a technico-economic budget | |
| UA118172U (uk) | Пристрій для виробництва бактерійної біомаси в реакційному об'ємі | |
| JP2007007582A (ja) | バイオガス及び浄水の製造方法及び製造装置 | |
| US8258364B2 (en) | Method for steam biomass reactor | |
| JP2009106805A (ja) | Ｖｏｃガスの処理方法 | |
| US10633628B1 (en) | Systems for cultivating and dewatering algae | |
| CN208829511U (zh) | 厨余废弃物生态预处理系统 | |
| ITTO20090006A1 (it) | Dipositivo e procedimento per l'ottenimento di biomasse da un liquame organico, particolarmente un liquame di origine zootecnica | |
| CN103320313B (zh) | 一种具有废料干湿分离功能的沼气池 | |
| EP3294860B1 (fr) | Dispositif de méthanisation à partir de biomasse solide et procédé de production de biogaz correspondant | |
| SE533702C2 (sv) | Behandling av avlopp | |
| RU2208004C1 (ru) | Биореактор | |
| CN113226997B (zh) | 用于厌氧净化的方法和装置 | |
| DK2905327T3 (en) | System for biogas production under elevated pressure | |
| KR20120080389A (ko) | 다단계 혐기성 소화조의 침전물 배출장치 | |
| ITAR20120020A1 (it) | Procedimento di produzione di biogas e di gas di sintesi. | |
| EP4178349A1 (en) | System for polychaete production comprising a retrievable tray, and method for polychaete production |