WO2016166213A1 - Method and device for mixing a substrate - Google Patents

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WO2016166213A1
WO2016166213A1 PCT/EP2016/058229 EP2016058229W WO2016166213A1 WO 2016166213 A1 WO2016166213 A1 WO 2016166213A1 EP 2016058229 W EP2016058229 W EP 2016058229W WO 2016166213 A1 WO2016166213 A1 WO 2016166213A1
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WO
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container
substrate
mixing
mixing device
mass
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PCT/EP2016/058229
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Mathias Schlegel
Maik Orth
Norbert Kanswohl
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Universität Rostock
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M41/00Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation
    • C12M41/44Means for regulation, monitoring, measurement or control, e.g. flow regulation of volume or liquid level
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F31/00Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms
    • B01F31/10Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms with a mixing receptacle rotating alternately in opposite directions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01F31/00Mixers with shaking, oscillating, or vibrating mechanisms
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/30Driving arrangements; Transmissions; Couplings; Brakes
    • B01F35/32Driving arrangements
    • B01F35/32005Type of drive
    • B01F35/32035Gravity driven, e.g. by means of weights out of balance or plunger-weights moving in a cylinder
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M21/00Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
    • C12M21/04Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses for producing gas, e.g. biogas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M27/00Means for mixing, agitating or circulating fluids in the vessel
    • C12M27/10Rotating vessel

Definitions

  • the present invention relates to a method and apparatus for mixing a substrate.
  • the substrate may be liquid, optionally present with a proportion of solids, or as granules.
  • a substrate which consists of a predetermined proportion of
  • Object of the present invention is to provide a method and a
  • a mixing device for mixing a substrate comprises a container for receiving the substrate to be mixed.
  • the container is in or on the
  • Mixing device arranged such that the container is in operation at a predetermined mass distribution in or on the container is in a first position or position and is displaced depending on a deviating from the predetermined mass distribution mass distribution in or on the container in a different position from the first position or position.
  • the displacement takes place solely as a result of mass displacement in or on the container.
  • the predetermined mass distribution in the operation of the container is dependent on the type of substrate to be mixed and the amount of substrate in the container. According to a preferred
  • the mixing device is adapted to adapt the arrangement of the container to a substrate to be mixed and / or to be mixed amount of the substrate. Alternatively or additionally, it may be provided that during operation the predetermined mass distribution, depending on the type of substrate to be mixed and a
  • predetermined arrangement of the container in or on the mixing device is adjusted based on the filled in the container amount of the substrate.
  • the mixing device further comprises a
  • Mass distribution in or on the container to change - by a mass transfer in or on the container Mass distribution in or on the container to change - by a mass transfer in or on the container.
  • the mixing device finally comprises a control device for controlling the mass displacement device.
  • the control device is set up to control the mass displacement device in such a way that the mass displacement device changes the mass distribution in or on the container in such a way that the container is displaced from the first position to the second position due to a changed mass distribution in or on the container.
  • a container for receiving the substrate is provided.
  • the container is movably arranged such that the container is in operation at predetermined mass distribution in or on the container in a first position and depending on one of the
  • the predetermined mass distribution deviating mass distribution in or on the container is moved to a different position from the first position second position.
  • the first position and / or the second position may be a quasi-stable positions or equilibrium positions in which the container remains as long as the predetermined mass distribution is present in or on the container.
  • the container is to be mixed with the
  • the filling amount is usually determined in such a way that in or on the container, the predetermined mass distribution is achieved.
  • the container may also be first filled with the substrate after provision and then arranged in the manner described above. According to this variant, the achievement of the predetermined mass distribution is ensured in the step of arranging, For example, when a mixing device used to perform the method allows such adjustment in the step of arranging.
  • the container can be locked during filling. In this way it can be avoided that there is a premature displacement of the container, for example by corrugation in the container.
  • a mass distribution in or on the container is changed such that the container is displaced from the first position to the second position.
  • the body is displaced by the mass displacement from the first position by means of a tilting movement in the second position. It is understood that by means of a corresponding mass displacement in the reverse manner a
  • the first and the second position are preferably provided as quasi-stable positions, in which the body stabilizes in each case when the mass distribution in or on the body remains unchanged. This may be achieved, for example, by a suitable arrangement, e.g. a suitable suspension, the body can be achieved relative to its center of gravity.
  • the body is set in a rotational movement by suitably controlled mass displacement from the first position to the second position.
  • the body is rotationally symmetrical and suspended accordingly, in order to avoid a large amount of energy in a preferably to be continuously rotated.
  • the mass transfer device can be formed in various ways. According to a first preferred embodiment, the mass transfer device is as a
  • Level change device is set up to change the level, that is to say the filling level, of the substrate in the container. Due to a changed level of the substrate in the container, a mass displacement occurs in the container, which then leads to the displacement of the container from the first to the second position.
  • the level-changing device may be arranged to change the level of the substrate in the container by adding substrate or at least substrate components, such as water, to the container or draining it from the container. Due to the fact that, with suitably adjusted mass distribution in the container, only a very small amount of substrate has to be supplied or removed in order to bring about the desired effect of displacement of the container from the first to the second position, feeding or discharging adversely affects one small amount of substrate to or from the container, the mixing process practically not. Furthermore, such a loading or unloading of substrate with
  • Level reduction drained substrate can be recycled to increase the level, so that the initially filled in the container amount of substrate is retained.
  • the level change device can be designed as a displacement device.
  • the Displacement device is set up to displace substrate within the container. Also, this can change the level of the substrate in the container; the level of the substrate will increase.
  • the displacement device may comprise at least one expansion device which is set up to expand when being filled with a fluid.
  • the expansion of the expander located inside the container results in displacement of substrate in the container, thereby increasing the level of the substrate in the container and eventually mass shifting in the container.
  • the expansion means in particular, a balloon or the like which can be expanded by gas or the like can be used.
  • Mass displacement device to be configured to cause a mass displacement of the container itself.
  • the mass displacement can be carried out in particular independently of the substrate in the container as well as independently of a level of the Substarts in the container.
  • Container for example, by filling, for example by means of a fluid, and emptying one or more separate chambers of the container. These chambers are different from the chamber of the container, which comprises the substrate.
  • Mass distribution of the container is analogous to a previously described feeding and discharging substrate components to or from the container.
  • a second variant can on the container movable weights or the like to be movably mounted, for example on rails movable weights.
  • Mass displacement device is arranged according to this variant, a displacement of these weights, and thus to effect a mass displacement of the container.
  • the container is arranged such that it can be moved rotatably or tiltably about at least one predetermined axis.
  • a corresponding container may for example comprise at least one pin which is arranged on the container, as a rule hanging on a frame or the like. The pin is arranged on the container such that the container at a predetermined mass distribution associated filling quantity of the substrate is so skewed that already a small mass displacement on or in the
  • Container leads to a tilting or turning of the container.
  • the tilting or turning is usually done about a predetermined axis, which is defined for example by the pin described above.
  • Mixing device a generator for power generation.
  • Mixing device is set up by means of a
  • the container of the mixing device may comprise, inside the container, mixing means supporting the substrate, fixedly mounted on the container or freely movable in the container. As a fixedly mounted on the container mixing devices, for example
  • Shovels, baffles or the like may be provided.
  • free mixing devices in the container are buoyant bodies which can be added to the substrate during operation.
  • the mixing device is arranged according to a particularly preferred embodiment, organic substrate in
  • the container of the mixing device is preferably designed as a hydrolysis or fermenter.
  • a preferred embodiment of a biogas plant according to the invention comprises a mixing device of the type described above.
  • the biogas plant comprises a mixing device, in which the mass displacement device is designed as a displacement device with at least one expansion device.
  • Biogas plant is set up to fill the expansion device with obtained in the context of biogas production, and possibly additionally compressed fluid. In this way, the energy from the fluid produced in the biogas production can be exploited particularly efficiently.
  • Another preferred application is, for example, the Treatment of plants in feed production.
  • FIGS. 1A and 1B show a preferred embodiment of a container of a mixing device according to the invention
  • Figure 2 schematically shows a displacement of the container of Figure 1 from a first to a second position
  • FIG. 3 shows components of a biogas plant with a preferred embodiment of a mixing device according to the invention.
  • FIGS. 1A and 1B a container 10 of a mixing device 50 is shown in FIGS. 1A and 1B.
  • the container 10 is adapted to receive substrate to be mixed in the context of biogas production.
  • the container 10 may be formed, for example, as a hydrolysis tank or as a fermenter.
  • the container 10 is formed circular cylindrical in the example shown. In principle, however, the shape of the container 10 is practically not limited as long as the container 10 is adapted to receive the substrate to be mixed and to be displaced in the manner described below. To an arrangement, ie with reference to the example shown a
  • the pins 12 are, with respect to the circular cross section of the container 10, not arranged diametrically, whereby a first position shown in Figure 1 B can be achieved.
  • a mass displacement in the container 10, which is explained below with reference to Figure 2 then allows a displacement of the container 10 from the first position shown in Figure 1 B in a second position shown in Figure 2 ("Condition 2"), the Displacement in the present example as a
  • Tilting movement takes place about an axis which is predetermined by the longitudinal direction of the two pins 12 (see Fig. 2, state 1 .2).
  • the container 10 can also be arranged or suspended in other ways, for example on only one pin 12 or in another manner. It is preferred if the arrangement of the container 10 in the first position can be achieved such that even a small mass displacement in or on the container 10, measured on the mass of the container 10 in operation, to a shift from the first to the second Position leads. On the one hand, such an arrangement, with known container geometry, known substrate and known filling amount of the substrate to be calculated in a conventional manner. On the other hand, it is possible for a given container 10 to adjust the arrangement by the level of the substrate.
  • the container comprises, as indicated in Figure 2, a
  • Mass transfer device in the form of a
  • the level change device is designed as a displacement device and comprises two
  • Expansion means in the form of two balloons 22. Number, shape and arrangement of the balloons 22 in the container can vary.
  • the balloons 22 are adapted to be filled by a fluid, thereby expanding, as indicated in Figure 2 with respect to the state 1 .1. Draining the fluid allows the
  • Mass displacement tilts the container 10, as shown in Figure 2 with respect to the state 1 .2, from the first, stable position in the arrow direction in the second, stable position, which is referred to in Figure 2 as state 2.
  • the gas can be discharged from the balloons 22 again. Discharge is by the pressure that the substrate 30 on the Balloons 22 exercises, supports.
  • the filling of the balloons 22 with gas or the discharge of gas from the balloons 22 is thereby controlled by a control device (not shown) of the mixing device 50.
  • the control device can, for example, fall back on a current position of the container detected by means of a suitable sensor (not shown). In this way, the controller can detect when a filling with gas or a
  • the container in the positions shown in Figure 2, with states 1 and 2 state, i. in the first and second position, is secured to a further tilting operation, for example by automatically controlled pin locks.
  • a fuse is, for example, for a substrate filling and
  • the mixing device 50 may further include a generator (not shown).
  • This generator can, for example via a suitable transmission, with the container 10 or the pin 12 of the container 10 may be coupled.
  • a tilting movement of the container 10 from the first to the second position (and / or vice versa) may then drive the generator via the transmission.
  • current can be generated in a basically known manner by means of the generator.
  • FIG. 3 shows various components of a biogas plant 100, which comprises a mixing device 50 from FIG.
  • a discharge of fluid generated in the container 10, for example hydrolysis gas usually takes place when the container 10 is in the first position.
  • the gas is supplied through a gas-tight pressure hose 105 a gas pressure accumulator 1 10.
  • a valve in the pressure hose 105 only opens to discharge the gas from the container 10 when a sufficient overpressure is present in the container.
  • the fluid arises from the biodegradation processes themselves, which take place in the container.
  • gas can be passed from the pressure accumulator 1 10 via a compressing compressor 1 15 in another gas pressure accumulator 120.
  • gas for the filling of the balloons 22 preferably gas is used, which in the gas pressure accumulator 1 10 - or the further gas pressure accumulator 120 - is present.
  • the pressure held there should in each case be higher than the hydrostatic pressure prevailing in the interior of the container 10 at the point at which the balloons 22 are arranged, so that a rapid filling of the balloons 22 can take place.
  • the balloons 22 may also be filled by means of a gas which is a separate one
  • Gas accumulator is removed.
  • the introduction of the gas into the balloons 22 and the discharge of the gas from the balloons 22 is subject, as already mentioned, one
  • vented gas can now be depressurized for subsequent use, e.g. combustion in a combined heat and power plant, storage, etc., are supplied.
  • the mixing of the substrate 30 in the container 10 may be additionally assisted by suitable mixing means (not shown) in the container 10, such as blades or baffles fixedly or movably disposed in the container 10, and / or freely movable in the container added, preferably abrasion
  • Buoyancy which preferably have an irregular shape and thereby introduce an additional movement in the substrate to be mixed.

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Abstract

The invention relates to a mixing device (50) for mixing a substrate (30), which mixing device comprises a container (10) for holding the substrate (30) to be mixed. The container is movably arranged in or on the device in such a way that the container (10) is in a first position when there is a specified mass distribution in or on the container (10) and is moved into a second position differing from the first position in accordance with a mass distribution deviating from the specified mass distribution. The mixing device also comprises a mass-shifting apparatus, which is designed to change a mass distribution in or on the container (10), and a control apparatus for controlling the mass-shifting apparatus.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Mischen eines Substrates  Method and device for mixing a substrate
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Mischen eines Substrats. The present invention relates to a method and apparatus for mixing a substrate.
Vorrichtungen zum Mischen eines Substrats werden in den Devices for mixing a substrate are in the
verschiedensten technischen Anwendungen benötigt. Das Substrat kann dabei flüssig sein, gegebenenfalls mit einem Anteil an Feststoffen, oder als Granulat vorliegen. various technical applications needed. The substrate may be liquid, optionally present with a proportion of solids, or as granules.
Im Rahmen der Biogaserzeugung ist es beispielsweise notwendig, ein Substrat, welches sich aus einem vorgegebenen Anteil einer In the context of biogas production, it is necessary, for example, a substrate, which consists of a predetermined proportion of
Trockensubstanz und einem vorgegebenen Anteil von Wasser Dry matter and a given proportion of water
zusammensetzt, zu durchmischen. Herkömmlicherweise erfolgt dieses Durchmischen mittels einer Rührvorrichtung. Zum Rühren des Substrats ist erhebliche Energie erforderlich, insbesondere wenn ein Substrat hoher Viskosität vorliegt, wodurch die Effizienz der Biogaserzeugung vermindert wird. composed, to mix. Conventionally, this mixing is done by means of a stirring device. Substantial energy is required to stir the substrate, especially when a high viscosity substrate is present, thereby reducing the efficiency of biogas production.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Object of the present invention is to provide a method and a
Vorrichtung zum energieeffizienten Mischen eines Substrats vorzuschlagen, insbesondere zum Mischen eines Substrats im Rahmen der To propose a device for energy-efficient mixing of a substrate, in particular for mixing a substrate in the context of
Biogaserzeugung. Biogas production.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst eine Mischvorrichtung zum Mischen eines Substrats einen Behälter zum Aufnehmen des zu mischenden Substrats. Der Behälter ist dabei in oder an der According to a preferred embodiment, a mixing device for mixing a substrate comprises a container for receiving the substrate to be mixed. The container is in or on the
Mischvorrichtung derart beweglich angeordnet, dass der Behälter sich im Betrieb bei einer vorgegebenen Massenverteilung in oder an dem Behälter in einer ersten Position oder Lage befindet und abhängig von einer von der vorgegebenen Massenverteilung abweichenden Massenverteilung in oder an dem Behälter in eine von der ersten Position verschiedene zweiten Position oder Lage verlagert wird. Die Verlagerung erfolgt dabei allein als Resultat der Massenverlagerung in oder an dem Behälter. Mixing device arranged such that the container is in operation at a predetermined mass distribution in or on the container is in a first position or position and is displaced depending on a deviating from the predetermined mass distribution mass distribution in or on the container in a different position from the first position or position. The displacement takes place solely as a result of mass displacement in or on the container.
Es versteht sich, dass die vorgegebene Massenverteilung im Betrieb des Behälters abhängig ist von der Art des zu mischenden Substrats sowie der Menge des Substrats in dem Behälter. Gemäß einer bevorzugten It is understood that the predetermined mass distribution in the operation of the container is dependent on the type of substrate to be mixed and the amount of substrate in the container. According to a preferred
Ausführungsform ist die Mischvorrichtung eingerichtet, die Anordnung des Behälters an ein zu mischendes Substrat und/oder eine zu mischende Menge des Substrats anzupassen. Alternativ oder zusätzlich kann es vorgesehen sein, dass im Betrieb die vorgegebene Massenverteilung, abhängig von der Art des zu mischenden Substrats und einer Embodiment, the mixing device is adapted to adapt the arrangement of the container to a substrate to be mixed and / or to be mixed amount of the substrate. Alternatively or additionally, it may be provided that during operation the predetermined mass distribution, depending on the type of substrate to be mixed and a
vorgegebenen Anordnung des Behälters in oder an der Mischvorrichtung, anhand der in den Behälter gefüllten Menge des Substrats eingestellt wird. predetermined arrangement of the container in or on the mixing device is adjusted based on the filled in the container amount of the substrate.
Die Mischvorrichtung umfasst weiterhin eine The mixing device further comprises a
Massenverlagerungseinrichtung. Diese ist eingerichtet, eine Mass displacement device. This is furnished, one
Massenverteilung in oder an dem Behälter zu verändern - durch eine Massenverlagerung in oder an dem Behälter. Mass distribution in or on the container to change - by a mass transfer in or on the container.
Die Mischvorrichtung umfasst schließlich eine Steuereinrichtung zum Ansteuern der Massenverlagerungseinrichtung. Die Steuereinrichtung ist eingerichtet, die Massenverlagerungseinrichtung derart anzusteuern, dass die Massenverlagerungseinrichtung die Massenverteilung in oder an dem Behälter derart verändert, dass der Behälter, aufgrund einer veränderten Massenverteilung in oder an dem Behälter, von der ersten Position in die zweiten Position verlagert wird. Durch das Verlagern des Behälters von der ersten in die zweiten Position erfolgt automatisch ein Mischen des Substrats, welches sich im Inneren des Behälters befindet - dem Prinzip eines Freifallmischers folgend. Das Mischen des Substrats erfolgt dabei energieeffizient, da lediglich so viel Energie eingebracht werden muss, die erforderlich ist, um eine The mixing device finally comprises a control device for controlling the mass displacement device. The control device is set up to control the mass displacement device in such a way that the mass displacement device changes the mass distribution in or on the container in such a way that the container is displaced from the first position to the second position due to a changed mass distribution in or on the container. By moving the container from the first to the second position, mixing of the substrate, which is located inside the container, takes place automatically - following the principle of a free-fall mixer. The mixing of the substrate takes place energy-efficient, since only so much energy must be introduced, which is required to a
Massenverlagerung in oder an dem Behälter derart zu bewirken, dass der Behälter von der ersten in die zweite Position verlagert wird. Mass displacement in or on the container to effect such that the container is displaced from the first to the second position.
Eine bevorzugte Ausführungsform eines Verfahrens zum Mischen eines Substrats umfasst demnach die folgenden Schritte: A preferred embodiment of a method for mixing a substrate accordingly comprises the following steps:
Es wird ein Behälter zum Aufnehmen des Substrats bereitgestellt. A container for receiving the substrate is provided.
Der Behälter wird beweglich derart angeordnet, dass der Behälter sich im Betrieb bei vorgegebenen Massenverteilung in oder an dem Behälter in einer ersten Position befindet und abhängig von einer von der The container is movably arranged such that the container is in operation at predetermined mass distribution in or on the container in a first position and depending on one of the
vorgegebenen Massenverteilung abweichenden Massenverteilung in oder an dem Behälter in eine von der ersten Position verschiedene zweiten Position verlagert wird. Die erste Position und/oder die zweite Position können dabei eine quasi stabile Positionen oder Gleichgewichtspositionen sein, in denen der Behälter verharrt, solange in oder an dem Behälter die vorgegebene Massenverteilung vorliegt. predetermined mass distribution deviating mass distribution in or on the container is moved to a different position from the first position second position. The first position and / or the second position may be a quasi-stable positions or equilibrium positions in which the container remains as long as the predetermined mass distribution is present in or on the container.
In einem weiteren Schritt wird der Behälter mit dem zu mischenden In a further step, the container is to be mixed with the
Substrat gefüllt. Die Füllmenge wird dabei in der Regel derart bestimmt, dass in oder an dem Behälter die vorgegebene Massenverteilung erreicht wird. Alternativ kann der Behälter nach dem Bereitstellen auch zuerst mit dem Substrat gefüllt werden und dann in der vorstehend beschriebenen Weise angeordnet werden. Gemäß dieser Variante wird das Erreichen der vorgegebenen Massenverteilung in Schritt des Anordnens sichergestellt, beispielsweise wenn eine zum Durchführen des Verfahrens verwendete Mischvorrichtung eine solche Einstellmöglichkeit im Schritt des Anordnens erlaubt. Substrate filled. The filling amount is usually determined in such a way that in or on the container, the predetermined mass distribution is achieved. Alternatively, the container may also be first filled with the substrate after provision and then arranged in the manner described above. According to this variant, the achievement of the predetermined mass distribution is ensured in the step of arranging, For example, when a mixing device used to perform the method allows such adjustment in the step of arranging.
Der Behälter kann während des Befüllens arretiert werden. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass es zu einer vorzeitigen Verlagerung des Behälters kommt, beispielsweise durch Wellenbildung in dem Behälter. The container can be locked during filling. In this way it can be avoided that there is a premature displacement of the container, for example by corrugation in the container.
Um ein Mischen des nun in dem Behälter befindlichen Substrats zu erreichen, wird in einem weiteren Schritt eine Massenverteilung in oder an dem Behälter derart verändert, dass der Behälter von der ersten Position in die zweite Position verlagert wird. In order to achieve a mixing of the substrate now in the container, in a further step, a mass distribution in or on the container is changed such that the container is displaced from the first position to the second position.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform wird der Körper durch die Massenverlagerung von der ersten Position mittels einer Kippbewegung in die zweite Position verlagert. Es versteht sich, dass mittels einer entsprechenden Massenverlagerung in umgekehrter Weise eine According to a first preferred embodiment, the body is displaced by the mass displacement from the first position by means of a tilting movement in the second position. It is understood that by means of a corresponding mass displacement in the reverse manner a
Verlagerung des Körpers von der zweiten Position in die erste Position möglich ist. Die erste und die zweite Position sind dabei vorzugsweise als quasi stabile Positionen vorgesehen, in denen der Körper sich jeweils stabilisiert, wenn die Massenverteilung in oder an dem Körper unverändert bleibt. Dies kann beispielsweise durch eine geeignete Anordnung, z.B. eine geeignete Aufhängung, des Körpers relativ zu seinem Schwerpunkt erreicht werden. Relocation of the body from the second position to the first position is possible. The first and the second position are preferably provided as quasi-stable positions, in which the body stabilizes in each case when the mass distribution in or on the body remains unchanged. This may be achieved, for example, by a suitable arrangement, e.g. a suitable suspension, the body can be achieved relative to its center of gravity.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform wird der Körper durch geeignet gesteuerte Massenverlagerung von der ersten Position über die zweite Position in eine Rotationsbewegung versetzt. Hier ist es vorteilhaft, wenn der Körper rotationssymmetrisch ausgebildet und entsprechend aufgehängt ist, um ohne großen Energieaufwand in eine vorzugsweise kontinuierliche Rotationsbewegung versetzt zu werden. According to a second preferred embodiment, the body is set in a rotational movement by suitably controlled mass displacement from the first position to the second position. Here, it is advantageous if the body is rotationally symmetrical and suspended accordingly, in order to avoid a large amount of energy in a preferably to be continuously rotated.
Die Massenverlagerungseinrichtung kann auf verschiedene Weise ausgebildet werden. Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist die Massenverlagerungseinrichtung als eine The mass transfer device can be formed in various ways. According to a first preferred embodiment, the mass transfer device is as a
Niveauveränderungseinrichtung ausgebildet. Die Level change device formed. The
Niveauveränderungseinrichtung ist dabei eingerichtet, das Niveau, das heißt die Füllhöhe, des Substrats in dem Behälter zu verändern. Aufgrund eines veränderten Niveaus des Substrats in dem Behälter erfolgt eine Massenverlagerung in dem Behälter, welche dann zu der Verlagerung des Behälters von der ersten in die zweite Position führt. Level change device is set up to change the level, that is to say the filling level, of the substrate in the container. Due to a changed level of the substrate in the container, a mass displacement occurs in the container, which then leads to the displacement of the container from the first to the second position.
Gemäß einer ersten Variante kann die Niveauveränderungseinrichtung eingerichtet sein, das Niveau des Substrats in dem Behälter dadurch zu verändern, dass Substrat oder zumindest Substratbestandteile, wie zum Beispiel Wasser, zu dem Behälter zugegeben oder aus dem Behälter abgelassen werden. Aufgrund der Tatsache, dass bei geeignet eingestellter Massenverteilung in dem Behälter lediglich eine sehr geringe Menge Substrat zu- oder abgeführt werden muss, um den erwünschten Effekt der Verlagerung des Behälters von der ersten in die zweite Position zu bewirken, beeinträchtigt ein Zu- oder Abführen einer geringen Menge Substrats zu oder aus dem Behälter den Mischprozess praktisch nicht. Weiterhin kann ein solches Zu- oder Ablassen von Substrat mit According to a first variant, the level-changing device may be arranged to change the level of the substrate in the container by adding substrate or at least substrate components, such as water, to the container or draining it from the container. Due to the fact that, with suitably adjusted mass distribution in the container, only a very small amount of substrate has to be supplied or removed in order to bring about the desired effect of displacement of the container from the first to the second position, feeding or discharging adversely affects one small amount of substrate to or from the container, the mixing process practically not. Furthermore, such a loading or unloading of substrate with
vergleichsweise geringem Energieaufwand erfolgen. Zur take place comparatively low energy consumption. to
Niveauverringerung abgelassenes Substrat kann zur Niveauerhöhung wieder zugeführt werden, so dass die eingangs in den Behälter gefüllte Substratmenge insgesamt erhalten bleibt. Level reduction drained substrate can be recycled to increase the level, so that the initially filled in the container amount of substrate is retained.
Gemäß einer zweiten Variante kann die Niveauveränderungseinrichtung als eine Verdrängungseinrichtung ausgebildet sein. Die Verdrängungseinrichtung ist dabei eingerichtet, Substrat innerhalb des Behälters zu verdrängen. Auch dadurch kann das Niveau des Substrats in dem Behälter verändert werden; das Niveau des Substrats wird dabei ansteigen. According to a second variant, the level change device can be designed as a displacement device. The Displacement device is set up to displace substrate within the container. Also, this can change the level of the substrate in the container; the level of the substrate will increase.
Die Verdrängungseinrichtung kann zumindest eine Expansionseinrichtung umfassen, welche eingerichtet ist, beim Befüllen mit einem Fluid zu expandieren. Durch die Expansion der Expansionseinrichtung, welche im Inneren des Behälters angeordnet ist, kommt es zu einer Verdrängung von Substrat in dem Behälter, dadurch zu einem Niveauanstieg des Substrats in dem Behälter und schließlich zu einer Massenverlagerung in dem Behälter. Als Expansionseinrichtung kann insbesondere ein Ballon oder dergleichen verwendet werden, welcher mittels Gas oder dergleichen expandiert werden kann. The displacement device may comprise at least one expansion device which is set up to expand when being filled with a fluid. The expansion of the expander located inside the container results in displacement of substrate in the container, thereby increasing the level of the substrate in the container and eventually mass shifting in the container. As the expansion means, in particular, a balloon or the like which can be expanded by gas or the like can be used.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform kann die According to a second preferred embodiment, the
Massenverlagerungseinrichtung eingerichtet sein, eine Massenverlagerung an dem Behälter selbst zu bewirken. Dabei kann die Massenverlagerung insbesondere unabhängig von dem in dem Behälter befindlichen Substrat sowie unabhängig von einem Niveau des Substarts in dem Behälter erfolgen. Mass displacement device to be configured to cause a mass displacement of the container itself. In this case, the mass displacement can be carried out in particular independently of the substrate in the container as well as independently of a level of the Substarts in the container.
Gemäß einer ersten Variante kann eine Massenverlagerung an dem According to a first variant, a mass displacement on the
Behälter beispielsweise durch Befüllen, beispielsweise mittels eines Fluids, und Entleeren einer oder mehrerer separater Kammern des Behälters erfolgen. Diese Kammern sind dabei verschieden von der Kammer des Behälters, welche das Substrat umfasst. Die Wirkung auf die Container, for example, by filling, for example by means of a fluid, and emptying one or more separate chambers of the container. These chambers are different from the chamber of the container, which comprises the substrate. The effect on the
Massenverteilung des Behälters ist dabei analog zu einem vorstehend beschriebenen Zuführen und Ablassen von Substratbestandteilen zu bzw. aus dem Behälter. Gemäß einer zweiten Variante können an dem Behälter verlagerbare Gewichte oder dergleichen beweglich gelagert sein, beispielsweise auf schienen verfahrbare Gewichte. Die Mass distribution of the container is analogous to a previously described feeding and discharging substrate components to or from the container. According to a second variant can on the container movable weights or the like to be movably mounted, for example on rails movable weights. The
Massenverlagerungseinrichtung ist gemäß dieser Variante eingerichtet, eine Verlagerung diese Gewichte, und damit eine Massenverlagerung an dem Behälter, zu bewirken. Mass displacement device is arranged according to this variant, a displacement of these weights, and thus to effect a mass displacement of the container.
Vorzugsweise wird der Behälter derart beweglich angeordnet, dass er um zumindest eine vorgegebene Achse dreh- oder kippbar verlagert werden kann. Ein entsprechender Behälter kann beispielsweise zumindest einem Zapfen umfassen, der an dem Behälter angeordnet ist, in der Regel hängend an einem Rahmen oder dergleichen. Der Zapfen ist dabei an dem Behälter derart angeordnet, dass der Behälter bei einer der vorgegebenen Massenverteilung zugeordneten Füllmenge des Substrats derart schief hängt, dass bereits eine geringe Massenverlagerung an oder in dem Preferably, the container is arranged such that it can be moved rotatably or tiltably about at least one predetermined axis. A corresponding container may for example comprise at least one pin which is arranged on the container, as a rule hanging on a frame or the like. The pin is arranged on the container such that the container at a predetermined mass distribution associated filling quantity of the substrate is so skewed that already a small mass displacement on or in the
Behälter zu einem Kippen oder Drehen des Behälters führt. Das Kippen oder Drehen erfolgt dabei in der Regel um eine vorgegebene Achse, die beispielsweise durch die vorstehend beschriebenen Zapfen definiert wird. Container leads to a tilting or turning of the container. The tilting or turning is usually done about a predetermined axis, which is defined for example by the pin described above.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die According to a further preferred embodiment, the
Mischvorrichtung einen Generator zur Stromerzeugung. Die Mixing device a generator for power generation. The
Mischvorrichtung ist dabei eingerichtet, mittels einer Mixing device is set up by means of a
Verlagerungsbewegung des Behälters von der ersten in die zweite Position den Generator, beispielsweise über ein geeignetes Getriebe, anzutreiben. Es ist auch möglich, dass die halbkreisförmige Bewegung beim Kippen des Behälters durch eine Schwungscheibe in Vollkreisdrehbewegungen umgesetzt wird, um einen Generator anzutreiben. Auf diese Weise kann ein beträchtliches Drehmoment, welches durch die Verlagerungsbewegung des Behälters erzeugt werden kann, zusätzlich zum Mischen des Substrats, dazu verwendet werden, mittels des Generators Strom zu erzeugen. Der Behälter der Mischvorrichtung kann im Inneren des Behälters ein Mischen des Substrats unterstützende, fest an dem Behälter montierte oder frei in dem Behälter bewegliche Mischeinrichtungen umfassen. Als fest an dem Behälter montierte Mischeinrichtungen können beispielsweise Displacement movement of the container from the first to the second position to drive the generator, for example via a suitable transmission. It is also possible that the semicircular movement is implemented in tilting the container by a flywheel in full circle rotations to drive a generator. In this way, a considerable amount of torque, which can be generated by the displacement movement of the container, in addition to the mixing of the substrate, can be used to generate electricity by means of the generator. The container of the mixing device may comprise, inside the container, mixing means supporting the substrate, fixedly mounted on the container or freely movable in the container. As a fixedly mounted on the container mixing devices, for example
Schaufeln, Leitbleche oder dergleichen vorgesehen sein. Beispiele frei in dem Behälter befindlicher Mischeinrichtungen sind Auftriebskörper, die dem Substrat im Betrieb zugesetzt werden können. Shovels, baffles or the like may be provided. Examples of free mixing devices in the container are buoyant bodies which can be added to the substrate during operation.
Wie bereits erwähnt, ist die Mischvorrichtung gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform eingerichtet, organisches Substrat im As already mentioned, the mixing device is arranged according to a particularly preferred embodiment, organic substrate in
Rahmen einer Biogaserzeugung zu mischen. Dabei ist der Behälter der Mischvorrichtung vorzugsweise als Hydrolysebehälter oder als Fermenter ausgebildet. Framework of a biogas production. The container of the mixing device is preferably designed as a hydrolysis or fermenter.
Eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Biogasanlage umfasst eine Mischvorrichtung der vorstehend beschriebenen Art. A preferred embodiment of a biogas plant according to the invention comprises a mixing device of the type described above.
Besonders bevorzugt umfasst die Biogasanlage eine Mischvorrichtung, in welcher die Massenverlagerungseinrichtung als Verdrängungseinrichtung mit zumindest einer Expansionseinrichtung ausgebildet ist. Die Particularly preferably, the biogas plant comprises a mixing device, in which the mass displacement device is designed as a displacement device with at least one expansion device. The
Biogasanlage ist dabei eingerichtet, die Expansionseinrichtung mit im Rahmen der Biogaserzeugung gewonnenem, und eventuell zusätzlich komprimiertem Fluid zu befüllen. Auf diese Weise kann die Energie aus dem im Rahmen der Biogaserzeugung hergestellten Fluid besonders effizient ausgenutzt werden. Biogas plant is set up to fill the expansion device with obtained in the context of biogas production, and possibly additionally compressed fluid. In this way, the energy from the fluid produced in the biogas production can be exploited particularly efficiently.
Es versteht sich, dass die erfindungsgemäße Mischvorrichtung It is understood that the mixing device according to the invention
grundsätzlich zum Mischen beliebiger Substrate geeignet ist und nicht auf das Mischen von Substraten im Rahmen der Biogaserzeugung beschränkt ist. Ein weiteres bevorzugtes Anwendungsgebiet ist beispielsweise die Behandlung von Pflanzen bei der Futtermittelherstellung. is basically suitable for mixing any substrates and is not limited to the mixing of substrates in the context of biogas production. Another preferred application is, for example, the Treatment of plants in feed production.
Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die beiliegenden In the following, the invention will be described with reference to the attached
Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Da darin zeigen: Drawings described by way of example. As show in it:
Figuren 1A und 1 B eine bevorzugte Ausführungsform eines Behälters einer erfindungsgemäßen Mischvorrichtung; FIGS. 1A and 1B show a preferred embodiment of a container of a mixing device according to the invention;
Figur 2 schematisch ein Verlagern des Behälters aus Figur 1 von einer ersten in eine zweite Position; und Figure 2 schematically shows a displacement of the container of Figure 1 from a first to a second position; and
Figur 3 Komponenten einer Biogasanlage mit einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Mischvorrichtung. FIG. 3 shows components of a biogas plant with a preferred embodiment of a mixing device according to the invention.
Die nachfolgende Beschreibung der Erfindung erfolgt beispielhaft mit Bezug auf eine Mischvorrichtung im Rahmen der Biogaserzeugung. Andere Anwendungsgebiete sind gleichfalls möglich. The following description of the invention is made by way of example with reference to a mixing device in the context of biogas production. Other applications are also possible.
In Figur 1 A und 1 B ist ein Behälter 10 einer Mischvorrichtung 50 in In FIGS. 1A and 1B, a container 10 of a mixing device 50 is shown in FIG
Draufsicht und in Seitenansicht gezeigt. Der Behälter 10 ist eingerichtet, zu mischendes Substrats im Rahmen der Biogaserzeugung aufzunehmen. Der Behälter 10 kann beispielsweise als Hydrolysebehälter oder als Fermenter ausgebildet sein. Top view and shown in side view. The container 10 is adapted to receive substrate to be mixed in the context of biogas production. The container 10 may be formed, for example, as a hydrolysis tank or as a fermenter.
Der Behälter 10 ist im gezeigten Beispiel kreiszylinderförmig ausgebildet. Grundsätzlich ist die Form des Behälters 10 jedoch praktisch nicht eingeschränkt, solange der Behälter 10 geeignet ist, das zu mischende Substrat aufzunehmen und in der nachfolgend beschriebenen Weise verlagert zu werden. Um eine Anordnung, d.h. mit Bezug auf das gezeigte Beispiel eine The container 10 is formed circular cylindrical in the example shown. In principle, however, the shape of the container 10 is practically not limited as long as the container 10 is adapted to receive the substrate to be mixed and to be displaced in the manner described below. To an arrangement, ie with reference to the example shown a
Aufhängung, des Behälters 10 derart zu ermöglichen, dass sich der Behälter 10 bei einer vorgegebenen Massenverteilung in oder an dem Behälter 10 in einer ersten, quasi stabilen Position befindet, die in Figur 1 B gezeigt ist (vgl. auch Fig. 2, Zustand 1 ), und abhängig von einer von der vorgegebenen Massenverteilung abweichenden Massenverteilung in oder an dem Behälter 10, aufgrund einer Massenverlagerung in oder an dem Behälter 10, in eine von der ersten Position verschiedene zweiten Position verlagert wird (vgl. Figur 2, Zustand 2), sind an dem Behälter 10 Zapfen 12 angeordnet, an denen der Behälter 10 aufgehängt ist, beispielsweise an einem (nicht gezeigten) Rahmen. Suspension, to allow the container 10 such that the container 10 is at a given mass distribution in or on the container 10 in a first, quasi-stable position shown in Figure 1 B (see also Fig. 2, state 1 ), and, depending on a mass distribution deviating from the given mass distribution, in or on the container 10, due to a mass displacement in or on the container 10, is displaced into a second position different from the first position (see Figure 2, state 2), 10 pins 12 are arranged on the container, on which the container 10 is suspended, for example on a (not shown) frame.
Die Zapfen 12 sind dabei, mit Bezug auf den kreisförmigen Querschnitt des Behälters 10, nicht diametral angeordnet, wodurch eine in Figur 1 B gezeigte erste Position erreicht werden kann. Eine Massenverlagerung in dem Behälter 10, welche nachstehend mit Bezug auf Figur 2 erläutert wird, ermöglicht dann eine Verlagerung des Behälters 10 von der in Figur 1 B gezeigten ersten Position in eine in Figur 2 („Zustand 2") gezeigte zweiten Position, wobei die Verlagerung im vorliegenden Beispiel als eine The pins 12 are, with respect to the circular cross section of the container 10, not arranged diametrically, whereby a first position shown in Figure 1 B can be achieved. A mass displacement in the container 10, which is explained below with reference to Figure 2, then allows a displacement of the container 10 from the first position shown in Figure 1 B in a second position shown in Figure 2 ("Condition 2"), the Displacement in the present example as a
Kippbewegung um eine Achse erfolgt, die durch die Längsrichtung der beiden Zapfen 12 vorgegeben ist (vgl. Fig. 2, Zustand 1 .2). Tilting movement takes place about an axis which is predetermined by the longitudinal direction of the two pins 12 (see Fig. 2, state 1 .2).
Grundsätzlich kann der Behälter 10 auch auf andere Weise angeordnet oder aufgehängt werden, beispielsweise an lediglich einem Zapfen 12 oder auf andere Art und Weise. Bevorzugt ist es, wenn die Anordnung des Behälters 10 in der ersten Position derart erreicht werden kann, dass bereits eine geringe Massenverlagerung in oder an dem Behälter 10, gemessen an der Masse des Behälters 10 im Betrieb, zu einer Verlagerung von der ersten in die zweite Position führt. Einerseits kann eine solche Anordnung, bei bekannter Behältergeometrie, bekanntem Substrat und bekannter Füllmenge des Substrats, in herkömmlicher Weise berechnet werden. Andererseits ist es möglich, bei gegebenem Behälter 10 die Anordnung durch den Füllstand des Substrats einzustellen. In principle, the container 10 can also be arranged or suspended in other ways, for example on only one pin 12 or in another manner. It is preferred if the arrangement of the container 10 in the first position can be achieved such that even a small mass displacement in or on the container 10, measured on the mass of the container 10 in operation, to a shift from the first to the second Position leads. On the one hand, such an arrangement, with known container geometry, known substrate and known filling amount of the substrate to be calculated in a conventional manner. On the other hand, it is possible for a given container 10 to adjust the arrangement by the level of the substrate.
Der Behälter umfasst, wie in Figur 2 angedeutet, eine The container comprises, as indicated in Figure 2, a
Massenverlagerungseinrichtung in Form einer Mass transfer device in the form of a
Niveauveränderungseinrichtung. Die Niveauveränderungseinrichtung ist dabei als Verdrängungseinrichtung ausgebildet und umfasst zwei  Level changing means. The level change device is designed as a displacement device and comprises two
Expansionseinrichtungen in Form zweier Ballons 22. Anzahl, Form und Anordnung der Ballons 22 in dem Behälter kann dabei variieren. Die Ballons 22 sind eingerichtet, mittels eines Fluids gefüllt zu werden, wodurch sie expandieren, wie dies in Figur 2 mit Bezug auf den Zustand 1 .1 angedeutet ist. Ein Ablassen des Fluids ermöglicht, dass sich die Expansion means in the form of two balloons 22. Number, shape and arrangement of the balloons 22 in the container can vary. The balloons 22 are adapted to be filled by a fluid, thereby expanding, as indicated in Figure 2 with respect to the state 1 .1. Draining the fluid allows the
Expansion des Ballons 22 zurückbildet (vgl. Fig. 2, Zustand 1 .2). Expansion of the balloon 22 back (see Fig. 2, state 1 .2).
Nachdem der Behälter, wie vorstehend mit Bezug auf Figur 1 beschrieben, angeordnet und befüllt worden ist, wird ein Mischen des in dem Behälter 10 befindlichen Substrats 30 dadurch erreicht, wie in Figur 2 mit Bezug auf Zustand 1 .1 angedeutet, dass die Ballons 22 mit Gas befüllt werden. Eine daraus resultierende Expansion der Ballons 22 führt zu einer Verdrängung des Substrats 30 in dem Behälter 10 und in der Folge zu einem Anstieg des Niveaus des Substrats 30 im Behälter 10. Dieser Niveauanstieg führt zu einer Massenverlagerung in dem Behälter 10. Aufgrund der After the container has been arranged and filled as described above with reference to FIG. 1, mixing of the substrate 30 located in the container 10 is achieved, as indicated in FIG. 2 with reference to state 1 .1, by the balloons 22 be filled with gas. A resulting expansion of the balloons 22 results in a displacement of the substrate 30 in the container 10 and, consequently, an increase in the level of the substrate 30 in the container 10. This increase in level leads to a mass displacement in the container 10
Massenverlagerung kippt der Behälter 10, wie in Figur 2 mit Bezug auf den Zustand 1 .2 gezeigt, von der ersten, stabilen Position in Pfeilrichtung in die zweite, stabile Position, die in Figur 2 als Zustand 2 bezeichnet wird. Mass displacement tilts the container 10, as shown in Figure 2 with respect to the state 1 .2, from the first, stable position in the arrow direction in the second, stable position, which is referred to in Figure 2 as state 2.
Nachdem das Kippen des Behälters 10 von der ersten in die zweite Position eingeleitet worden ist, kann das Gas wieder aus den Ballons 22 abgelassen werden. Das Ablassen wird durch den Druck, den das Substrat 30 auf die Ballons 22 ausübt, unterstützt. After the tilting of the container 10 from the first to the second position has been initiated, the gas can be discharged from the balloons 22 again. Discharge is by the pressure that the substrate 30 on the Balloons 22 exercises, supports.
Das Befüllen der Ballons 22 mit Gas bzw. das Ablassen von Gas aus den Ballons 22 wird dabei von einer (nicht gezeigten) Steuereinrichtung der Mischvorrichtung 50 gesteuert. Die Steuereinrichtung kann dabei beispielsweise auf eine mittels eines geeigneten Sensors (nicht gezeigt) erfasste aktuelle Lage des Behälters zurückgreifen. Auf diese Weise kann die Steuereinrichtung erkennen, wann ein Befüllen mit Gas oder ein The filling of the balloons 22 with gas or the discharge of gas from the balloons 22 is thereby controlled by a control device (not shown) of the mixing device 50. The control device can, for example, fall back on a current position of the container detected by means of a suitable sensor (not shown). In this way, the controller can detect when a filling with gas or a
Ablassen des befüllten Gases erforderlich ist, um die Draining the filled gas is required to complete the
Verlagerungsbewegung des Behälters 10 zu bewirken. Displacement movement of the container 10 to effect.
Es versteht sich, dass ausgehend von der zweiten Position, in analoger Weise, d.h. durch erneutes Befüllen der Ballons 22 mit der Folge eines Anstiegs des Niveaus des Substrats 30 in dem Behälter 10, ein Kippen des Behälters 10 von der zweiten Position in die erste Position erreicht werden kann. Auf diese Weise kann der Behälter 10 abwechselnd von der ersten in die zweiten Position und zurück verlagert werden. Eine Durchmischung des in dem Behälter 10 befindlichen Substrats 30 erfolgt dabei automatisch. It is understood that starting from the second position, in an analogous manner, i. E. by refilling the balloons 22 with the result of an increase in the level of the substrate 30 in the container 10, tilting of the container 10 from the second position to the first position can be achieved. In this way, the container 10 can be alternately displaced from the first to the second position and back. A thorough mixing of the substrate 30 located in the container 10 takes place automatically.
Es kann vorgesehen sein, dass der Behälter in den in Figur 2 gezeigten, mit Zustand 1 und Zustand 2 bezeichneten Positionen, d.h. in der ersten und zweiten Position, bis zu einem weiteren Kippvorgang gesichert wird, beispielsweise durch automatisch angesteuerte Zapfenarretierungen. Eine solche Sicherung ist beispielsweise für eine Substratbefüllung und It can be provided that the container in the positions shown in Figure 2, with states 1 and 2 state, i. in the first and second position, is secured to a further tilting operation, for example by automatically controlled pin locks. Such a fuse is, for example, for a substrate filling and
Substratentleerung vorteilhaft. Substrate emptying advantageous.
Weiterhin ist es möglich, dass ein vorstehend beschriebener Kippvorgang des Behälters in geeigneter Weise gebremst wird, um die beim Kippen entstehenden hohen Lasten abzufangen. Die Mischvornchtung 50 kann weiterhin einen (nicht gezeigten) Generator umfassen. Dieser Generator kann, beispielsweise über ein geeignetes Getriebe, mit dem Behälter 10 oder den Zapfen 12 des Behälters 10 gekoppelt sein. Eine Kippbewegung des Behälters 10 von der ersten in die zweite Position (und/oder umgekehrt) kann dann den Generator über das Getriebe antreiben. Dadurch kann in grundsätzlich bekannter Weise mittels des Generators Strom erzeugt werden. Furthermore, it is possible that a tilting operation of the container described above is braked in a suitable manner to intercept the high loads arising during tilting. The mixing device 50 may further include a generator (not shown). This generator can, for example via a suitable transmission, with the container 10 or the pin 12 of the container 10 may be coupled. A tilting movement of the container 10 from the first to the second position (and / or vice versa) may then drive the generator via the transmission. As a result, current can be generated in a basically known manner by means of the generator.
Figur 3 schließlich zeigt verschiedene Komponenten einer Biogasanlage 100, welche eine Mischvorrichtung 50 aus Figur 2 umfasst. Eine Abführung von in dem Behälter 10 erzeugtem Fluid, beispielsweise Hydrolysegas, erfolgt in der Regel dann, wenn sich der Behälter 10 in der ersten Position befindet. Das Gas wird dabei durch einen gasdichten Druckschlauch 105 einem Gasdruckspeicher 1 10 zugeführt. In der Regel öffnet sich ein Ventil in den Druckschlauch 105 erst dann zum Ablassen des Gases aus dem Behälter 10, wenn in dem Behälter ein hinreichender Überdruck vorliegt. Das Fluid entsteht dabei aus den biologischen Abbauprozessen selbst, die in dem Behälter stattfinden. Solange der Druck in dem Gasdruckspeicher 1 10 noch nicht hoch genug ist, um die Ballons 22 zu füllen, kann Gas vom Druckspeicher 1 10 über einen verdichtenden Kompressor 1 15 in einen weiteren Gasdruckspeicher 120 geleitet werden. Finally, FIG. 3 shows various components of a biogas plant 100, which comprises a mixing device 50 from FIG. A discharge of fluid generated in the container 10, for example hydrolysis gas, usually takes place when the container 10 is in the first position. The gas is supplied through a gas-tight pressure hose 105 a gas pressure accumulator 1 10. As a rule, a valve in the pressure hose 105 only opens to discharge the gas from the container 10 when a sufficient overpressure is present in the container. The fluid arises from the biodegradation processes themselves, which take place in the container. As long as the pressure in the gas pressure accumulator 1 10 is not high enough to fill the balloons 22, gas can be passed from the pressure accumulator 1 10 via a compressing compressor 1 15 in another gas pressure accumulator 120.
Für die Befüllung der Ballons 22 wird vorzugsweise Gas verwendet, welches im Gasdruckspeicher 1 10 - oder dem weiteren Gasdruckspeicher 120 - vorliegt. Der dort vorgehaltene Druck sollte dabei jeweils höher sein als der im Inneren des Behälters 10 vorherrschende hydrostatische Druck an der Stelle, an der die Ballons 22 angeordnet sind, damit eine schnelle Befüllung der Ballons 22 stattfinden kann. Alternativ können die Ballons 22 auch mittels eines Gases befüllt werden, welches einem separaten For the filling of the balloons 22 preferably gas is used, which in the gas pressure accumulator 1 10 - or the further gas pressure accumulator 120 - is present. The pressure held there should in each case be higher than the hydrostatic pressure prevailing in the interior of the container 10 at the point at which the balloons 22 are arranged, so that a rapid filling of the balloons 22 can take place. Alternatively, the balloons 22 may also be filled by means of a gas which is a separate one
Gasdruckspeicher entnommen wird. Das Einleiten des Gases in die Ballons 22 sowie das Ablassen des Gases aus den Ballons 22 unterliegt dabei, wie bereits erwähnt, einer Gas accumulator is removed. The introduction of the gas into the balloons 22 and the discharge of the gas from the balloons 22 is subject, as already mentioned, one
Steuereinrichtung der Mischvorrichtung 50. Aus den Ballons 22 Control device of the mixing device 50. From the balloons 22nd
abgelassenes Gas kann nun drucklos einer nachfolgenden Verwendung, z.B. einer Verbrennung in einem Blockheizkraftwerk, einer Speicherung, etc., zugeführt werden. vented gas can now be depressurized for subsequent use, e.g. combustion in a combined heat and power plant, storage, etc., are supplied.
Das Mischen des Substrats 30 in dem Behälter 10 kann zusätzlich durch geeignete Mischeinrichtungen (nicht gezeigt) in dem Behälter 10 unterstützt werden, wie beispielsweise fest oder beweglich in dem Behälter 10 angeordnete Schaufeln oder Leitbleche, und/oder in dem Behälter frei bewegliche, dem Substrat zugesetzte, vorzugsweise abriebarme The mixing of the substrate 30 in the container 10 may be additionally assisted by suitable mixing means (not shown) in the container 10, such as blades or baffles fixedly or movably disposed in the container 10, and / or freely movable in the container added, preferably abrasion
Auftriebskörper, welche vorzugsweise eine unregelmäßige Form aufweisen und dadurch eine zusätzliche Bewegung in das zu mischende Substrat einbringen. Buoyancy, which preferably have an irregular shape and thereby introduce an additional movement in the substrate to be mixed.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e Patent claims
1 . Mischvorrichtung (50) zum Mischen eines Substrats (30), 1 . Mixing device (50) for mixing a substrate (30),
umfassend full
einen Behälter (10) zum Aufnehmen des zu mischenden Substrats (30), wobei der Behälter (10) derart beweglich angeordnet ist,  a container (10) for receiving the substrate (30) to be mixed, wherein the container (10) is movably arranged such
dass der Behälter (10) sich bei vorgegebener Massenverteilung in oder an dem Behälter (10) in einer ersten Position befindet und  that the container (10) is in a first position for a given mass distribution in or on the container (10) and
abhängig von einer von der vorgegebenen Massenverteilung abweichenden Massenverteilung in oder an dem Behälter (10) in eine von der ersten Position verschiedene zweite Position verlagert wird,  is displaced in or on the container (10) to a second position different from the first position, depending on a mass distribution deviating from the predetermined mass distribution,
eine Massenverlagerungseinrichtung , welche eingerichtet ist, eine  a mass transfer device which is set up, a
Massenverteilung in oder an dem Behälter (10) zu verändern, und Mass distribution in or on the container (10) to change, and
eine Steuereinrichtung zum Ansteuern der Massenverlagerungseinrichtung , welche eingerichtet ist, die Massenverlagerungseinrichtung derart anzusteuern, dass die Massenverlagerungseinrichtung die Massenverteilung in oder an dem Behälter derart verändert, dass der Behälter von der ersten Position in die zweite Position verlagert wird.  a control device for activating the mass transfer device, which is set up to control the mass transfer device such that the mass transfer device changes the mass distribution in or on the container such that the container is displaced from the first position to the second position.
2. Mischvorrichtung (50) nach Anspruch 1 , wobei die 2. mixing device (50) according to claim 1, wherein the
Massenverlagerungseinrichtung als Niveauveränderungseinrichtung ausgebildet ist, welche eingerichtet ist, das Niveau des Substrats (30) in dem Behälter (10) zu verändern.  Mass displacement device is designed as a level-changing device which is adapted to change the level of the substrate (30) in the container (10).
3. Mischvorrichtung (50) nach Anspruch 2, wobei die 3. mixing device (50) according to claim 2, wherein the
Niveauveränderungseinrichtung eingerichtet ist, das Niveau des Substrats (30) in dem Behälter (10) dadurch zu verändern, dass Substrat (30) oder zumindest Level change means is arranged to change the level of the substrate (30) in the container (10) characterized in that substrate (30) or at least
Substratbestandteile zu dem Behälter (10) zugegeben oder aus dem Behälter (10) abgelassen werden. Substrate components are added to the container (10) or drained from the container (10).
4. Mischvorrichtung (50) nach Anspruch 2, wobei die 4. mixing device (50) according to claim 2, wherein the
Niveauveränderungseinrichtung als Verdrängungseinrichtung ausgebildet ist, die eingerichtet ist, Substrat (30) innerhalb des Behälters (10) zu verdrängen. Level change device is designed as a displacement device, which is adapted to displace substrate (30) within the container (10).
5. Misch Vorrichtung (50) nach Anspruch 4, wobei die Verdrängungseinrichtung zumindest eine Expansionseinrichtung (22) umfasst, welche eingerichtet ist, bei Befüllen mit einem Fluid zu expandieren. 5. mixing device (50) according to claim 4, wherein the displacement means comprises at least one expansion means (22) which is adapted to expand when filled with a fluid.
6. Mischvorrichtung (50) nach Anspruch 1 , wobei die 6. mixing device (50) according to claim 1, wherein the
Massenverlagerungseinrichtung eingerichtet ist, eine Massenverlagerung an dem Behälter (10) zu bewirken.  Mass displacement device is arranged to effect a mass displacement of the container (10).
7. Mischvorrichtung (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die 7. mixing device (50) according to any one of claims 1 to 6, wherein the
Mischvorrichtung (50) eingerichtet ist, die Anordnung des Behälters (10) an ein zu mischendes Substrat (30) und/oder an eine zu mischende Menge des Substrats (30) anzupassen. Mixing device (50) is adapted to adapt the arrangement of the container (10) to a substrate to be mixed (30) and / or to a mixing amount of the substrate (30).
8. Mischvorrichtung (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Behälter (10) derart beweglich angeordnet ist, dass er um zumindest eine vorgegebene Achse dreh- oder kippbar ist. 8. mixing device (50) according to one of claims 1 to 7, wherein the container (10) is arranged such that it is rotatable or tiltable about at least one predetermined axis.
9. Mischvorrichtung (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die 9. mixing device (50) according to any one of claims 1 to 8, wherein the
Mischvorrichtung (50) einen Generator zur Stromerzeugung umfasst und eingerichtet ist, mittels einer Verlagerungsbewegung des Behälters (10) von der ersten in die zweite Position den Generator anzutreiben. Mixing device (50) comprises a generator for generating electricity and is arranged to drive the generator by means of a displacement movement of the container (10) from the first to the second position.
10. Mischvorrichtung (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Behälter (10) im Innern ein Mischen des Substrats (30) unterstützende, fest oder beweglich an dem Behälter (10) montierte oder frei in dem Behälter (10) bewegliche The mixing apparatus (50) according to any one of claims 1 to 9, wherein the container (10) internally facilitates mixing of the substrate (30), fixed or movable on the container (10), or freely movable in the container (10)
Mischeinrichtungen umfasst. Includes mixing devices.
1 1 . Mischvorrichtung (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die 1 1. Mixing device (50) according to one of claims 1 to 10, wherein the
Mischvorrichtung (50) eingerichtet ist, organisches Substrat im Rahmen einer Biogaserzeugung zu mischen. Mixing device (50) is arranged to mix organic substrate in the context of biogas production.
12. Mischvorrichtung (50) nach Anspruch 1 1 , wobei der Behälter (10) als 12. mixing device (50) according to claim 1 1, wherein the container (10) as
Hydrolysebehälter oder Fermenter ausgebildet ist. Hydrolysebehälter or fermenter is formed.
13. Biogasanlage (100), umfassend eine Misch Vorrichtung (50) nach einem der Ansprüche 1 1 oder 12. 13. biogas plant (100), comprising a mixing device (50) according to any one of claims 1 1 or 12th
14. Biogasanlage (100) nach Anspruch 13 mit einer Mischvorrichtung (50) nach Anspruch 5, wobei die Biogasanlage (100) eingerichtet ist, die Expansionseinrichtung mit im Rahmen der Biogaserzeugung gewonnenem Gas zu befüllen. 14. biogas plant (100) according to claim 13 with a mixing device (50) according to claim 5, wherein the biogas plant (100) is adapted to fill the expansion device with gas obtained in the biogas production.
15. Verfahren zum Mischen eines Substrats (30), umfassend die Schritte: 15. A method of mixing a substrate (30), comprising the steps of:
Bereitstellen eines Behälters (10) zum Aufnehmen des Substrats (30), bewegliches Anordnen des Behälters (10) derart,  Providing a container (10) for receiving the substrate (30), movably arranging the container (10) in such a way,
dass der Behälter (10) sich bei vorgegebener Massenverteilung in oder an dem Behälter (10) in einer ersten Position befindet und  that the container (10) is in a first position for a given mass distribution in or on the container (10) and
abhängig von einer von der vorgegebenen Massenverteilung abweichenden Massenverteilung in oder an dem Behälter (10) in eine von der ersten Position verschiedene zweite Position verlagert wird,  is displaced in or on the container (10) to a second position different from the first position, depending on a mass distribution deviating from the predetermined mass distribution,
Befüllen des Behälters (10) mit zu mischendem Substrat;  Filling the container (10) with the substrate to be mixed;
Verändern der Massenverteilung in oder an dem Behälter (10) derart, dass der Behälter (10) von der ersten Position in die zweite Position verlagert wird.  Changing the mass distribution in or on the container (10) such that the container (10) is displaced from the first position to the second position.
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