ферментерное устройство

Формула изобретения

Ферментерное устройство, содержащее биореактор с перфорированным днищем, закрепленным на расстоянии от дна биореактора с образованием внутренней полости, нагнетательный вентилятор для подачи воздуха снизу вверх через перфорированное днище и внутреннее пространство биореактора, вытяжной вентилятор и систему управления работой вентиляторов с термодатчиком, отличающийся тем, что оно снабжено остужителем, выполненным в виде короба на колесах с перфорированной крышкой, расположенной на уровне перфорированного днища биореактора, установленными вдоль одной продольной и двух боковых сторон короба дополнительными стенками и установленным с торца нагнетательным вентилятором, при этом одна из продольных стенок биореактора выполнена в виде открывающегося люка для выгрузки готового продукта.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано при производстве органических удобрений с созданием оптимальных условий для процесса ферментации.

Известно ферментерное устройство (1), выполненное в виде камеры с подведенным к ее нижней части трубопроводом для возможности активного ее вентилирования газоотводящим устройством, а также снабженное средствами подачи и выгрузки ферментируемой массы.

Однако по данному техническому решению отсутствует возможность гибкого регулирования процесса аэрации, а также невозможно резкое прекращение процесса ферментации, необходимое для получения исходного продукта строго установленного качества.

Наиболее близким по технической сущности является ферментерное устройство (2), содержащее биореактор с перфорированным днищем, закрепленным на расстоянии от дна биореактора с образованием внутренней полости, нагнетательный вентилятор для подачи воздуха снизу вверх через перфорированное днище и внутреннее пространство биореактора, вытяжной вентилятор и систему управления работой вентиляторов с термодатчиком.

Недостатком данного технического решения является то, что при использовании наклонного днища происходит потеря полезного пространства рабочей камеры, что сокращает выход готовой продукции за тот же промежуток времени.

Кроме этого в предлагаемых аналогах после процесса ферментации готовое удобрение проходит стадию остужения, которая затягивается на 2-е суток.

Достигаемый технический результат заключается в сокращении времени охлаждения готового продукта и соответственно ускорении всего производственного цикла процесса ферментации, повышении качества получаемого удобрения.

Это достигается тем, что ферментерное устройство, содержащее биореактор с перфорированным днищем, закрепленным на расстоянии от дна биореактора с образованием внутренней полости, нагнетательный вентилятор для подачи воздуха снизу вверх через перфорированное днище и внутреннее пространство биореактора, вытяжной вентилятор и систему управления работой вентиляторов с термодатчиком, согласно изобретению снабжено остужителем, выполненным в виде короба на колесах с перфорированной крышкой, расположенной на уровне перфорированного днища биореактора, установленными вдоль одной продольной и двух боковых сторон короба дополнительными стенками и установленным с торца нагнетательным вентилятором, при этом одна из продольных стенок биореактора выполнена в виде открывающегося люка для выгрузки готового продукта.

На фиг.1 показан продольный разрез биореактора, на фиг.2 - поперечный разрез биореактора с остужителем, на фиг.З - разрез стенки биореактора.

Процесс ферментации заключается в нескольких этапах:

1. Саморазогрев смеси до температуры 50°С.

2. Ферментация (как процесс брожения, который начинается с температуры выше 50°С).

3. Остановка процесса ферментации в нужный момент.

4. Остужение и окончательная дезодорация продукта.

Этапы 1 и 2 проходят непосредственно в биореакторе, этапы 3 и 4 в остужителе.

Ферментерное устройство представляет собой биореактор 1 с остужителем 5. Биореактор выполнен с перфорированным днищем 2, образующим с дном камеры 10 воздушное пространство, через которое с помощью вентилятора 6 осуществляется принудительное нагнетание воздуха. Перфорированное днище представляет собой 3-слойную решетку: 1-й слой - металлическая сетка с ячейкой 20×20 мм,

2-й слой - пластиковая сетка с ячейкой 1×1 мм,

3-й слой - металлическая сетка с ячейкой 12×12 мм.

Наличие пространства между дном биореактора и днищем обеспечивает равномерность распределения давления нагнетаемого вентилятором 6 воздуха и соответственно обеспечивает равномерность продувки загруженного субстрата, а также исключение образования застойных зон.

Удаление паров осуществляется вытяжным вентилятором 7. Для надежности вентиляции верхней части камеры предусмотрены регулируемые вытяжные отверстия 15.

Камера снабжена автоматическим блоком управления 4, который руководит цикличностью работы вентиляторов 6 и 7 и соединен с размещенным внутри биореактора термодатчиком 3, данные с которого поступают на блок управления.

Загрузка ферментера осуществляется механическим способом через верхние люки (18). Выгрузка осуществляется вручную через боковые люки 8, которые герметично закрыты перед загрузкой, а верхние соответственно закрываются после загрузки.

Остужитель 5 представляет собой конструкцию в виде короба на колесах. Внутренняя полость короба герметична за исключением верхней крышки 16, которая выполнена аналогично перфорированному днищу 2 биореактора и на одном уровне с ним. Вдоль одной продольной и двух боковых сторон короба установлены добавочные стенки 17. Между верхней крышкой и дном остужителя образованное воздушное пространство, через которое с помощью нагнетательного вентилятора 9 производится аэрация - охлаждение - дезодорация загруженного продукта.

Корпус биореактора и остужителя выполнены из заранее изготовленных панелей. Таким образом конструкция является сборно-разборной. Это позволяет производить высококачественный монтаж - демонтаж за достаточно короткий срок - 1 день.

Для герметизации стыков используется пористая резина, монтажная пена и т.п.

Стенка корпуса биореактора (см. фиг.3) представляет собой многослойную конструкцию. Несущим является деревянный щит 11. Вторым слоем - теплоизолятор 12, например из пенополистирола, пенопласта и т.п. толщиной 30 мм, что обеспечивает высокую теплоизоляцию. Внутренний слой 13, которым вся внутренняя поверхность биореактора и остужителя, может быть выполнен, например, из поликарбоната, листового полистирола и т.п. толщиной 1-2 мм. Снаружи стенки выполнено декоративное пластиковое покрытие 14.

Работает ферментерное устройство следующим образом.

Через верхние люки биореактора 18 с помощью транспортеров подается заранее подготовленная, перемешанная до однородной массы смесь. После заполнения биореактора производится его герметичное закрывание и включается процесс аэрации потоком воздуха снизу вверх от нагнетательного вентилятора б через перфорированное днище 2 и через уложенный слой смеси органических отходов. Параллельно с помощью термодатчика идет измерение и передача данных на блок управления 4, который в свою очередь подает сигнал для включения и выключения нагнетательного и вытяжного вентиляторов 6 и 7, обеспечивая тем самым поддерживание в биореакторе необходимой температуры.

После окончания процесса ферментации блок управления подает сигнал на выгрузку готового продукта из биореактора в остужитель для проведения резкого охлаждения продукта (10-15 мин) до комнатной температуры. Это происходит следующим образом. Открывается боковой люк 8 биореактора. Остужитель открытой продольной стороной (без дополнительной стенки) подкатывается вплотную к биореактору, горячий продукт ровным слоем 30-40 см пересыпается на перфорированную крышку остужителя. Включается установленный на остужение вентилятор 9.

За время охлаждения из слоя продукта выдуваются остатки газовых и парообразных выделений (аммиак, водяные пары и др.). Тем самым достигается окончательная дезодорация выпускаемой продукции и снижается конечная влажность.

Охлажденная масса выгружается из остужителя ферментерного устройства и далее по технологической цепочке поступает на дозирование, упаковку, складирование.

Источники информации

1. Патент RU, №2028998, С 05 F 3/00, 1992.

2. Патент RU, №2144015, С 05 F 3/06, 1995.