JP2016159295A - Method and apparatus for heating and agitating methane fermentation tank - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、家畜ふん尿、食品廃棄物等の有機性廃棄物や有機性汚泥を加熱撹拌装置(機構)を利用して発酵させる方法及び装置に関するものである。 The present invention relates to a method and apparatus for fermenting organic waste such as livestock manure and food waste and organic sludge using a heating stirrer (mechanism).
発酵槽、例えばメタン発酵槽の撹拌は、機械撹拌やブロワ撹拌が主流に行われており、常時大きな動力を必要としている。 In the agitation of a fermenter, for example, a methane fermentation tank, mechanical agitation and blower agitation are mainly performed, and a large power is always required.
実開昭59−131296号広報には、嫌気性消化槽内にポンプを設置し、この排出口に多数の吹き出し口を形成し、さらに連結管に、発生したガスをブロワ又はコンプレッサーで圧送するためのガス圧送管を接続し嫌気性消化槽の撹拌装置が記載されている。 In the publicity of Japanese Utility Model Publication No. 59-131296, a pump is installed in the anaerobic digester, a number of outlets are formed in this outlet, and the generated gas is pumped to the connecting pipe by a blower or a compressor. A stirrer for an anaerobic digestion tank connected with a gas pressure feeding tube is described.
また、実開昭61−7999号広報には、密閉された箱型本体内に下部及び上部を除いて縦隔壁により隔てられたガス撹拌室と発酵液流動室とか形成され、この流動室に曲げられた発酵流動路を形成するように隔壁が設けられ、箱型本体の頂部にガス流通管の一端が接続され、ガス流通管の他端は多孔体が配置されたガス撹拌室底部と接続され、ガス流通管に発生ガスをガス撹拌室へ送給するためのポンプが設けられた発酵槽が記載されている。 Japanese Utility Model Publication No. 61-7999 discloses that a gas stirring chamber and a fermentation fluid flow chamber are formed in a sealed box-shaped main body, separated by a vertical partition except for the lower and upper portions, and bent into this flow chamber. A partition is provided so as to form a fermentation flow path, and one end of a gas flow pipe is connected to the top of the box-shaped body, and the other end of the gas flow pipe is connected to the bottom of the gas stirring chamber in which the porous body is disposed. A fermenter is described in which a gas circulation pipe is provided with a pump for feeding the generated gas to the gas stirring chamber.
また、特開2001−276897号広報には、湿潤有機性廃棄物を発酵させる発酵槽内で発生したガスを該発酵槽内に鉛直方向又は略鉛直方向に設けられた筒体底部の略U字管又は略V字管を備えたガス室に回収し、所定量を充満させた後、ガス室内の発生ガスを筒体内部へ一度に吹き出させて筒体内を上昇させるとともに、筒体底部のガス室、及びガス室の上側の筒体に上端が接続され発酵槽内に対流を発生させて撹拌しつつ発酵させる。 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-276897 discloses a substantially U-shaped cylinder bottom provided in a vertical or substantially vertical direction in a fermenter for fermenting wet organic waste. After collecting the gas chamber with a tube or a substantially V-shaped tube and filling a predetermined amount, the generated gas in the gas chamber is blown out into the cylinder at once to raise the cylinder, and the gas at the bottom of the cylinder The upper end is connected to the upper cylinder of the chamber and the gas chamber, and convection is generated in the fermenter and fermented while stirring.
上記広報記載のメタン発酵槽における撹拌機構は、機械撹拌又はガス撹拌によるものであり、ポンプ、ファン、コンプレッサー等を必要とし、動力によるユーティリティコストが発生するまた、発酵槽は嫌気性発酵を行わすため、機密性を保持しなければならず、駆動部を設けることにより、発酵槽の政策が複雑化しコスト高になる。 The stirring mechanism in the methane fermentation tank described in the above public information is based on mechanical stirring or gas stirring, which requires a pump, fan, compressor, etc., and generates utility costs due to power. The fermenter also performs anaerobic fermentation. Therefore, confidentiality must be maintained, and providing a drive unit complicates the fermenter policy and increases costs.
本発明は上記の諸点に鑑みなされたもので、本発明の目的は発酵槽内の床部又は、低側面部の一部に加熱交換部品を配したことにより、発酵槽内に大きな対流を発せさせるため十分な撹拌を駆動力無しで行うことができ、かつ、撹拌用モータ、ファンを常時使用しないため必要電力を大幅に低減することができ、さらに、発酵槽設備が簡素化されてシンプルな構造となり、装置のコンパクト化、製作コスト低減化を図ることができる加熱撹拌による発酵方法及び装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned points. The object of the present invention is to provide a large amount of convection in the fermenter by arranging a heat exchange part on the floor part in the fermenter or a part of the low side part. In addition, sufficient agitation can be performed without driving force, and since the agitation motor and fan are not used at all times, the required power can be greatly reduced, and the fermenter equipment is simplified and simplified. An object of the present invention is to provide a fermentation method and apparatus by heating and agitation that can be structured to reduce the size of the apparatus and reduce the production cost.
上記の目的を達成するために、本発明のメタン発酵槽の加熱撹拌方法及び装置による発酵方法は、湿潤有機性廃物を発酵させる発酵槽内で微生物の活性をより高めるため温度を高く保持するための熱源を発酵槽内の床部の中心より左右どちらか一方または、中心部に配される加熱交換部品を備えて、発酵槽内の各部の温度差違による対流を発生させて加熱及び撹拌しつつ発酵させるよう構成されている。 In order to achieve the above object, the method for heating and stirring a methane fermenter according to the present invention and the fermentation method using a device maintain a high temperature in order to further increase the activity of microorganisms in a fermenter for fermenting wet organic waste. The heat source is provided with a heat exchange part arranged on the left or right of the center of the floor in the fermentor, or in the center, while generating convection due to temperature differences in each part of the fermenter while heating and stirring It is configured to ferment.
湿潤有機性廃棄物を発酵させる発酵槽内の床部の中心部または、中心より左右どちらか一方に配され、かつ、床部から突起状の表面績を持つ形状の加熱交換部品を備えて、発酵槽内の各部の温度差違による対流を発生させて加熱及び撹拌しつつ発酵させるよう構成されている。 The center part of the floor part in the fermenter for fermenting the wet organic waste, or the heat exchange part having a shape having a protruding surface finish from the floor part is arranged on either the left or right side of the center, It is configured to generate convection due to temperature difference of each part in the fermenter and to ferment while heating and stirring.
湿潤有機性廃棄物を発酵させる発酵槽内の床部の中心より左右どちらか一方又は、中心部に配される加熱交換部品を備えて、かつ、発酵槽内の発酵液の上昇対流及び、下降対流の中間に湿潤有機性廃棄物の上部及び下部が開放される遮断壁を設け、発酵槽内の各部の温度差違による対流を発生させて加熱及び撹拌しつつ発酵させるよう構成されている。 It is equipped with a heat exchange part arranged on the left or right of the center of the floor in the fermenter for fermenting wet organic waste, or in the center, and ascending convection and descending of the fermentation liquor in the fermenter In the middle of the convection, a barrier wall that opens the upper and lower parts of the wet organic waste is provided, and convection due to temperature difference of each part in the fermenter is generated and fermented while heating and stirring.
湿潤有機性廃棄物を発酵させる発酵槽内の床部の中心部または、中心より左右どちらか一方に設けられ、かつ、発酵槽外部から加熱された高温の気体を噴出する噴き出し口を設けた加熱交換部品を備えて、発酵槽内の各部の温度差違と、加熱気体の上昇対流により対流を発生させて加熱及び撹拌しつつ発酵させるよう構成されている。 Heating provided in the center of the floor in the fermenter for fermenting wet organic waste, or on the left or right of the center, and provided with an outlet for ejecting hot gas heated from the outside of the fermenter It is provided with a replacement part, and is configured so as to ferment while heating and stirring by generating convection by temperature difference of each part in the fermenter and rising convection of heated gas.
本発明のメタン発酵槽の過熱撹拌方法及び装置は湿潤有機性廃棄物を発酵させる発酵槽の、床部の中心より左右どちらか一方または、中心部の床部から突起状の表面積を持つ形状の湿潤有機性廃棄物を平均温度35度以上に保つ加熱交換部品を備えて、発酵槽内の各部の温度差違による対流を発生させて加熱撹拌しつつ発酵させることを特徴とする加熱撹拌による発酵方法であるため、撹拌用モータやファンや圧縮器を常時使用しないため必要電力を大幅に低減することができ、さらに、発酵槽設備が簡素化されてシンプルな構造となり、装置のコンパクト化、製作コスト低減化を図ることができる。 The method and apparatus for superheated stirring of a methane fermenter according to the present invention is a fermenter for fermenting wet organic waste, having a shape having a protruding surface area from the left or right of the center of the floor or from the center of the floor. A fermentation method by heating and agitation characterized by comprising a heat exchange part that keeps the wet organic waste at an average temperature of 35 degrees or more, and generating a convection due to a temperature difference of each part in the fermenter and performing fermentation while heating and agitation Therefore, the required electric power can be greatly reduced because the agitation motor, fan, and compressor are not used at all times. Furthermore, the fermenter equipment is simplified and the structure is simplified. Reduction can be achieved.
以下、本発明の実施の形態を図1から図5に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1においては、3は発酵槽の外壁を示し、4は発酵槽床面を示す、発酵槽内は6を上面とする湿潤有機性廃棄物が入れられており、発酵槽床面4の中心部には微生物分解を促進するための加熱交換部品1を備えてあり、加熱交換部品1が加熱することによって湿潤有機性廃棄物の発酵槽内の中心部分の温度が上面部や発酵槽外壁に近い部分より高くなるため上昇対流7が発生し、また、発酵槽外壁に近い部分では下降対流8を発生することで発酵槽内各部の温度差異により対流が発生させて温度維持をしながら加熱撹拌しつつ発酵させる仕組みである。 In FIG. 1, 3 indicates the outer wall of the fermenter, 4 indicates the fermenter floor, and the inside of the fermenter contains wet organic waste with 6 as the upper surface. The part is provided with a
図2においては、3は発酵槽の外壁を示し、4は発酵槽床面を示す、発酵槽内は6を上面とする湿潤有機性廃棄物が入れられており、発酵槽床面4の中心部より左側には微生物分解を促進するための加熱交換部品1を備えて、加熱交換部品1が加熱することによって湿潤有機性廃棄物の発酵槽内の左側の温度が上面部6や発酵槽右側の外壁3に近い部分より高くなるため上昇対流7が発生し、また、発酵槽右側の外壁3に近い部分では右側より 温度が低いため下降対流8を発生する、発酵槽内各部の温度差異により対流を発生させて温度維持をしながら加熱撹拌しつつ発酵させる仕組みである。 In FIG. 2, 3 indicates the outer wall of the fermenter, 4 indicates the fermenter floor, and the inside of the fermenter contains wet organic waste having 6 as the upper surface. A
図3においては、3は発酵槽の外壁を示し、4は発酵槽床面を示す、発酵槽内は6を上面とする湿潤有機性廃棄物が入れられており、発酵槽床面4の中心部には微生物分解を促進するため、さらには、熱交換部分1の表面積を多きとるために略三角錐状の突起物10に加熱交換部品1を備えて、加熱交換部品1が加熱することによって湿潤有機性廃棄物の発酵槽内の中心部分の温度が上面部6や発酵槽外壁3に近い部分より高くなるため上昇対流7が発生し、また、発酵槽外壁に近い部分では中心部より温度が低いため下降対流8を発生する、発酵槽内各部の温度差異により対流を発生させて温度維持をしながら加熱撹拌しつつ発酵させる仕組みである、さらには、この場合の突起物10の形状は略三角錐に限定するものではなく、角柱状や円柱状や球状などが考えられる、さらには、中空状のものも例外ではない。 In FIG. 3, 3 indicates the outer wall of the fermenter, 4 indicates the fermenter floor, the inside of the fermenter contains wet organic waste with 6 as the upper surface, and the center of the
図4においては、3は発酵槽の外壁を示し、4は発酵槽床面を示す、発酵槽内は6を上面とする湿潤有機性廃棄物が入れられており、発酵槽床面4の中心部より左側に微生物分解を促進するための加熱交換部品1を備えて、かつ、発酵槽内の発酵液の上昇対流及び、下降対流の中間に湿潤有機性廃棄物の上部及び下部が開放され遮断壁支持鉄骨11に支持される遮断壁9を設け、加熱交換部品1が加熱することによって湿潤有機性廃棄物の発酵槽内の中心部の遮断壁より左側の温度が右側より高いため上昇対流7が発生し、また、反対の右側では左側より温度が低いため下降対流8を発生する、発酵槽内各部の温度差異により対流を発生させて温度維持をしながら加熱撹拌しつつ発酵させる仕組みである、また、上記遮断壁9は断熱構造が望ましい。さらには、加熱交換部品1が床面4中央に配する場合は床面4と垂直に湿潤有機性廃棄物の上部及び下部が開放される円筒状の遮断壁9も例外ではない。 In FIG. 4, 3 indicates the outer wall of the fermenter, 4 indicates the fermenter floor, the inside of the fermenter contains wet organic waste having 6 as the upper surface, and the center of the
図5においては、3は発酵槽の外壁を示し、4は発酵槽床面を示す、発酵槽内は6を上面とする湿潤有機性廃棄物が入れられており、発酵槽床面4の中心部より左側に微生物分解を促進するための加熱交換部品1を備えて、かつ発酵槽外部から加熱された高温の気体を噴き出する噴き出し口12を設けた加熱交換部品1を備えて、加熱交換部品1から高温の気体が噴出すことによって湿潤有機性廃棄物の発酵槽内の中心部の左側の温度が右側より高いため上昇対流7が発生し、また、反対の右側では左側より温度が低いため下降対流8を発生する、発酵槽内各部の温度差異により対流を発生させて温度維持をしながら加熱撹拌しつつ発酵させる仕組みである。 In FIG. 5, 3 indicates the outer wall of the fermenter, 4 indicates the fermenter floor, the inside of the fermenter contains wet organic waste with 6 as the upper surface, and the center of the
1 加熱交換部品
2 原料投入口
3 発酵槽外壁
4 発酵槽床部
5 発酵ガス取出し口
6 湿潤有機性廃棄物上面
7 上昇対流記号
8 下降対流記号
9 遮断壁
10 突起物
11 遮断壁支持鉄骨
12 吹き出し口DESCRIPTION OF
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|---|---|---|---|---|
| CN112210480A (en) * | 2020-11-06 | 2021-01-12 | 杨昆 | Solar direct heating gas-liquid separation biogas generator |
| CN118460339A (en) * | 2024-06-12 | 2024-08-09 | 中安生物技术南京有限公司 | A fermentation tank for antibiotic-free breeding feed |
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