Біореактор для біоконверсії рідкої і/або твердої речовини, що переноситься рідкою речовиною

Біореактор для біоконверсії рідкої і/або твердої речовини, що переноситься рідкою речовиною, надалі - конвертованої речовини, що має корпус і 3 зміною її біохімічного складу у зв'язку з її ферментацією, описаний в патенті на винахід WO 9507343, що має циліндричний корпус з конічним дном, поверненим підставою нагору, і який постачений байпасом для циркуляції вмісту біореактора, сформованим послідовно з'єднаними трубопроводом, підключеним до верхньої частини біореактора, насосом і трубопроводом, що з'єднує насос із нижньою частиною біореактора. Достоїнством біореактора є наявність у його складі байпаса для переміщення вмісту біореактора з його верхньої частини в його нижню частину, що у такий спосіб забезпечує багаторазове переміщення й перемішування всього об'єму вмісту біореактора, що прискорює процес виробництва спиртного напою й поліпшує його якість за рахунок вирівнювання складу вмісту біореактора у всьому його об'ємі. Іншим достоїнством біореактора є наявність у ньому пристрою для введення у нього під надлишковим тиском через байпас вмісту, який через його переміщують. Це дозволяє інтенсивно перемішувати вміст біореактора в місці введення в нього конвертуємої речовини й у такий спосіб збільшувати швидкість і рівномірність біологічного розкладання всіх його органічних інгредієнтів. Недоліком біореактора є його низький коефіцієнт корисної дії. Указаний недолік обумовлений тим, що біореактор має конусну форму нижньої частини, через що переміщуваний через байпас вміст біореактора при його введенні в вузьку конічну частину біореактора починає переміщатися в неї нагору в частину біореактора, що розширюється. За рахунок цього швидкість вертикального переміщення вмісту біореактора зменшується, що приводить до переміщення ферментуємої речовини в біореакторі з малою швидкістю, а, отже, і до її малого перемішування. Найбільш близьким по технічній сутності й досягаємому ефекту є біореактор, називаний автором патенту метантенком, для анаеробного зброжування конвертуємої речовини, у цьому випадку гною, що представляє собою його біоконверсію зі зміною його біохімічного складу, описаний у авторському свідоцтві на винахід SU1799368, який має корпус і з'єднуючий верхню частину корпуса з його нижньою частиною байпас, сформований послідовно з'єднаними верхнім трубопроводом, насосом і нижнім трубопроводом, а також - з'єднаний з нижнім трубопроводом пристрій для введення в біореактор переміщуваної через байпас конвертуємої речовини. Достоїнством біореактора є наявність у ньому байпаса, що дозволяє багаторазово переміщати нагору в біореакторі конвертуєму в ньому органічну речовину - гній, зважений у воді, і в такий спосіб забезпечувати його інтенсивне переміщення й перемішування в перебігу строку, що забезпечує біологічне розкладання всіх органічних інгредієнтів гною. Іншим достоїнством біореактора є наявність у ньому пристрою для введення у нього під надлишковим тиском переміщуваного через байпас гною, зваженого в рідині, що дозволяє інтенсивно перемішувати вміст біореактора в місці введення в ньо 56140 4 го конвертуємої речовини й у такий спосіб збільшувати швидкість і рівномірність біологічного розкладання всіх органічних інгредієнтів гною. Недоліком біореактора є його низький коефіцієнт корисної дії. Указаний недолік обумовлений тим, що пристрій для введення в біореактор багаторазово циркулюючого біологічно розкладаємого гною, зваженого в рідині, призводить введення у нього циркулюючого гною тангенціально відносно циліндричного корпусу біореактора. Це формує переміщення вводимої речовини знизу нагору всередині циліндричного корпусу біореактора по висхідній спіралі, відцентрово до внутрішньої оболонки біореактора. При цьому переміщення і перемішування зваженого у воді гною, що біологічно розкладається, буде відбуватися тільки в периферійній частині біореактора і не буде відбуватися в його центральній частині, що істотно зменшує швидкість біологічного розкладання гною. Завданням корисної моделі є збільшення коефіцієнту корисної дії біореактора шляхом обладнання біореактора встановлюваною у його нижній частині розподіляючою системою, яка забезпечує безперервну активну міграцію бактерій у повному об'ємі біореактора. Зазначене завдання вирішене шляхом того, що у відомому біореакторі для біоконверсії рідкої і/або твердої речовини, переносимої рідкою речовиною, що має корпус і з'єднуючий верхню частину корпуса з його нижньою частиною байпас, сформований послідовно з'єднаними верхнім трубопроводом, насосом і нижнім трубопроводом, а також - з'єднаний з нижнім трубопроводом пристрій для введення в біореактор переміщуваної через байпас конвертуємої речовини, відповідно до корисної моделі пристрій для введення в біореактор переміщуваної через байпас конвертуємої речовини виконано у вигляді встановлюваної у нижній частині біореактора розподіляючої системи, постаченої перфорованими трубами, розподіленими по поперечному перерізі біореактора, і об'єднуючим їх колектором. Між обладнанням біореактора встановлюваною у його нижній частині розподіляючою системою, яка забезпечує безперервну активну міграцію бактерій у повному об'ємі біореактора, і збільшенням коефіцієнту його корисної дії існує наступний причинно-наслідковий зв'язок. Шляхом обладнання біореактора встановлюваною у його нижній частині розподіляючою системою, яка забезпечує безперервну активну міграцію бактерій у повному об'ємі біореактора, роблять інтенсивне перемішування вмісту біореактора у всій його нижній частині, за рахунок чого в нижній частині біореактора формують об'ємну зону, заповнювану вводимою конвертуємою речовиною, що витісняє нагору перебуваючий над нею вміст біореактора й, у такий спосіб заповнює весь об'єм біореактора перемішаною конвертуємою речовиною, у результаті чого відбувається збільшення коефіцієнту його корисної дії. Технічна суттєвість біореактора, що заявляється, показана на фігурі 1 його виконання та прикладом його використання. Біореактор має корпус 1, з'єднаний з його верхньою частиною трубопро 5 56140 від 2, інший кінець якого підключений до насоса 3, та трубопровід 4, що з'єднує насос 3 із нижньою частиною біореактора, усередині якого встановлений колектор 5, з'єднаний із трубопроводом 4. При цьому до колектора 5 підключений ряд горизонтально розміщених перфорованих труб 6. Послідовно з'єднані трубопровід 2, насос 3 і трубопровід 4 формують байпас для багаторазової циркуляції вмісту 7 біореактора, яким його заповнюють під час його функціювання. У зв'язку із введенням вмісту біореактора в його корпус 1 під тиском, створюваним насосом 3, у різних частинах біореактора й байпаса щільність його вмісту буде різною. Максимальна щільність вмісту біореактора буде в нижній частині байпаса після насоса й у нижній частині корпуса біореактора. Мінімальна щільність вмісту біореактора буде у верхній частині байпаса до насоса й у верхній частині корпуса біореактора. На фігурі 1 щільність вмісту біореактора в різних частинах його корпуса й байпаса позначена у вигляді прямокутників, висота яких пропорційна щільності вмісту біореактора. Працює біореактор у такий спосіб. У корпус 1 біореактора загружають рідку і/або тверду речовину 7, переносиму рідкою речовиною. З верхньої частини корпуса 1 біореактора через байпас, сформований послідовно з'єднаними трубопроводом Комп’ютерна верстка І.Скворцова 6 2, насосом 3 і трубопроводом 4, цю речовину переміщають у нижню частину корпуса 1 під надлишковим тиском, що створюють у байпасі насосом 3, і вводять у нижню частину біореактора через колектор 5 і перфоровані труби 6 для подальшої переробки. Інвертуєма речовина, що нагнітається піл надлишковим тиском через отвори у перфорованих трубах у нижню частину біореактора, перемішує зміст біореактора в цій його частині і, збільшуючи об'єм змісту біореактора в його нижній частині, витісняє в біореакторі нагору зміст, що перебуває над ним, який з верхньої частини біореактора через байпас знову вводять у його нижню частину під надлишковим тиском. Через декілька таких циклів з верхньої частини корпуса 1 видаляють кінцевий продукт біоконверсії. Сформована в такий спосіб циркуляція конвертуємої речовини, що втримується в біореакторі, з її інтенсивним перемішуванням у нижній частині біореактора за допомогою розподіляючої системи, обладнаної перфорованими трубами, розподіленими по поперечному перерізі біореактора, і об'єднуючим їх колектором, забезпечує активну міграцію в повному об'єму біореактора бактерій, що роблять біоконверсію конвертуємої речовини, і завдяки цьому, збільшує коефіцієнт корисної дії біореактора. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601