Установка для визначення метаногенних потенціалів в лабораторних умовах

Реферат: Установка для визначення метаногенних потенціалів біомас в лабораторних умовах виконана у вигляді основи, термоізольованого з підігрівом інкубатора, ферментерів, ванни з водою, герметизованої ємності, герметичних поліетиленових пакетів, горизонтальної трубки, вертикального циліндра, штока, електромагнітного механізму, піднімання штока, блока керування і запису. На основі встановлено термоізольований з підігрівом інкубатор, а в інкубаторі розміщені ферментери виготовлені з газонепроникного поліетилену і заправлені біомасами і затравками. З ферментерів видалено повітря і встановлено газовідвідні трубки з затискачами на кінці, а ферментери пронумеровано. На основі встановлена ванна з водою і герметизована ємність, а в ємності встановлені герметичні поліетиленові пакети з вхідними трубками виведеними на зовні ємності. UA 76514 U (12) UA 76514 U UA 76514 U 1  5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55   d2     d2     d2   , 2  ,....  n  , 4t 2  t1  4t 3  t 2  4  t n  t n1  де t1, t 2, t 3 tn - годинковий час спрацювання електромагнітного механізму піднімання штока. Будують графік виділення інтенсивності Корисна модель належить до галузі приладобудування і може мати широке використання при дослідженні бродильних процесів. Наукові дослідження, які проводяться в області виробництва біогазу, спрямовані на пошуки біомас з високим метаногенним потенціалом і потребують постановки великої кількості експериментів. Так як на проведення експерименту над однією біомасою потрібно затратити до 30 діб, виникає потреба закладати в нього велику кількість біомас різноманітного складу. Задачею даної корисної моделі є створення установки для визначення метаногенних потенціалів біомас в лабораторних умовах шляхом виконання її у вигляді основи, термоізольованого з підігрівом інкубатора, ферментерів, ванни з водою, герметизованої ємності, герметичних поліетиленових пакетів, горизонтальної трубки, вертикального циліндра, штока, електромагнітного механізму піднімання штока, блока керування і запису, причому на основі встановлено термоізольований з підігрівом інкубатор, а в інкубаторі розміщені ферментери виготовлені з газонепроникного поліетилену і заправлені біомасами і затравками, крім того з ферментерів видалено повітря і встановлено газовідвідні трубки з затискачами на кінці, а ферментери пронумеровано, крім того на основі встановлена ванна з водою і герметизована ємність, а в ємності встановлені герметичні поліетиленові пакети з вхідними трубками, виведеними на зовні ємності, крім того на кінцях трубок встановлено затискачі і з'єднувальні штуцери, які пронумеровано, а з герметичних поліетиленових пакетів повністю видалено повітря, крім того об'єм герметизованої ємності у верхній частині з'єднаний з атмосферою горизонтальною трубкою, виготовленою з матеріалу, поверхня якого не змочується водою, а на кінці трубки встановлені електричні контакти, крім того знизу на певній віддалі від кінця горизонтальної трубки до неї під'єднано вертикальний циліндр, встановлений на основі і заповнений рідиною, а в циліндрі встановлений шток із здатністю вертикального переміщення і фіксації в заданому положенні, крім того під циліндром на основі встановлено електромагнітний механізм піднімання штока на регульовану висоту, виконаний у вигляді піднімального електромагніту з кінцевим вимикачем, рухомого патрона з затискними електромагнітами і зворотними пружинами, здатного вільно переміщатися в направляючих паралельно осі штока під дією піднімального електромагніту та зворотних пружин з можливістю регулювання величини переміщення h, який здійснює вертикальне переміщення штока на висоту h і витісняє з вертикального циліндра в горизонтальну трубку необхідний об'єм рідини для утворення в каналі кульки, яка здатна переміщатися під дією повітря витісненого з герметизованої ємності до кінця трубки і замикати електричні контакти, а витіснене повітря з герметизованої ємності відбувається за рахунок збільшення об'єму герметичного поліетиленового пакету, який наповнюється біогазом, що витісняється з ферментера при його зануренні під дією вантажу Ρ в ванну з водою, крім того при замиканні контактів рідинною кулькою приводиться в дію електромагнітний механізм піднімання штока і здійснюється наступна подача рідини в горизонтальну трубку, а на основі встановлено блок керування та запису, який забезпечує автоматичну подачу рідини в горизонтальну трубку, записує час подачі і кількість подач в горизонтальну трубку, температуру повітря в інкубаторі та атмосферний тиск для кожного ферментера окремо протягом експерименту. Установка для визначення метаногенних потенціалів біомас в лабораторних умовах показано на кресленні. Установка для визначення метаногенних потенціалів біомас в лабораторних умовах складається з основи 1, термоізольованого з підігрівом інкубатора 2, ферментерів 3 з вихідними трубками 4 і затискачами 5, ванни з водою 6, герметизованої ємкості 7, герметичних поліетиленових пакетів 8 з вхідними трубками 9, затискачами 10 і з'єднувальними штуцерами 11, горизонтальної трубки 12 з електричними контактами 13, вертикального циліндра 14, штока 15, електромагнітного механізму піднімання штока 16, в який входять піднімальний електромагніт 17, рухомий патрон 18 з затискними електромагнітами 19 і 20, зворотними пружинами 21 і 22, направляючими 23 і 24, зворотними пружинами 25 і 26, регулювальними гайками 27 і 28, кінцевого вимикача 29, блока керування 30, барометра 31. Підготовка для роботи установки для визначення метаногенних потенціалів біомас в лабораторних умовах здійснюється наступним чином. Встановлюють в герметизовану ємність 7 герметичні поліетиленові пакети 8, виводять назовні вхідні трубки 9, встановлюють пронумеровані з'єднувальні штуцери 11, з допомогою 1 UA 76514 U 5 10 15 20 25 30 35 40 розрідження видаляють повітря з поліетиленових пакетів 8, на кінцях трубок 9, біля з'єднувальних штуцерів 11, встановлюють затискачі 10, провіряють ємність 7 на герметичність, заповнюють вертикальний циліндр 14 електропровідною рідиною, за допомогою гайок 27 і 28 встановлюють розрахункову величину піднімання штока h, включають блок керування і запису 30, вручну замикають контакти 13, при цьому спрацьовує електромагнітний механізм піднімання штока 16 в такому порядку: спочатку спрацьовують затискні електромагніти 19 і 20, які закріплюють шток 15 в рухомому патроні 18, потім спрацьовує піднімальний електромагніт 17, який занурює шток 15 в електропровідну рідину на глибину h і витісняє її в горизонтальну трубку 12, де вона утворює кульку, що перекриває прохід, в вкінці піднімання штока спрацьовує кінцевий вимикач 29, який виключає електромагнітний механізм піднімання штока 16 в такій послідовності: спочатку відключаються затискні електромагніти 19 і 20 і з допомогою зворотних пружин 21 і 22 шток 15 звільнюється від рухомого патрона 18, потім відключається піднімальний електромагніт 17 і під дією зворотних пружин 25 і 26 рухомий патрон 18 переміщається в початкове положення, а шток 15 залишається на місці. Робота установки для визначення метаногенних потенціалів біомас в лабораторних умовах здійснюється наступним чином. Виймають з інкубатора 2 ферментер 3 і з'єднують його вихідну трубку 4 з вхідною трубкою 9 поліетиленового пакета 8 через штуцер 11, номер якого відповідає номеру ферментера, на блоці керування 30 включають тумблер запису з таким же номером, знімають з трубок затискачі 5 і 10, підвішують до нижньої частини ферментера вантаж Ρ і плавно опускають його у ванну з водою 6. При цьому біогаз, який знаходиться в ферментері, витісняється водою і через трубки 4 і 9 переходить в об'єм поліетиленового пакета 8. Збільшення об'єму поліетиленового пакета 8 витісняє повітря з герметизованої ємності 7 у горизонтальну трубку 12 і переміщає рідинну кульку 32 до кінця трубки, де вона замикає контакти 13 і приводить в дію електромагнітний механізм піднімання штока 16, що забезпечує появу в горизонтальній трубці нової рідинної кульки, яка переміщається до контактів 13. Процес проходить в автоматичному режимі до того часу, поки весь об'єм біогазу не переміститься з об'єму ферментера в об'єм поліетиленового пакету 8. Після завершення процесу накладають затискачі 5 і 10 на кінці трубок 4 і 9. Роз'єднують трубки 4 і 9 і встановлюють ферментер у інкубатор. Вимикають на блоці керування і запису тумблер, що відповідає номеру знятого ферментера. Виймають з інкубатора наступний ферментер і з'єднують його в вихідну трубку штуцером, що має його номер, включають тумблер запису з тим самим номером, знімають затискачі з кінців трубок і плавно занурюють його у ванну з водою 6. Проходить аналогічний процес переміщення біогазу з ферментера в поліетиленовий пакет і його запис на окремій стрічці. Аналогічні операції проводять з n-ою кількістю ферментерів. Повтор операцій проводять через встановлені проміжки часу аж до припинення виділення біогазу у ферментерах. Біогаз вироблений у пронумерованих ферментерах зберігаються в поліетиленових пакетах з аналогічними номерами. Об'єм виділеного біогазу визначають за формулою   d2    n  1 , 4 де d - внутрішній діаметр горизонтальної трубки.  - відстань між рідинними кульками в горизонтальній трубці, n - кількість спрацьовувань електромагнітного механізму піднімання штока. Крім того визначають інтенсивність виділення біогазу за формулою виділення біогазу для кожного ферментера. До переваг відносяться: - можливість одночасного проведення дослідження n-ої кількості різних біомас; - висока точність при визначенні об'єму та інтенсивності виділення біогазу; - можливість контрольної звірки виділеного об'єму біогазу іншими методами. V 45 50 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 Установка для визначення метаногенних потенціалів біомас в лабораторних умовах, яка виконана у вигляді основи, термоізольованого з підігрівом інкубатора, ферментерів, ванни з водою, герметизованої ємності, герметичних поліетиленових пакетів, горизонтальної трубки, вертикального циліндра, штока, електромагнітного механізму, піднімання штока, блока керування і запису, яка відрізняється тим, що на основі встановлено термоізольований з підігрівом інкубатор, а в інкубаторі розміщені ферментери виготовлені з газонепроникного 2 UA 76514 U 5 10 15 20 25 поліетилену і заправлені біомасами і затравками, крім того з ферментерів видалено повітря і встановлено газовідвідні трубки з затискачами на кінці, а ферментери пронумеровано, крім того на основі встановлена ванна з водою і герметизована ємність, а в ємності встановлені герметичні поліетиленові пакети з вхідними трубками виведеними на зовні ємності, крім того на кінцях трубок встановлено затискачі і з'єднувальні штуцери, які пронумеровано, а з герметичних поліетиленових пакетів повністю видалено повітря, крім того об'єм герметизованої ємності у верхній частині з’єднаний з атмосферою горизонтальною трубкою виготовленою з матеріалу, поверхня якого не змочується водою, а на кінці трубки встановлені електричні контакти, крім того знизу на певній віддалі від кінця горизонтальної трубки до неї під'єднано вертикальний циліндр, встановлений на основі і заповнений рідиною, а в циліндрі встановлений шток із здатністю вертикального переміщення і фіксації в заданому положенні, крім того під циліндром на основі встановлено електромагнітний механізм піднімання штока на регульовану висоту, виконаний у вигляді піднімального електромагніта з кінцевим вимикачем, рухомого патрона з затискними електромагнітами і зворотними пружинами, здатного вільно переміщатися в направляючих паралельно осі штока під дією піднімального електромагніта та зворотних пружин з можливістю регулювання величини переміщення h, який здійснює вертикальне переміщення штока на висоту h і витісняє з вертикального циліндра в горизонтальну трубку необхідний об'єм рідини для утворення в каналі кульки, яка здатна переміщатися під дією повітря витісненого з герметизованої ємності до кінця трубки і замикати електричні контакти, а витіснене повітря з герметизованої ємності відбувається за рахунок збільшення об'єму герметичного поліетиленового пакету, який наповнюється біогазом, що витісняється з ферментера при його зануренні під дією вантажу Ρ в ванну з водою, крім того при замиканні контактів рідинною кулькою приводиться в дію електромагнітний механізм піднімання штока і здійснюється наступна подача рідини в горизонтальну трубку, а на основі встановлено блок керування та запису, який забезпечує автоматичну подачу рідини в горизонтальну трубку, записує час подачі і кількість подач в горизонтальну трубку, температуру повітря в інкубаторі та атмосферний тиск для кожного ферментера окремо протягом експерименту. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3