1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 28818
(51) C12M 1/113 (2006.01)
C12P 5/00 (2006.01)
КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/1437.1
(22) 25.10.2013
(45) 15.08.2014, бюл. №8
(76) Шойтанов Даулетхан Амангельдиевич
(56) RU 2073650 C1, кл. С02F 3/28, 20.02.1997
(54) МЕТАНТЕНК ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА
БИОГАЗА ИЗ ЭКСКРЕМЕНТОВ ЖИВОТНЫХ
(57) Изобретение относится к утилизации отходов
животноводческих предприятий, конкретно к
переработке экскрементов (навоза) крупного и
мелкого рогатого скота, лошадей и верблюдов
методом анаэробного сбраживания в специальной
установке с выработкой биогаза для нужд
отопления, освещения, приготовления пищи,
нагрева воды в индивидуальных хозяйствах и
высококачественного органического удобрения,
которое может быть использовано при
выращивании и повышении урожайности различных
сельскохозяйственных культур.
Поставленная задача решается тем, что
предлагаемый метантенк имеет горизонтальную
цилиндрическую камеру сбраживания, которая с
обеих сторон сварена крышкой, имеющей выпуклую
форму. Камера сбраживания устанавливается под
наклоном к горизонту 3-5° для удобства и
облегчения загрузки и перемешивания субстрата и
отвода переброженной массы из нее. Также имеется
возможность соединения патрубка вывода с
насосом.
Достигаемый при этом технический результат -
упрощенная конструкция установки позволит
сократить затраты на изготовление и эксплуатацию.
Стабильность технологического процесса
обеспечивается автоматикой, которая через
электрический обогреватель поддерживает
заданный температурный режим материала в камере
сбраживания.
(19)KZ(13)A4(11)28818

2. 28818
2
Изобретение относится к утилизации отходов
животноводческих предприятий, конкретно к
переработке экскрементов (навоза) крупного и
мелкого рогатого скота, лошадей и верблюдов
методом анаэробного сбраживания в специальной
установке с выработкой биогаза для нужд
отопления, освещения, приготовления пищи,
нагрева воды в индивидуальных хозяйствах и
высококачественного органического удобрения,
которое может быть использовано при
выращивании и повышении урожайности различных
сельскохозяйственных культур.
Близкой по технической сущности (аналог №1) к
предлагаемому изобретению является установка
Китая, содержащая емкость с загрузочной и
выгрузной трубами, газопровод, соединенный с
газовым колоколом [Альбер Сассон. Биотехнология:
свершения и надежды. М.: Мир, 1987, с.256. рис.5].
Недостатками этой установки являются:
1) отсутствие механизма перемешивания
субстрата;
2) невысокая герметичность бродильной камеры,
приводящая к утечке биогаза.
Также известен метантенк (аналог №2) [А.с.
СССР (19) SU (11) №1353753 А1 (51) 4 С02F 11/04
от 23.11.19871, который предназначен для
сбраживания органических отбросов в жидком
состоянии, имеющий корпус, разделенный
перегородками на четыре секции, механическую
мешалку с сетчатыми лопастями, трубопровод для
подогрева сбраживаемого материала от нагретой
воды.
Однако, рассматриваемый метантенк имеет ряд
недостатков:
1) исключается поточность процесса тем, что не
полностью выгружается отработанная масса, а
исходный материал загружается порциями, при этом
процесс сбраживания приостанавливается;
2) на вращение вала с лопастями в виде сетки,
которая склонна к залипанию, требуются большие
затраты энергии. Эта мешалка не обеспечивает
полную выгрузку отработанной после сбраживания
массы;
3) требуются большие затраты энергии как для
поддержания оптимального температурного
режима, так и на перемещение сбраживаемого
материяла из необогреваемой в обогреваемую
секцию и наоборот;
4) установка имеет сложную конструкцию, что
требует больших затрат на изготовление и
эксплуатацию.
Наиболее близким по технической сущности
(прототип) является метантенк [Патент Российской
Федерации (19) RU (11) №2073650 (13) С1 (51) 6
С02F 3/28 от 20.02.1997], содержащий корпус,
разделенный перегородками на пять секций,
мешалку, теплообменники.
Недостатки метантенка следующие:
1) требуются большие энергетические затраты на
перемещение материала из камеры маточной
закваски в камеры основного брожения в связи с
тем, что материал может загружаться только сверху;
2) не полностью выгружается отработанный
материал, так как нет возможности разделять
сбраживаемый материал но полноте
отработанности;
3) сливной стояк имеет выход в верхней части
метантенка, поэтому требуются большие
энергетические затраты на выгрузку материала;
4) повышенные сложность конструкции и
стоимость метантенка вызваны конструкцией пяти
камер с перегородками, которые создают и
неудобства в эксплуатации.
Целью изобретения является обеспечение
непрерывности производства биогаза; полноты
сбраживания материала; экономичности процесса;
снижение энергоемкости и эксплуатационных
затрат; снижение стоимости изготовления установки
с упрощением конструкции; ликвидация утечки
биогаза; перемешивание субстрата осуществляется
вращением специально установленного вала с
металлическими лопастями, вмонтированного в
камеру сбраживания. Вал выведен наружу, и он
соединен с рукояткой.
Поставленная задача решается тем, что
предлагаемый метантенк имеет горизонтальную
цилиндрическую камеру сбраживания, которая с
обеих сторон сварена крышкой, имеющей выпуклую
форму. Камера сбраживания устанавливается под
наклоном к горизонту 3-5° для удобства и
облегчения загрузки и перемешивания субстрата и
отвода переброженной массы из нее. Также имеется
возможность соединения патрубка вывода с
насосом.
Новые существенные признаки:
1) упрощение конструкции за счет изготовления
емкости из общей камеры сбраживания;
2) изменение конструкции перемешивания, она
реверсивная, самоочищающаяся,
энергосберегающая, обеспечивает однородные
консистенцию и температуру, а также полную
выгрузку материала камеры;
3) наклонная цилиндрическая камера
сбраживания позволяет легко выгрузить
переброженную массу из нее и концентрированию
образованного биогаза в диаметрально
противоположном объеме камеры, что облегчает
выходу газа из зоны камеры.
Выявленные отличительные признаки в
совокупности с известными обеспечивают
получение технического результата. Упрощенная
конструкция установки позволит сократить затраты
на изготовление и эксплуатацию.
Стабильность технологического процесса
обеспечивается автоматикой, которая через
электрический обогреватель поддерживает
заданный температурный режим материала в камере
сбраживания.
На фиг.1. изображена схема предлагаемой
установки.
Установка для производства биогаза из
экскрементов животных состоит из камеры
сбраживания 9 цилиндрической формы с
выпуклыми боковыми крышками. Камера
сбраживания 9 устанавливается на постамент 17 и

3. 28818
3
имеет окно 1 для загрузки субстрата и залива воды.
Механизм перемешивания представлен длинным
валом 14, который находится в нижней части
камеры, установленный по длине камеры с
прикрепленными к нему металлическими лопастями
15. Вал механизма перемешивания установлен с
двух опирающих сторон в подшипники 11 с
сальниками 12, которые обеспечивают достаточное
уплотнение изнутри камеры во избежание
попадания влажной массы. В наружной части вал
соединен с рукояткой 10 перемешивания. Ниже
рукоятки к камере приварен патрубок вывода
переброженной массы с краном 13. Для
поддержания необходимых температурных условий
в камере сбраживания, ее нижняя половина снаружи
обмотана электронагревательной проволокой 16.
Камера 9 имеет манометр 2, клапан регулирования
3, вентиль 4, обратный проходной клапан 5, через
который биогаз направляется по магистрали 8 к
потребителю. Биогаз перед подачей потребителю
подвергается удалению влаги посредством
прохождения через конденсатоотводчика 7 с краном
6. При необходимости аккумулирования биогаза
имеется возможность подключения к газгольдеру,
соблюдая при этом правила эксплуатации установки
и техники безопасности.
Предлагаемая установка работает следующим
образом.
Исходный материал через загрузочное окно 1
поступает в камеру сбраживания 9. После
заполнения необходимого объема камеры 9
закрывают загрузочное окно 1. Размножение
метановых бактерий обеспечивается периодическим
перемешиванием материала устройством
перемешивания (14, 15) через выведенную наружу
рукоятку 10. Давление продуцированного газа
замеряется манометром 2 и газ проходит через
клапан регулирования 3 в вентиль 4. С целью
снижению влажности газа на магистрали имеется
конденсатоотводчик 7. С течением времени
отбродивший материал из камеры 9 выгружается по
магистрали 13. Свободная камера 9 заполняется
исходным материалом через загрузочное окно 1.
Для создания термофильных условий брожения при
необходимости включается электрический
обогреватель 16, который создает технологическую
температуру. Таким образом, обеспечивается
непрерывность процесса брожения и получения
биогаза, который по магистрали 8 направляется к
потребителю.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Метантенк для производства биогаза из
экскрементов животных, состоящий из емкости,
устройства для перемешивания субстрата и
электрического обогревателя, отличающийся тем,
что емкость состоит из общей герметичной
цилиндрической формы камеры сбраживания,
установленной под углом наклона 3-5º к горизонту
на постаменте, механизма перемешивания
субстрата, состоящего из вала и прикрепленных к
нему металлических лопастей.
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор Е. Барч