FERMENTADOR DOTADO DE UN AGITADOR.

Fermentador horizontal (1) impulsado por flujo tipo pistón para la fermentación anaeróbica de residuos biogénicos

(9) con una toma (3) y un escape (4) y un sistema mezclador, que se compone de un eje que atraviesa el fermentador en su dirección longitudinal, en el cual se han dispuesto una serie de brazos mezcladores (12), habiéndose alojado el eje (10) en la zona de los extremos (4, 6) del fermentador, caracterizado porque por lo menos el eje (10) está diseñado como elemento hueco cerrado relleno de gas o de aire y cuyo espacio interior está vigilado respecto de la presión para asegurarse que su impulso de flotabilidad en el fermentador (1) relleno compense por lo menos aproximadamente la flexión del eje.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/CH2005/000646.

Solicitante: Axpo Kompogas AG.

Nacionalidad solicitante: Suiza.

Dirección: Flughofstrasse 54 8152 Glattbrugg SUIZA.

Inventor/es: SCHMID,WALTER.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 4 de Noviembre de 2005.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE;... > EQUIPOS PARA ENZIMOLOGIA O MICROBIOLOGIA (instalaciones... > Equipos para enzimología o microbiología > C12M1/107 (con medios para recoger los gases de fermentación, p. ej. metano (producción de metano por tratamiento anaerobio de lodos C02F 11/04))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > MEZCLA, p. ej. DISOLUCION, EMULSION, DISPERSION (mezcla... > Mezcladores con agitadores giratorios en recipientes... > B01F7/04 (de palas o brazos)
  • C05F17/02F2
  • C12M1/06B
  • C05F17/00D

Clasificación PCT:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > MEZCLA, p. ej. DISOLUCION, EMULSION, DISPERSION (mezcla... > B01F15/00 (Accesorios para mezcladores)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > MEZCLA, p. ej. DISOLUCION, EMULSION, DISPERSION (mezcla... > Mezcladores con agitadores giratorios en recipientes... > B01F7/04 (de palas o brazos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > FERTILIZANTES; SU FABRICACION > FERTILIZANTES ORGANICOS NO CUBIERTOS POR LAS SUBCLASES... > C05F17/00 (Preparación de fertilizantes caracterizada por la etapa de preparación industrial del compost)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > FERTILIZANTES; SU FABRICACION > FERTILIZANTES ORGANICOS NO CUBIERTOS POR LAS SUBCLASES... > C05F7/00 (Fertilizantes fabricados a partir de aguas residuales, lodos de alcantarilla, limo de mar, fango o masas similares)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE;... > EQUIPOS PARA ENZIMOLOGIA O MICROBIOLOGIA (instalaciones... > Equipos para enzimología o microbiología > C12M1/06 (con agitador, p. ej. con agitador de turbina)

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia.

PDF original: ES-2371447_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

[0001] La presente invención se refiere a un fermentador impulsado por flujo tipo pistón para la fermentación anaeróbica de residuos biogénicos con una entrada, una salida y un sistema mezclador, que comprende un eje que atraviesa el fermentador en su dirección longitudinal, en el cual se han dispuesto una serie de brazos mezcladores, estando alojado el eje en la zona de los extremos del fermentador [0002] La estructura básica de las plantas de producción de biogás a partir de residuos orgánicos se explica en la solicitud de patente europea EP 0476217A. Los sistemas funcionan según un procedimiento de acuerdo con la patente europea EP-B-621 336. Los derechos de propiedad mencionados en primer lugar revelan un fermentador horizontal accionado por flujo tipo pistón adecuado para la fermentación anaeróbica de residuos biogénicos. El fermentador es un tanque alargado, horizontal, con una toma prevista en un extremo y una salida existente en el otro extremo. Los residuos biogénicos son triturados e introducidos por el lado de la entrada y se les inocula agua fermentada proveniente del prensado y/o del material tratados. Con ello, el material a fermentar es enriquecido con baterías de metano. En el fermentador se descomponen ahora con la formación de biogás bajo mezcla controlada los residuos biogénicos y seguidamente tras su salida por el escape son conducidos hacia una descomposición anaeróbica. Para promover un movimiento uniforme la EP 1332 805 A propone la disposición de los brazos mezcladores formando una espiral. [0003] La demanda mundial de sistemas del tipo mencionado con capacidades cada vez mayores significa que se construyen fermentadores cada vez mas grandes. Para permitir esto, los tanques de fermentación deben erigirse in situ, con lo que, ya sea mediante el montaje por segmentos de un tanque de acero o bien tal como conocido en la EP- 770/675 A, el tanque puede configurarse in situ a partir de hormigón armado. Para aumentar la capacidad están haciéndose tanques fermentadores horizontales con una longitud total de más de 50 metros y un diámetro de unos 10 metros. En soluciones anteriores, el eje del agitador se viene diseñando como un eje de acero sólido. Para longitudes de menos de 20 metros, esto realmente es relativamente fácil sin mayor problema. Si se requieren mayores longitudes, entonces el peso propio de los ejes conduce a una desviación que es problemática. El agitador no sólo debe mezclar los residuos biogénicos para lograr una cierta homogeneidad sino también debe asegurarse al mismo tiempo que materiales sólidos pesados, como lo son especialmente la arena y las piedras no sedimenten en el fondo del tanque fermentador y por ende no puedan ser transportados hacia afuera. Aunque el fermentador funciona con el impulso de flujo tipo pistón, la corriente no es capaz de arrastrar hacia fuera los materiales pesados que se van hundiendo, ya que la corriente del flujo tipo pistón solo muestra una velocidad de caudal reducida. El tiempo de digestión de los residuos biogénicos a través del fermentador desde su entrada hasta su salida es, a saber, de varios días. El agitador contribuye por ello además de a que se efectúe la mezcla, también a que los materiales pesados se transporten de nuevo hacia arriba para después en el subsiguiente movimiento de bajada ser transportados en la corriente del flujo tipo pistón en dirección del escape del fermentador. Adecuadamente, el agitador se compone de un eje que atraviesa el fermentador, con una serie de brazos mezcladores provistos de unas palas correspondientes en su extremo opuesto al eje. [0004] En fermentadores de grandes dimensiones resulta que la flexión del eje ahora conduce a que las palas prácticamente vayan rozando a lo largo del tabique del fermentador, y que en consecuencia tras pocos años de funcionamiento directamente se muestren defectos en el fermentador. En una solución aproximada tras constatarse el problema se alojó el eje mediante unos soportes intermedios. Sin embargo, esta solución no ha salido adelante ya que estos soportes perturban gravemente el funcionamiento del flujo tipo pistón. [0005] Por último, por la DE-A-31 / 49 / 344 es conocido un fermentador que muestra un mezclador provisto de unos brazos agitadores con forma de tanque. Estos brazos mezcladores están diseñados de tal modo, que en estos se puede introducir bombeando gas a presión desplazando unos componentes líquidos de este marco agitador de tal modo que su fuerza de flotabilidad produce un movimiento de giro del agitador sin que en ello sea necesario un eje impulsado. [0006] En el documento DE-A 31 49 344 hay un árbol hueco alojado a todo lo largo de un eje fijo hueco. [0007] El fermentador de acuerdo con US 4.514.297 muestra un tanque horizontal con una toma en la entrada y una salida en el otro extremo. Adicionalmente este fermentador puede alimentarse con barro caliente en cada punto del mismo. Para ello se ha dispuesto en el árbol hueco un carrito corredizo que puede hacer contacto de comunicación con unas ranuras en el árbol para con ello introducir el barro caliente en el fermentador. [0008] asimismo el fermentador posee según la DE 19 48 875 un eje hueco. Aquí el eje hueco se emplea para alojar dentro de este una fuente central de agua caliente, de la cual parten a lo largo de los brazos mezcladores unos tubos calefactores. [0009] Es por lo tanto el objeto de la invención, ofrecer una solución que impida la flexión del eje y excluya los daños consiguientes. 2   [0010] Este objetivo se consigue mediante un fermentador horizontal impulsado por flujo tipo pistón según el preámbulo de la reivindicación 1 con las propiedades de la parte característica de la reivindicación 1. [0011] Otras realizaciones ventajosas de la invención resultan de las reivindicaciones dependientes. Su diseño, propósito y efecto se explican en la siguiente descripción haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en donde: Figura 1 muestra una sección vertical longitudinal a través de un fermentador según la invención Figura 2 muestra una sección vertical a través del fermentador, perpendicular a la dirección del eje longitudinal. Figura 3 muestra una sección transversal esquemática a través del eje hueco en el área de un sensor y Figura 4 muestra un sensor inalámbrico de monitoreo en una representación esquemática. Figura 5 muestra un control de presión convencional a través del pivote de árbol del eje hueco según la invención. [0012] En la figura 1 se ha representado en su totalidad el fermentador horizontal según la invención en una sección vertical longitudinal. El fermentador en su totalidad está referenciado con 1. Este comprende el tanque de fermentación 2 que puede estar hecho de acero o de hormigón armado. En una de las caras existe una toma 3 en la pared frontal 4 del lado de la entrada. En el lado opuesto existe un escape 5 en la pared frontal 6 del lado de la salida. En ambas paredes frontales 4 y 6 se ha formado en cada una de ellas un cojinete de rodamiento para el árbol 7, en el que se aloja el árbol 10 con sus pivotes extremos 8. [0013] El eje 10 incluye los dos pivotes 8, que están conectados de forma no giratoria a un cuerpo de eje 11. El cuerpo del eje 11 se compone de un tubo de acero herméticamente cerrado en ambos extremos. En el cuerpo de eje 11 se ha colocado una serie de brazos mezcladores 12 por medio de una construcción de soldadura apropiada. Cada brazo mezclador 12 muestra unas palas terminales 13. [0014] Una solución preferente es que el tubo que forma el cuerpo del eje 11 está provisto de un pivote 8 formado en éste por uno o por ambos lados. Aquí, el impulso se realiza sobre uno o ambos lados mediante uno o ambos pivotes. Una variante consiste en que el tubo que forma el cuerpo del eje 11 es guiado por uno o ambos lados a través de las paredes frontales 4, 6 del fermentador para realizar... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1.) Fermentador horizontal (1) impulsado por flujo tipo pistón para la fermentación anaeróbica de residuos biogénicos (9) con una toma (3) y un escape (4) y un sistema mezclador, que se compone de un eje que atraviesa el fermentador en su dirección longitudinal, en el cual se han dispuesto una serie de brazos mezcladores (12), habiéndose alojado el eje (10) en la zona de los extremos (4, 6) del fermentador, caracterizado porque por lo menos el eje (10) está diseñado como elemento hueco cerrado relleno de gas o de aire y cuyo espacio interior está vigilado respecto de la presión para asegurarse que su impulso de flotabilidad en el fermentador (1) relleno compense por lo menos aproximadamente la flexión del eje. 2.) Fermentador impulsado por flujo tipo pistón según la reivindicación 1, caracterizado porque en el interior (14) prevalece una presión positiva (P1) monitorizada. 3.) Fermentador impulsado por flujo tipo pistón según la reivindicación 1, caracterizado porque en su interior (14) prevalece una presión negativa (P1) monitorizada. 4.) Fermentador impulsado por flujo tipo pistón según la reivindicación 1 caracterizado porque en el espacio interior se ha dispuesto un elemento de medición de presión (15, 16) cuyo valor de medición es controlado. 5.) Fermentador impulsado por flujo tipo pistón según la reivindicación 1 caracterizado porque a lo largo de la longitud total del árbol (10) se han dispuesto unos brazos mezcladores intercalados a intervalos regulares por el perímetro con el mismo ángulo. 6.) Fermentador impulsado por flujo tipo pistón según la reivindicación 5, caracterizado porque respectivamente cada dos brazos mezcladores (12) contiguos entre sí en el sentido longitudinal del árbol han sido dispuestos desplazados en un ángulo ( ) de entre 90º a 30º, y preferentemente de 45º. 7.) Fermentador impulsado por flujo tipo pistón según la reivindicación 1, caracterizado porque el eje (10) está provisto de unos pivotes de eje y que los dos pivotes extremos (8) atraviesan los extremos del fermentador (4,6) del lado de entrada y del lado de salida y están alojados por fuera del tanque (2) del fermentador. 8.) Fermentador impulsado por flujo tipo pistón según la reivindicación 1, caracterizado porque un tubo que forma el cuerpo (11) de eje muestra en sus extremos respectivamente un pivote (8) del eje y está impulsado por lo menos en sus extremos mediante uno de los pivotes de eje. 9.) Fermentador impulsado por flujo tipo pistón según la reivindicación 1, caracterizado porque el eje (10) está guiado por lo menos del lado del motor a través a un extremo del fermentador (4, 6) y está impulsado mediante una rueda dentada dispuesta en este. 10.) Fermentador impulsado por flujo tipo pistón según la reivindicación 1, caracterizado porque en el espacio interior (14) del eje se ubica una tubería (17) de presión que conduce a través de uno de los dos pivotes del eje a un dispositivo de medición. 11.) Fermentador impulsado por flujo tipo pistón según la reivindicación 1, caracterizado porque en el espacio interior (14) del eje (10) existe por lo menos una sonda de medición (21, 22) dispuesta en una unidad (15) de vigilancia por sensores, pudiéndose excitar esta unidad (15) desde el exterior del fermentador suministrando mediante un transmisor una señal correspondiente a los datos medidos a un receptor dispuesto en el exterior del fermentador. 12.) Fermentador impulsado por flujo tipo pistón según la reivindicación 1, caracterizado porque un cambio del estado medido en el espacio interior (14) del eje proporciona una señal al dispositivo de control del fermentador. 13.) Fermentador impulsado por flujo tipo pistón según la reivindicación 1, caracterizado porque por lo menos algunos de los brazos mezcladores (12) del fermentador (1) están diseñados como elementos huecos que provocan un mayor impulso de flotabilidad. 6   7   8