(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオガスプラント用の液体培養基容器（１）であって、液体培養基（２２）で満たすことが可能な円筒状の内部輪郭を有する容器内部空間（２）と、底面側において前記容器内部空間（２）を画定する容器底壁（３）を備えた液体培養基容器において、
前記容器底壁（３）の予め定められた部分領域にわたって広がる少なくとも１つの船底状窪み部が前記容器底壁（３）に形成されており、その船底状窪み部に向けて、および／またはその船底状窪み部の中へ、排出装置の排出ライン（１５）が少なくとも１本は案内されており、
前記排出装置は制御装置および／または調節装置を備えており、これにより前記排出装置は、前記少なくとも１つの船底状窪み部内で稼働中に蓄積する培養基と砂の混合体（２４）を、前記少なくとも１本の排出ライン（１５）を介してその少なくとも１つの船底状窪み部から、そして前記容器内部空間（２）から、排出できるように動作することが可能で、
前記排出装置は更に前記少なくとも１本の排出ライン（１５）と流体的に接続した少なくとも１つの貯蔵容器および／または沈殿物容器（１８）を有しており、これはその中に前記少なくとも１本の排出ライン（１５）を介して排出された培養基と砂の混合体（２４）を貯蔵可能であり、
前記少なくとも１つの船底状窪み部が、容器底壁に形成された少なくとも１つの細長い排出溝（１２）であり、
前記液体培養基容器（１）に、少なくとも１つの流れ発生装置（９ａ〜９ｅ）が設けられており、その動作によって液体培養基の流れを、鉛直な容器の軸周りに回転する流れとできるようになっており、前記少なくとも１つの排出溝（１２）が、容器底壁（３）上を流れる液体培養基の流れ経路内に位置するように容器底壁（３）内に配置されており、前記少なくとも１つの排出溝（１２）が、その長さ方向辺について、容器内部空間（２）における培養基流れ方向を横切って配置されていること
を特徴とする液体培養基容器。
【請求項２】
前記少なくとも１本の排出ライン（１５）が、排出装置としての吸引装置の吸引ラインであること
を特徴とする請求項１に記載の液体培養基容器。
【請求項３】
前記吸引装置が真空吸引装置および／または負圧吸引装置であり、これは真空ポンプおよび／または負圧ポンプ（４０）を備えており、これによって少なくとも１本の吸引ライン（１５）を介して少なくとも１つの排出溝（１２）から培養基と砂の混合物を吸引可能であり、かつ／または分離器としての真空容器および／または負圧容器が設けられており、これの中へ培養基と砂の混合体が大気圧よりも低い圧力で吸い上げられること
を特徴とする請求項２に記載の液体培養基容器。
【請求項４】
少なくとも１つの流れ発生装置（９ａ〜９ｅ）が、攪拌機によって形成されること
を特徴とする請求項１に記載の液体培養基容器。
【請求項５】
前記細長い排出溝が直線状である、または少なくとも１箇所の部分領域で曲がって延びる細長い排出溝で形成されていること
を特徴とする請求項１に記載の液体培養基容器。
【請求項６】
培養基流れ方向内で互いに離間した複数の排出溝（１２）が、容器底壁（３）上を流れる液体培養基の流れ経路内に位置するように容器内部空間（２）内に配置されていること
を特徴とする請求項１に記載の液体培養基容器。
【請求項７】
培養基流れ方向内で互いに離間した複数の細長い排出溝（１２）が、その長さ方向辺について、容器内部空間（２）における培養基流れ方向を横切って配置されていること
を特徴とする請求項６に記載の液体培養基容器。
【請求項８】
排出溝（１２）が１つだけ設けられており、または長さ方向に並んで互いに離間した少なくとも２つの排出溝（１２）が設けられており、この排出溝は径方向において互いに向かい合う液体培養基容器の底壁部同士の間で径方向に延びる排出溝として広がっていること
を特徴とする請求項１に記載の液体培養基容器。
【請求項９】
鉛直な容器軸の両側にわたる排出溝（１２）であって径方向に延びて形成されている少なくとも１つの排出溝（１２）を通り、液体培養基のうち鉛直な容器軸の周りに回転する培養基の部分が、鉛直な容器軸の周りでの３６０°回転の間に径方向に延びる排出溝（１２）を２回通ること
を特徴とする請求項８に記載の液体培養基容器。
【請求項１０】
流れ方向において互いに離間した複数の排出溝（１２）が設けられており、これは鉛直な容器軸から放射状または星形状に外側へと広がっていること
を特徴とする請求項１に記載の液体培養基容器。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの排出溝（１２）が、横断面視でＶ字状または漏斗状に形成されていること
を特徴とする請求項１に記載の液体培養基容器。
【請求項１２】
前記少なくとも１本の排出ライン（１５）が、容器高さ軸について前記少なくとも１つの排出溝（１２）の高さでの水平面において水平に延びる少なくとも１本の排出ラインにより形成されており、これはその排出溝（１２）の横側に通じていること
を特徴とする請求項１に記載の液体培養基容器。
【請求項１３】
複数の排出ライン（１５）が少なくとも１つの排出溝（１２）に通じていて、これら複数の排出ラインは排出溝長さ方向において互いに離間していること
を特徴とする請求項１に記載の液体培養基容器。
【請求項１４】
排出ライン（１５）が前記排出溝長さ方向において向かい合う溝終端領域にそれぞれ通じていること
を特徴とする請求項１３に記載の液体培養基容器。
【請求項１５】
排出ライン（１５）が前記排出溝長さ方向において向かい合う溝終端領域にそれぞれ通じていると共に、少なくとも１本の排出ライン（１５）が両方の溝終端領域の間に位置する溝中間領域に通じていること
を特徴とする請求項１４に記載の液体培養基容器。
【請求項１６】
少なくとも別々の排出溝（１２）に割り当てられた排出ライン（１５）が、前記調節装置および／または制御装置から個別に制御可能な閉鎖部材（１６）によって開閉可能であること
を特徴とする請求項１５に記載の液体培養基容器。
【請求項１７】
排出ライン（１５）の全体が、１本の集合管（１７）に通じており、これは前記貯蔵容器および／または沈殿物容器（１８）へ案内されること
を特徴とする請求項１に記載の液体培養基容器。
【請求項１８】
前記少なくとも１本の排出ライン（１５）、または前記排出ライン（１５）のうち少なくとも１本が、容器壁を抜けて容器内部空間（２）内へ導入されていて更に容器内部空間（２）において対応する排出溝（１２）の領域内にまで案内された少なくとも１本の排出管（２０）によって形成されていること
を特徴とする請求項１に記載の液体培養基容器。
【請求項１９】
前記少なくとも１本の排出ライン（１５）または前記排出ライン（１５）のうち少なくとも１本が、容器高さ軸について上方から容器天面を抜けて、または側方から容器側壁（４）を抜けて気密式に容器内部空間（２）へ導入されていて更に容器内部空間（２）において対応する排出溝（１２）の領域内にまで案内された少なくとも１本の排出管（２０）によって形成されていること
を特徴とする請求項１８に記載の液体培養基容器。
【請求項２０】
前記少なくとも１本の排出管（２０）が高さ調節可能に取り付けられていること
を特徴とする請求項１８または請求項１９に記載の液体培養基容器。
【請求項２１】
容器天面側に配置されたエプロン（２１）が容器内に満たされた液体培養基に浸かるように、そして前記排出管（２０）が前記エプロン（２１）を気密式に貫くように、容器内部空間（２）内で高さ調節可能に案内されていること
を特徴とする請求項２０に記載の液体培養基容器。
【請求項２２】
少なくとも別々の排出溝（１２）に割り当てられた排出管（２０）が、閉鎖部材（１６）によって個別に開閉可能に前記調節装置および／または制御装置から制御可能であること
を特徴とする請求項１９または請求項２０に記載の液体培養基容器。
【請求項２３】
分離器として形成された貯蔵容器および／または沈殿物容器（１８）から少なくとも１つの回収ライン（４４）が液体培養基容器（１）へ案内されていること
を特徴とする請求項１ないし請求項２２のいずれか１項に記載の液体培養基容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部に記載のバイオガスプラント用の液体培養基容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
バイオガスプラント用の液体培養基容器は広く知られている。これらは一般的に液体培養基で満たすことが可能な容器内部空間と、容器内部空間を底側で画定し好ましくは少なくとも部分的に平坦な容器底壁とを備えている。容器底壁はこれに加えて周縁側で容器内部空間を画定する容器側壁を備えており、さらに上方で開口している容器を特に気密式または液密式に閉鎖する覆い材を備えており、これは例えば膜状天面で形成したり、例えばコンクリート被覆による水平な天壁によって形成したりすることができる。
【０００３】
このように構成された液体培養基容器は例えばその中に発酵する液体培養基を収容する従来の発酵品容器とすることができる。同様に、こうした液体培養基容器は、既に発酵した液体培養基が収容される最終貯蔵容器であってもよい。こうした液体培養基容器には一般的に流れ発生装置としての少なくとも１つの撹拌器が配属されており、これにより液体培養基容器に収容された液体培養基を、混ぜ合わせを行う所望の流体運動へと動かすことができる。
【０００４】
しかしながら、特に高濃度の固形物含有の液体培養基については、その固形物が液体培養基容器の底に液体培養基と砂の混合体として沈降し、そこに蓄積するおそれがある。ここで用語「砂」は包括的な意味を示すものとして理解されるべきであるが、この容器底側に蓄積する液体培養基と砂の混合体は、こうした液体培養基容器のバイオガスプラントにおける実際の稼働を大きく損なうことになるので、稼働につれて蓄積される培養基と砂の混合体は一般的に除去されるべきである。このために、既知のものでは、底側に蓄積した培養基と砂の混合体を除去するために、液体培養基容器の稼働を停止し、容器を空にすることが行われる。特に動作時間が長い場合には培養基と砂の混合体が底壁に付着するおそれがあり、培養基と砂の混合体を除去するにはかなりの労力がかかることがある。これは明らかに労力のかかる高コストな処置であり、バイオガスプラントの稼働において液体培養基容器が一定時間の間は利用不能となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これに対して、本発明はバイオガスプラント用の液体培養基容器を提供し、これを用いることによって、稼働中に培養基容器内で蓄積する培養基と砂の混合体を、簡単で機能安全的な、そして効果的な様式で除去できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は請求項１の特徴により解決される。有利な実施形態は従属請求項に係るものとなっている。
【０００７】
請求項１によれば、液体培養基で満たすことが可能な容器内部空間と、底面側において前記容器内部空間を画定し好ましくは少なくとも部分的に平坦な容器底壁を備えたバイオガスプラント用の液体培養基容器が提案される。本発明によれば、前記容器底壁の予め定められた部分領域にわたって広がる少なくとも１つの船底状窪み部が前記容器底壁に形成されており、その船底状窪み部に向けて、および／またはその船底状窪み部の中へ、排出装置の排出ラインが少なくとも１本は案内されている。前記排出装置は制御装置および／または調節装置を備えており、これにより前記排出装置は、前記少なくとも１つの船底状窪み部内で稼働中に蓄積する培養基と砂の混合体を、前記少なくとも１本の排出ラインを介してその少なくとも１つの船底状窪み部から、そして前記容器内部空間から、排出できるように動作することが可能になっている。前記排出装置は更に前記少なくとも１本の排出ラインと流体的に接続した少なくとも１つの貯蔵容器および／または沈殿物容器、好ましくは分離器を有しており、これはその中に前記少なくとも１本の排出ラインを介して排出された培養基と砂の混合体を貯蔵可能であり、分離器に関して好ましくは培養基相と砂相に分離可能になっている。
【０００８】
こうした少なくとも１つの底側の船底状（トラフ状）窪み部は、液体培養基内に懸濁物と固形物が含まれているために稼働中に生じる培養基と砂の混合体を、底に沈殿させて、容器底の底壁のうち最も深い場所に蓄積する傾向とさせて、堆積の目的を果たすようにできる。こうした少なくとも１つの船底状窪み部における望ましくない培養基と砂の混合体の、狙い通りの堆積は更に、制御装置および／または調節装置を用いた排出装置の動作による少なくとも１つの船底状窪み部からの望ましくない堆積物の排出の目的を、好ましくは自動的に果たすことができる。制御装置および／または調節装置を用いた排出装置の動作は、定められた時点において、および／または定められた期間にわたって行われる。少なくとも１つの船底状窪み部で稼働中に堆積する培養基と砂の混合体の、少なくとも１本の排出ラインを介した排出は、液体培養基容器の長時間稼働という顕著な利点が得られ、つまり、液体培養基容器は、これに蓄積する望ましくない培養基と砂の混合体を排出するために動作停止したり空にしたりする必要がない。
【０００９】
貯蔵容器および／または沈殿物容器は主に分離器であって、その中では少なくとも１本の排出ラインを介して排出された培養基と砂の混合体を培養基相と砂相とに分離することができる。これにより砂相と共に排出された培養基を簡単な方法で回収することができ、例えば少なくとも１本の回収ラインを介して分離器から液体培養基容器へと返還させることができる。これに代えて、またはこれに加えて、こうして得られた培養基が他の何らかの適切な、または同様な液体培養基容器へ送られるようにしてもよい。これに対して、望ましくない砂相は分離器から排出されて、例えば再利用されたり廃棄されたりする。ここで改めて述べておくが、ここでの用語「砂」は包括的な意味であり、沈殿・沈積して液体培養基容器内にて低壁側で集積・蓄積され得る懸濁物や固形物のいずれをも含むものとして理解されたい。
【００１０】
排出ラインは原理的には様々な様式で吸引ラインとして構成することもでき、少なくとも１本の排出ラインを吸引装置の、例えばポンプを備えたポンプ装置の、吸引ラインによって構成するのが好適である。特に好適な形態は、真空吸引装置および／または負圧吸引装置であり、これは分離器としての真空ポンプおよび／または負圧ポンプ、および／または真空容器および／または負圧容器を備えており、これの中へ培養基と砂の混合体が大気圧よりも低い圧力で吸い上げられる。こうした真空吸引装置および／または負圧吸引装置を用いて、少なくとも１本の吸引ラインを介して少なくとも１つの船底状窪み部から培養基と砂の混合体を簡単かつ機能安全的な様式で吸引することができる。
【００１１】
液体培養基容器には少なくとも１つの流れ発生装置、例えば少なくとも１つの撹拌器が配属されているとよく、あるいは液体培養基容器にそうした少なくとも１つの流れ発生装置が設けられているとよい。この少なくとも１つの流れ発送装置によって、液体培養基容器の中に収容された液体培養基が、予め定められた液体培養基流れ方向および／または予め定められた液体培養基流れ速度で、容器底壁の上方でおよび／または容器底壁に沿って流れるようにできる。これにより液体培養基容器の中に収容された液体培養基は、狙い通りの流れを受けることができ、少なくとも１つの船底状窪み部に固形物が培養基と砂の混合体として集積・蓄積することが促進される。特に好適な第１の具体的な形態では、少なくとも１つの流れ発生装置が、その動作によって液体培養基の流れを回転する流れ、特に鉛直な容器の軸周りに回転する流れとできるように、液体培養基容器内に配置されているとよい。
【００１２】
少なくとも１つの船底状窪み部は同じく原理的には様々な様式・方法で、例えば容器底壁内で湾曲形状や渦巻き型に延びるものとして形成することができる。ただし特に好適な形態では、少なくとも１つの船底状窪み部が、容器底壁に形成された少なくとも１つの排出溝であり、好適には縦長のまたは細長い排出溝であって、最も好適には実質的に直線状の排出溝、または少なくとも１箇所の部分領域で曲がって延びる細長い排出溝が形成されている。細長いという用語は直線状の排出溝や、場合によっては曲がって延びる排出溝のことであり、排出溝の長さ方向辺が幅方向辺または短辺よりも長いもののことである。こうした排出溝は、簡単な方法で容器底壁に形成することができ、容器底壁に固形物が培養基と砂の混合体として集積することを促進する。
【００１３】
少なくとも１つの排出溝が、容器底壁上を流れる液体培養基の流れ経路内に位置するように容器底壁内に配置されていると好適である。特に好適には複数の、培養基流れ方向内で互いに離間した排出溝が、容器底壁上を流れる液体培養基の流れ経路内に位置するように容器内部空間内に配置される。これにより液体培養基中の固形物を少なくとも１つの排出溝内へ効果的に析出することができる。特に有利な形態では、少なくとも１つの細長い排出溝が、その短辺よりも長い長さ方向辺について、容器内部空間における培養基流れ方向を実質的に横切って位置合わせおよび配置されている。ここで、更にとりわけ有利な実施形態では、１つだけではなく複数の、培養基流れ方向内で互いに離間した細長い排出溝が、その長さ方向辺について、容器内部空間における培養基流れ方向を実質的に横切って配置される。排出溝には必要に応じて、その排出溝における固形物の集積・蓄積を促進する容器底壁から盛り上がった隆起状の偏向部材が割り当てられていてもよい。こうした偏向部材は例えば細長い排出溝の長さ方向辺に沿って配置されているとよく、例えば排出溝に向けて下方へ傾斜した下り坂になっているとよい。こうした偏向部材は排出溝の長さ方向辺の一部分領域にだけ延びていたり、部分ごとにのみ配置されていたり、排出溝の長さ全体にわたって延びていたりしていてもよい。同様に排出溝の両方の辺にこうした偏向部材が配置されたりしてもよく、また同様に排出溝の一方の辺、ここで好適には流れ方向における排出溝の第２の長さ方向辺、にのみこうした偏向部材が配置されてもよい。
【００１４】
先述のように容器底側の１つまたは複数の排出溝は原理的には様々なものとすることができる。好適で効果的な形態の１つは、排出溝が１つだけ設けられており、または長さ方向に並んで互いに離間した少なくとも２つの排出溝が設けられており、この排出溝は径方向において互いに向かい合う液体培養基容器の底壁部同士の間で径方向に延びる排出溝として広がっているものとすることである。このような径方向に延びる排出溝により、これが実質的に液体培養基容器の直径全体にわたって広がることが確実になり、また全体的に固形物を培養基と砂の混合体として少なくとも１つの排出溝へ効率的に蓄積・集積することが保証される。液体培養基容器について特に有利な構成では、液体培養基容器が、好ましくは円筒状の内部輪郭を有する液体培養基容器であり、鉛直な容器軸、好ましくは鉛直な容器中心軸を有しており、液体培養基が、少なくとも１つの流れ発生装置の動作によってこの軸の周りで回転し、その際に鉛直な容器軸の両側にわたる排出溝であって径方向に延びて形成されている少なくとも１つの排出溝を通る。これにより、液体培養基のうち鉛直な容器軸の周りに回転する培養基の部分が、鉛直な容器軸の周りでの３６０°回転の間に径方向に延びる排出溝を２回、例えば０°と１８０°で通るようになり、少なくとも１つの排出溝へ固形物が特に効果的にそして確実に析出することが保証される。
【００１５】
こうした径方向に広がる排出溝を有する液体培養基容器は効果的な固形物析出を行うことができて、液体培養基容器について好ましくは、液体培養基容器が円筒状の内部輪郭を有する液体培養基容器であるとよく、鉛直な容器軸、好ましくは鉛直な容器中心軸を有しており、液体培養基が、少なくとも１つの流れ発生装置の動作によってこの軸の周りで回転し、流れ方向において互いに離間した複数の排出溝が設けられており、これは鉛直な容器軸から放射状または星形状に外側へと広がっている。排出溝の周縁側での互いの距離はそれぞれ等しいことが好ましいが、必要に応じて異なっていてもよい。こうした構成により、径方向に延びる排出溝を補完することができ、効果的にかつ狙い通りに固形物の析出を行うことができる。こうした複数の排出溝を有する構成は、比較的大容量の容器に対して特に好ましい。
【００１６】
少なくとも１つの排出溝それ自体は原理的には任意の適切な形状を有しているとよい。特に好適なのは、少なくとも１つの排出溝がＶ字状または漏斗状の断面視形状を有しており、排出溝からの培養基と砂の混合体の排出・吸引が促進されるようになっていることである。
【００１７】
例えば、少なくとも１本の排出ラインが、容器高さ軸について前記少なくとも１つの排出溝の高さでの水平面において水平に延びる少なくとも１本の排出ラインにより形成されており、これはその排出溝の横側、好ましくは排出溝の側壁部に通じているとよい。このように横側へ通じさせることにより、排出ラインの詰まりのおそれは顕著に低減され、排出ラインの断面を比較的小さなものとすることができる。特に好適な実施形態に係る細長い排出溝について、特に好ましく有利なのは、複数の排出ラインは排出溝長さ方向において互いに離間しており、少なくとも１つの排出溝に通じていることである。こうした離間していて排出溝に通じる複数の排出ラインは、排出溝それぞれからの培養基と砂の混合体の排出をとりわけ機能安全的に、自動的に行うことができる。具体的な実施形態に関して例えば、排出ラインが排出溝長さ方向において向かい合う溝終端領域にそれぞれ通じているとよい。好ましくは比較的大きな細長い排出溝について、更に有利な実施形態では排出ラインが前記排出溝長さ方向において向かい合う溝終端領域にそれぞれ通じていると共に、少なくとも１本の排出ラインが両方の溝終端領域の間に位置する溝中間領域に通じている。排出溝の長さに応じて、複数の互いに離間した排出ラインが、両方の溝終端領域の間に位置する溝中間領域へ通じることができる。
【００１８】
排出溝からの培養基と砂の混合体の個別の排出を確実に行うため、特に好適な実施形態においては、少なくとも別々の排出溝に割り当てられた排出ラインが、好適には排出ラインのそれぞれが、前記調節装置および／または制御装置から個別に制御可能な閉鎖部材によって開閉可能である。
【００１９】
除去された培養基と砂の混合体を狙い通りに輸送するため、好ましくは分離器で構成された貯蔵容器および／または沈殿物容器は、排出ラインの全体へ、好適には１本の集合管、特に制御装置および／または調節装置によって制御される閉鎖部材を用いて開閉可能なものへ通じている。
【００２０】
これに代えて、またはこれに加えて、排出ラインを実質的に底側に配置する構成では、少なくとも１本の排出ライン、または排出ラインのうち少なくとも１本が、容器壁（容器天井、および／または容器側壁、および／または容器底壁とすることができる）を抜けて容器内部空間内へ導入されていて更に容器内部空間において対応する排出溝の領域内にまで案内された少なくとも１本の、好ましくは気密式の、排出管によって形成されているとよい。ここで特に好適な実施形態では、少なくとも１本の排出ラインまたは排出ラインのうち少なくとも１本が、容器高さ軸について上方から容器天面を抜けて、または側方から容器側壁を抜けて気密式に容器内部空間へ導入されていて更に容器内部空間において対応する排出溝の領域内にまで案内された少なくとも１本の排出管によって形成される。
【００２１】
対応する排出溝に蓄積した培養基と砂の混合体を特に効果的に吸引するため、少なくとも１本の排出管が好適には高さ調節可能に取り付けられており、より好ましくは容器天面側に配置されたエプロンが容器内に満たされた液体培養基に浸かるように、そして前記排出管がエプロンを気密式に貫くように、容器内部空間内で高さ調節可能に案内される。
【００２２】
ここで更に有利な実施形態においては、少なくとも別々の排出溝に割り当てられた排出管が、より好適には排出管のそれぞれが、閉鎖部材によって個別に開閉可能に前記調節装置および／または制御装置から制御可能である。
【００２３】
更に別の実施形態においては、液体培養基容器に、少なくとも１つの流れ発生装置、好ましくは少なくとも１つの撹拌器が配属されているか、液体培養基容器がこうした少なくとも１つの流れ発生装置を備えている。この少なくとも１つの流れ発生装置の動作により、液体培養基容器の中に収容された液体培養基が、予め定められた液体培養基流れ方向および／または予め定められた液体培養基流れ速度で、容器底壁の上方でおよび／または容器底壁に沿って流れるようになっている。ここで好適には、少なくとも１つの流れ発生装置が、その動作によって液体培養基の流れを、回転状の流れであって少なくともその一部が容器高さ軸について上方から下方へ向かうもの、特に水平な容器軸の周りで動く流れ渦、好ましくは容器側壁の側で上向きとなる流れ、とできるように、前記液体培養基容器内に配置されている。こうした培養基の流れは、好ましく有利になる特に好適な実施形態においては、容器底壁が、容器側壁への移行領域に、互いに距離の空いた複数の、周縁側の船底状窪み部を有している。この船底状窪み部は好適には互いに均一に距離を空けており、かつ／またはそれぞれ同一に形成されている。
【００２４】
とりわけ効果的に船底状窪み部で培養基と砂の混合体として固形物を蓄積・集積するために、好適には船底状窪み部がそれぞれ、液体培養基の流れ渦の流れ経路内に位置している。ここで特に好適な実施形態では、船底状窪み部がそれぞれ、容器壁側で上向きの流れになる流れ渦の流れ経路内に位置しており、これにより容器壁に衝突する懸濁物や固形物を容器底壁の方向へ、そして船底状窪み部の方向へ沈降させることがより確実になる。
【００２５】
船底状窪み部は好適には、底壁側の周縁側の凹所によって形成されていて、容器中央へ向かう方向の内側にスロープ状の傾斜面を有していると共に容器中央方向の一方では隣接する底壁部、特に平坦なものに移行するようになっており、かつ／または容器外側に向かう方向では容器側壁部によって画定される。スロープ状の傾斜面は、それぞれの船底状窪み部内の固形物の蓄積を促進する。これに対し容器側壁部は、同時に船底状窪み部のそれぞれを画定する壁でもあり、２重の機能を果たす。
【００２６】
好適には船底状窪み部にそれぞれ、排出ラインが少なくとも１本、特に１本のみが通じており、より好適にはそれぞれ船底状窪み部の船底状底面部、特に平坦なもの、に通じている。こうした排出ラインの配置により、船底状窪み部のそれぞれに蓄積した培養基と砂の混合体の、機能安全的な除去ができる。
【００２７】
船底状窪み部のそれぞれに培養基と砂の混合体として蓄積した固形物の個別の除去のために、好適には少なくとも別々の船底状窪み部に割り当てられた排出ラインが、好適には排出ラインのそれぞれが、閉鎖部材によって個別に開閉可能に調節装置および／または制御装置から制御可能である。
【００２８】
そして、特に好適で有利な具体的実施形態においては、排出ラインの少なくとも一部、特に排出ラインの全体が１本の集合管、特に培養基容器の周りを取り巻く環状のリング配管に通じており、これは分離器に案内されており、制御装置および／または調節装置によって閉鎖部材を用いて開閉可能に制御される。したがって、除去された培養基と砂の混合体の、好適には分離器で構成された貯蔵容器または沈殿物容器に向けての、コンパクトかつ機能安全的な輸送が可能である。
【００２９】
固形物の沈降、ひいては培養基と砂の混合体としての各船底状窪み部への集積は、容器底壁が、船底状窪み部の間に位置する偏向底壁部に、少なくとも１つの盛り上がった偏向部材を有していると更に促進可能である。少なくとも１つの偏向部材は、底壁側の周縁部から容器中央への方向に向けて先細りになっているとよい。更に好適には、偏向部材が屋根形、好ましくは棟部を有する鞍形または切妻屋根形に形成されており、隣接する船底状窪み部に向けて下り坂になっている側方板を有する。このような構成は、著しい程度まで固形物成分の沈降および沈殿を促進する。
【００３０】
ここでとりわけ好適な実施形態においては、特に同一に形成された偏向部材が、周縁側の底壁部のみに形成された船底状窪み部を越えて容器中央方向の内側へ延びている。好適な実施形態においては、円筒状の内部輪郭を有する液体培養基容器が鉛直な容器中心軸を有しており、偏向部材の内側端がこの軸に心合わせされている。
【００３１】
偏向部材は原理的には様々な方法、様式で形成することができ、例えば別々の部品であったり、例えば板金製の部品であったり、容器底壁に堅く接続されていたり、例えば堅くネジ留めされたりしてよい。
【００３２】
上述の周縁側に配置された船底状窪み部を有する実施形態について、好ましく有利な構成では、流れ発生装置が液体培養基容器の中央に配置された中央撹拌器で構成され、これは容器高さ軸方向に延びる。
【００３３】
本発明に係るバイオガスプラント用の液体培養基容器の例示的実施形態を、以下に図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１ａ】容器底壁の径方向に延びる２つの排出溝を備えた第１の実施形態に係るバイオガスプラントの液体培養基容器を概略的に示す平面図。
【図１ｂ】図１ａに関して排出溝に案内される搬出ラインが設けられた構造。
【図１ｃ】図１ｂの線Ａ−Ａに沿った断面を概略的に示す図。
【図１ｄ】図１ａの線Ｂ−Ｂに沿った断面を概略的に示す図。
【図２ａ】径方向に延びる１本のみの排出溝を備えた本発明に係る液体培養基容器の第２の実施形態を概略的に示す平面図。
【図２ｂ】図２ａの線Ｃ−Ｃに沿った断面を概略的に示す図。
【図２ｃ】図２ａの線Ｄ−Ｄに沿った断面を概略的に示す図。
【図２ｄ】図２ａに対応して図示の排出溝の詳細を概略的に示す図。
【図３ａ】上方から培養基容器内へ通じる排出管を備えた本発明に係る液体培養基容器の第３の実施形態を概略的に示す平面図。
【図３ｂ】図３ａに係る構造を概略的に示す横断面図。
【図４ａ】第４の実施形態に係る培養基容器を概略的に示す側面図。
【図４ｂ】図４ａの線Ｅ−Ｅに沿った断面を概略的に示す図。
【図４ｃ】図４ａの線Ｆ−Ｆに沿った断面を概略的に示す図。
【図４ｄ】図４ｅの線Ｇ−Ｇに沿った断面を概略的に示す図。
【図４ｅ】図４ｄに図示する周縁側の船底状窪み部付きの容器底壁を概略的に示す平面図。
【図５】分離器として形成された貯蔵容器および／または沈殿物容器の例示的実施形態を概略的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１ａには、本発明に係るバイオガスプラント用の液体培養基容器１の第１の実施形態の平面図が概略的かつ例示的に示されており、これは液体培養基で満たすことが可能な容器内部空間２と、容器内部空間２を底面側で画定しここでは平坦に形成されている容器底壁３と、好ましくは図１ｃに見られるような容器内部空間２を周囲側で画定する容器側壁４とを有している。図１ｃに係る例示形態では既知の膜状天面５により容器内部空間（２）の覆いが行われる。
【００３６】
ここでは詳細に図示しない液体培養基の、鉛直な容器中心軸７周りに動く流れ（矢印８に相当）を発生させるため、ここでは例示的かつ概略的にのみ図示される複数の撹拌器９ａ〜９ｅが周囲側に互いに距離を空けて設けられている。単に例示的かつ概略的なものであるが、ここでは撹拌器９ａ，９ｂ，９ｃが円筒状の容器側壁４に互いに距離を空けて配置されている一方で、撹拌器９ｄおよび９ｅ（図１ｃ参照）は鉛直な案内支柱１０に高さ調節可能かつ／または旋回可能に保持されており、案内支柱１０はその上方端が点検口６に支持または保持されていて、ここを介することにより実装装置および点検装置が撹拌器９ｄ，９ｅへアクセス可能であり、また撹拌器９ｄ，９ｅがここを介して容器内部空間２から取り出し可能である。点検口６は好ましくは図１ａに見られるように、例えば容器側壁４に支持および保持された台座板１１と接続している。
【００３７】
図１ａ〜１ｄの概観から更にわかるように、ここで例示されている容器底壁３には、２本の細長い、または長く延びた、実質的に直線状に延びる排出溝が形成されており、これはそれぞれ容器中心軸７から容器側壁４へ向けて外方へ延びており、これにより、径方向に向かい合う液体培養基容器１の容器底壁部または容器側壁部同士の間で、実質的に径方向に延びる排出溝が形成されている。
【００３８】
図１ａから更に推測できるように、排出溝はその長さ方向辺について、容器内部空間２における回転状の培養基流れ方向を実質的に横切って位置合わせおよび配置されており、これにより液体培養基のうち鉛直な容器中心軸７の周りで回転する培養基の部分が、鉛直な容器中心軸７の周りでの３６０°回転の間に径方向に延びる排出溝１２を２回、つまり排出溝１２についてそれぞれ０°、１８０°で通るようになっている。
【００３９】
図１ａに模式的かつ破線でのみ図示されているように、容器底壁３にはなおも複数の排出溝１２が設けられたり形成されたりしてもよく、これらは全体として鉛直な容器中心軸７から放射状または星形状に外側へと広がっている。
【００４０】
図１ａの線Ｂ−Ｂに沿った断面を示す図１ｄからわかるように、排出溝は好適にはＶ字状または漏斗状の断面を有しており、これにより排出溝１２の長さ方向辺１３の内壁は底面中央に向けて下方へ傾斜した下り坂になっている。同様に、好ましくは図１ａに見られるように、向かい合う幅方向辺１４は内方に向けて傾斜する下り坂になった内壁を有する。
【００４１】
図１ｂおよび１ｃの概観から更にわかるように、排出溝１２のそれぞれには、ここでは複数の、排出溝長さ方向で互いに距離を空けた排出ライン１５が通じており、これは容器高さ軸に係る水平面内で延びていて、ここではそれぞれ内方へ向けて傾斜する下り坂になった排出溝側壁部に通じている。好ましくは図１ｂに見られるように、排出ライン１５は排出溝長さ方向において向かい合う溝終端領域にそれぞれ通じており、その一方で溝終端領域同士の間に位置する溝中間領域に通じる排出ライン１５もある。
【００４２】
図１ｂから更にわかるように、ここでは例示的に示す排出ライン１５は、調節装置および／または制御装置から個別に制御可能な閉鎖部材１６、例えばスライダーやバルブによって、開閉可能であり、ここでは更に排出ライン１６の全体が、制御装置および／または調節装置によって制御可能な閉鎖部材１６を用いて開閉可能な集合管１７に通じており、これは図５に示す分離器１８へ案内されている。
【００４３】
このように構成された液体培養基容器１はその中の液体培養基を、図１ａ，１ｂで概略的に示している回転する流れ（矢印８）へと動かすことができ、個々の培養基部分領域は複数回の回転の過程で個々の排出溝１２を複数回通る。これにより液体培養基内にある固形物は容器底壁３へ沈んで、回転する流れおよび排出溝１２を介して培養基と砂の混合体として排出溝１２に堆積することができて、制御装置および／または調節装置によって制御可能な排出ライン１５を用いてそこから排出し、集合管１７によって分離器１８へ案内することができる。閉鎖部材１６は制御装置および／または調節装置を用いて別々に制御可能であり、これによって排出溝１２からの培養基と砂の混合体の吸引が別々に行われる。
【００４４】
図２ａ〜２ｄには図１ａ〜１ｄの形態とは異なる実施形態が示されており、この液体培養基容器１は例えば図１ｄに係る実施形態の直径よりも小さい直径を有する。ここでは更に容器底壁３の向かい合う周縁部同士の間または容器側壁４の向かい合う側壁部同士の間で、単一の排出溝１２のみが径方向に延びている。
【００４５】
またここでは、容器高さ軸方向について水平方向に延びる排出ライン１５が、長く延びた排出溝１２内で互いに距離を空けて排出溝１２に通じており、つまりは原理的には図１ａ〜１ｄの実施形態と類似であり、ここでは向かい合う溝終端領域の両方に排出ライン１５が通じている一方で、一例として更に２本の排出ライン１５が互いに距離を空けて溝中間領域に通じている。
【００４６】
図１ａ〜１ｄに係る実施形態に対する更なる違いとして、容器内部空間２はここではドーム型の膜状天面ではなく平坦な天面の覆い板１９を有しており、極めて概略的かつ例示的にのみ示すが、ここでは２つの点検口６に対応する案内支柱１０とそれに配置された撹拌器９ｄおよび９ｅがある。
【００４７】
それ以外の構造は図１ａ〜１ｄと同等であり、したがって排出溝１２に集積した培養基と砂の混合体の動作的吸引については、液体培養基の回転する流れに関連して前述したように実施される。
【００４８】
図３ａおよび３ｂには、本発明に係る液体培養基容器１の更なる別実施形態が示されており、これは実質的には図２ａ〜２ｄに係る実施形態と類似して実施されるが、違いとしては、ここでは水平に延びる底側の排出ラインの代わりに排出管２０が排出ラインとして設けられており、ここでは一例としてこれは容器高さ軸について上方から容器天面または天壁１９を抜けて容器内部空間２内へ導入されており、容器内部空間２内で例示している単一の排出溝１２の領域まで案内されている。ここでは一例として単一の排出管２０がより好適には高さ調節可能に取り付けられており、そして好適には容器天面側に配置されたエプロン２１が容器内に満たされた液体培養基に浸かるように、そして排出管２０がエプロン２１を気密式に貫くように、容器内部空間２内で高さ調節可能に案内されている。図３ｂにおいて矢印２３に相当する高さ軸方向内で排出管２０が変位および位置決めできるようになっていると、図３ｂで極めて概略的にのみ図示しているように、液体培養基容器１、好ましくは比較的小容量のものの中で、特に排出溝１２の上方領域にも吸引されるべき培養基と砂の混合体が比較的多量に集積されている場合に有利である。
【００４９】
この場合においても、排出溝１２からの培養基と砂の混合体の吸引を制御するために、排出管が調節装置および／または制御装置によって制御されるようにすることも可能である。図５に例示的に図示するように、排出管２０から対応する回収ライン２５が分離器１８まで通っている。
【００５０】
図４ａ〜４ｄには最終的な別例の、本発明に係る液体培養基容器１の第４の実施形態が示されており、容器底壁３が、容器側壁４への移行領域に、互いに距離の空いた複数の、周縁側の船底状窪み部２６を有しており、ここでは例示的にかつ好適に、これらは互いに均一に距離を空けており、また実質的に同一に形成されている。
【００５１】
船底状窪み部２６はここではそれぞれ底壁側の、周縁側の凹所によって形成されていて、これは容器中央に向かう内側にスロープ状の傾斜面２７を有しており、これは容器中央方向の一方では隣接する底壁部、ここでの例示形態では平坦なもの、に移行するようになっている。更にこの船底状窪み部２６は、容器外側に向けては容器側壁部によって画定されている。
【００５２】
この船底状窪み部２６にはそれぞれ１本ずつ排出ライン２８が割り当てられていて、船底状窪み部２６のそれぞれの平坦な船底状底面部２９へ通じている。
【００５３】
個々の排出ライン２８はここではそれぞれ閉鎖部材によって個別に開閉可能に、前記調節装置および／または制御装置から制御可能である。
【００５４】
ここでは排出ライン２８の全体が液体培養基容器１の周りを取り巻く環状のリング配管としての１本の集合管３０に通じており、これは分離器１８へ案内されており、また、制御装置および／または調節装置によって閉鎖部材を用いて開閉可能に制御される。
【００５５】
容器底壁３はここでは、船底状窪み部２６の間に位置する偏向底壁部３１に、盛り上がった偏向部材３２を有しており、これは底壁側の周縁部から中央へ向かう方向の内側へと先細りになっており、ここでは棟部３３を有する鞍形または切妻屋根形に形成されていて、それぞれが隣接する船底状窪み部２６に向けて下り坂になっている側方板３４を有している。
【００５６】
更に図４ａ〜４ｄからわかるように、ここでは特に同一形状に形成された偏向部材３２が、それぞれ周縁側の底壁部のみに形成された船底状窪み部２６を越えて容器中央方向の内側へ延びており、円筒状の内部輪郭を有する液体培養基容器１が鉛直な容器中心軸を有していて、この容器はここでは単に一例として示す水平な容器天面１９を有しており、中央撹拌器３５により形成された鉛直な容器中心軸を有していて、偏向部材３２の内側端がこの軸に心合わせされている。
【００５７】
この偏向部材３２は例えば板金で製造することができ、また例えば容器底壁へ固定的に接続された、好ましくはネジ留めされた個別の部品とすることができる。
【００５８】
中央撹拌器３５は好適には、その動作によって液体培養基の流れを、回転状の流れであって、少なくともその一部が、容器高さ軸について水平な容器軸の周りで上方から下方へ動く、容器側壁の側で上向きの流れ３７となる回転流れ３６（図４ｃ参照）とできるようになっている。
【００５９】
この構造により、液体培養基内に含まれる固形物は好適には周縁部に蓄積して、そして下方へ沈むようになっており、ここで偏向部材３２は、その堆積物が船底状窪み部２６に向かう方向へ偏向させられて、または導かれて、そして排出ライン２８によって培養基と砂の混合体として排出されて分離器１８へ案内されることができる、という利点を生じる。
【００６０】
最後に図５には分離器１８の原理的な略図が例示的・概略的に示されており、これは供給ライン３８を介して、例えば上述の各種実施形態の集合管１７や回収ライン２５や集合管３０と流体的に接続することができ、各排出ライン１５やこれと同じく排出ラインを形成する排出管２０によって、培養基と砂の混合体を液体培養基容器１から排出して分離器１８の内部空間へ導く（矢印３９）。さらに排出ラインはそれぞれ、真空ポンプおよび／または負圧ポンプを備えた構成要素、特に真空吸引装置および／または負圧吸引装置として形成された吸引装置であり、これにより、各排出溝１２または各船底状窪み部２６からの吸引が可能で、開放された各排出ラインを介して培養基をくみ出すことができる。
【００６１】
これに加え、分離器１８自体が真空容器および／または負圧容器として形成され、これの中に培養基と砂の混合体が大気圧よりも低い圧力で吸い上げられる。分離器１８内で培養基と砂の混合体は砂相４１と培養基相４２に分離し、ここで砂相４１は分離器１８底側に蓄積し、これは例えば制御装置および／または調節装置から調節される閉鎖部材４３の開放が適切に制御されることにより排出可能になっている。また、液相としての培養基相４２は回収ライン４４を介して液体培養基容器１に回収され、これは例えば搬送装置としてのポンプ４５を用いて実現することができる。分離器１８内に発酵品が運び込まれてガスが発生する場合、それは排出ライン４６によって排出可能であり、更なる利用に結び付けることができる。
【符号の説明】
【００６２】
１    液体培養基容器
２    容器内部空間
３    容器底壁
４    容器側壁
５    膜状天面
６    点検口
７    容器中心軸
８    矢印
９ａ〜９ｅ  撹拌器
１０    案内支柱
１１    台座板
１２    排出溝
１３    長さ方向辺
１４    幅方向辺
１５    排出ライン
１６    閉鎖部材
１７    集合管
１８    分離器
１９    天壁
２０    排出管
２１    エプロン
２２    液体培養基
２３    矢印
２４    培養基と砂の混合体
２５    回収ライン
２６    船底状窪み部
２７    傾斜面
２８    排出ライン
２９    平坦な船底状底面部
３０    集合管
３１    偏向底壁部
３２    偏向部材
３３    棟部
３４    下り坂になっている側方板
３５    中央撹拌器
３６    流れ渦
３７    上向きの流れ
３８    供給ライン
３９    矢印
４０    真空ポンプおよび／または負圧ポンプ
４１    砂相
４２    培養基相
４３    閉鎖部材
４４    回収ライン
４５    ポンプ
４６    ガス排出
【図１ａ】
0006724272.tif 000002
【図１ｂ】
0006724272.tif 000003
【図１ｃ】
0006724272.tif 000004
【図１ｄ】
0006724272.tif 000005
【図２ａ】
0006724272.tif 000006
【図２ｂ】
0006724272.tif 000007
【図２ｃ】
0006724272.tif 000008
【図２ｄ】
0006724272.tif 000009
【図３ａ】
0006724272.tif 000010
【図３ｂ】
0006724272.tif 000011
【図４ａ】
0006724272.tif 000012
【図４ｂ】
0006724272.tif 000013
【図４ｃ】
0006724272.tif 000014
【図４ｄ】
0006724272.tif 000015
【図４ｅ】
0006724272.tif 000016
【図５】
0006724272.tif 000017