BRPI0707469A2 - dispositivo e processo para gerar biogás a partir de materiais orgánicos - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO E PROCESSO PARA GERAR 610-GáS A PARTIR DE MATERIAIS ORGáNICOS. A invenção refere-se a um dispositivo para gerar biogás a partir de materiais orgânicos tendo um reator de biogás (10) que tem uma câmarade carregamento (20) para ser carregada com os materiais orgânicos e um canal de fluxo reverso (36) para uma descarga pelo menos parcial dos materiais orgânicos do reator de biogás (10). De acordo com a invenção ele é fornecido em que o reator de biogás (10), além disso, tem pelo menos uma câmara intermediária (30), a câmara de carregamento (20) que forma pelo menos uma câmara intermediária (30) e o canal de fluxo reverso (36) formam, nesta seqúência, seções de um caminho de fluxo através do qual fluxo pode passar somente em uma direção para os materiais orgânicos, duas seções seguintes de forma seqüencial respectivamente formando um caminho de fluxo ascendente em um caso e um caminho de fluxo descendente no outro. Além do mais a invenção refere-se a um processo para geração de biogás.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVOE PROCESSO PARA GERAR BIOGÁS A PARTIR DE MATERIAIS ORGANICOS

A presente invenção refere-se a um dispositivo para gerar bio-gás a partir de materiais orgânicos, o dito dispositivo compreendendo umreator de biogás compreendendo uma câmara de carregamento para sercarregada com os materiais orgânicos e um canal de fluxo reverso para des-carregar, pelo menos parcialmente, os materiais orgânicos do reator de biogás.

A presente invenção refere-se adicionalmente a um processopara gerar biogás.

Durante a geração de biogás bactérias anaeróbicas são usadaspara decompor materiais orgânicos não mais conectados ao organismo vivoe para os converter em um gás. Bactérias anaeróbicas são a última interliga-ção no ciclo natural e ocorrem em toda parte na natureza, por exemplo, nosestômagos de ruminantes ou no barro preto de lagos e pântanos. Na fer-mentação anaeróbica primeiramente os metilotróficos facultativos são paraser diferenciados dos metilotróficos obrigatórios. Os materiais orgânicos ser-vindo como materiais brutos na fermentação anaeróbica compreendem, porexemplo, materiais ou resíduos orgânicos da indústria, gastronomia, comér-cio, agricultura (pasta fluida e esterco sólido) ou de produtos brutos de ger-minação (silagem de milho, silagem de capim e outras pequenas instala-ções). Estes materiais orgânicos consistem principalmente de carboidratos,gorduras e proteínas. Os metilotróficos facultativos aleatórios também po-dem viver na presença de oxigênio. Eles controlam uma primeira fase dotratamento e decompõem os materiais orgânicos em álcoois, ácidos graxose seus sais. A dita primeira fase do tratamento é referida como fase acido-gênica ou hidrólise. Em uma segunda fase, os metilotróficos obrigatórios a-dotam a transformação dos álcoois, ácidos graxos e seus sais em um gás.

Esta segunda fase é referida como a fase de metanação. As primeira e se-gunda fases ocorrem defasadas por aproximadamente seis horas, assim achamada fase de hidrólise acontece durante as primeiras seis horas.2

A figura 1 mostra um diagrama ilustrando de uma maneira geralo processo da fermentação natural. Particularmente, o diagrama mostra adecomposição de uma substância orgânica ssca (ODS) em porcentagemdependendo dos dias transcorridos (linha contínua). Nesta conexão é para5 ser observado que durante os primeiros vinte dias a decomposição da subs-tância seca é iniciada muito lentamente. Somente poucas bactérias, tal comopresente em todos os materiais de lixo orgânico, se desenvolverão na razãologarítmica (linha tracejada) na presença do fornecimento do nutriente cor-respondente. Na mesma razão na qual as bactérias se desenvolvem a mas-sa orgânica é quebrada e transformada em um gás. Uma decomposição dasubstância orgânica seca de 70% é desejável, entretanto, isto é, de acordocom o diagrama da figura 1, alcançado somente depois de aproximadamen-te 40 dias no curso do processo de fermentação natural. O propósito dossistemas de biogás é a provisão de um ambiente para a fermentação orgâni-ca capacitando uma aceleração significativa da fermentação orgânica.

Um dispositivo e um processo como estes para gerar biogás sãoconhecidos a partir da DE 30 10 183 A1. O dispositivo compreende os recur-sos dos preâmbulos das reivindicações 1 e 13. O dispositivo para gerar bio-gás, entretanto, está sujeito a uma porcentagem muito baixa de decomposi-ção alcançável da substância orgânica seca e assim a uma produção de gásmuito baixa.

Portanto, é o objetivo da presente invenção desenvolver adicio-nalmente o dispositivo genérico para gerar biogás e o processo para gerarbiogás de maneira que uma produção de gás mais alta possa ser obtida.

O dito objetivo é alcançado pelos recursos das reivindicaçõesindependentes.

Modalidades vantajosas e desenvolvimentos adicionais da in-venção se tornarão óbvios a partir das reivindicações dependentes.

O dispositivo para gerar biogás de acordo com a invenção é combase no estado genérico da técnica em que o reator de biogás compreendeadicionalmente pelo menos uma câmara intermediária, a câmara de carre-gamento, a pelo menos uma câmara intermediária e o canal de fluxo reversoformando, na seqüência mencionada, partes de um caminho de fluxo paraos materiais orgânicos que somente podem ser passados em uma direção,respectivamente Uma de as duas partes sucessivas formando um caminhode fluxo ascendente e a outra um caminho de fluxo descendente. Com estamedida é alcançada uma situação em que o fluxo escoa através do reator debiogás suavemente e de forma uniforme em uma direção. Pelo fornecimentode pelo menos uma câmara intermediária adicional as câmaras individuaissão impedidas de se tornarem demasiadamente grande, uma vez que existi-ria então um risco de que diferentes zonas de fluxo seriam formadas queinfluenciariam danosamente o processo de fermentação natural. No caso deuma consistência que varia da massa em fermentação picos de fluxo damassa em fermentação fornecida podem ser assim impedidos de alcança-rem a superfície, de maneira que massa em fermentação quase não fermen-tada ou substrato fresco escoe a partir da fase acidogênica na saída. Com asubdivisão em diversas câmaras uma pluralidade de câmaras de fermenta-ção é fornecida dentro do reator de biogás pelo qual o fluxo é entregue maisuniforme e controlável. Deste modo o substrato fornecido recentemente temque passar pelo caminho de fluxo total antes de poder deixar o reator de bi-ogás, e ele é, portanto, forçado a passar pelo processo completo em um pe-ríodo de tempo predeterminado. Com esta medida a produção de biogáspode ser aumentada de forma distinta.

O dispositivo para gerar biogás de acordo com a invenção podeser desenvolvido vantajosamente de forma adicional pelo fornecimento dacâmara de carregamento com uma borda de transbordamento por meio daqual a pelo menos uma câmara intermediária pode ser enchida com materi-ais orgânicos provenientes da câmara de carregamento. Com a dita bordade transbordamento uma inclinação estática é formada na transição entre acâmara de carregamento e a câmara intermediária onde a massa em fer-mentação pode preferivelmente desgaseificar. Uma vez que a massa emfermentação está se deslocando para frente enquanto sendo contida nascâmaras os gases em vez disto são tendenciosamente encerrados. Enquan-to a massa em fermentação transborda pela borda de transbordamento édada a oportunidade para que os gases escapem completamente da massaem fermentação sob uma resistência reduzida.

Em uma modalidade preferida do dispositivo para gerar biogásde acordo com a invenção é considerado adicionalmente que é fornecido umtotal de pelo menos duas câmaras intermediárias, as ditas câmaras interme-diárias sendo conectadas em uma seção abaixo de um orifício de carrega-mento do canal de fluxo reverso e acima da borda de transbordamento. Comesta medida a vantagem mencionada anteriormente é alcançada em umaextensão ainda mais abrangente. Pela subdivisão do recipiente de fermenta-ção em ainda rriais câmaras o fluxo se tornará ainda mais controlável, emque, particularmente, pela conexão das duas câmaras intermediárias, estassão conectadas de acordo com o princípio de recipientes comunicantes, e amassa em fermentação tem que subseqüentemente fluir através das ditasduas câmaras.

Além do mais o dispositivo para gerar biogás de acordo com ainvenção pode ser desenvolvido adicionalmente, de maneira que as câmarasintermediárias são formadas no interior de um reservatório interno semelhan-te a copo disposto no interior do reator de biogás. Deste modo uma possibi-lidade concreta de subdividir o reator de biogás em uma pluralidade de câ-maras é dada.

Além disso, o dispositivo para gerar biogás de acordo com a in-venção pode ser desenvolvido adicionalmente, de maneira que um canal dedescarga se ramifica do canal de fluxo reverso de modo que o canal de des-carga forma um tubo comunicante juntamente com o canal de fluxo reverso.

Deste modo uma certa parte da massa em fermentação do reator de biogásé descarregada automaticamente quando nova massa em fermentação éfornecida. Nesta conexão nenhuma bomba ou válvula adicional abrindo oufechando opcionalmente o canal de descarga é exigida dentro do reator debiogás.

Além do mais, o dispositivo para gerar biogás de acordo com ainvenção pode ser formado de maneira que a área seccional transversal dacâmara de carregamento é estreitada na área da borda de transbordamento.Por causa do dito estreitamento na seção superior da câmara de carrega-mento o substrato que transborda é comprimido e, portanto, age contra aformacao de camadas flutuantes. Preferivelmente, o dito estritamento daseção transversal atinge a 50%. Camadas flutuantes resultariam em um a-gravamento de uma desgaseificação da massa em fermentação. Adicional-mente a massa em fermentação é comprimida na zona estreitada, e destemodo massa em fermentação não viscosa é impedida de fluir através damassa em fermentação viscosa ou para além dela. Por causa do estreita-mento as resistências friccionais internas no substrato são aumentadas demaneira que nenhuma mistura final pode ser obtida, pelo que a formação decamadas flutuantes pode ser impedida com segurança. A formação de ca-madas flutuantes resultaria em uma diminuição ou mesmo paralisação doprocesso de fermentação. Principalmente no primeiro terço do processo defermentação onde a maioria do biogás é gerada, e existe assim o maior riscode que uma camada flutuante se forme.

As mesmas vantagens podem ser alcançadas pelo fornecimentodo reator de biogás com uma parte superior afilada na direção do lado supe-rior e por ter a borda de transbordamento se estendendo até a parte superiorem que a área seccional transversal da câmara de carregamento é estreita-da na área da borda de transbordamento. Além das vantagens mencionadasisto tem o efeito em que o atrito é aumentado para a massa em fermentaçãopela transição para a parte cônica e dentro da parte cônica propriamente ditaque, tal como explicado anteriormente, age contra a formação de camadasflutuantes.

O dispositivo para gerar biogás de acordo com a invenção podeser configurado adicionalmente, de maneira que o reator de biogás compre-ende uma parte inferior afilada na direção do lado inferior, um receptáculopara sedimentos sendo formados na seção inferior da parte inferior que é,por um lado, conectável opcionalmente ao interior do reator de biogás e, poroutro lado, conectável opcionalmente ao ambiente do reator de biogás. Porcausa desta medida sedimentos ou impurezas, tais como areia ou outrosmeios densos, serão depositados na direção do lado inferior no interior doreator de biogás e poderão ser removidos daí ocasionalmente. Assim entu-pimentos nos caminhos de fluxo dentro do reator de biogás são excluídos.Tais sedimentos também podem afetar o processo de fermentação. Com umreceptáculo limpável como este um dano como este é excluído. No presenteprocesso uma massa inteiramente fermentada decomposta em mais que90% e dificilmente contendo qualquer matéria orgânica ainda é reintroduzidano processo como uma massa injetada com uma taxa de reintrodução de50% em um ciclo de aproximadamente 10 dias. Os sais e outras partes inor-gânicas contidos na mesma são para ser removidos por meio do receptáculodepois de dois (2) ciclos de fermentação no último.

O dispositivo para gerar biogás de acordo com a invenção pode,além disso, ser formado de maneira que uma linha de descarga de gás, pormeio da qual uma pressão constante pode ser aplicada ao interior do reatorde biogás, é conectada na seção superior do reator de biogás. Desta manei-ra uma medida para manter a pressão dentro do reator de biogás constanteé fornecida, a qual é fácil de realizar, de baixo custo e muito segura. Portan-to, válvulas caras podem ser omitidas, as quais se desgastariam de formaextremamente rápida quando usadas no ambiente de um reator de biogás.

Além do mais o dispositivo para gerar biogás pode ser incorpo-rado, de maneira que um reservatório de líquido é fornecido adicionalmente,o qual pode ser enchido com um líquido, a extremidade da linha de descargade gás avançando para fora do interior do reator de biogás e estando dispo-nível no líquido de maneira que a pressão no interior do reator de biogás éajustável por meio de profundidade de imersão no líquido. Com este reserva-tório de líquido adicional a pressão dentro do reator de biogás pode variarpelo que condições de fermentação ideais podem ser ajustadas. Ao mesmotempo o dito ajuste de pressão por meio de um reservatório de líquido é mui-to fácil de realizar e barato. Além do mais, possíveis poluentes são removi-dos do biogás descarregado pela linha de descarga de gás diretamente dolíquido.

O dispositivo para gerar biogás de acordo com a invenção, alémdisso, pode ser desenvolvido adicionalmente pelo fornecimento a mais deuma unidade de mistura para carregar a câmara de carregamento, a qual éajustada a fim de misturar novos materiais orgânicos e materiais orgânicosdescarregados do reator de biogas por meio do conduto de reciculacao emuma razão de substancialmente 1:1. Os materiais orgânicos descarregadosdo reator de biogás são, neste caso, inteiramente fermentados e de subs-tâncias não reativas. Com uma mistura em uma razão de 1:1 resultados ide-ais podem ser alcançados. Uma vez que a maior parte dos materiais orgâni-cos é decomposta no final dos processos de fermentação, os metilotróficosestão presentes na mais alta concentração. A mistura destes materiais orgâ-nicos descarregados do reator de biogás com os materiais orgânicos recém-introduzidos assegura que o processo de fermentação inicia de maneira mui-to turbulenta e rapidamente, uma vez que o grande número de bactérias éconfrontado com grandes massas orgânicas e, portanto, ocasiona um pro-cesso de fermentação induzido de maneira turbulenta.

Além do mais, o dispositivo para gerar biogás pode ser desen-volvido adicionalmente pelo fornecimento a mais de um trocador de calordisposto a montante da câmara de carregamento e ajustado a fim de prea-quecer os materiais orgânicos para serem recém-fornecidos por meio de umfluido quente. Com este preaquecimento é alcançado um fornecimento damassa em fermentação para o reator de biogás em uma temperatura idealpara o processo de fermentação. Nesta conexão ideal a temperatura é paraindicar uma temperatura na qual a produção de gás é máxima.

Além disso, o dispositivo para gerar biogás pode ser formado demaneira que uma unidade de trituração seja fornecida a montante da câmarade carregamento. Pela trituração dos materiais orgânicos fornecidos assubstâncias formam uma mistura aquosa bombeável de uma faixa ampla decomponentes orgânicos, uma forragem ideal para as bactérias. Pela tritura-ção de uma boa mistura completa, uma capacidade de ser bombeada apri-morada e finalmente um processo de fermentação se desenvolvendo maisrapidamente são alcançados. Deste modo os materiais orgânicos são homo-geneizados, isto é, decompostos, de maneira que a estrutura das partes or-gânicas é quebrada suavemente e a água contida é liberada. Assim umagrande área de superfície é fornecida, e as bactérias podem se estabelecermais intensivamente.

Corno um desenvolvimento adiciona! o dispositivo de acordocom a invenção pode ser configurado de maneira que um gasômetro sejafornecido, no qual o biogás gerado no reator de biogás pode ser armazena-do e que circunda pelo menos parcialmente o reator de biogás. Este desen-volvimento adicional é vantajoso em que o recipiente de gás tem um efeitode isolamento no reator de biogás, de maneira que o calor é melhor retido noreator de biogás e menos energia de aquecimento tem que ser fornecidapara o reator de biogás. Ao mesmo tempo um recipiente para armazenarbiogás é fornecido por este desenvolvimento adicional sem componentesadicionais.

O tròcador de calor para um sistema de biogás é com base noestado genérico da técnica por meio de um dispositivo de limpeza que podeser deslizado sobre o corpo de introdução de calor quando o alojamento detrocador de calor é fechado. O problema de um trocador de calor em cone-xão com uma massa orgânica viscosa é que proteína flocula e se depositanos corpos de introdução de calor a partir de aproximadamente 60°C. O tro-cador de calor capacita uma removibilidade permanente de tais depósitospara assegurar uma boa passagem e uma boa transferência de calor. Alémdo mais, um dispositivo de limpeza móvel permite uma boa mistura completada massa pelo que ela é aquecida uniformemente.

Além do mais, o trocador de calor pode ser desenvolvido adicio-nalmente de maneira que o dispositivo de limpeza pode ser alternado pormeio de um acionamento de árvore. Com o acionamento de árvore um mo-vimento do dispositivo de limpeza pode ser realizado em um modo de baixamanutenção e baixo custo.

Além do mais, o trocador de calor pode ser configurado de ma-neira que o corpo de introdução de calor consista de tubos de parede dupla,nos quais a linha de alimentação circunda a linha de retorno ou a linha deretorno circunda a linha de alimentação. Por causa do uso de tubos de pare-de dupla a linha de alimentação e a linha de retorno do fluido quente podemser avançadas para fora do alojamento do trocador de calor no mesmo lado.Deste modo o trocador de calor pode ficar mais prontamente aberto no ladooposto do trocador de calor. Além do mais, o fluido quente percorre duasvezes a distância através dos tubos de parede dupla dentro do trocador decalor do que ele faria se tubos de parede única normais fossem fornecidos.

Com o processo para gerar biogás de acordo com a invenção asvantagens descritas anteriormente são alcançadas em uma maneira análoga.

Em uma maneira vantajosa o processo pode ser desenvolvidoadicionalmente de modo que as etapas de processo acontecendo no reatorde biogás sejam executadas sem qualquer agitação ativa dos materiais or-gânicos. Ao evitar uma agitação dos materiais orgânicos é evitada uma per-turbação do processo de fermentação. A fase de hidrólise é sensível e nãotolera qualquer interferência.

Além do mais o processo pode ser desenvolvido adicionalmente,de maneira que os materiais orgânicos recém-fornecidos são preaquecidospara 35°C - 37°C por meio de um trocador de calor antes de serem introdu-zidos na câmara de carregamento. Deste modo o processo de fermentaçãoacontece na faixa mesofílica na qual acontecem taxas de decomposiçãomais altas e, portanto, uma maior quantidade de gás pode ser obtida. Pro-cessos de acordo com o estado da técnica funcionam freqüentemente nafaixa termofílica (de aproximadamente 55°C) pela qual uma sanitização euma progressão mais rápida do processo são alcançadas, entretanto, maisgás não é gerado neste modo. Na faixa mesofílica o balanço de energia émelhor uma vez que menos energia é exigida para propósitos de aquecimento.

Além do mais o processo pode ser desenvolvido adicionalmente,de maneira que os materiais orgânicos consistindo em materiais orgânicosrecém-fornecidos preaquecidos e materiais orgânicos descarregados dire-tamente por meio do canal de fluxo reverso e introduzidos na câmara de car-regamento são misturados. Por causa da dita mistura com materiais orgâni-cos que tenham já passado pelo reator de biogás os materiais orgânicos re-cém-fornecidos são misturados com bactérias inteiramente ativas de manei-ra que o processo de fermentação pode ser iniciado muito rapidamente.

Pode ser considerado adicionalmente que a razão ds misturaseja 1:1 durante o processo. Esta razão de mistura tem sido encontrada co-mo sendo a razão de mistura ideal para uma produção máxima de gás.

Finalmente, o processo de acordo com a invenção pode ser de-senvolvido adicionalmente de maneira que uma pressão interna no interiordo reator de biogás seja mantida constante. Por causa da pressão internaconstante o processo de fermentação é interferido na menor extensão pos-sível, o que tem um efeito positivo no processo de fermentação. Por causada pressão interna constante fluxos não controlados da massa em fermenta-ção são impedidos.

Uma modalidade preferida da invenção será descrita a seguircom referência às figuras, nas quais:

A figura 1 é um diagrama ilustrando de uma maneira geral oprogresso da fermentação natural;

A figura 2 é uma representação esquemática do dispositivo paragerar biogás de acordo com a invenção;

A figura 3 é uma vista plana de uma unidade de trituração dodispositivo de acordo com a figura 2;

A figura 4 mostra um progresso da fermentação pelo qual o pro-cesso da presente invenção é alcançado de forma segura;

A figura 5 é uma vista seccional transversal esquemática de umtrocador de calor do dispositivo de acordo com a figura 2;

A figura 6 é uma vista seccional transversal esquemática ao lon-go da linha I-I na figura 5;

A figura 7 é uma vista seccional transversal esquemática ao lon-go da linha Il-Il na figura 5; e

A figura 8 é uma representação esquemática de um desenvolvi-mento adicional do dispositivo para gerar biogás de acordo com a invenção.

A figura 2 mostra uma representação esquemática do dispositivopara gerar biogás de acordo com a invenção. Na modalidade preferida o rea-tor de biogás 10 compreende um recipiente externo 12 que é preferivelmentecilíndrico em uma parte central e atilado de forma cônica na direção da ex-tremidade em uma parie superior 14, assim como em uma parte inferior 16,respectivamente. No interior do recipiente externo 12 um reservatório interno18 é acomodado que é na forma de copo e arranjado em uma distânciasubstancialmente constante para o recipiente externo 12, de maneira queuma câmara de carregamento 20 circundando o reservatório interno 18 éformada entre o recipiente externo 12 e o reservatório interno 18. O recipien-te externo 12 assim como o reservatório interno 18 são preferivelmente for-mados de aço, entretanto, uma modalidade consistindo em outros materiaistais como, por exemplo, materiais plásticos, também pode ser realizada.Uma borda superior do reservatório interno 18, servindo como uma borda detransbordamento 22 na presente modalidade, é inserida até a parte superior14 afilada na direção do lado superior em que a área seccional transversalda câmara de carregamento 20 é disposta entre as partes estreitadas emaproximadamente 50% na direção do lado superior. Nesta conexão, entre-tanto, somente é importante que a seção transversal se estreite na direçãoda extremidade da câmara de carregamento 20. Alternativamente isto tam-bém pode ser alcançado onde a ponta superior da borda de transbordamen-to 22 é dobrada para o lado de fora, isto é, na direção do alojamento externo12. Também é possível que o estreitamento da área seccional transversalnão seja alcançado pela interação da parte superior 14 afilada na direção dolado superior e a borda de transbordamento 22, mas que uma placa de guiaseparada seja fornecida na extremidade superior da câmara de carregamen-to 20, a dita placa de guia sendo fixada ao alojamento externo 12 e estrei-tando a seção transversal da câmara de carregamento 20 na direção do ladosuperior de maneira que o estreitamento exigido da seção transversal sejaalcançado. Na seção inferior o reservatório interno 18 é afilado na direção dolado inferior de uma maneira similar ao recipiente externo 12. O reservatóriointerno 18 é preferivelmente cilíndrico e cônico na parte inferior afilada 24.Dentro do reservatório interno 18 um tubo interno cilíndrico 26 é disposto demaneira que é obtido substancialmente a mesma distância entre o tubo in-terno 26 e o reservatório interno 18, tal como entre o reservatório interno 18e o recipiente externo 12. A borda inferior do tubo interno 26 se estende parabaixo quase tão distante quanto a parte cilíndrica (a parte que não é aíiiada)do reservatório interno 18. A borda superior do tubo interno 26 se estendemais para cima do que a borda de transbordamento 22. No interior do tubointerno 26 um tubo de fluxo reverso 28 é fornecido que se estende para bai-xo para a parte 24 do reservatório interno 18 onde o tubo de fluxo reverso 28é avançado para fora do reservatório interno 18 de dentro do tubo interno 26.

O tubo de fluxo reverso 28 se estende para cima até que a borda superior dotubo de fluxo reverso 28 fique, com relação ao plano vertical, disposta abaixoda borda de transbordamento 22. Vantajosamente, a borda superior do tubode fluxo reverso 28 se estende para cima substancialmente tão distantequanto a parte central (preferivelmente cilíndrica) do recipiente externo 12.

Na presente modalidade, o recipiente externo 12, o reservatório interno 18, otubo interno 26 e o tubo de fluxo reverso 28 são dispostos concentricamente.Entre o lado externo do tubo interno 26 e o lado interno do reservatório inter-no 18 uma primeira câmara intermediária substancialmente cilíndrica 30 éformada. Entre o lado externo do tubo de retorno 28 e o lado interno do tubointerno 26 uma segunda câmara intermediária substancialmente cilíndrica 32é formada. A primeira câmara intermediária 30 e a segunda câmara interme-diária 32 são conectadas uma com a outra na parte inferior. A borda superiordo tubo de retorno 28 forma um orifício de carregamento 34. No interior dotubo de retorno 28 um canal de fluxo reverso 36 é formado. Tal como men-cionado anteriormente, o tubo de fluxo reverso 28 é dirigido para fora do re-servatório interno 18 de dentro da parte inferior 24 do reservatório interno 18,atravessa a parede do recipiente externo 12 na parte inferior 16 e é dirigidopara dentro de uma bomba de injeção 38 que é preferivelmente uma bombade rotor helicoidal. Na parte do tubo de retorno 28 se estendendo dentro dacâmara de carregamento 20 um tubo de descarga 40 se ramifica, o qual seestende para cima dentro da câmara de carregamento 20 até um orifício su-perior do tubo de descarga 40 que fica localizado aproximadamente namesma altura que a do orifício de carregamento 34 do tubo de retorno 28. Aseção superior do tubo de descarga 40 é formada de maneira que a partesuperior do tubo é dobrada por mais que 90 graus e que a parte dobrada seestende para o exterior através da parede do recipiente externo 12. O canaide descarga 42 formado pelo tubo de descarga 40 é assim em forma de U econectado ao canal de fluxo reverso 36 de maneira que o canal de fluxo re-verso 36 e o canal de descarga 42 formam tubos comunicantes. A câmarade carregamento 20 é formada de maneira que ela pode ser carregada commateriais orgânicos ou uma substância orgânica proveniente do lado de foraem uma seção inferior. A substância orgânica também é alimentada atravésda câmara de carregamento 20, da primeira câmara intermediária 30 e dasegunda câmara intermediária 32 em um modo descrito com mais detalhesmais tarde, em que a substância orgânica pode ainda conter sedimentos oumeios densos. Portanto, uma respectiva seção de tubo 44 e 46 se ramificapara fora na extremidade inferior do recipiente externo 12 e do reservatóriointerno 18, as ditas seções de tubo 44 e 46 sendo fornecidas com um desli-zador 48, 52 nas proximidades do respectivo recipiente e com um outro des-lizador 50, 54 a uma certa distância disto. Usando os respectivos deslizado-res a respectiva seção de tubo 44, 46 pode ser aberta e fechada seletiva-mente. A distância entre o deslizador 50 e o deslizador 48 é preferivelmentede aproximadamente 80 cm, e a distância entre o deslizador 52 e o desliza-dor 54 é preferivelmente 60 cm. Durante a operação normal os deslizadores48 e 52 estão abertos, e os deslizadores 50 e 54 estão fechados. Portanto,quando os sedimentos contidos no substrato orgânico passam gradualmentepara baixo eles deslizam ao longo das partes 16 e 24 na direção do centrodo respectivo recipiente 12, 18 e o deixam através do respectivo deslizadoraberto 48, 52 na respectiva seção de tubo 44, 46. Ali os sedimentos são co-letados nos deslizadores fechados 50, 54. A seção de tubo entre os desliza-dores 48 e 50 assim como a seção de tubo entre os deslizadores 52 e 54formam assim respectivamente um receptáculo 56, 58 para sedimentos. Pre-ferivelmente, as seções de tubo são formadas a fim de ser transparentes nascâmaras de coleta 56, 58, por exemplo, por meio de vidro acrílico, de manei-ra que a quantidade de sedimentos coletados pode ser monitorada. Quandouma certa quantidade é alcançada os sedimentos coletados podem ser re-movidos pelo fechamento dos respectivos deslizadores 48 e 52 para impedirque os recipientes 12, 18 vazem. Entao, os respectivos deslizadores 50 e 54são abertos e as câmaras de coleta 56, 58 são esvaziadas. Para a operaçãonormal os deslizadores 50 e 54 são fechados de novo, e os deslizadores 48e 52 são abertos Um isolamento 60, do qual somente partes estão mostra-das, circunda completamente o recipiente externo 12 (as linhas de forneci-mento e descarga estão em branco) de maneira que a temperatura preferi-velmente de 35°C que é vantajosa para a geração de biogás pode ser man-tida tão constante quanto possível no interior do reator de biogás 10 e quemenos energia tem que ser fornecida para manter a dita temperatura. Umaquecedor 62 é embutido no isolamento 60, o dito aquecedor sendo incorpo-rado na forma de tubos de água arranjados helicoidalmente contendo águaque é, por exemplo, aquecida em uma unidade de calor e energia combina-dos (não mostrada) na modalidade preferida. Alternativamente, fios de a-quecimento também podem ser embutidos no isolamento 60. Preferivelmen-te, o aquecedor 62 circunda o recipiente externo 12 a partir do lado inferioraté abaixo da parte superior 14. Para proteção do isolamento 60, o isola-mento 60 incluindo o aquecedor 62 pode ser circundado por um revestimen-to protetor tal como, por exemplo, um revestimento de folha de metal.

Na extremidade superior do recipiente externo 12 que é a extre-midade afilada da parte superior 14 uma linha de descarga de gás 64 se ra-mifica para fora. A dita linha de descarga de gás 64 é dirigida para baixo forado recipiente externo 12 e próxima a ele, uma parte de extremidade da linhade descarga de gás 64 penetrando em um reservatório de líquido 66 e seestendendo para baixo dentro do dito reservatório de líquido 66. O reservató-rio de líquido 66 é preferivelmente um recipiente cilíndrico cuja parte inferioré afilada de forma cônica na direção do lado inferior. No lado superior doreservatório de líquido 66 uma linha de fornecimento de gás 68 se ramificapara fora por meio da qual o biogás obtido é fornecido para um gasômetro(não mostrado), onde ele fica disponível para uma unidade de calor e ener-gia combinados (não mostrada) para gerar energia. Na extremidade inferiordo reservatório de líquido 66 uma seção de tubo 70 é avançada para fora doreservatório de líquido 66. Um tubo elevador 72 se ramifica da dita seção detubo 70, o tubo eievador 72 sendo guiado para cima até a borda superior doreservatório de líquido 66 próximo ao reservatório de líquido 66. O tubo ele-vador 72 é aberto no lado superior, e entre a borda superior do tubo elevador72 e mais que 1 m abaixo da borda superior três orifícios 74 são formados, omais baixo dos orifícios sendo localizado a mais que 1 m abaixo da bordasuperior do tubo elevador 72. A distância entre o mais baixo dos três orifícios74 e o mais alto dos três orifícios 74 é preferivelmente 1 m. O tubo elevador72 é conectado ao interior do reservatório de líquido 66 de acordo com oprincípio de tubos comunicantes. Durante a operação o interior do reservató-rio de líquido 66 é enchido com um líquido 76, preferivelmente água, cujonível de líquido é ajustável por meio dos orifícios 74. Por causa do princípiodos tubos comunicantes o mesmo nível de líquido é prevalecente no tuboelevador 72 assim como no reservatório de líquido 66, de maneira que se omais baixo dos orifícios 74 estiver aberto o reservatório de líquido 66 podeser enchido com líquido 76 até um nível correspondente ao nível do maisbaixo dos orifícios 74. Se o mais baixo dos orifícios 74 estiver fechado, porexemplo, por meio de um plugue, o reservatório de líquido 66 pode ser en-chido até um nível de líquido mais alto correspondente ao nível do orifício 74localizado mais para cima. Se todos os orifícios 74 estiverem fechados oreservatório de líquido 66 pode ser completamente enchido, o líquido alcan-çando a borda superior do tubo elevador 72 quando a carga completa é al-cançada. A extremidade 78 da linha de descarga de gás 64 que avança parafora do recipiente externo 12 é disposta dentro do reservatório de líquido 66de maneira que a dita extremidade 78 fica imersa no líquido 76. O orifícioinferior da extremidade 78 é espaçado ao lado do orifício mais superior dosorifícios 74 do tubo elevador 72 por 2 m. A profundidade de imersão da linhade descarga de gás 64 no líquido 76 atinge assim um mínimo de 1 m quandoo mais baixo dos três orifícios 74 está aberto, e um máximo de 2 m se so-mente o orifício mais superior dos três orifícios 74 estiver aberto. Por causadesta profundidade de imersão ajustável da extremidade 78 da linha de des-carga de gás 64 a pressão dentro do recipiente externo 12 pode ser ajustadapara um valor constante. Quando carregado com água, portanto, uma pres-são de 0,1 bar (10 kPa) é obtida no recipiente externo 12 com uma profundi-dade de imersão de 1 m. Com uma profundidade de imersão de 2 m umapressão de 0,2 bar (20 kPa) é ajustada no recipiente externo 12. Tal comodescrito anteriormente, a seção de tubo 70 é avançada para fora na extremi-dade inferior do reservatório de líquido 66. Aqui um deslizador 80 é fornecidona seção de tubo entre a saída no reservatório de líquido 66 e a ramificaçãodo tubo elevador 72, e um deslizador 82 é fornecido na seção de tubo atrásda ramificação do tubo elevador 72. Com estes dois deslizadores 80, 82 apassagem através da seção de tubo 70 pode ser aberta ou fechada seleti-vamente. Durante a operação normal o deslizador 80 está aberto e o desli-zador 82 está fechado, pelo qual um receptáculo 84 para sedimentos é for-mado. Assim, impurezas contidas no biogás são filtradas pelo líquido 76. Ogás se eleva no líquido 76 e os sedimentos filtrados passam gradualmentepara baixo no líquido 76, sendo então guiados para o centro pela forma ati-lada da parte inferior do reservatório de líquido 66 e coletados no receptácu-lo 84. Na área do receptáculo 84, a seção de tubo 70 pode ser transparente,por exemplo, formada de vidro acrílico, de maneira que a coleta de sedimen-tos pode ser monitorada. Quando a quantidade de sedimentos no receptácu-lo 84 tiver alcançado uma certa quantidade o deslizador 80 pode ser fechadoe o deslizador 82 pode ser aberto, de maneira que os sedimentos podem serdescarregados do sistema na extremidade inferior da seção de tubo 70. De-pois de esvaziado o receptáculo 84 o deslizador 82 é fechado e o deslizador80 é aberto de novo.

Tal como mencionado anteriormente, a câmara de carregamento20 pode ser carregada por baixo. Com esta finalidade uma seção de tuboconectando a câmara de carregamento 20 à saída de uma unidade de mistu-ra 86 se estende através da parede do recipiente externo 12 na parte inferior16. A saída da unidade de mistura 86 é afilada na direção da câmara de car-regamento 20, preferivelmente por 50%. As entradas da unidade de mistura86 são conectadas a tubos por meio dos quais a unidade de mistura 86 éconectada às saídas da bomba de injeção 38 e de um trocador de calor 88.A unidade de mistura 86 mistura materiais orgânicos fornecidos pela bombade injeção 38 e peio trocador de calor 88, preferiveimente em urna razão de1:1. Alternativamente, o dispositivo para gerar biogás também pode ser ope-rado com outras razões de mistura. O trocador de calor 88 a ser explicadocom mais detalhes mais tarde compreende um sensor de temperatura 90disposto próximo à saída, por meio do qual a temperatura da substância or-gânica disposta no trocador de calor pode ser detectada. O trocador de calor88 é conectado a uma bomba de substrato fresco 92 que é preferiveimenteuma bomba de rotor helicoidal disposta no lado de entrada. A dita bomba desubstrato fresco 92 por sua vez é conectada a uma unidade de trituração 94arranjada no lado de entrada. A conexão entre a unidade de trituração 94 e abomba de substrato fresco 92, assim como a conexão entre a bomba desubstrato fresco 92 e o trocador de calor 88, é realizada por meio de cone-xões de tubo. A unidade de trituração 94 compreende as três ferramentas decorte 96 arranjadas subseqüentemente tais como, por exemplo, facas decorte em forma de estrela nos lados das quais opostos ao fluxo de substratouma respectiva bucha 98 é disposta. As ferramentas de corte 96 são arran-jadas em um eixo 100. O eixo 100 é formado, pelo menos em seções, comoum eixo de transportador helicoidal. Para conectar o eixo 100 às ferramentasde corte 96 o eixo 100 é achatado na área das ferramentas de corte 96 demaneira que as ferramentas de corte 96 podem ser encaixadas exatamente.As buchas 98 compreendem um furo redondo central através do qual o eixo100 é passado, de maneira que as buchas 98 não interferem com a rotaçãodo eixo 100. As buchas 98 são travadas por um parafuso (não mostrado) demaneira que a ferramenta de corte 96 exerce um efeito de corte e cisalha-mento no substrato orgânico fresco possivelmente fibroso fornecido na res-pectiva bucha 98. As dimensões dos furos das buchas 98 são escalonadasde maneira que a trituração é executada de forma gradual e pode ser ajus-tada individualmente. Assim, o substrato orgânico fresco fornecido por meiode uma tremonha 102 é fornecido para as ferramentas de corte 96 por meiodo eixo 100 formado tal como um transportador helicoidal, triturado pelasditas ferramentas de corte 96, e alimentado para a bomba de substrato fres-co 92. Aqui o eixo 100 e assim as ferramentas de corte 96 são acionadospor uma unidade de acionamento 104 (por exemplo, urn motor elétrico). Urnavista plana da unidade de trituração está mostrada na figura 3.

Entre a bomba de substrato fresco 92 e o trocador de calor 88,entre o trocador de calor 88 e a unidade de mistura 86, entre a unidade demistura 86 e o recipiente externo 12, entre a bomba de injeção 38 e o recipi-ente externo 12 assim como entre o recipiente externo 12 e o reservatório delíquido 66 um respectivo deslizador 106 é disposto, pelos quais as respecti-vas conexões dè tubo podem ser abertas e fechadas seletivamente. Durantea operação normal todos estes deslizadores 106 estão abertos, entretanto,pode, por exemplo, para propósitos de manutenção ser exigido fechar osrespectivos deslizadores 106 a montante e/ou a jusante de um componentedurante a troca do componente para capacitar uma troca do componentesem materiais orgânicos vazando do sistema.

A operação do dispositivo para gerar biogás de acordo com afigura 2 ou um processo para gerar biogás usando o dispositivo de acordocom a figura 2 será descrito a seguir. No processo de acordo com o estadoda técnica também pouca consideração foi dada ao fato de que os dois tiposde metilotróficos, os metilotróficos facultativos e os metilotróficos obrigató-rios, vivem em uma simbiose, isto é, que eles complementam cada outro edependem de cada outro. A primeira fase descrita na introdução (fase dehidrólise ou acidogênica) e a segunda fase (fase de metanação) dos proces-sos de fermentação acontecem defasadas por aproximadamente seis horase a assim chamada fase de hidrólise acontece durante as primeiras seis ho-ras. Os álcoois e ácidos graxos preparados têm que ser igualmente proces-sáveis na segunda fase seguinte. Nesta conexão é importante que nenhumainterferência por agitação ou mistura perturbe o balanço da primeira fase poruma formação de ácido excessiva renovada tal como no processo de acordocom a invenção. Qualquer adição de substrato fresco ativará a formação deácido de maneira que um acúmulo de produtos ácidos será ocasionado; se oprocessamento dos materiais orgânicos não funcionar de forma ideal o pro-cesso de fermentação real se entregará à excessiva produção de produtosácidos. Portanto, à fase acidogênica (hidrólise) intencionalmente foi dadaprioridade no presente processo pelo que o presenta processo difere de mui-tos processos de acordo com o estado da técnica. No presente processohidrólise e metanação são equilibradas e não executadas separadamentecomo no estado da técnica. Se a hidrólise e a metanação fossem executa-das separadamente um substrato pré-acidificado teria que ser introduzido noprocesso ativo que resultaria na formação de concentrações ácidas e noprocesso exigindo um longo período de tempo, algumas vezes de 20 a 30dias e mais, para o estabelecimento de um equilíbrio. A mesma desvanta-gem será causada por agitação e mistura assim como por uma injeção degás. No presente processo distúrbios deste equilíbrio por agitação e misturasão intencionalmente evitados.

Antes de a tremonha 102 da unidade de trituração 94 ser carre-gada com os materiais orgânicos é vantajoso classificar possivelmente osmateriais orgânicos, isto é, remover materiais perturbantes grosseiros e tritu-rar as partes maiores para aproximadamente 30 mm. Os materiais orgânicossão então colocados na tremonha 102. Então a unidade de acionamento 104é ligada manualmente ou de forma automática (por exemplo, por meio deuma barreira de luz (não mostrada), etc.). Deste modo, o eixo 100 gira demaneira que o transportador helicoidal do eixo 100 transporta o substratocarregado para a primeira das três ferramentas de corte 96. A ferramenta decorte 96 tritura o substrato orgânico fresco e o transporta através da bucha98 correspondente. Em seguida, o substrato orgânico fresco passa pelo se-gundo e pelo terceiro estágio de trituração consistindo em a ferramenta decorte 96 e a bucha 98 associada (de acordo com a figura 2 do lado direitopara o lado esquerdo). Com a dita trituração dos materiais orgânicos prove-nientes de gastronomia, de separadores de graxa, da indústria alimentícia ede outras fontes são homogeneizados, isto é, decompostos de maneira quea estrutura das partes orgânicas é quebrada suavemente e que a água cap-turada é liberada. Deste modo, uma grande superfície é criada, e as bacté-rias envolvidas no processo de fermentação podem se estabelecer mais in-tensivamente. O substrato assim obtido por meio das ferramentas de corte96 é uma mistura aquosa bombeável de uma faixa ampla de componentesorgânicos. O efeito de alimentação do eixo 100 e o efeito de alimentação dasferramentas de corte 96 transportam o substrato orgânico fresco para abomba de substrato fresco 92. A dita bomba de substrato fresco 92 é contro-lada por meio de um controlador (não mostrado) e bombeia o substrato fres-co para dentro do trocador de calor 88 e daí para dentro da unidade de mis-tura 86 e finalmente para dentro da câmara de carregamento 20 do reator debiogás 10. Nesta conexão, o substrato fresco fornecido pela unidade de tritu-ração 94 é primeiramente alimentado para o interior do trocador de calor 88.Então a bomba de substrato fresco 92 é desligada. O substrato fresco ali-mentado dentro do trocador de calor 88 é aquecido, de acordo com a pre-sente modalidade para 37°C, o qual é monitorado por meio do sensor detemperatura 90. O dito aquecimento é alcançado pela introdução de fluidoquente separado espacialmente do substrato fresco nos corpos de introdu-ção de calor a ser explicados mais tarde. O fluido preferivelmente tem umatemperatura de aproximadamente 80°C. Assim que o sensor de temperatura90 detectar que a temperatura de 37°C é alcançada a bomba de substratofresco 92 é ligada de maneira que novo substrato fresco é introduzido notrocador de calor 88 e o substrato fresco preaquecido é descarregado dotrocador de calor 88 e introduzido na unidade de mistura 86. Juntamentecom a bomba de substrato fresco 92 a bomba de injeção 38 é igualmenteoperada, o que será explicado com mais detalhes mais tarde. A bomba desubstrato fresco 92 preferivelmente permanece ligada até que o sensor detemperatura 90 detecta uma temperatura de 35°C ou menos. Então a bombade substrato fresco 92 é desligada de maneira que o substrato orgânicofresco recém-introduzido no trocador de calor 88 que também não está pre-aquecido pode agora ser preaquecido até que ele alcance uma temperaturade 37°C e ser deslocado tal como descrito anteriormente. Os intervalos nosquais o substrato orgânico fresco é fornecido podem ser variados, e a bom-ba de substrato fresco 92 não tem que ser controlada exclusivamente de-pendendo do sensor de temperatura 90. O controle por meio do sensor detemperatura 90 é em vez disto para ser entendido de maneira que seja umpré-requisito para o fornecimento do substrato fresco que tenha uma tempe-ratura mínima de 35°C. Os intervalos também podem ser maiores, tal comoexigido para o preaquecimento do substrato fresco no trocador de calor 88.

Portanto, um fornecimento quase contínuo ou um fornecimento de substratofresco em certos ciclos pode ser efetuado no caso de um rápido preaqueci-mento do substrato fresco no trocador de calor 88. A bomba de injeção 38serve para introduzir substrato descarregado do reator de biogás 10 e tam-bém tendo uma temperatura de 35°C na unidade de mistura 86. Tal comomencionado anteriormente a bomba de substrato fresco 92 e a bomba deinjeção 38 são operadas de modo síncrono de maneira que partes respecti-vamente idênticas de um substrato são introduzidas na unidade de mistura86 pela bomba de injeção 38 e pela bomba de substrato fresco 92. Consta-tou-se que pela mistura de substrato descarregado do reator de biogás(massa em fermentação não reativa) com substrato fresco (substrato descar-regado do trocador de calor 88) em uma razão de 1:1 os melhores resulta-dos são alcançados, fornecendo aqueles dois fluxos de massa tendo apro-ximadamente as mesmas temperaturas. Uma tolerância de 10C - 2°C é, en-tretanto, aceitável. Pela mistura da massa em fermentação não reativa comsubstrato fresco na razão correta o processo de fermentação é impulsionadode maneira que finalmente os materiais orgânicos remanescentes são ata-cados e decompostos. Esta medida contribui consideravelmente para a altataxa de decomposição dos materiais orgânicos do presente método, a qualpode atingir a 70% e mais. Nesta conexão tem que ser notado que a misturados dois fluxos de massa não pode, em nenhum caso, ser efetuada em umrecipiente a montante tal como, por exemplo, um poço a montante, casocontrário gás será perdido.

Na unidade de mistura 86, o substrato fornecido é misturadomais inteiramente pela saída afilada de forma cônica da unidade de mistura86. No final de um processo de fermentação a parte principal dos materiaisorgânicos está decomposta, e os metilotróficos estão presentes na mais altaconcentração. A introdução dos metilotróficos no substrato fresco por meioda unidade de mistura 86 assegura que o processo de fermentação iniciaintensamente, uma vez que o grande número de bactérias é confrontadocom uma grande quantidade de substrato fresco e assim ocasiona um pro-cesso de fermentação iniciado intensamente. Depois de ter entrado na câ-mara de carregamento 20 o substrato, impulsionado pelo substrato seguinte,se desloca para cima na câmara de carregamento 20. O substrato fluindopara cima na câmara de carregamento 20 é comprimido quando alcança aparte estreita na área superior da câmara de carregamento 20, de maneiraque nenhuma camada flutuante se desenvolverá. A massa em fermentaçãotransbordando na borda de transbordamento 22 cai para dentro da primeiracâmara intermediária 30 por meio da borda de transbordamento 22. Duranteesta queda pela borda de transbordamento 22 a massa em fermentação écompletamente desgaseificada. Além do mais, possíveis aglomerações dosubstrato são quebradas o que capacita e suporta desgaseificação. A alturade queda nesta borda de transbordamento 22 é, na prática, de aproximada-mente 0,6 m e algumas vezes depende da pressão aplicada ao interior doreator de biogás 10. O biogás é coletado na parte superior 14 do recipienteexterno 12 tal como mostrado pelos pontos na figura 2. Uma vez que a.bor-da superior do tubo interno 26 é mais alta do que a borda de transbordamen-to 22 um movimento da massa em fermentação diretamente da câmara decarregamento 20 para dentro da segunda câmara intermediária 32 é evitado.A massa em fermentação introduzida na primeira câmara intermediária 30em vez disto se desloca para baixo na dita câmara. Este movimento parabaixo da massa em fermentação é impulsionado pela massa em fermenta-ção reposta. A primeira câmara intermediária 30 é conectada à segunda câ-mara intermediária 32 na seção inferior do reservatório interno 18, de manei-ra que a massa em fermentação descarregada na extremidade inferior daprimeira câmara intermediária 30 é introduzida na extremidade inferior dasegunda câmara intermediária 32. Na segunda câmara intermediária 32 amassa em fermentação se desloca para cima. Por causa do princípio de re-cipientes comunicantes prevalece substancialmente o mesmo nível de en-chimento na primeira câmara intermediária 30 e na segunda câmara inter-mediária 32. Este nível de enchimento corresponde ao do orifício de carre-gamento 34. Quando a massa em fermentação alcança o orifício de carre-gamento 34, na segunda câmara intermediária 32, a massa ern fermentaçãocai para dentro do canal de fluxo reverso 36 e passa gradualmente para bai-xo nele. A altura na qual o substrato cai no canal de fluxo reverso 36 depen-de algumas vezes da pressão aplicada ao interior do reator de biogás 10.Durante a queda da segunda câmara intermediária 32 para dentro do canalde fluxo reverso 36 a biomassa também é completamente desgaseificada.Por causa do fato de que o canal de descarga 42 forma um tubo comunican-te juntamente com o canal de fluxo reverso 36 o nível de enchimento no ca-nal de descarga 42 depende do nível de enchimento no canal de fluxo rever-so 36. Cerca de metade do substrato se deslocando para baixo no canal defluxo reverso 36 deixa o reator de biogás através do canal de descarga 42, ea outra metade é alimentada para dentro da unidade de mistura 86 pelabomba de injeção 38, onde ela é misturada com o substrato fresco recém-fornecido tal como descrito anteriormente. Dentro do recipiente externo 12 abiomassa é mantida em uma temperatura de aproximadamente 35°C peloaquecedor 62. O presente processo acontece na faixa mesofílica (30°C -38°C) uma vez que nesta faixa as taxas de decomposição são mais altas e,portanto, uma maior quantidade de gás pode ser gerada. Os metilótróficospresentes no processo são muito sensíveis e exigem uma temperatura queseja tão uniforme quanto possível e não sujeita a fortes variações.

O canal de fluxo reverso 36 é alcançado depois de aproximada-mente 8 a 10 dias, o substrato contendo somente massa em fermentaçãonão reativa nesta posição que é altamente enriquecida com as bactérias defermentação prevalecentes. O biogás se acumulando na parte superior 14do recipiente externo 12 é mantido em uma pressão constante por meio doreservatório de líquido 66 e descarregado continuamente primeiro no reser-vatório de líquido 66, através da linha de descarga de gás 64, e daí introdu-zido em um gasômetro (não mostrado) através da linha de fornecimento degás 68. Aqui nenhuma válvula de pressão é usada, a qual facilmente sedesgastaria, a pressão é em vez disto mantida constante por meio da pro-fundidade de imersão de 1 m a 2 m. A entrega da massa em fermentação nosistema total é efetuada por meio da pressão de bomba das bombas 38 e32, pela inclinação hidrostática da borda de transbordamento 22 na direçãodo orifício de carregamento 34 e pela pressão de gás de 10 a 20 kPa (0,1 a0,2 bar) na parte superior 14. O efeito de alimentação para os materiais or-gânicos presentes no reator de biogás pode ser variado usando-se a inclina-ção estática assim como a pressão interna, isto é, a inclinação estática e/oua pressão interna pode ser ajustada para a consistência dos materiais orgâ-nicos.

Como resultado é alcançado um processo de fermentação noqual os componentes orgânicos são reduzidos em até 70% ou mais em umperíodo de tempo relativamente pequeno de aproximadamente 6 a 10 dias.Isso significa a extração de uma grande quantidade de gás e, no caso decondições básicas correspondentes, uma eficiência muito boa. A transfor-mação dos materiais orgânicos acontece em recipientes fechados de manei-ra que nenhum odor escapa para o exterior. Os resíduos de fermentaçãodescarregados no tubo de descarga 40 têm um cheiro natural e são livres desubstâncias viscosas e compatíveis com o ambiente em cada aspecto. Elespodem ser esparramados em superfícies agrícolas como fertilizante naturalsem qualquer tratamento adicional. Um tratamento adicional pode ser exigi-do por motivos obrigatórios se uma separação sólido-líquido for indicada epossível com pouco esforço uma vez que os resíduos inteiramente fermen-tados podem ser prontamente separados.

A quantidade obtida de biogás é, com aproximadamente 2 m3 debiogás por quilograma de substância orgânica seca decomposta, dentro dafaixa alcançável. O biogás tem um conteúdo de metano de cerca de 70% -74% pelo qual um valor de energia do biogás de 7,0 - 7,4 kWh/m3 é obtido.Uma vantagem adicional do dispositivo descrito anteriormente ou do métodorelacionado para não ser subestimada é que substratos com um conteúdode substância seca de 20% - 25% podem ser fermentados a fim de ser pol-poso, mas ainda bombeável. Mesmo no caso de conteúdos de substânciaseca extremamente altos não existem problemas relacionados a fluxo noreator de biogás 10, uma vez que a mistura de massa em fermentação nãoreativa com substrato fresco é diluída pela massa em fermentação não reati-va quando misturada anies de ser introduzida no recipiente de fermentação,o substrato sendo aprimorado para um valor de pH de aproximadamente 7,5a 7,8 que é preferido para uma biocenose. O dispositivo descrito anterior-mente e o processo descrito anteriormente asseguram uma decomposiçãodos materiais orgânicos de mais que 90%. Assim uma fermentação ideal éalcançada, e os resíduos (a massa injetada) têm um valor de pH de maisque 8,0 a 8,4. O resultado é que a taxa de reintrodução (a quantidade damassa injetada) tem uma influência direta no substrato. Uma mistura desubstrato fresco e massa injetada completa na correta razão, predominan-temente em uma razão de 1:1, constitui o substrato de fermentação. Nestesubstrato de fermentação um valor de pH de mais que 7,0 se desenvolverá,o qual fornece a base e o pré-requisito para uma biocenose funcionar muitobem. A totalidade em todas as enormes vantagens econômicas pode seralcançada com o processo descrito anteriormente, ao qual as vantagens deuma produção de planta e a vantagem da produção de sistemas menores ea cobertura de um segmento de mercado maior distante podem ser acres-centadas.

Adicionalmente, as vantagens seguintes podem ser alcançadaspelo dispositivo descrito e pelo processo descrito:

• Com a massa injetada inteiramente fermentada a quantidademáxima possível de bactérias anaeróbicas viáveis é introduzida no substratofresco, isto é, uma cultura forte causando um início intenso do processo defermentação e mantendo a forte atividade por um período de tempo ilimitado.

• Com aumento do valor de pH para mais que 7,0, o qual é favo-rável para a biocenose, um ambiente é fornecido no qual o processo de fer-mentação pode acontecer de forma ideal e imperturbado.

• Por causa do fato de que a taxa de reintrodução (a quantidadeinjetada) pode ser controlada exatamente substratos tendo um baixo valorde pH de menos que 7,0 são aprimorados por meio da quantidade de inje-ção. Portanto, pode bem ser necessário aumentar a quantidade de injeção efornecer assim um ambiente favorável para a biocenose em uma simbioseanaeróbica desde o começo.

Em geral, resíduos orgânicos consistem nos três componentesbásicos: carboidratos, gorduras orgânicas e proteínas. Os ditos três compo-nentes básicos desempenham uma função importante na fermentação anae-róbica e contêm um certo potencial de energia. Em estudos científicos foidescoberto que com relação à substância orgânica seca decomposta (ODS)as quantidades seguintes de biogás tendo a qualidade correspondente po-dem ser extraídas dos três componentes básicos.

Produção de Carboidratos: 790 cm3/kg incluindo cerca de 50%de CH4 + cerca de 50% de CO2.

Gorduras orgânicas: 1,250 cm3/kg incluindo cerca de 68% deCH4 + cerca de 32% de CO2.

Proteínas: 704 cm3/kg incluindo cerca de 71% de CH4 + cerca de29% de CO2.

Biogás: aproximadamente 2,744 m3/kg de ODS decomposto.

No presente processo de fermentação, taxas de decomposiçãomais altas da substância orgânica seca são possíveis, a alta taxa de reintro-dução (massa injetada) contribuindo substancialmente para isto. Cinqüentapor cento da massa em fermentação passará pelo processo duas vezes.Mas mesmo um fluxo contínuo normal de 10 dias assegura uma taxa de de-composição ideal da massa orgânica. O processo anaeróbico da presenteinvenção é completado em aproximadamente 6 a 10 dias. Assumindo umataxa de decomposição de aproximadamente 70% do ODS, 1.920 m3 de bio-gás por kg de ODS decomposto podem ser obtidos com este processo, obiogás contendo uma porcentagem de aproximadamente 68% - 74% de CH4que produzirão biogás com 7,1 kWh/m3.

Também deve ser mencionado que a carga de câmara de diges-tão é uma expressão adotada para fermentação pela tecnologia de trata-mento de esgoto. Ela somente tem um significado onde uma agitação e mis-tura acontece no reator e, portanto, é irrelevante para o presente processo.Valores de cerca de 6,0 - 6,5 kg de ODS/m3 de espaço de digestão não afe-tarão o processo de fermentação do presente método embora em processosde acordo com o estado da técnica valores máximos de aproximadamente1,5 kg de ODS/m3 de espaço de digestão a 2,5 kg de ODS/m3 de espaço dedigestão sejam citados.

A figura 4 mostra uma progressão da fermentação que é alcan-çada de forma segura pelo processo da presente invenção. A progressão dadecomposição da substância orgânica seca (ODS) mostrada nesta figura éalcançada de forma segura pelo processo da presente invenção.

A figura 5 mostra uma vista seccional transversal esquemáticade um trocador de calor do dispositivo de acordo com a figura 2. Na partecentral, o alojamento do trocador de calor 88 compreende se estendendouma parte de parede dupla 108 fornecida com as terminações 110, 112 ati-ladas na direção do lado de fora em ambos os lados. A parte de parede du-pla 108 é preferivelmente cilíndrica, e as terminações esquerda e direita 110,112 são de forma correspondente modeladas em funil, entretanto, alternati-vamente outras formas da seção transversal tais como, por exemplo, umaseção transversal retangular, também são possíveis. A parte de parede du-pla 108 do alojamento de trocador de calor é conectada às terminações es-querda e direita 110, 112 por meio de um flange 114 com furos em ambas asextremidades. A terminação direita 112 é fornecida com um bocal de tubo116 em seu flanco inferior, o dito bocal de tubo sendo conectável à bombade substrato fresco 92, por exemplo, por meio de um flange com furos. Aterminação esquerda 110 do alojamento de trocador de calor é fornecidacom um bocal de tubo 118 que é conectável à unidade de mistura 86, porexemplo, por meio de um flange com furos. O espaço da parte de parededupla 108 do alojamento de trocador de calor definido pela parede duplaserve como um espaço transportador de calor 120 fornecido com uma linhade alimentação 122 para introduzir um fluido quente, preferivelmente água, euma linha de descarga 124 para descarregar o fluido. O fluido que pode serpassado pelo espaço transportador de calor 120 pode ser, por exemplo, a-quecido em uma unidade de calor e energia combinados. A temperatura dofluido na linha de alimentação 122 é preferivelmente 80°C. A parte de pare-de dupla 108 forma assim um corpo de introdução de calor pelo qual o subs-trato orgânico fresco fornecido para o interior do trocador de calor 88 atravésdo bocai de tubo i i 6 e que pode ser descarregado airavés ao bocai de tubo118 depois de ter sido preaquecido pode ser preaquecido. A operação dotrocador de calor 88 em combinação com o sensor de temperatura 90 já foidescrita em conexão com a figura 2. Além disso, os três tubos transportado-res de calor de parede dupla 126 que são formados de maneira que umalinha de alimentação circunda uma linha de retorno são arranjados no interi-or do trocador de calor 88. Portanto, o mesmo fluido que é capaz de ser for-necido para o espaço transportador de calor 120 é capaz de ser fornecidoatravés de uma entrada 128 da linha de alimentação, o dito fluido passandopelo tubo transportador de calor 126 na linha de alimentação da esquerdapara a direita nò revestimento de tubo externo e sendo retornado para umasaída 130 da linha de retorno da esquerda para a direita na linha de retornona parte central do tubo transportador de calor 126 na extremidade esquerdado tubo transportador de calor 126. Os três tubos transportadores de calor126 assim também servem como um corpo de introdução de calor para pre-aquecer a substância presente no interior do trocador de calor 88 para prefe-rivelmente 35°C - 37°C. No lado direito os tubos transportadores de calor126 são fixados pela terminação direita 112 do alojamento de trocador decalor. No lado esquerdo os três tubos transportadores de calor 126 são fixa-dos por meio de um disco de suporte 132.

A figura 6 mostra uma vista seccional transversal esquemáticaao longo da linha I-I da figura 5. O disco de suporte 132 compreende as trêspalhetas 134 se estendendo a partir do centro para a periferia e fornecidasrespectivamente com um furo de acomodação arranjado centralmente 136.

Os furos de acomodação 136 são formados como furos encobertos e ser-vem para acomodar e suportar as extremidades esquerdas dos tubos trans-portadores de calor 126. Um furo formado no centro do disco de suporte 132também é formado como um furo encoberto e fornecido com um mancai 138de maneira que a extremidade esquerda de uma árvore 140 pode ser supor-tada no mesmo.Referindo-se de novo à figura 5, a árvore 140 se estende cen-tralmente no trocador de calor 88 na direção longitudinal do trocador de calor88. A parte da árvore Í40 se estendendo paraieia aos tubos transportadoresde calor 126 é fornecida com uma rosca. A extremidade direita da árvore140 é avançada para fora da terminação direita 112 do alojamento de troca-dor de calor e conectada a uma unidade de acionamento 142. Durante a o-peração do trocador de calor 88 a proteína floculará a partir de aproximada-mente 60°C durante o preaquecimento da biomassa viscosa no trocador decalor 88 e se depositará sobre as superfícies dos corpos de introdução decalor 108, 126. Para remover estes depósitos um dispositivo de limpeza 144é fornecido no trocador de calor 88. O dispositivo de limpeza 144 compreen-de um disco de limpeza 146 cujo diâmetro externo é de forma mínima menordo que o diâmetro interno da parte de parede dupla 108. Aqui a expressão"de forma mínima menor" significa que somente tanto de uma tolerância éfornecida entre os elementos, tal como exigido para um movimento relativode um em relação ao outro. Além disso, os três discos de limpeza 148 sãofornecidos, cada qual circundando um respectivo tubo transportador de calor126, e o diâmetro externo dos tubos transportadores de calor 126 sendo deforma mínima menor do que os diâmetros internos dos discos de limpeza148. O diâmetro externo dos discos de limpeza 148 e o diâmetro interno dodisco de limpeza 146 são dimensionados de maneira que uma distância éformada entre o diâmetro interno do disco de limpeza 146 e o diâmetro ex-terno dos discos de limpeza 148, assim como entre o diâmetro externo dosdiscos de limpeza 148 e a árvore 140 no estado montado. Os discos de Iim-peza 146 e 148 são arranjados entre os dois discos de suporte de limpeza150.

A figura 7 mostra uma vista seccional transversal esquemáticaao longo da linha Il-Il na figura 5. Os discos de suporte de limpeza têm umaparte na forma de anel cujo diâmetro externo é menor do que o diâmetrointerno da parte de parede dupla 108. Desta parte na forma de anel três pa-lhetas se estendem para dentro, com uma rosca correspondendo à rosca daárvore 140 sendo formada no ponto de interseção das três palhetas no cen-tro do disco de suporte de limpeza 150. Cada uma das três palhetas é forne-cida com uma seção na forma de anel disposta respectivamente no centro,isto é, nesta seção a paineia circunda um tubo transportador de caior 126em uma maneira semelhante a anel no estado montado. Neste caso o diâ-metro interno da dita parte semelhante a anel das palhetas é maior do que odiâmetro externo dos tubos transportadores de calor 126.

De novo se referindo à figura 5, os discos de limpeza 146 e 148são suportados e guiados pelos discos de suporte de limpeza 150 configura-dos tal como descrito anteriormente em ambos os lados.

Para remover depósitos dos corpos de introdução de calor 108,126, a unidade de acionamento 142 é acionada em uma direção (por exem-plo, por um motor elétrico girando no sentido dos ponteiros do relógio oucontrário ao sentido dos ponteiros do relógio) durante a operação do troca-dor de calor 88, de maneira que o dispositivo de limpeza total 144 é deslo-cado em uma direção pelo encaixe de rosca entre a árvore 140 e o disco desuporte de limpeza 150, uma vez que os tubos transportadores de calor 126impedem uma rotação do dispositivo de limpeza 144 juntamente com a árvo-re 140. Assim os discos de limpeza 146 escovam os tubos transportadoresde calor 126 e os discos de limpeza 148 o lado interno da parte de parededupla 108. Quando alcança uma restrição a unidade de acionamento 142 écomutada de maneira que a árvore 140 gira na direção de rotação oposta.

Assim o dispositivo de limpeza 144 é deslocado na direção oposta até queuma restrição seja alcançada de novo. A dita restrição pode ser um limite detempo, ou ela pode ser detectada por meio de sensores. A restrição corres-ponde substancialmente à extremidade direita e à esquerda dos tubos trans-portadores de calor 126, à extremidade direita e à esquerda da rosca da ár-vore 140 e à extremidade direita e à esquerda da parte de parede dupla 108.

Com o acionamento de árvore uma alternação do dispositivo de limpeza po-de ser alcançada pela qual os corpos de introdução de calor 108, 126 podemser libertados dos depósitos. Os depósitos raspados são introduzidos no flu-xo de substrato regular uma vez que eles são necessariamente empurradospara a terminação esquerda 110 do alojamento de trocador de calor e mistu-rados com o substrato durante cada ciclo de bombeamento. Além disso,uma mistura contínua do substrato fresco é alcançada pelo movimento devaivém ao dispositivo ae iimpeza 144, de maneira que um preaquecimentouniforme do substrato fresco é assegurado.

A terminação esquerda e a direita 110 e 112 podem ser removi-das da parte de parede dupla 108 com alguns movimentos de mão, de ma-neira que o trocador de calor 88 pode ser prontamente verificado pelo ladode dentro.

Como uma alternativa para a árvore 140, um cilindro acionadoeletro-hidraulicamente ou um cilindro acionado pneumaticamente tambémpode ser fornecido para deslocar o dispositivo de limpeza 144.

A figura 8 mostra uma representação esquemática de um de-senvolvimento adicional do dispositivo para gerar biogás de acordo com ainvenção. O dispositivo de acordo com a figura 8 difere do dispositivo descri-to anteriormente em que, além do mais, um gasômetro 152 é fornecido. Ogasômetro 152 circunda o reator de biogás 10 de maneira que somente aparte inferior 16 do alojamento externo permanece exposta. A saída do tubode descarga 40 é ligeiramente alongada neste desenvolvimento adicional demaneira que a saída pode ser avançada através do recipiente de gás 152.

Neste desenvolvimento adicional, o reservatório de líquido 66 é deslocadopara baixo de maneira que o reservatório de líquido 66 é disposto debaixodo recipiente de gás 152. O biogás gerado no reator de biogás 10 é descar-regado do reator de biogás e é guiado para o reservatório de líquido 66 atra-vés da linha de descarga de gás 64 se estendendo no recipiente de gás 152.

O biogás descarregado do reservatório de líquido 66 é fornecido para o ga-sômetro 152. O biogás pode ser extraído do armazenamento de gás 152 pormeio de uma linha de fornecimento de gás 154.

Como uma alternativa para a modalidade descrita é possível o-mitir o trocador de calor 88 no dispositivo para gerar biogás mostrado na fi-gura 2 e preaquecer o substrato fresco por meio de uma introdução de vapor.

Os recursos da invenção revelados na descrição anterior, nosdesenhos, assim como nas reivindicações podem ser importantes para arealização da invenção individualmente assim como em qualquer combinação.

Adicionalmente, o requerente reserva expressamente o direitopara reivindicar os seguintes itens dentro da estrutura da presente invenção:

Um trocador de calor para um sistema de biogás compreenden-do os corpos de introdução de calor 108, 126 para aquecer uma massa pre-sente no trocador de calor 88 por meio de um fluido espacialmente separa-do, o qual é caracterizado por um dispositivo de limpeza 144 que pode serdeslizado sobre os corpos de introdução de calor 108, 126 quando o troca-dor de calor 88 está fechado.

Um trocador de calor desenvolvido adicionalmente caracterizadoem que o dispositivo de limpeza 144 pode ser alternado por meio de um a-cionamento de árvore 140.

Um trocador de calor desenvolvido adicionalmente caracterizadoem que o corpo de introdução de calor 108, 126 é constituído por tubos deparede dupla em que a linha de alimentação circunda a linha de retorno ou alinha de retorno circunda a linha de alimentação.

Lista de Números:

10 reator de biogás 12 alojamento externo 14 parte superior do alojamento externo 16 parte inferior do alojamento externo 18 alojamento interno 20 câmara de carregamento 22 borda de transbordamento 24 parte inferior do reservatório interno 26 tubo interno 28 tubo de fluxo reverso 30 primeira câmara intermediária 32 segunda câmara intermediária 34 orifício de carregamento<table>table see original document page 34</column></row><table>100 eixo 102 tremonha 104 unidade de acionamento 106 deslizador 108 parte de parede dupla do alojamento de trocador de calor 110 terminação esquerda do alojamento de trocador de calor 112 terminação direita do alojamento de trocador de calor 114 flange com furos 116 bocal de tubo 118 bocal de tubo 120 espaço transportador de calor 122 linha de alimentação 124 linha dé descarga 126 tubo transportador de calor 128 entrada 130 saída 132 disco de suporte 134 palheta 136 furo de acomodação 138 mancai 140 árvore 142 unidade de acionamento 144 dispositivo de limpeza 146 disco de limpeza 148 disco de limpeza 150 disco de suporte de limpeza 152 gasômetro 154 linha de fornecimento de gás

Claims (22)

1. Dispositivo para gerar biogás a partir de materiais orgânicoscompreendendo um reator de biogás (iO) fornecido com uma câmara decarregamento (20) para ser carregada com os materiais orgânicos e um ca-nal de fluxo reverso (36) para descarregar pelo menos parcialmente os ma-teriais orgânicos do reator de biogás (10), caracterizado pelo fato de que oreator de biogás (10) compreende adicionalmente pelo menos uma câmaraintermediária (30), a câmara de carregamento (20), a pelo menos uma câ-mara intermediária (30) e o canal de fluxo reverso (36) formando, na ordemmencionada, partes de um caminho de fluxo para os materiais orgânicos quepodem ser passados somente em uma direção, uma de as duas partes su-cedendo cada outra respectivamente formando um caminho de fluxo ascen-dente, enquanto que a outra forma um caminho de fluxo descendente.

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a câmara de carregamento (20) compreende uma borda detransbordamento (22) por meio da qual a pelo menos uma câmara interme-diária (30) pode ser carregada com os materiais orgânicos provenientes dacâmara de carregamento (20).

3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que um total de pelo menos duas câmaras intermediárias (30,132) é fornecido, as câmaras intermediárias (30, 32) sendo conectadas emuma seção abaixo de um orifício de carregamento (34) do canal de fluxo re-verso (36) e acima da borda de transbordamento (22).

4. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações anteriores,caracterizado pelo fato de que as câmaras intermediárias (30, 32) são for-madas no interior de um reservatório interno semelhante a copo (18) arran-jado no interior do reator de biogás (10).

5. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações anteriores,caracterizado pelo fato de que um canal de descarga (42) se ramifica do ca-nal de fluxo reverso (36) de maneira que o canal de descarga (42) forma umtubo comunicante juntamente com o canal de fluxo reverso (36).

6. Dispositivo de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que a área seccional transversal da câmara de carregamento(20) é estreitada na área da borda de transbordamento (22).

7. Dispositivo de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de que o reator de biogás (10) compreende uma parte superior (14)afilada na direção do lado superior e em que a borda de transbordamento(22) se estende até a parte superior (14) em que a área seccional transver-sal da câmara de carregamento (20) é estreitada na área da borda de trans-bordamento (22).

8. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações anteriores,caracterizado pelo fato de que o reator de biogás (10) compreende uma par-te inferior (16) afilada na direção do fundo, um receptáculo (56) para sedi-mentos sendo formado na seção inferior da parte inferior (16) que, por umlado, é conectável opcionalmente ao interior do reator de biogás (10) e, poroutro lado, conectável opcionalmente ao ambiente do reator de biogás (10).

9. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações anteriores,caracterizado pelo fato de que uma linha de descarga de gás (64) é conec-tada na seção superior do reator de biogás por meio da qual uma pressãoconstante pode ser aplicada ao interior do reator de biogás (10).

10. Dispositivo de acordo com a reivindicação 9, caracterizadopelo fato de que, além disso, é fornecido um reservatório de líquido (66) quepode ser carregado com um líquido (76), a extremidade (78) da linha dedescarga de gás (64) avançando para fora do reator de biogás (10) sendodepositável no líquido (76) de maneira que a pressão no interior do reator debiogás (10) é ajustável por meio da profundidade de imersão no líquido (76).

11. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações anterio-res, caracterizado pelo fato de que, além disso, é fornecida uma unidade demistura (86) para carregar a câmara de carregamento (20) que é ajustadapara misturar novos materiais orgânicos e materiais orgânicos descarrega-dos do reator de biogás (10) por meio de um conduto de recirculação (36)em uma razão de substancialmente 1:1.

12. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações anterio-res, caracterizado pelo fato de que, além disso, é fornecido um trocador decalor (88) disposto a montante da câmara de carregamento (20) e ajustadopara preaquecer os materiais orgânicos a ser recém-fornecidos por meio deum fluido quente.

13. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações anterio-res, caracterizado pelo fato de que uma unidade de trituração (94) é forneci-da a montante da câmara de carregamento (20).

14. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações anterio-res, caracterizado pelo fato de que um gasômetro (152) é fornecido no qualbiogás gerado no reator de biogás (10) pode ser armazenado e que circundapelo menos parcialmente o reator de biogás (10).

15. Processo para gerar biogás compreendendo as etapas de:- carregar uma câmara de carregamento (20) de um reator debiogás (10) com substâncias orgânicas;- entregar unidirecionalmente os materiais orgânicos ao longodas partes formadas pela câmara de carregamento (20), por pelo menosuma câmara intermediária (30) e por um canal de fluxo reverso (36), duaspartes subseqüentes respectivamente formando um caminho de fluxo as-cendente e um caminho de fluxo descendente;- desgaseificar os materiais orgânicos por meio de uma exposi-ção temporária dos materiais orgânicos durante a transição entre as partes.

16. Processo de acordo com a reivindicação 15, caracterizadopelo fato de que as etapas de processo acontecendo dentro do reator debiogás (10) são executadas sem uma agitação ativa dos materiais orgânicos.

17. Processo de acordo com uma das reivindicações 15 ou 16,caracterizado pelo fato de que os materiais orgânicos recém-fornecidos sãopreaquecidos para 35°C - 37°C por meio de um trocador de calor (88) antesde serem colocados na câmara de carregamento (20).

18. Processo de acordo com uma das reivindicações 15 a 17,caracterizado pelo fato de que os materiais orgânicos com os quais a câma-ra de carregamento (20) é carregada são misturados a partir de materiaisorgânicos preaquecidos recém-fornecidos e materiais orgânicos descarrega-dos diretamente por meio do canal de fluxo reverso (36).

19. Processo de acordo com a reivindicação 18, caracterizadopelo fato de que a razão de mistura é 1:1.

20. Processo de acordo com uma das reivindicações 15 a 19,caracterizado pelo fato de que uma pressão interna é mantida constante nointerior do reator de biogás (10).

21.

Processo de acordo com uma das reivindicações 15 a 20,caracterizado pelo fato de que os materiais orgânicos podem ser colocadosna pelo menos uma câmara intermediária (30) a partir da câmara de carre-gamento (20) por meio de uma borda de transbordamento (22) da câmara decarregamento (20) e em que os materiais orgânicos são densificados na á-rea da borda de transbordamento (22) por meio de um estreitamento da áreaseccional transversal da câmara de carregamento (20).