Ферментер для производства биогаза из органического материала

013653 Настоящее изобретение относится к ферментеру для производства биогаза из органического материала, как заявлено в ограничительной части п.1 формулы изобретения. Интерес к ферментерам для производства биогаза постоянно растет после того, как было начато публичное обсуждение возобновляемых источников энергии и стало поощряться их использование. Эти ферментеры известны по их применению в сельском хозяйстве и в муниципальных очистных сооружениях. Принцип действия этих ферментеров состоит в том, что органический материал собирается в закрытый контейнер и органические углеродистые соединения разлагаются под воздействием микроорганизмов с выделением газа метана, который собирается и используется для получения тепловой и/или электрической энергии. Полученная, таким образом, энергия является почти нейтральной по отношению к выбросам СО 2, так как двуокись углерода, выделяемая во время процесса сгорания, удаляется из атмосферы фотосинтезом растений. Хотя в прошлом для производства биогаза использовались почти исключительно органические отходы, примером которых являются шламы сточных вод, экскременты животных в сельском хозяйстве или древесные опилки, в последнее время для производства биогаза стали активно использовать сами сельскохозяйственные продукты, так как они имеют намного более высокую концентрацию органически связанного углерода и таким образом позволяют получить более высокий выход газа метана. Повышенный интерес к заменимым источникам энергии привел к концентрации внимания к этому способу производства энергии. Ниже будет описан процесс брожения для производства биогаза, который осуществляется без применения кислорода. Весь процесс брожения может быть разделен на несколько фаз. В первой фазе углеводы, жиры и протеины, существующие в сбраживаемом субстрате, преобразуются в углеводородные соединения низкого молекулярного веса (молекулы С 1-С 5) с помощью микроорганизмов, которые должны быть непременно анаэробными. В этом процессе углеводы последовательно разлагаются, чтобы выдать пропионовую или масляную кислоту и, соответственно, бутанол и жирные кислоты последовательно разлагаются по пути -окисления, чтобы выделить молекулы С 2, которые освобождаются в виде уксусной кислоты, а аминокислоты разлагаются двойным механизмом по реакции Стикланда, выделяя уксусную кислоту,аммиак и СО 2. Эти промежуточные продукты, в свою очередь, разлагаются, чтобы выдать уксусную кислоту на метаногенном субстрате (СН 3 СООН), водород (Н 2), угольную кислоту (Н 2 СО 3), муравьиную кислоту(НСООН) и метанол (СН 3 ОН). Эти метаногенные субстраты, в свою очередь, разлагаются формирующими метан (метаногенными) бактериями типа метанобактерий, этанобактерий, метаносарцин и метаноспирилл, которые обязательно являются анаэробными, выдают метан, двуокись углерода и воду в следующих реакциях: Более 70% метана получается посредством расщепления уксусной кислоты, т.е. по реакции 1. Так как брожение газа метана является смешанным процессом, в котором различные микроорганизмы являются активными в различных фазах, должны быть приняты во внимание различные условия активности всех участвующих микроорганизмов, чтобы получить максимальный выход продукта. Отметим, что условия, требуемые для деятельности метаногенных бактерий, являются решающими. Последнее требование - строго бескислородная окружающая среда из-за свойств микрофлоры, как исключительно анаэробных бактерий. Кроме того, они предпочитают слабощелочной коэффициент рН. Фактом, который важен в этом отношении, является то, что биологические системы, действующие в бескислородной среде, в принципе, стремятся к подкислению. Это происходит потому, что при отсутствии кислорода многие микроорганизмы переключаются на генерирование гликолитической энергии,производя таким образом большое количество кислотных метаболитов, например лактат, которые способствуют подкислению окружающей среды. При ферментации газа метана первая и вторая фазы производят кислотные метаболиты (уксусную кислоту, муравьиную кислоту), которые приводят к понижению коэффициента рН. С другой стороны, жидкий раствор является бескислородной системой с относительно высоким коэффициентом рН. Это делает жидкий раствор наиболее подходящим для создания условий, требуемых для метаногенных бактерий в биогазовом ферментере. Содержание твердых частиц не должно быть слишком низким, так как твердые частицы служат областью заселения и контакта для метаногенных бактерий, но оно также не должно быть слишком высоким. Было найдено, что наиболее приемлемым является содержание твердых частиц в диапазоне от 2 до 9%. Температура должна быть в диапазоне от 30 до 60 С. Следовательно, во многих случаях ферментер-1 013653 для получения биогаза требует регулирования температуры. Нагревательное оборудование, например теплообменники, установленные в ферментере, часто имеют относительно высокую температуру на своей поверхности. Поэтому сбраживаемый материал, который входит в контакт с нагревательным оборудованием, первоначально нагрет до температуры выше предпочтительного интервала температур и затем передает эту температуру окружающей среде. Хотя этот способ позволяет установить желательную температуру во всем объеме бродильного аппарата, повышенная температура в области нагревательного оборудования убивает метаногенные бактерии, которые заселили эту область, и поэтому понижает выход. Должно быть обеспечено хорошее смешивание для равномерной подачи питательных веществ и идеальное использование пространства, и нужно избегать любого увеличения концентрации ядовитых промежуточных продуктов. Это может также препятствовать формированию поверхностной пены, которая состоит из жиров и из свободных жирных кислот, и, во-первых, предотвращает дегазацию, и, вовторых, не является подходящим субстратом для метаногенезиса. Патент DE 19756485 раскрывает септический резервуар с мешалкой, служащий для использования сельскохозяйственных растений в производстве биогаза и в системе муниципальных очистных сооружений. Эта установка имеет круглый пол, впускной патрубок и мешалки, закрепленные на периферии септического резервуара и снабженные приводным валом. Каждая мешалка размещена в трубе септического резервуара под впускным патрубком. Вал мешалки предпочтительно устанавливается вертикально. Температура содержимого бродильного аппарата регулируется посредством нагрева его стенок. Субстрат,подвергаемый брожению, вводится в бродильный аппарат через впускной патрубок, расположенный в верхней части аппарата, тогда как истощенный бродильный материал находится в нижней части аппарата и откачивается насосной системой, расположенной под аппаратом, и этот материал направляется в хранилище остаточных продуктов брожения. По разным причинам описанный бродильный аппарат не создает идеальных условий для буйного роста метаногенных бактерий. Например, не предотвращается формирование поверхностной пены. Кроме того, система нагрева стенок приводит к нежеланным температурным перепадам, которые, как упомянуто выше, приводят к понижению активности бактерий около стенок. Кстати, то же самое относится к теплообменникам или системам нагрева, расположенным внутри бродильного аппарата. Кроме того, материал, удаляемый через разгрузочную систему в хранилище остатков брожения, не перестает бродить. Так как хранение остатков брожения вообще не создает условия управления процессом или не имеет никакого устройства для сбора газа, в нем теряется часть возможного выхода. Целью настоящего изобретения является создание ферментера, который может производить биогаз из органического материала и который обеспечивает более высокие выходы продукта по сравнению с известными аппаратами. Эта цель достигается путем использования особенностей настоящего устройства по независимому пункту формулы изобретения. Еще одной целью настоящего изобретения является создание процесса, который позволяет получать биогаз из органического материала и который обеспечивает более высокие выходы продукта по сравнению с известными процессами. Эта цель достигается, используя особенности настоящего процесса по независимому пункту формулы изобретения. Устройство по независимому пункту формулы изобретения включает ферментер для производства биогаза из органического материала, который имеет камеру брожения, в основном с круглой поверхностью основания для приема сбраживаемого материала, и средство наполнения, расположенное на периферии бродильной камеры и служащее для подачи сбраживаемого субстрата, и негерметичное хранилище газа, расположенное над камерой брожения и имеющее средство выпуска газа, и смесительное оборудование. Ферментер также имеет отстойную камеру с переточным ободком, а также насосное оборудование для непрерывного или периодического удаления сбраживаемого материала из камеры брожения в отстойную камеру. Конструкция отстойной камеры такова, что сбраживаемый материал, выведенный из камеры брожения, осаждается, и активная биомасса, т.е. живые микроорганизмы, в частности метанопродуцирующие бактерии, а также субстраты, подлежащие превращению при обмене веществ, в частности метаногенные субстраты, могут подниматься на поверхность, в то время как истощенный перебродивший материал (пассивная биомасса) в основном опускается на дно. Как описано ниже, на более поздней стадии это дает возможность восстановления активной биомассы и ее повторного ввода в процесс брожения, тогда как в известных аппаратах она удаляется вместе с полностью обработанным материалом в хранилище остатков брожения, где она не находит дальнейшего применения. Повторное использование биомассы в основном увеличивает выход продукта. В дополнение к этому, возврат активной биомассы в камеру брожения в основном сокращает период оптимизации растений при пуске. Растения, предназначенные для получения биогаза, в принципе требуют определенного времени для оптимизации. Причина заключается в том, что на растениях сначала должна быть создана устойчивая флора микроорганизмов. Возможность восстановления микроорганиз-2 013653 мов, оставшихся в перебродившем материале, удаленном из камеры брожения, значительно сокращает период, требуемый для создания устойчивой микрофлоры. Таким образом, снижается время, требуемое для достижения максимального выхода. Возможность возврата активной биомассы имеет еще одно преимущество: процесс брожения ускоряется, поскольку плотность заселения поверхности активными микроорганизмами в камере брожения может в основном поддерживаться на более высоком уровне. Таким образом, пропускная способность ферментера может быть увеличена. Ферментер по настоящему изобретению может выдерживать в основном более высокую нагрузку на единицу объема. Любой заметный излишек органических твердых частиц, составляющих нагрузку приблизительно от 1,5 до 2,0 кг м-3 d-1 в камере брожения, вообще считается нецелесообразным, поскольку более высокая нагрузка на единицу объема понижает выход. Однако возможна гораздо более высокая нагрузка на единицу объема при помощи устройств, используемых в ферментере по настоящему изобретению. Следовательно, ферментер по настоящему изобретению, во-первых, имеет лучший выход на тонну используемого материала и, во-вторых, обеспечивает более высокую пропускную способность на единицу времени. Эти два фактора делают существенный вклад в значительно улучшенную рентабельность ферментера по настоящему изобретению. Здесь, во-первых, желательно, чтобы сбраживаемый материал удалялся бы из нижней части камеры брожения. Эта процедура обеспечивает снижение содержания активной биомассы в перебродившем материале, удаляемом из камеры брожения. Во-вторых, желательно, чтобы сбраживаемый материал не загружался бы в отстойную камеру сверху, вместо этого он вводится в области ниже переточного ободка. Когда сбраживаемый материал введен в отстойную камеру, активная биомасса, которая скопилась в верхней части камеры, перемещается вверх и переливается через переточный ободок и, следовательно, может быть повторно введена в процесс брожения в камере брожения. В другом предпочтительном варианте устройства по настоящему изобретению камера брожения выполнена в виде кольцевого канала. Управление камерой брожения, выполненной таким образом, является технически легким. Могут использоваться соответствующие мешалки, чтобы создать легко управляемый движущийся по кругу поток материала и легко регулировать составом слоев осадка и пены. В одном наиболее предпочтительном варианте отстойная камера имеет в своей нижней части реактор с неподвижным слоем, состоящим из твердого материала. Этот твердый материал, например, может быть пористым материалом, например слоем, состоящим из гранул лавы или из частиц застывшей глины. Пластиковая матрица, например, состоящая из гранул пластмассы, также подходит для этой цели. Важным фактором этого реактора с неподвижным слоем является то, что он, во-первых, имеет направленную вниз проницаемость и, во-вторых, имеет большую внутреннюю площадь поверхности, обеспечивая таким образом население из максимального числа микроорганизмов. Реактор с неподвижным слоем последовательно получает истощенный перебродивший материал,загружаемый сверху, и обеспечивает контакт материала со своей внутренней поверхностью, плотно заселенной микроорганизмами. В то же время пропускная способность материала заметно уменьшается. Эта процедура может также сбраживать остатки органических углеродистых соединений, остающихся в материале, и выход ферментера по настоящему изобретению дополнительно увеличивается. Под реактором с неподвижным слоем предпочтительно размещается насос для удаления истощенного перебродившего материала. Этот материал может быть помещен в хранилище остатков брожения,если он был полностью истощен в процессе брожения, и поэтому фактически не имеет остаточных органических составных частей. Кроме того, его структура в основном более однородна, чем структура обычных остатков брожения, и его свойства также однородны, и сам материал является более плотным. Кроме того, материал меньше загрязнен пеной и осадками и поэтому он может, в частности, использоваться как удобрение. В одном наиболее предпочтительном варианте объем сбраживаемого материала, введенного в отстойную камеру, больше объема остаточного материала, удаленного из реактора с неподвижным слоем. При вводе сбраживаемого материала в отстойную камеру активная биомасса, которая находится в верхней части камеры, перемещается вверх и переливается через переточный ободок и поэтому может быть повторно введена в процесс брожения в камере брожения. Может использоваться коническая конструкция поверхности реактора с неподвижным слоем, чтобы достичь дальнейшего улучшения при выпуске активной биомассы в камеру брожения. Кроме того, особенно предпочтительно, чтобы отстойная камера была установлена в центре камеры брожения и точно так же в центре камеры брожения, выполненной в виде кольцевого канала. Эта конструкция имеет много преимуществ в смысле регулирования температуры, технологии устройства и технологии процесса. Однако, если желательно, или в случае необходимости, отстойная камера также может быть установлена за пределами камеры брожения. Смесительное оборудование предпочтительно устанавливается в периферийной области камеры-3 013653 брожения. Это оборудование обеспечивает получение кольцевого потока материала и высокую эффективность смешивания. Направление потока может быть полностью изменено на обратное с интервалами времени, которые могут быть относительно регулярными или относительно нерегулярными, например раз в сутки, чтобы предотвратить забивание системы и вызвать вторичное взвешивание отстоя. В силу относительно низкой плотности вышеупомянутые промежуточные продукты и метаногенные субстраты имеют тенденцию подниматься вверх в массу сбраживаемого материала и формировать слой пены. Таким образом, эти субстраты становятся недоступными для метаболизма указанных микроорганизмов, в частности метаногенных бактерий, что снижает выход ферментера. В одном наиболее предпочтительном варианте устройства по настоящему изобретению смесительное оборудование разработано таким образом, что оно всасывает материал с поверхности бродильной массы и перемещает его под углом вниз таким образом, что в области смесительного оборудования может быть получен сигмоидальный поток материала. Таким образом, предотвращается создание слоя пены, и промежуточные продукты и метаногенные субстраты передаются обратно в бродильную массу и вступают в контакт с микроорганизмами. Эта мера в основном увеличивает выход конечного продукта ферментера. Эта мера также способствует более быстрому достижению идеальных условий в ферментере и позволяет обеспечить более высокую нагрузку органических твердых частиц на единицу объема со всеми вышеупомянутыми преимуществами. Кроме того, это также обеспечивает эффективное брожение субстратов, которые демонстрируют заметную тенденцию формировать слои пены и которые трудно использовать в обычных ферментерах. Интересно отметить, что эти субстраты являются субстратами с очень высоким содержанием энергии,которые потенциально обещают очень высокий выход метана. Примерами таких субстратов являются субстраты с высоким содержанием жира, такими как рапсовый жмых, жирные отходы, плавающий жир или отходы пекарни. Потенциал формирования биогаза из этих субстратов лежит в диапазоне от 400 до 650 м 3 t-1, и поэтому они являются одними из наиболее предпочтительных субстратов. Хотя эти субстраты являются отходами, некоторые из них относительно дороги. Например, рапсовый жмых также используется для корма животных. Описанное устройство является первым, которое обеспечивает эффективное брожение субстратов и, таким образом, максимальное использование их потенциала для формирования биогаза, и, принимая во внимание высокую стоимость этих материалов, оно является первым устройством, которое обеспечивает рентабельность процесса получения биогаза из растений. Смесительное оборудование предпочтительно состоит из двух мешалок. Каждая из них имеет, например, привод, вал и двигатель с лопатками и каждая предпочтительно имеет переменную скорость вращения и регулируется по углу наклона, например по углу вала, относительно горизонтальной оси и/или вертикальной оси. Ось ориентации одной из этих двух мешалок направлена под углом вверх, и направление другой из них - под углом вниз, и ось ориентации каждой из этих двух мешалок проходит по разным сторонам центральной вертикальной оси камеры брожения. При таком устройстве можно легко создать сигмоидальный или круговой поток упомянутого материала в зоне смесительного оборудования. Кроме того, на периферийной части камеры брожения могут быть установлены отражатели, улучшающие управление потоком материала. Смесительное оборудование может также состоять из канала, идущего под углом на внутренней стороне внешней стенки камеры брожения, и может быть снабжено только одной мешалкой. Этот канал также способен создавать сигмоидальный или круговой поток материала в зоне смесительного оборудования. В одном наиболее предпочтительном варианте ферментера по настоящему изобретению ферментер включает систему регулирования температуры с тем, чтобы температура сбраживаемого материала в камере брожения могла бы быть установлена исключительно путем регулирования температуры субстрата, используемого для брожения и вводимого с помощью средства наполнения камеры брожения. Это требует не только оборудования для нагрева сбраживаемого субстрата, но также по меньшей мере одного термочувствительного элемента в камере брожения и соответствующей цепи управления. Этот тип регулирования температуры является весьма эффективным, поскольку управляемый по температуре материал, введенный в камеру брожения, немедленно распределяется по объему камеры и быстро передает свое тепло окружающей среде. Поскольку в сбраживаемом субстрате пока нет никаких метаногенных бактерий, он может быть также нагрет до температуры выше идеальной температуры для таких бактерий. Благодаря быстрому рассеиванию тепла в окружающей среде в ферментере метанопродуцирующие бактерии не испытывают никакого отрицательного воздействия. Кроме того, из-за хорошей удельной теплопроводности и эффективного смешивания даже лишь немного более высокая температура сбраживаемого субстрата достаточна для эффективного регулирования температуры ферментера, и снова по этой причине не должно быть никакого опасения, что метанопродуцирующие бактерии в ферментере будут подвержены неблагоприятному воздействию. Общий эффект сводится к быстрому и равномерному-4 013653 регулированию температуры сбраживаемого материала, и это дает преимущества в смысле стабильности процесса. Предпочтительно, чтобы средство для наполнения было бы установлено между этими двумя мешалками. Регулируемый по температуре сбраживаемый субстрат, таким образом, вводится в камеру брожения наиболее эффективно и быстро смешивается со сбраживаемым материалом, передавая его тепло окружающей среде. Это также обеспечивает возможность пастеризации или стерилизации сбраживаемого субстрата до его ввода в камеру брожения. После ввода в камеру брожения субстрат, таким образом, может быть быстро заселен метанопродуцирующими бактериями, в результате чего брожение усиливается и выход,соответственно, увеличивается. Кроме того, этот тип регулирования температуры не требует никакого дополнительного нагревательного оборудования или теплообменников в камере брожения и, таким образом, предотвращает вышеупомянутые отрицательные эффекты. Этот тип регулирования температуры также не требует наличия в камере брожения электрических цепей, которые могли бы привести к риску возгорания и взрыва. В других предпочтительных вариантах в отстойной камере имеется оборудование для предотвращения формирования поверхностной пены около переточного ободка. Это может быть, например, пневматическое оборудование, посредством которого воздух или сжатый биогаз вводится снизу в отстойную камеру. Поднимающиеся воздушные пузырьки вызывают распад поверхностной пены и заставляют активную биомассу переливаться через переточный ободок и возвращаться в камеру брожения. Упомянутое оборудование может также быть выполнено в виде скребкового конвейера. Хранилище газа ферментера по настоящему изобретению предпочтительно состоит из пленки, растянутой по открытой верхней стороне камеры брожения. Пленка находится в относительно слабо натянутом состоянии над камерой брожения до тех пор, пока не накопится большое количество газа, после чего она надувается произведенным газом. Сформированный газ может затем быть удален известным способом, используя известные устройства для удаления газа. Наиболее предпочтительно, чтобы ферментер имел крышу над хранилищем газа. Также предпочтительно, чтобы в камере брожения ферментера, хранилище газа и/или отстойной камере не было никакого электрического оборудования. Камера брожения, хранилище газа и/или отстойная камера могут также быть спроектированы в виде клетки Фарадея. Эти два условия нужны, чтобы предотвратить пожар и взрыв. С этой целью корпус ферментера может полностью состоять из токопроводящего металла (в частности, стали V4A) или неметаллического материала, к которому прикреплена сетка, состоящая из металлических проводников, например в виде проволочной сетки, окружающей материал корпуса. В другом предпочтительном варианте по настоящему изобретению ферментер имеет грязеотстойник на уровне пола камеры брожения. Неорганический материал, такой как песок, известь, камни и т.д.,может осаждаться в этом грязеотстойнике и затем может быть удален, например, при помощи шнекового конвейера. Обычное ежедневное количество осажденного материала, удаленного таким образом, равно 1-3%. Твердые частицы могут затем быть отделены от выгруженного материала, и жидкие составные части могут быть возвращены в камеру брожения. Также разработан процесс для производства биогаза из органического материала в ферментере. Этот процесс имеет следующие стадии:(a) ввод сбраживаемого субстрата через средство наполнения в камеру брожения, имеющую в основном круглую поверхность основания;(b) создание кругового потока материала в камере брожения с помощью смесительного оборудования;(c) создание и обслуживание анаэробной окружающей среды с коэффициентом рН, равным по меньшей мере 7, и поддержание температуры в диапазоне от мезофильного до термофильного уровня;(d) сбор в негерметичном хранилище полученного газа и непрерывное или периодическое удаление собранного газа и(e) непрерывное или периодическое удаление сбраженного материала из камеры брожения и его загрузку в отстойную камеру. Наиболее предпочтительно, чтобы коэффициент рН был в диапазоне от рН 7 до 8 включительно. Указанный выше мезофильный интервал температур охватывает температуры от 30 до 45 С включительно. С другой стороны, указанный термофильный интервал температур охватывает температуры от 42 до 60 С включительно. Наиболее предпочтительный интервал температур от 35 до 42 С включительно. Предпочтительно, чтобы поток материала имел в дополнение к компоненте кругового движения компонент движения, направленный вниз от поверхности бродильной массы. Также предпочтительно, чтобы в отстойной камере активная биомасса поднималась и опускалась в камере брожения, а пассивная биомасса опускалась на дно. Выражения "активная биомасса" и "пассивная биомасса" были определены выше. Пассивная биомасса предпочтительно входит в реактор с неподвижным слоем, выполненный из твердого пористого материала, где она продолжает бродить, в то время как остатки истощенного пере-5 013653 бродившего материала, который прошел через реактор с неподвижным слоем, предпочтительно удаляются непрерывно или периодически и отправляются в хранилище отходов. Наиболее предпочтительно, чтобы удаление сбраживаемого материала из камеры брожения и его ввод в отстойную камеру, а также удаление остатков истощенного перебродившего материала из реактора с неподвижным слоем происходило бы одновременно. Объем сбраживаемого материала, вводимого в отстойную камеру, предпочтительно больше объема остаточного материала, удаленного из реактора с неподвижным слоем. Когда сбраживаемый материал находится в отстойной камере, активная биомасса, которая поднялась вверх, достигает переточного ободка и может быть возвращена переливом через него в процесс брожения в камере брожения. Наиболее предпочтительно, чтобы объем сбраживаемого материала, введенного в отстойную камеру, был в два раза больше объема остаточного материала, удаляемого из реактора с неподвижным слоем. Кроме того, предпочтительно, чтобы формирование поверхностной пены у переточного ободка было предотвращено посредством инжекции сжатого воздуха или сжатого биогаза в отстойную камеру. Здесь, как вариант, формирование слоя пены у переточного ободка может быть предотвращено способом очистки с использованием соответствующего оборудования. Эта процедура также устраняет неблагоприятный эффект отложений или пены на работу реактора с неподвижным слоем. Сбраживаемый субстрат предпочтительно включает компоненты, выбранные из группы, состоящей из экскрементов и испражнений животных, биологических отходов, возобновляемого сырья и способных к брожению растений и частей растений. Экскременты и испражнения животных могут быть, например, в виде шлама, жидких отходов или навоза. Биологические отходы могут включать, например, остатки пищевых продуктов, остатки перегонки нефти, картофель или картофельные очистки, прессованный жмых масличных культур, отходы скотобоен и/или пищевые отходы, испорченные фрукты, овощи, птичий помет, съедобные жиры, масло и т.д. Возобновляемое сырье, например, может включать кукурузный силос, травяной силос, пшеницу, нарезанную сахарную свеклу, рапс и т.д. Ферментные растения и части растений включают, например, скошенную траву, отходы фуража, солому, кукурузную ботву и свекольную ботву. Жидкие отходы являются бескислородной системой с относительно высоким коэффициентом рН и по этой причине хорошо подходят для создания условий, требуемых для метанопроизводящих бактерий в ферментере для получения биогаза. Далее изобретение описывается на примере его реализации со ссылками на сопровождающие чертежи. На них показаны примеры вариантов изобретения, которые в любом случае не ограничивают объем изобретения, определяемый формулой изобретения. Фиг. 1 изображает поперечный разрез ферментера для производства биогаза из органического материала по настоящему изобретению; фиг. 2 и 3 - функциональные возможности ферментера, предназначенного для производства биогаза по настоящему изобретению; и фиг. 4 - перспективный вид ферментера по настоящему изобретению, иллюстрирующий путь потока сбраживаемого материала. На фиг. 1 представлен ферментер 10 по настоящему изобретению, предназначенный для производства биогаза из органического материала. Ферментер имеет камеру 11 брожения в основном с круглой поверхностью основания, причем эта камера служит для получения сбраживаемого материала (показано штриховой линией). Ферментер также имеет средство 12 наполнения, расположенное в периферийной части камеры брожения, для ввода сбраживаемого субстрата, и также имеет расположенное над камерой брожения негерметичное хранилище 13 газа со средством 14 выпуска газа. В периферийной зоне камеры брожения расположено смесительное оборудование 15, состоящее из двух мешалок 15 а, 15b, причем ось ориентации одной из них идет под углом вверх, а направление второй - под углом вниз. На фиг. 1 не видно, что ось ориентации каждой из этих двух мешалок проходит по разным сторонам центральной оси камеры 10, показанной пунктиром. Ферментер также имеет отстойную камеру 16 с переточным ободком и насосом 17 для непрерывного или периодического удаления сбраживаемого материала из камеры брожения и ввода его в отстойную камеру. Отстойная камера 16 установлена в средней части камеры 11 брожения, которая имеет в основном круглое основание и поэтому камера брожения была сконструирована в виде кольцевого канала. Отстойная камера имеет в своей нижней части реактор 18 с неподвижным слоем из твердого пористого материала, а также насосное оборудование 19 для удаления остатков истощенного перебродившего материала из реактора с неподвижным слоем. Ферментер также имеет оборудование 20 для регулирования температуры сбраживаемого субстрата, установленное в области средства 12 наполнения. Ферментер также имеет пневматическое оборудование 21 для инжекции сжатого воздуха в отстойную камеру 16 и крышу 23, под которой находится пленка 22, которая составляет верхнюю сторону хранилища газа. Ферментер также имеет желоб 24 для удаления шлама, расположенный в области основания камеры брожения.-6 013653 На фиг. 2 показаны различные функциональные возможности ферментера по настоящему изобретению. Сбраживаемый субстрат с температурой, заранее установленной с помощью оборудования 20 регулирования температуры, вводится в камеру 11 брожения через средство 12 наполнения. Сбраживаемый материал, находящийся в камере 11, размешивается с помощью смесительного оборудования 15, в результате чего создается движущийся по кругу поток материала. В той половине ферментера, которая показана на правой стороне от вертикальной оси, видно, что процесс брожения уже запущен, и сформированный биогаз поднимается вверх. На левой половине ферментера пленка 22 все еще провисает, тогда как на правой половине ферментера пленка уже раздута вверх и, в свою очередь, вытесняет воздух через выпускное отверстие в области средства выпуска газа. На фиг. 2 также показан слой пены 25, который состоит из промежуточных продуктов и из метаногенного субстрата, которые поднимаются в верхний слой бродильной массы, потому что их плотность является относительно низкой. Эти вещества становятся недоступными для метаболизма упомянутыми микроорганизмами, в частности метанопродуцирующими бактериями, и это снижает выход ферментера. На левой половине ферментера, показанного на фиг. 2, показано, что действие смесительного оборудования 15 приводит к созданию потока материала,направленного вниз. Этот поток разбивает слой пены и вытесняет материал, расположенный в пенистом слое, вниз, где этот материал усваивается указанными микроорганизмами. На фиг. 3 показано удаление сбраживаемого материала из камеры 11 брожения в отстойную камеру 16 с помощью насосной системы 17. Сбраживаемый материал удаляется из нижней части камеры брожения, когда содержание активной биомассы в нем уже значительно снижено, и этот материал вводится в отстойную камеру 16 в зоне ниже переточного ободка отстойной камеры 16, так что, когда сбраживаемый материал введен в отстойную камеру, слой пены 25, который находился в верхней части этой камеры, вытесняется наверх и переливается через переточный ободок. Активная биомасса, которая, в частности, включает микроорганизмы и метаногенные субстраты, таким образом, может быть восстановлена. Этот мера увеличивает выход продукта и способствует более быстрому достижению идеальных условий в ферментере. Кроме того, она может обеспечить более высокую нагрузку органических твердых частиц на единицу объема со всеми вытекающими отсюда преимуществами. С другой стороны, в основном истощенный перебродивший материал (пассивная биомасса) опускается на дно отстойной камеры 16 и поступает в реактор 18 с неподвижным слоем, который включает пористый материал, например подложку, состоящую из гранул лавы или из частиц застывшей глины. У этого материала имеется большая площадь внутренней поверхности, и это обеспечивает возможность заселения указанной площади микроорганизмами, которые обеспечивают полное брожение материала. Истощенный перебродивший материал удаляется из реактора с неподвижным слоем с помощью насосной системы 19. Объем сбраживаемого материала, введенного в отстойную камеру, предпочтительно превышает объем материала, удаленного из реактора с неподвижным слоем. Когда сбраживаемый материал вводится в отстойную камеру, активная биомасса, которая находится в верхней части, перемещается вверх, переливается через переточный ободок и, таким образом, может быть повторно введена в процесс брожения в камере брожения. Сжатый воздух вводится в отстойную камеру непрерывно или периодически с помощью линии 21 сжатого воздуха. Поднимающиеся вверх воздушные пузырьки разбивают поверхностную пену и заставляют активную биомассу переливаться через переточный ободок и возвращаться в камеру брожения. Не показанная на фиг. 3 коническая конструкция поверхности реактора с неподвижным слоем может также улучшить загрузку активной биомассы в камеру брожения. На фиг. 4 представлен перспективный вид ферментера 40 по настоящему изобретению с камерой 41 брожения, отстойной камерой 42 и смесительным оборудованием 43. Смесительное оборудование состоит из двух мешалок 43 а и 43b, ось ориентации одной из которых направлена под углом вверх, а ось ориентации другой мешалки направлена под углом вниз, при этом ось ориентации каждой из этих двух мешалок проходит с разных сторон центральной вертикальной оси камеры брожения. Эта процедура может создать поток материала, который в области смесительного оборудования сигмоидален, направлен вниз и проходит по кругу через камеру 41, выполненную в виде кольцевого канала. Эта процедура, во-первых,обеспечивает хорошее смешивание сбраживаемого материала и, во-вторых, предотвращает формирование слоя пены, благодаря чему промежуточные продукты и метаногенные субстраты передаются обратно в массу брожения и усваиваются микроорганизмами. Эта мера увеличивает выход, способствует более быстрому достижению идеальных условий в ферментере и, кроме того, позволяет увеличить нагрузку органических твердых частиц на единицу объема с вышеуказанными преимуществами. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Ферментер (10) для производства биогаза из органического материала, содержащий:(a) камеру (11) брожения в основном с круглой поверхностью основания для размещения в ней сбраживаемого материала;(b) средство (12) наполнения, расположенное в периферийной области камеры брожения и служа-7 013653 щее для подачи сбраживаемого субстрата;(c) негерметичное хранилище (13) газа, расположенное над камерой брожения и имеющее средство(f) насосную систему (17) для непрерывного или периодического удаления перебродившего материала из камеры брожения в отстойную камеру. 2. Ферментер по п.1, отличающийся тем, что камера брожения выполнена в виде кольцевого канала. 3. Ферментер по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что отстойная камера в своей нижней части имеет реактор с неподвижным слоем (18) из твердого материала. 4. Ферментер по п.3, отличающийся тем, что под реактором с неподвижным слоем расположен насос (19), предназначенный для удаления истощенного перебродившего материала. 5. Ферментер по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что отстойная камера расположена в центре камеры брожения. 6. Ферментер по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что в периферийной области камеры брожения установлено смесительное оборудование. 7. Ферментер по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что смесительное оборудование сконструировано таким образом, что оно всасывает материал с поверхности бродильной массы и направляет его под углом вниз с тем, чтобы создать в области смесительного оборудования сигмоидальный поток материала, который в противном случае проходит по окружности через камеру брожения. 8. Ферментер по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что смесительное оборудование состоит из двух мешалок (15 а, 15b). 9. Ферментер по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что смесительное оборудование является регулируемым по углу относительно горизонтальной оси и/или относительно вертикальной оси. 10. Ферментер по п.8, отличающийся тем, что ось ориентации одной из этих двух мешалок направлена под углом вверх и ось ориентации другой мешалки направлена под углом вниз, причем ось ориентации каждой из этих двух мешалок проходит с разных сторон центральной вертикальной оси камеры брожения. 11. Ферментер по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что ферментер имеет систему (20) регулирования температуры, настроенную таким образом, что температура сбраживаемого материала в камере брожения может быть установлена исключительно путем регулирования температуры субстрата, предназначенного для брожения и введенного с помощью средства наполнения камеры брожения. 12. Ферментер по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что средство наполнения установлено между этими двумя мешалками. 13. Ферментер по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он снабжен оборудованием для предотвращения формирования поверхностной пены, установленным около переточного ободка в отстойной камере. 14. Ферментер по п.13, отличающийся тем, что оборудование для предотвращения формирования поверхностной пены, установленное около переточного ободка, является пневматическим оборудованием (21). 15. Ферментер по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что пленка (22), растянутая над открытой верхней частью камеры брожения, определяет верхнюю сторону хранилища газа. 16. Ферментер по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что ферментер имеет крышу (23) над хранилищем газа. 17. Ферментер по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что в области камеры брожения, хранилища газа и/или отстойной камеры нет никакого электрического оборудования. 18. Ферментер по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что камера брожения, хранилище газа и/или отстойная камера выполнены по типу клетки Фарадея. 19. Ферментер по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что ферментер имеет сточный желоб (24), установленный на уровне пола камеры брожения. 20. Процесс для производства биогаза из органического материала в ферментере, содержащий следующие стадии:(a) ввод сбраживаемого субстрата через средство наполнения в камеру брожения, имеющую в основном круглую поверхность основания;(b) создание направленного по окружности потока материала в камере брожения с помощью смесительного оборудования;(c) создание и обслуживание анаэробной окружающей среды с коэффициентом рН, по меньшей мере равным 7, и поддержание температуры в диапазоне от мезофильного уровня до термофильного уровня;(d) сбор газа в негерметичное хранилище газа и непрерывное или периодическое удаление собран-8 013653 ного газа и(е) непрерывное или периодическое удаление сбраживаемого материала из камеры брожения в отстойную камеру. 21. Процесс по п.20, отличающийся тем, что поток материала в дополнение к направленному по окружности компоненту движения имеет компонент движения, направленный вниз от поверхности бродильной массы. 22. Процесс по любому из пп.20 и 21, отличающийся тем, что в отстойной камере активная биомасса поднимается вверх и возвращается в камеру брожения, тогда как пассивная биомасса опускается вниз. 23. Процесс по любому из пп.20-22, отличающийся тем, что пассивная биомасса поступает в реактор с неподвижным слоем из твердого пористого материала. 24. Процесс по любому из пп.20-23, отличающийся тем, что истощенный перебродивший остаточный материал, который прошел через реактор с неподвижным слоем, удаляется непрерывно или периодически для дальнейшего хранения. 25. Процесс по любому из пп.20-24, отличающийся тем, что удаление сбраживаемого материала из камеры брожения и его ввод в отстойную камеру и удаление истощенного перебродившего остаточного материала из реактора с неподвижным слоем происходит одновременно. 26. Процесс по любому из пп.20-25, отличающийся тем, что объем сбраживаемого материала, который вводится в отстойную камеру, больше объема остаточного материала, удаляемого из реактора с неподвижным слоем. 27. Процесс по любому из пп.20-26, отличающийся тем, что формирование поверхностной пены у переточного ободка предотвращается путем инжекции сжатого воздуха или сжатого биогаза в отстойную камеру. 28. Процесс по любому из пп.20-27, отличающийся тем, что сбраживаемый субстрат включает компоненты, выбранные из группы, включающей экскременты и испражнения животных, биологические отходы, возобновляемое сырье и способные к брожению растения и части растений.