Patent Doktor Laigret

Verfahren zur Herstellung von gasförmigen und flüssigen Kohlenwasserstoffen und Produkten, die durch dieses Verfahren erhalten werden.

Hier ist der vollständige Text des einzigen Patents, das Doktor Laigret für seine Arbeit zur Gewinnung von Gas und Öl aus bakteriologischer Fermentation erteilt hat. Sie können hier laden Sie den Text in seiner ursprünglichen Form in .pdf.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gasförmigen und flüssigen Kohlenwasserstoffen, Kohlenwasserstoffen, insbesondere Rohöle, aus organischen Stoffen durch Fermentation.

Die Anmelderin hat tatsächlich festgestellt, dass bestimmte Mikroorganismen unter bestimmten Umweltbedingungen eine Fermentation verursachen konnten, die zur Bildung von Kohlenwasserstoffen aus organischen Substanzen mit quantitativen oder nahezu quantitativen Ausbeuten führte. Er fand ferner heraus, dass diese Mikroorganismen in der Lage waren, ihre zerstörerische Wirkung organischer Substanzen unter Bildung von Kohlenwasserstoffen nahezu unbegrenzt ohne nennenswerten Nährstoffverbrauch und ohne Abbau der verwendeten Katalysatoren auszuführen.

Die Mikroorganismen, die für die Herstellung von Kohlenwasserstoffen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren spezifisch sind, gehören zur Kategorie der anaeroben Mikroben und insbesondere zur Klasse der Bacillus perfringens. Bevorzugt wird der von Professor Weinberg identifizierte und unter der Nummer 5.029 in der Sammlung des Institut Pasteur in Paris katalogisierte Bacillus perfringens-Stamm.

Damit sich die Fermentation an der Produktion von Kohlenwasserstoffen orientiert, hat der Anmelder festgestellt, dass das Vorhandensein von Jod und Kieselsäure in dem Medium, in dem der Bazillus wirkt, wesentlich war; Der Einfachheit halber und ohne eine Theorie mit dieser Wahl des Begriffs verknüpfen zu müssen, werden Jod und Siliciumdioxid global als Katalysatoren bezeichnet.

Das bequemste und günstigste Medium ist ein wässriges Medium, in dem Iod in einer sehr geringen Menge vorhanden ist, wobei der optimale Jodgehalt etwa 0,02 bis 0,01 Prozent beträgt und das Siliciumdioxid in Form von vorliegt. ein voll überflutetes Bett. Um eine schnelle und aktive Fermentation zu erhalten, ist es vorteilhaft, dass die Höhe dieses Bettes mindestens ein Sechstel der des Bades über dem Boden des Behälters darstellt, der es enthält.

Das Siliciumdioxid befindet sich vorzugsweise im sehr geteilten Zustand (z. B. Körner oder Pulver), um eine große Oberflächenwirkung zu haben. Es können alle Arten von Sanden verwendet werden, die im Wesentlichen aus Kieselsäure bestehen. Kieselgühr wird jedoch besonders empfohlen.

Das Jod kann beispielsweise in Form einer Jod-Jodid-Flotte wie der Lugol-Flotte in das Medium eingeführt werden.

Unter den organischen Substanzen, die Kohlenwasserstoffe unter Einwirkung von anaeroben Bazillen liefern können, befinden sich die löslichen Salze aliphatischer Säuren, insbesondere die Alkalisalze, einschließlich Ammoniumsalze, sowie die niederen aliphatischen Säuren selbst und Alkohole Niedrigere Aliphate haben sich aufgrund ihrer Löslichkeit in Wasser als besonders vorteilhaft und einfach zu verwenden erwiesen. Die fraglichen Substanzen können entweder einzeln oder in Form von Gemischen, insbesondere Industriemischungen oder Industrielösungen, verwendet werden. Salze mit höheren Fettsäuren können insbesondere in Form von Seifen wie handelsüblichen Seifen verwendet werden, die aus pflanzlichen oder tierischen Fetten hergestellt werden.

Somit besteht in der Form, die vorzugsweise aus wirtschaftlichen Gründen vorzugsweise in der Praxis angewendet wird, das erfindungsgemäße Verfahren hauptsächlich darin, in Gegenwart von Siliciumdioxid die Bedingungen für die Durchführung einer Fermentation aufrechtzuerhalten anaerob, eine wässrige und neutrale Lösung einer oder mehrerer Substanzen der Kategorie, bestehend aus niederen aliphatischen Säuren, wasserlöslichen Salzen aliphatischer Säuren und niederen aliphatischen Alkoholen, Lösung, die auch Jod enthält , Mikroben der Bacillus perfringens-Klasse und Nährstoffe für diese Bazillen. Jedoch. Die Erfindung beruht allgemeiner auf der Anwendung dieser Mikroben aus organischen Substanzen in Gegenwart von Siliciumdioxid und Spuren von Iod.

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Die Durchführung einer Fermentation und die Durchführung dieser Fermentation unter den für die Anaerobiose erforderlichen Bedingungen bedeutet offensichtlich, dass die Umgebung, in der der Prozess stattfindet, eine Temperatur in der Größenordnung von 37 ° C haben muss und dass die Luft ist schädlich. In Bezug auf die Temperatur. Die Anmelderin hat festgestellt, dass es möglich ist, bei Temperaturen unter 37 ° C zu arbeiten, ohne die Produktion von Kohlenwasserstoffen ernsthaft zu schädigen. So ist diese Produktion bei 30 ° C immer noch gut, aber langsamer. Um Luft so weit wie möglich auszuschließen, ist es zweckmäßig, in Tanks zu arbeiten, die durch einen Deckel mit einem Gasablassrohr mit Ventil verschlossen sind, und diese Tanks bis zum Deckel mit Flüssigkeit zu füllen.

Im Normalbetrieb gleicht sich die Fermentation zur Neutralität aus (pH 7). Wenn das Medium jedoch versehentlich sauer wird, muss die Neutralität wiederhergestellt werden, beispielsweise durch Zugabe von Soda oder Natriumcarbonat.

Für die Durchführung des Verfahrens ist es vorteilhaft, zuerst eine wässrige Nährstofflösung herzustellen, eine Reinkultur von Bazillen sowie Jod hinzuzufügen, um das Ganze in den Behälter oder die damit ausgekleideten Behälter zu geben 'ein steriles Silikabett, das sie vollständig füllt. dann die fermentierbaren Substanzen hinzufügen, die man erneuert, wenn sie verbraucht werden.

Die einmal begonnene Fermentation wird somit kontinuierlich fortgesetzt, ohne dass die Nährstoffe und Katalysatoren erneuert werden müssen, vorausgesetzt, man kann zumindest aus einem Test von zehn aufeinanderfolgenden Monaten der Fermentation schließen.

Um den gewählten Bazillusstamm aufrechtzuerhalten, wird das Verfahren auf die den Bakteriologen bekannte Weise durchgeführt, beispielsweise gemäß der Methode der Subkultur in Veillon-Agar oder in Y-Röhrchen. Empfangshalle. Wenn Sie ein für die Fermentation vorgesehenes Medium beimpfen möchten, können Sie zunächst den Stamm mit 2 Promille in Glukosebrühe umpflanzen, 37 Stunden bei 48 ° C in einen Ofen stellen und die Reinheit der Kultur überprüfen - den pH-Wert auf 7 einstellen und nehmen Sie 20 Kubikzentimeter dieses Samens für einen Liter des Mediums, das Sie fermentieren möchten.

Stickstoffhaltige Substanzen aus verschiedenen Quellen können als Nährstoffe verwendet werden: Mazeration von Fleisch oder Fisch, steriles Abkochen von tierischen Abfällen, Gülle usw. Ein besonders vorteilhaftes Medium ist Peptonwasser mit 10 Promille. Es wird empfohlen, den entsprechenden Stickstoffgehalt nicht zu überschreiten, da sonst die Aktivität des Ferments abnimmt.

Wenn niedere aliphatische Säuren oder deren Alkalisalze fermentiert werden, ist der Kohlenwasserstoff, der sich nach einer bestimmten Zeit zu bilden beginnt und der dann kontinuierlich produziert wird, Methan oder hauptsächlich Methan. Für das ordnungsgemäße Funktionieren der Fermentation ist es vorteilhaft, zunächst ein alkalisches Salz der niederen aliphatischen Säure als fermentierbares Material zu verwenden, was zur Bildung von alkalischem Carbonat im Reaktionsmedium führt, das anschließend die Rolle des Puffers spielt. und der Vorgang kann mit der Säure selbst fortgesetzt werden, sobald die Methangärung begonnen hat.

Wenn es darum geht, niederen aliphatischen Alkoholen oder Salzen höherer aliphatischer Säuren (letztere führen zur Herstellung von Ölen) zu unterziehen, ist es vorteilhaft, vorher eine Methangärung einzuleiten, beispielsweise mittels a Alkaliformiat und dann zur Zugabe von Alkoholen oder Salzen höherer Säuren, gegebenenfalls unter gleichzeitiger Fortsetzung der Zugabe von Säure oder Salz niedrigerer aliphatischer Säure.

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Die Erfindung umfasst als neue Industrieprodukte Gemische von gasförmigen Kohlenwasserstoffen und flüssigen Kohlenwasserstoffen, die nach dem oben definierten Verfahren hergestellt werden können. Aufgrund ihrer Ähnlichkeit in Aussehen, Zusammensetzung und Eigenschaften mit natürlichen Ölen werden Gemische von flüssigen Kohlenwasserstoffen hier der Einfachheit halber als Öle bezeichnet.

Um die Art und Weise der Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens zu veranschaulichen, werden nachfolgend einige Beispiele angegeben, die natürlich in keiner Weise einschränkend sind.

Beispiel 1

In ein Nährstoff- und Jodmedium, das wie oben beschrieben hergestellt wurde, wird Natriumformiat mit einer Geschwindigkeit von 4 bis 8 Gewichtsteilen pro 1000 Volumenteile dieses Mediums eingeführt, inokuliert und auf 37 gebracht ° C.

Während der ersten drei Tage werden Kohlendioxid und Wasserstoff freigesetzt.

Das Volumen dieser Version ist variabel: Es beträgt durchschnittlich 500 Volumenteile für 1000 Volumenteile Cuvée. Seine Zusammensetzung variiert auch in ziemlich großen Anteilen, wobei der Wasserstoff 30 bis 80 Prozent der Mischung ausmachen kann.

Ab dem vierten Tag wird eine negative Periode beobachtet während der nichts auftaucht. Es dauert 8 Tage. Gegen zehnten oder zwölften Tag, eine neue Version erscheint: Es besteht aus Kohlendioxid (durchschnittlich 50%) und Methan (durchschnittlich 50%). Wurden gesammelt, und für dieses gasförmigen Kraftstoffmischung, im Durchschnitt 1000 Volumenteilen pro Charge 1000.

Die Methangärung wird dann installiert. Es kann durch Zugabe von neuem Formiat oder einfacher Ameisensäure auf unbestimmte Zeit aufrechterhalten werden, da das Medium spontan mit dem Carbonat gepuffert wird, das aus der Zersetzung des Formiats resultiert. Von diesem Moment an werden 2 bis 4 Volumenteile Ameisensäure pro Tag und 1000 Volumenteile Cuvée eingeführt; Es sprudelt Kohlendioxid, das frei austreten kann, und dann kann die Fermentation fortgesetzt werden. Kontinuierliches Gehen ist auf diese Weise gewährleistet. Die sehr regelmäßige Durchflussrate beträgt 800 Volumenteile Gas pro Tag und 1000 Volumenteile Cuvée. Die praktische Ausbeute ist jedoch schlecht auf die Gewichtseinheit des Rohmaterials reduziert, sie überschreitet nicht 200 Volumenteile Gas pro Gewichtsteil Ameisensäure und das Gas enthält, obwohl es ein guter Brennstoff ist, nur 50% e von Methan.

Die Fermentation von Formiaten allein ist für die weitere Aufrechterhaltung der Methanproduktion von geringem Interesse, ist jedoch nützlich, um letztere zu initiieren und im Allgemeinen das Medium für andere Arten der Fermentation vorzubereiten. In der Praxis wird daher empfohlen, immer nur mit dem Formiat zu beginnen und dann entweder mit der Zugabe von Alkohol fortzufahren, wenn man weiterhin Gas produzieren möchte, oder mit der Zugabe von Seifen, wenn man flüssige Carbide erhalten möchte. , wie aus den folgenden Beispielen hervorgeht.

Beispiel 2

In einem Medium, in dem die Methangärung zuvor durch eine oder mehrere aufeinanderfolgende Formiatladungen eingeleitet wurde, wird Methanol oder Ethanol mit einer Menge von einem Volumenteil pro Tag und 1000 Volumenteilen Cuvée zugesetzt. Dieses Volumen eines Teils ist für reine Alkohole zu verstehen, es ist jedoch ebenso möglich, das gleiche Volumen von Alkoholgemischen oder die entsprechenden Volumina verschiedener alkoholischer Lösungen zu verwenden.

Die Ergebnisse sind gleich, unabhängig davon, ob Methylalkohol oder Ethylalkohol verwendet wird. Man erhält ein Gas, das 60 bis 82 Prozent Methan enthält; Der Rest ist Kohlendioxid, niemals Kohlenmonoxid. Dieses Gas ist daher nicht toxisch und es ist leicht, Kohlendioxid daraus zu entfernen, falls dies gewünscht wird.

Die folgenden Richtlinien beleuchten die Werte ergibt:

beim. Eine Cuvée mit einer Kapazität von 1000 Volumenteilen wurde vom 25. April bis 4. Mai 1947, d. H. 10 Tage lang, durch Zugabe von Ethylalkohol aufrechterhalten. Insgesamt wurden 6 Gewichtsteile Alkohol verwendet. Das Schiff lieferte 5430 Volumenteile Gas.

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Durchschnittlich fließen pro Tag 1000 Teile Jahrgang Volumen: 543 Volumenteile Gas.

Produktion pro Gewichtsteil Alkohol: 905 Volumenteile.

b. Eine Cuvée mit einer Kapazität von 1000 Volumenteilen wurde vom 31. März bis 9. Mai 1947, d. H. 40 Tage lang, abwechselnd mit Methylalkohol und Ethylalkohol, aufrechterhalten. Insgesamt wurden 41 Gewichtsteile Alkohole verwendet. Das Schiff lieferte 29445 Volumenteile Gas.

Durchschnittlich fließen pro Tag 1.000 Teile Jahrgang volunre: 736 Volumenteile.

Produktion pro Gewichtsteil Alkohol: 718 Volumenteile.

vs. Eine Cuvée mit einer Kapazität von 1000 Volumenteilen wurde vom 31. März bis 7. August 1947, dh 130 Tage lang, durch Zugabe von Methanol und Ethanol, was insgesamt 71 Gewichtsteilen Alkohol entspricht, aufrechterhalten. Es wurden 81425 Volumenteile Gas freigesetzt.

Durchschnittlich fließen pro Tag 1000 Teile Jahrgang Volumen: 626 Volumenteile.

Produktion pro Gewichtsteil Alkohol: 1146 Volumenteile.

Beispiel 3

In einer Umgebung, in der die Methangärung zuvor mit Formiat eingeleitet wurde. Formiat wird weiterhin mit einer Menge von 2 bis 3 Gewichtsteilen pro Tag und pro 1000 Volumenteile der Charge zugesetzt, und zusätzlich wird jeden Tag ein gleiches Gewicht Natrium- oder Kaliumoleat zugegeben. Um die Zugabe der Seife zu erleichtern, wird eine bestimmte Menge des Mediums aus dem Tank entnommen, die Seife darin heiß gelöst, einige Minuten gekocht und in den Tank zurückgeführt.

Die Freisetzung von Methan stoppt; Für einige Tage wird nur Kohlendioxid freigesetzt und dann wird schließlich nichts mehr freigesetzt. Gleichzeitig sehen wir auf der Oberfläche des Mediums eine Zone mit rötlichem Aussehen, deren Untergrenze zunächst unentschlossen ist; dann kondensiert diese Zone, um eine Schicht zu bilden, die klar von der darunter liegenden wässrigen Flüssigkeit getrennt ist. Sie nimmt einen Mahagonifarbton an, der immer dunkler wird und zu Schwarz tendiert.

Diese Schicht besteht aus Rohöl, das leicht durch Absaugen oder einfaches Dekantieren gesammelt werden kann.

So erhielt ein Tank vom 5. Juni bis 24. August 1947 80 Tage lang 224 Gewichtsteile Ameisensäure und 208 Gewichtsteile gewöhnliche handelsübliche Seife, hergestellt mit Olivenöl. und Kali. Es entstehen 197 Volumenteile Rohöl, die einer fraktionierten Destillation unterzogen werden.

Erhalten Prozent:
- 1 Volumenteil bei 100 Grad (Wasser);
- 4 Volumenteile von 100 bis 200 Grad;
- 5 Volumenteile von 200 bis 300 Grad;
- 20 Volumenteile Fraktionen zwischen 300 und 320 Grad;
- 30 Volumenteile der Fraktionen, die zwischen 320 und 340 Grad liegen
- schließlich 5 Volumenteile Fraktionen zwischen 340 und 350 Grad.

Bei 350 Grad verbleiben 35 Volumenteile eines schwarzen Peches, das nicht destilliert wird, sondern brennt und eine dünne Schicht Restkoks hinterlässt.

Es ist zweckmäßig, bei atmosphärischem Druck zu arbeiten, aber man weicht nicht vom Umfang der Erfindung ab, indem man bei einem anderen Druck arbeitet.

Die in den Beispielen angegebenen Anteile an Rohmaterialien sind natürlich die optimalen Anteile. Die Erfindung ist natürlich nicht auf die Annahme solcher Anteile beschränkt, sondern wenn man insbesondere von diesen abweicht, insbesondere wenn die 'Wir überschreiten deutlich das Doppelte oder wenn wir sie reduzieren, sinken die Renditen.

Mehr:
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- Das Projekt Laigret

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