Brevetto dottore Laigret

Processo per la produzione di idrocarburi gassosi e liquidi e prodotti ottenuti da questo processo.

Ecco il testo completo dell'unico brevetto rilasciato dal dottor Laigret relativo al suo lavoro sull'ottenimento di gas e olio dalla fermentazione batteriologica. Potete scaricare il testo nella sua forma originale in formato .pdf qui.

La presente invenzione riguarda un metodo per produrre idrocarburi gassosi e liquidi idrocarburi, specialmente greggi, da sostanze organiche per fermentazione.

La ricorrente ha infatti constatato che, in particolari condizioni ambientali, alcuni microrganismi erano in grado di provocare fermentazioni portando alla formazione di idrocarburi da sostanze organiche con rese quantitative o quasi quantitative. Ha inoltre scoperto che questi microrganismi erano in grado di svolgere la loro azione distruttiva di sostanze organiche con produzione di idrocarburi quasi indefinitamente senza un consumo apprezzabile di sostanze nutritive e senza degradazione dei catalizzatori impiegati.

I microrganismi specifici per la produzione di idrocarburi mediante il processo oggetto dell'invenzione appartengono alla categoria dei microbi anaerobici e più, in particolare alla classe dei bacillus perfringens. La preferenza è data al ceppo di bacillus perfringens identificato dal professor Weinberg e catalogato con il numero 5.029 nella collezione dell'Institut Pasteur di Parigi.

Affinché la fermentazione sia orientata alla produzione di idrocarburi, il richiedente ha riscontrato che era essenziale la presenza di iodio e silice, nel mezzo in cui lavora il bacillo; per comodità e senza dover collegare una teoria a questa scelta di termine, lo iodio e la silice saranno indicati globalmente come catalizzatori.

Il mezzo più conveniente e favorevole è un mezzo acquoso in cui lo iodio è presente in una quantità molto piccola, il contenuto ottimale di iodio essendo da circa 0,02 a 0,01 percento e la silice presente sotto forma di. un letto completamente allagato. Per ottenere fermentazioni rapide e attive è vantaggioso che l'altezza di questo letto rappresenti almeno un sesto di quella della vasca sopra il fondo del contenitore che la contiene.

La silice, per avere un'ampia azione superficiale, è preferibilmente allo stato molto suddiviso (grani o polvere ad esempio). È possibile utilizzare tutti i tipi di sabbie costituite essenzialmente da silice, ma Kieselgühr è particolarmente consigliato.

Per quanto riguarda lo iodio, può, ad esempio, essere introdotto nel mezzo sotto forma di un liquore iodio-ioduro come il liquore di Lugol.

Tra le sostanze organiche in grado di fornire idrocarburi sotto l'azione dei bacilli anaerobici, i sali solubili degli acidi alifatici, più in particolare i sali alcalini, compresi i sali di ammonio, nonché gli stessi acidi alifatici inferiori e gli alcoli alifatici inferiori, si sono rivelati particolarmente vantaggiosi e di facile lavorazione per la loro solubilità in acqua. Le sostanze in questione possono essere utilizzate singolarmente o sotto forma di miscele, in particolare miscele industriali o soluzioni industriali. Sali di acidi grassi superiori possono essere utilizzati in particolare sotto forma di saponi, come saponi commerciali, preparati con grassi vegetali o animali.

Pertanto, nella forma preferibilmente adottata in pratica, in particolare per ragioni di economia, il processo oggetto dell'invenzione consiste principalmente nel mantenere, in presenza di silice, le condizioni per effettuare una fermentazione anaerobico, una soluzione acquosa e neutra di una o più sostanze della categoria costituita da acidi alifatici inferiori, sali idrosolubili di acidi alifatici e alcoli alifatici inferiori, soluzione che contiene anche iodio , microbi della classe Bacillus perfringens e nutrienti per questi bacilli. Però. l'invenzione risiede, più in generale, nell'applicazione di questi microbi da sostanze organiche in presenza di silice e tracce di iodio.

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L'esecuzione di una fermentazione e lo svolgimento di questa fermentazione nelle condizioni richieste per l'anaerobiosi significa ovviamente che l'ambiente in cui avviene il processo deve essere ad una temperatura dell'ordine di 37 ° C e che la la presenza di aria è nociva. Per quanto riguarda la temperatura. La Richiedente ha riscontrato che è possibile operare a temperature di poco inferiori a 37 ° C senza arrecare gravi danni alla produzione di idrocarburi; è così che questa produzione è ancora buona a 30 ° C ma più lenta. Per escludere il più possibile l'aria, è conveniente operare in serbatoi chiusi da un coperchio provvisto di tubo di scarico del gas con rubinetto e riempire questi serbatoi di liquido fino al coperchio.

Nel normale funzionamento la fermentazione si riequilibra a neutralità (ph 7) ma se, accidentalmente, il mezzo diventa acido, è necessario ripristinare la neutralità, ad esempio aggiungendo soda o carbonato di sodio.

Per l'attuazione del processo è vantaggioso preparare prima una soluzione acquosa di nutrienti, aggiungere una coltura pura di bacilli oltre allo iodio, per posizionare il tutto nel contenitore o contenitori rivestiti con 'un letto di silice sterile, riempiendoli completamente. poi aggiungere le sostanze fermentabili che si rinnova man mano che si consumano.

La fermentazione, una volta avviata, viene così proseguita ininterrottamente senza necessità di rinnovare i nutrienti e catalizzatori, a patto, almeno, che si possa concludere da una prova di dieci mesi consecutivi di fermentazione.

Per mantenere il ceppo di bacillo scelto, la procedura viene eseguita nel modo ben noto ai batteriologi, ad esempio secondo il processo di subcoltura in agar Veillon o in provette a Y. Atrio. Quando si vuole inoculare un terreno destinato alla fermentazione, si può iniziare trapiantando il ceppo in brodo di glucosio al 2 per mille, mettere in forno a 37 ° C per 48 ore, controllare la purezza della coltura - regolare il pH a 7 e prendi 20 centimetri cubi di questo seme per un litro del mezzo che vuoi fermentare.

Come nutrienti possono essere utilizzate sostanze azotate di varia provenienza: macerazione di carne o pesce, decotti sterili di scarti animali, letame, ecc. Un mezzo particolarmente vantaggioso è l'acqua peptone al 10 per mille. Si consiglia di non superare il corrispondente contenuto di azoto altrimenti l'attività del fermento si ridurrà.

Quando gli acidi alifatici inferiori oi loro sali alcalini vengono sottoposti a fermentazione, l'idrocarburo che inizia a formarsi, dopo un certo tempo, e che poi viene prodotto in continuo è metano o principalmente metano. Per il buon funzionamento della fermentazione è vantaggioso utilizzare inizialmente come materiale fermentabile un sale alcalino di acido alifatico inferiore, che porta alla formazione, nel mezzo di reazione, di carbonato alcalino che successivamente svolge il ruolo di tampone. e l'operazione può essere proseguita con l'acido stesso non appena è iniziata la fermentazione del metano.

Quando si tratta di sottoporre alcoli alifatici inferiori o sali di acidi alifatici superiori (questi ultimi portano alla produzione di oli), è vantaggioso avviare preventivamente una fermentazione del metano, ad esempio mediante un formiato alcalino, e quindi procedere all'aggiunta di alcoli o sali di acidi superiori, facoltativamente con concomitante continuazione dell'aggiunta di acido o sale di acido alifatico inferiore.

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L'invenzione comprende, come nuovi prodotti industriali, miscele di idrocarburi gassosi e idrocarburi liquidi che possono essere preparati mediante il processo sopra definito. A causa della loro somiglianza nell'aspetto, nella costituzione e nelle proprietà agli oli naturali, le miscele di idrocarburi liquidi vengono qui indicate, per comodità, come oli.

Al fine di illustrare le modalità di attuazione del metodo oggetto dell'invenzione, verranno forniti di seguito alcuni esempi che, ovviamente, non sono in alcun modo limitativi.

Esempio 1

In un mezzo nutritivo e iodato, preparato come descritto sopra, il formiato di sodio viene introdotto ad una velocità da 4 a 8 parti in peso per 1000 parti in volume di questo mezzo, viene inoculato e portato a 37 ° C

Durante i primi tre giorni vengono rilasciati anidride carbonica e idrogeno.

Il volume di questa release è variabile: si tratta, in media, di 500 parti in volume per 1000 parti in volume di cuvée. La sua composizione varia anche in proporzioni abbastanza grandi, l'idrogeno potendo costituire dal 30 all'80% della miscela.

Dal quarto giorno, si osserva un periodo negativo durante il quale non emerge. Dura 8 giorni. Verso il decimo o dodicesimo giorno, appare una nuova release: si compone di anidride carbonica (media 50%) e il metano (media 50%). Sono stati raccolti, e per questa miscela combustibile gassoso, su parti medi 1000 in volume per partita di 1000.

Viene quindi installata la fermentazione del metano. Può essere mantenuto indefinitamente aggiungendo nuovo formiato o, più semplicemente, acido formico, poiché il mezzo viene tamponato spontaneamente con il carbonato risultante dalla decomposizione del formiato. Da questo momento si introducono da 2 a 4 parti in volume di acido formico al giorno e per 1000 parti in volume di cuvée; si verifica un ribollimento di anidride carbonica che viene lasciata libera e quindi si lascia proseguire la fermentazione. In questo modo è assicurata la camminata continua. La sua portata, molto regolare, è di 800 parti in volume di gas al giorno e per 1000 parti in volume di cuvée. Tuttavia la resa pratica è scarsa ridotta all'unità di peso della materia prima, non supera le 200 parti in volume di gas per parte in peso di acido formico e il gas, pur essendo un buon combustibile, contiene solo il 50% di e di metano.

La fermentazione dei soli formiati è di scarso interesse per il continuo mantenimento della produzione di metano, ma è utile per avviare quest'ultima e, in generale, per preparare il mezzo per altri tipi di fermentazione. Di conseguenza, in pratica, si consiglia di iniziare sempre con il solo formiato e poi procedere o ad aggiunte di alcool se si vuole continuare a produrre gas, oppure ad aggiunte di saponi se si desidera ottenere carburi liquidi. , come emerge dai seguenti esempi.

Esempio 2

In un mezzo in cui la fermentazione del metano è stata avviata in precedenza da una o più cariche successive di formiato, si aggiunge metanolo o etanolo alla velocità di una parte in volume al giorno e per 1000 parti in volume di cuvée. Questo volume di una parte è inteso per alcoli puri ma è ugualmente possibile utilizzare lo stesso volume di miscele di alcoli o i volumi corrispondenti di varie soluzioni alcoliche.

I risultati sono gli stessi indipendentemente dall'uso di alcol metilico o alcol etilico. Si ottiene un gas contenente dal 60 all'82% di metano; il resto è anidride carbonica, mai monossido di carbonio. Questo gas non è quindi tossico ed è facile rimuovere l'anidride carbonica da esso se lo si desidera.

Le seguenti linee guida evidenziano i valori dei rendimenti:

a. Una cuvée con una capacità di 1000 parti in volume è stata mantenuta dal 25 aprile al 4 maggio 1947, cioè per 10 giorni, aggiungendo alcol etilico. È stato utilizzato un totale di 6 parti in peso di alcol. La nave ha fornito 5430 parti in volume di gas.

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Portata media al giorno per le parti 1000 volumi d'epoca: parti 543 in volume di gas.

Produzione per parte in peso di alcol: 905 parti in volume.

b. Una cuvée con una capacità di 1000 parti in volume è stata mantenuta dal 31 marzo al 9 maggio 1947, cioè per 40 giorni, alternativamente con alcol metilico e alcol etilico. Sono state utilizzate in totale 41 parti in peso di alcoli. La nave ha fornito 29445 parti in volume di gas.

Portata media al giorno per 1.000 parti volunre epoca: 736 parti del volume.

Produzione per parte in peso di alcol: 718 parti in volume.

vs. Una cuvée con una capacità di 1000 parti in volume fu mantenuta dal 31 marzo al 7 agosto 1947, cioè per 130 giorni, mediante aggiunte di metanolo ed etanolo per un totale di 71 parti in peso di alcoli. Ha rilasciato 81425 parti in volume di gas.

Portata media al giorno per 1000 parti del volume d'epoca: 626 parti del volume.

Produzione per parte in peso di alcol: 1146 parti in volume.

Esempio 3

In un ambiente in cui la fermentazione del metano è stata preventivamente avviata con formiato. si continua ad aggiungere formiato ad una velocità da 2 a 3 parti in peso al giorno e per 1000 parti in volume della carica, e in aggiunta viene aggiunto ogni giorno un uguale peso di sodio o di potassio oleato. Per facilitare l'aggiunta del sapone, si preleva una certa quantità di terreno dal serbatoio, si scioglie il sapone al suo interno caldo, si fa bollire per alcuni minuti e si rimette nella vasca.

L'emissione di metano si ferma; per qualche giorno tutto ciò che viene rilasciato è anidride carbonica e poi finalmente niente. Nello stesso tempo vediamo formarsi sulla superficie del mezzo una zona di aspetto rossastro, con un limite inferiore inizialmente indeciso; quindi questa zona si condensa formando uno strato nettamente separato dal liquido acquoso sottostante, assume una tonalità mogano che si scurisce sempre di più e tende al nero.

Questo strato è costituito da petrolio greggio che viene facilmente raccolto per aspirazione o semplice decantazione.

Così, dal 5 giugno al 24 agosto 1947, un serbatoio ricevette, per 80 giorni, 224 parti in peso di acido formico e 208 parti in peso di normale sapone commerciale preparato con olio d'oliva. e cloruro di potassio. Si formano 197 parti in volume di grezzo che vengono sottoposte a distillazione frazionata.

È per cento ottenuto:
- 1 parte in volume a 100 gradi (acqua);
- 4 parti in volume da 100 a 200 gradi;
- 5 parti in volume da 200 a 300 gradi;
- 20 parti in volume di frazioni passanti tra 300 e 320 gradi;
- 30 parti in volume di frazioni che passano per 320 e 340 gradi
- infine 5 parti in volume di frazioni comprese tra 340 e 350 gradi.

A 350 gradi rimangono 35 parti in volume di pece nera che non viene distillata ma che brucia lasciando un sottile strato di coke residuo.

È conveniente operare a pressione atmosferica, ma non si esce dall'ambito dell'invenzione lavorando ad una pressione diversa.

Le proporzioni delle materie prime indicate negli esempi sono le proporzioni ottimali, ovviamente l'invenzione non si limita all'adozione di tali proporzioni ma se ci si discosta notevolmente da esse, in particolare se il 'chiaramente superiamo il doppio o se li riduciamo, i rendimenti diminuiscono.

Altro:
- Leggi il afferma Dr. Laigret
- Scarica il file brevetto "Produzione di idrocarburi liquidi e gassosi" in formato .pdf
- Il progetto Laigret

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