Винтовые погружные мешалки в ферментаторах биогазовой установки

Для круглых ферментаторов, для которых соотношение диаметр-высота составляет более чем 2:1 и объем около 1 000 м³, в последние годы себя очень хорошо зарекомендоваливинтовые погружные мешалки (Изобр. 4.38, 4.39). Электродвигатель, находящийся в водонепроницаемой оболочке мощностью 2,5-25 кВт (в зависимости от размера резервуара) двигает пропеллер. Пропеллер в зависимости от своего расположения вырабатывает течение в горизонтальном или вертикальном направлении.

Удобным для избежания образования плавающих корок и осадка является возможность менять высоту расположения мешалки. В качестве направляющей служит прямоугольная труба. Если мешалка не должна поворачиваться вокруг вертикальной оси, то для газонепроницаемой изоляции будет достаточно трубы, нижний конец которой погружается в навоз и по которой проводят кабель и трос к мешалке.

Она будет надежно предохранять проводку (Изобр. 4.38 а). Для мешалки, которая будет поворачиваться в стороны, трос направляется роликами. Кроме того на подвижной опоре необходимо установить погружной сосуд, который наполняется водой и уплотняет подвижную обсадную трубку и неподвижный штатив (сравн. Изобр. 4.38, 4.39). Следует также учитывать, что погружные моторы можно использовать при температурном режиме до 40˚С, поскольку в противном случае они не будут в достаточной степени охлаждаться. Мешалки с погружными двигателями с прямым электроприводом работают с высоким числом оборотов до 1500 об/мин и поэтому преимущественно пригодны для резервуаров в которых бродит исключительно один навоз, либо для работы в дображивателях либо лагунах, где уже произошло существенное разложение сухого вещества.

Если они все-таки используются в ферментаторах с соответствующим соотношением резервуар-диаметр и для которых применяются возобновляемые источники сыръя, то лучше всего устанавливать два устройства, которые монтируются в противоположных концах друг против друга. Кроме того с целью предотвращения образования осадка можно установить дополнительно еще третью мешалку.

Диаметр ротора двух- либо трехлопастных мешалок зависит преимущественно от числа оборотов и пребывает в пределах 300-700 мм. Кроме винтовых погружных мешалок с электрическим приводом, применяются также пропеллерные мешалки с тяговым приводом.

Для того чтобы перемешивать при помощи винтовых погружных мешалок субстраты с высоким содержанием СВ, компании предлагают двухлопастные мешалки с диаметром ротора 1000-1600 мм, которые работают с числом оборотов 0-160 либо 0-100 об/мин (Изобр. 4.40). Для привода устанавливают гидравлический аггрегат с двигателем на 15 кВт.

Похожую функцию как и винтовые погружные мешалки выполняют поворачиваемые штативные миксеры (Изобр. 4.41), которые вводят либо через перекрытие резервуара, либо через стену. В этом случае двигатель находится снаружи и через удлиненный вал приводит в движение пропеллер. Эти мешалки в отличие от винтовых погружных мешалок могут работать при температуре субстрата существенно выше 40˚С. Для вязких, содержащих волокна субстратов следует обратить внимание на то, чтобы мешалка могла поворачиваться не только в вертикальном, но и горизонтальном направлении. Штативные миксеры могут быть также оснащены режущими устройствами для измельчения волокон. Для этого применяют либо пропеллеры с наваренными зубцами (наплавленный валик) или специальные, серповидные режущие устройства, устанавливаемые дополнительно кроме пропеллеров на валу мешалки. Режущие устройства не только рыхлят субстрат в ферментаторе, но также измельчают и разрежают твердый навоз в резервуаре предварительного хранения.

Централизованно с верху перемешивают преимущественно в ферментаторах с объемом свыше 1000 м³ и соотношением диаметр-высота около 1:1,2. Электромотор и коробка передач в этом случаэ располагаются снаружи. В зависимости от геометрической формы резервуара и субстрата, на ось устанавливают одну либо более лопастей. В отличии от названных выше ферментаторов, в которых перемешивание происходит преимущественно в горизонтальном направлении, такие мешалки производят перемешивание в направлении с верху в низ.

Весловые мешалки (низкооборотные) как правило имеют число оборотов менее 40 об/мин и рассчитаны на режим работы в длительных интервалах. Лопасти имеют размах от 1 до 2 м, а иногда и более. Специфическая общая потребляемая мощность составляет ок. 0,1 кВт/м³ объема ферментатора – если объем от 100 м³, то это сравнительно немного. Бродильный субстрат должен постоянно поддерживаться в гомогенном состоянии. Из-за этого отпадает необходимость в дополнительной производительности мешалки по разрушению образовавшихся расслоений. Мешалки, применяемые централизованно сверху, которые были разработаны компанией „Krieg&Fischer” можно вынимать даже если ферментатор заполнен.

Мешалки ферментатора с целью оптимизации энергопотребления должны быть приведены в соответствие с геометрической формой резервуара и особенностям субстрата. Для субстратов с ярко выраженной склонностью к расслоению лучше всего подходят централизованные вмонтированные в перекрытие штативные миксеры, расчитанные на длительные цыклы работы (низкооборотные мешалки) по сравнению с погружными мешалками (как правило высокооборотные). Энергопотребление в отдельных случаях будет также существенно ниже.

Мотовилочные мешалки также работают на механике, но с вертикальным, эксцентрично расположенным валом. Во избежание образования или с целью разрушения осадочных слоев и плавающих корок они по большому счету не достаточно эффективны, по сравнению с описанными ранее весловыми мешалками и поэтому едва находят себе применение на сегодняшний день.