Устройства для перемешивания субстрата
Постоянное равномерное распределение и переориентировка жидкости и находящихся в ней твердых веществ, различающихся по размеру, форме и плотности, служат предпосылкой беспрепятственного и эффективного протекания процесса брожения.
Механические перемешивающие устройства
Применение вращающихся перемешивающих устройств предъявляет высокие требования к форме реактора, если должны быть обеспечены необходимая для уменьшения образования осадка и плавающей корки скорость перемещения и требующаяся для интенсивного перемешивания субстрата турбулентность во всех зонах реактора. Поэтому такие мешалки могут эффективно и с допустимым расходом энергии использоваться лишь в небольших реакторах при воздействии на тяжелые субстраты. Однако, если речь идет о субстратах малой вязкости, содержащих мало веществ, склонных к осаждению или образованию плавающей корки, то механиче — ские перемешивающие устройства оказываются эффективными и в относительно крупных реакторах. Для простых небольших установок е незначительным выходом газа механические мешалки, которые в некоторых случаях могут приводиться от руки, представляют собой приемлемое решение.
Гидравлические перемешивающие системы
Содержимое крупных реакторов, в особенности цилиндрической формы, можно перемешивать гидравлическим способом, т. е. с помощью струи жидкости. В многочисленных биогазовых установках, построенных в ФРГ 20 лет назад, очень хорошо зарекомендовала себя система с подвижным соплом (см. рис. 9) (103]. При горизонтальном направлении сопла, которое вращается вокруг оси реактора и может перемещаться вдоль нее, струя жидкости проникает во все зоны рабочего пространства реактора.
Гидравлические системы с неподвижным соплом требуют, напротив, тщательного выбора в соответствии с размерами и формой реактора, чтобы обеспечивать достаточное перемешивание субстрата во всех зонах реактора.
Перемешивание с помощью газа
Хорошее качество перемешивания можно получить, нагнетая полученный в результате брожения газ в жидкий субстрат (см. рис. Н). Однако при этом субстрат не должен обладать слишком большой вязкостью и быть склонным к образованию плавающей корки; в противном случае следует непрерывно удалять всплывающие частицы [82] или отделять крупные частицы твердого материала от субстрата перед поступлением его в реактор [53]. Пока мы еще не располагаем годными для всех случаев рекомендациями об оптимальных конструкциях, действии и потребностях в энергии названных выше перемешивающих устройств при их применении в реакторах различных размеров и формы, работающих на типичных сельскохозяйственных субстратах с той или иной концентрацией твердых материалов.