Proces mieszania płynnej masy organicznej

Mieszanie płynnych mas organicznych takich, jak gnojowica lub rozdrobnione części organiczne znajdujące się w wodzie, przewidzianych do zastosowania w biogazowni lub znajdujących się już w komorze reakcji są istotną częścią procesu produkcji biogazu. Ze względu na stosowanie gotowych rozwiązań istotne jest podanie podstawowych informacji o tym procesie inwestorom.

 

Cele mieszania:

- ujednorodnienie zawartości zbiornika magazynowego przed opróżnieniem i zniszczenie cząstek struktury zawiesin. Proces ten ułatwia pompowanie,

- zapobieganie rozwarstwianiu się płynnej masy organicznej w zbiorniku reakcji,

- czas mieszania w zbiorniku magazynowym wymagany do ujednorodnienia zawartości zbiornika wynosi 15 do 30 minut w zależności od zawartości suchej masy organicznej,

- wymagana moc mieszania potrzebna do doboru mieszadła w celu wymieszania przed pompowaniem masy w wymaganym czasie (według badań IBMER) powinna wynosić 4 W/m³ mieszanej masy (dotyczy mieszadeł szybko i średnio obrotowych).

Badania procesu mieszania przeprowadzone w IBMER

Przeprowadzono pomiary prędkości przepływu gnojowicy w trakcie mieszania mieszadłem średnioobrotowym (z możliwością zmiany prędkości obrotowej wirnika). Badania przeprowadzono w celu zweryfikowania danych przedstawianych przez producentów mieszadeł. W badaniach zastosowano następujące urządzenia:

- mieszadło o średnicy zewnętrznej wirnika 400 mm, prędkości obrotowej n = 700 – 1000 obr x min^-1,

- mieszadło o średnicy zewnętrznej wirnika 480 mm, proędkości obrotowej n = 350 obr x min^-1.

- zbiornik o pojemności 100 m³.

Wnioski z pomiarów

- Czas mieszania gnojowicy w zbiorniku 100 m³ powinien wynieść 6 – 8 min,

- przyjety sposób mieszania umożliwia całkowite wymieszanie,

- na jakość i energochłonność procesu mieszania ma wpływ kształt zbiornika.

Podstawowy podział mieszadeł:

- wałowe z silnikiem elektrycznym i mieszadłem z wirnikiem o budowie osiowej lub helikoidalnej, szybkoobrotowe lub średnioobrotowe – stosowane do zbiorników o pojemności do 50 m³ zlokalizowanych na terenie fermy lub innego miejsca produkcji substratu do komory reakcji,

- wałowe z napędem od wału odbioru mocy ciągnika, średnioobrotowe – zbiorniki o pojemności do 10 m³ oraz kanały gnojowe zlokalizowane na terenie fermy,

- pompowe, z pompą z wirnikiem typu osiowego lub helikoidalnego umieszczona poza zbiornikiem i mieszające płynną masę organiczną w cyklu obiegowym – zbiorniki naziemne i częściowo wyniesione. Mogą być stosowane do mieszania w zbiornikach reakcji o pojemności do 300 m³,

- zatapiane, z pompą umieszczoną w zbiorniku lub kanale gnojowym – mogą być stosowane we wszystkich typach zbiorników (fot. 7 i fot. 8),

- pneumatyczne, mieszające strumieniem gazów z komory reakcji lub strumieniem powietrza w zbiornikach magazynowych lub kanałach gnojowych.

- wałowe, wolnoobrotowe, działające w ukladzie pionowym lub poziomym – stosowane w zbiornikach o dowolnej pojemności (fot. 9 i fot. 10).

Fot. 7 Mieszadło zatapiane G-230 z konstrukcją prowadzącą (fot. A. Eymontt)

 

 

 Fot. 8 Mieszadło G-230 – widok z góry (fot. A.Eymontt)

 

 

Fot. 9 Przykład zatapialnego mieszadła wolnoobrotowego (mat. firmy Flygt)

 

 

 

 

 

Rys. 10 Przykłady rozwiązań mieszadeł szybkoobrotowych, średnio i wolnoobrotowych (mat. F-my Flygt).