CN108130265A - 一种用于搅拌干发酵罐中发酵物料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于搅拌干发酵罐中发酵物料的方法，所属的领域是有机物发酵领域。在该领域中，用于有机物发酵的工艺有两种，即干发酵和湿发酵。干发酵在生产效率、能耗等方面均优于湿发酵。由于干发酵在生产过程中的搅拌比较困难，一直制约着干发酵工艺的推广。因此干发酵过程中的搅拌方法一直是发酵领域中的一个难题。本发明涉及的搅拌方法与传统的机械搅拌、高压水搅拌、高压气搅拌方法相比，具有以下优点:(1)解决了机械搅拌对于粘稠度高的物质打不开、搅不均的难题。(2)解决了高压水搅拌粘稠度高的物质时，出现的只能将被搅拌物分割成若干中小块，无法完全打开、搅匀被搅拌物的难题。(3)解决了高压气搅拌粘稠度高的物质时，出现的只能疏松被搅拌物，也就是降低其亲和力。而无法拉动被搅拌物流动，以致达到搅拌的目的。

Description

一种用于搅拌干发酵罐中发酵物料的方法

技术领域

本发明涉及一种厌氧干发酵中对发酵物进行搅拌的方法。

背景技术

我国每年产生20亿吨的可发酵物（家禽粪便、牲畜粪便、秸秆等）。开发利用这些可发酵物，无可避免的都会遇到发酵的问题。目前发酵的方法主要有湿发酵和干发酵两种方法。湿发酵是指发酵物的含固率小于10%的发酵方法。干发酵是指含固率在30%左右的发酵方法。在我国使用的比较普遍的是湿发酵方法。其优点是：容易输送，便于搅拌，发酵过程中的各道工序便于操控。缺点是：发酵效率低，占用的空间大。由于发酵物的含水率高达90%。发酵后的沼渣处理成本很高。一次性投资大。干发酵在我国还没有得到广泛的应用。其优点是：发酵效率高。发酵后的沼渣含水率低，便于处理，且处理成本低。一次性投资小。缺点是:由于物料的含固率高，造成物料的黏滞度大，发酵物不易被打散，流动性差，搅拌困难。不易于从发酵罐中输出。业内的专家表示，干发酵工艺不复杂，就是送的进去，搅不动，输不出。由此可见，对发酵物的搅拌，已经成为制约发展干发酵工艺的“瓶颈”。

发明内容

本发明提供的搅拌方法，就是在发酵罐的内壁上交替安装若干列高压水喷嘴和若干列高压气喷嘴。每一列喷嘴与罐壁形成一定的夹角。且各列喷嘴与罐壁的夹角不同。根据射流理论中的淹没射流的原理。高压水流和气流经喷嘴同时喷出时，形成能量集中的高速水流和高速气流，在发酵物中呈自由射流状流动。由于水流、气流在同一种粘度的粘稠物质中的阻尼系数不同（水的阻尼系数大，气的阻尼系数小）。故形成了高压气流在前吹动被搅拌物，使被搅拌物的粘稠度降低。高压水流在后，拉动被搅拌物沿自由射流的轨迹运动。并在特定的区域形成单个的小湍流，由这些单个小湍流汇集成多个大湍流。在这些湍流的推动下，发酵物在罐内产生流动，使其得到搅拌。最终推动发酵物由进料口向出料口移动，使其顺利的排出。

附图说明:

附图1是根据淹没射流的原理，在干式厌氧发酵罐中同时利用高压水流、高压气流搅拌粘稠的发酵物的横剖面示意图，其中进料口、出料口均与发酵罐的内隔断墙成30º夹角。高压水喷嘴、高压气喷嘴交替均布，并且与罐壁形成不同的夹角；

附图2是厌氧发酵罐的立面图：

其中进料口设置在罐的底部。发酵物由进料口输入。出料口设置两个。即在罐的底部设置沼渣出口，在上部设置沼液出口；

本发明涉及的搅拌工艺与传统的机械搅拌、高压水搅拌、高压气搅拌工艺相比，具有以下优点:

（1）解决了机械搅拌对于粘稠度高的物质打不开、搅不均的难题；

（2）解决了高压水搅拌粘稠度高的物质时，出现的只能将被搅拌物分割成若干中小块，无法完全打开、搅匀被搅拌物的难题；

（3）解决了高压气搅拌粘稠度高的物质时，出现的只能疏松被搅拌物，也就是降低其亲和力。而无法拉动被搅拌物流动，以致达到搅拌的目的。

具体实施方式

本发明提供的搅拌方法，就是在发酵罐的内壁上交替安装若干列高压气喷嘴和若干列高压水喷嘴每一列喷嘴与罐壁形成一定的夹角。且各列喷嘴与罐壁的夹角不同。每一列上的喷嘴间的距离在30cm—50cm之间。根据射流理论中的淹没射流的原理。高压气喷嘴内的高压气体喷出后，形成能量集中的大雷诺数气射流。在发酵物中呈无固壁约束的自由湍流状流动。在此湍性射流气驱动下，其周边的物料被卷吸进来而不断扩大，并流向下游，形成湍流状（气）物流。高压水流经喷嘴喷出后，形成能量集中的大雷诺数水射流。在发酵物中呈无固壁约束的自由湍流状流动。在此湍性射流水驱动下，其周边的物料被卷吸进来而不断扩大，并流向下游，形成湍流状水流。相邻的水射流湍流和气射流湍流在罐内的预定位置交集，形成气、水、发酵物混合的独立小湍流。由于每一列喷嘴与罐壁形成的夹角不同，各独立的小湍流在罐内的预定位置交集，形成的大湍流。在小湍流和由其组成的大湍流的搅拌、推动下，发酵物得到均匀的搅拌。并且使其由进料口向出料口移动。

Claims (2)

1.一种用于搅拌干发酵过程中发酵罐中发酵物的方法；本发明提供的搅拌方法，就是在发酵罐的内壁上交替安装若干列高压水喷嘴和若干列高压气喷嘴；每一列喷嘴与罐壁形成一定的夹角；且各列喷嘴与罐壁的夹角不同；根据射流理论中的淹没射流的原理；高压水流和气流经喷嘴同时喷出时，形成能量集中的高速水流和高速气流，在发酵物中呈自由射流状流动；由于水流、气流在同一种粘度的粘稠物质中的阻尼系数不同（水的阻尼系数大，气的阻尼系数小）；故形成了高压气流在前吹动被搅拌物，使被搅拌物的粘稠度降低；高压水流在后，拉动被搅拌物沿自由射流的轨迹运动；并在特定的区域形成单个的小湍流，由这些单个小湍流汇集成多个大湍流；在这些湍流的推动下，发酵物在罐内产生流动，使其得到搅拌；最终推动发酵物由进料口向出料口移动，使其顺利的排出。

2.根据权利要求1所述，在发酵罐的内壁上交替安装若干列高压气喷嘴和若干列高压水喷嘴每一列喷嘴与罐壁形成一定的夹角；且各列喷嘴与罐壁的夹角不同；每一列上的喷嘴间的距离在30cm—50cm之间；根据射流理论中的淹没射流的原理；高压气喷嘴内的高压气体喷出后，形成能量集中的大雷诺数气射流；在发酵物中呈无固壁约束的自由湍流状流动；在此湍性射流气驱动下，其周边的物料被卷吸进来而不断扩大，并流向下游，形成湍流状（气）物流；高压水流经喷嘴喷出后，形成能量集中的大雷诺数水射流；在发酵物中呈无固壁约束的自由湍流状流动；在此湍性射流水驱动下，其周边的物料被卷吸进来而不断扩大，并流向下游，形成湍流状水流；相邻的水射流湍流和气射流湍流在罐内的预定位置交集，形成气、水、发酵物混合的独立小湍流；由于每一列喷嘴与罐壁形成的夹角不同，各独立的小湍流在罐内的预定位置交集，形成的大湍流；在小湍流和由其组成的大湍流的搅拌、推动下，发酵物得到均匀的搅拌；并且使其由进料口向出料口移动。