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Die Erfindung betrifft Vorgruben bzw. Hydrolysebehälter und/oder Anmaischbehälter mit einem oder mehreren Rührwerken, wie sie bei der Biogas-Erzeugung eingesetzt werden.
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Im Zusammenhang mit der Erfindung wird nachfolgend stets von Anmaischbehältern gesprochen; dabei umfasst dieser Begriff alle Behälter aus dem Bereich der Biogas-Erzeugung und der Klärtechnik.
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Anmaischbehälter dienen dazu, Substrat für die Befütterung von Fermentern bereit zu stellen. Unter Substrat versteht man eine Mischung von nachwachsenden Rohstoffen (Nawaro) wie beispielsweise Silagen von Mais, Gras und Zuckerrüben, Getreide – GPS (Ganzpflanzensilage), Festmist, Wirtschaftsdünger oder andere organische Stoffe wie z. B. Bioabfälle, Speise- und Futterreste, Klärschlämme etc. und Gülle bzw. Rückführungen von vergorenem Substrat (Rezirkulat) aus Endlager, Nachgärer oder auch Fermenter.
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Die zur optimalen Biogas-Erzeugung notwendige, gleichmäßige Verteilung der in dem Substrat enthaltenen Feststoffe stellt aus folgenden Gründen besondere Anforderungen an die Mischtechnik:
- – schwere Mischbarkeit durch zeitweise sehr hohen Trockensubstanz-Gehalt mit geringem Anteil an frei verfügbarer Flüssigkeit, da ein Großteil der Flüssigkeit in der Zellstruktur gebunden ist.
- – Wegen der unterschiedlichen spezifischen Gewichte der Inhaltsstoffe, bilden sich häufig Sink- und Schwimmschichten aus, sodass sich nach kurzer Zeit eine Entmischung einstellt.
- – Aus Gründen der Arbeitszeitersparnis ist der Betreiber einer Biogas-Anlage bestrebt zum Beispiel mit Hilfe eines Radladers eine große Menge von neuem Substrat auf einmal durch einen entsprechend großen Einwurfschacht in den Anmaischbehälter einzufüllen und diese sogenannte Fütterung nicht täglich oder gar mehrmals täglich durchzuführen. Allerdings werden mehrmals täglich, zum Beispiel 4 bis 12 mal täglich, jeweils kleinere Mengen von Substrat entnommen. Dies bedeutet, dass der Füllstand im Anmaischbehälter durch das Beladen in kürzester Zeit sehr stark ansteigt. Im Laufe des Tage oder der folgenden Tage sinkt er dann langsam wieder ab. In anderen Worten: Der Füllstand ist häufigen Änderungen unterworfen. Es versteht sich von selbst, dass bei allen Füllständen die effiziente und wirksame Durchmischung gewährleistet sein muss.
- – Alternativ kann der Anmaischbehälter aber auch zyklisch oder kontinuierlich über Feststoffdosierer mit Stopfschnecke oder Förderbänder oder Pumpen befüllt werden. In diesem Fall bleibt der Füllstand nahezu konstant.
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Bislang werden in Vorgruben, Güllegruben oder -behältern, Hydrolysebehältern, Anmaischbecken etc. ausschließlich Tauchmotorrührwerke, schräg eingebaute Stabrührwerke oder Vertikalrührwerke verwendet.
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Bei Tauchmotorrührwerken sind der Motor und der Propeller zu einer Baugruppe zusammengefasst, die an einem senkrecht in den Anmaischbehälter eingebauten Führungsrohr angeordnet und in der Höhe verstellbar sind. Das vertikale Führungsrohr kann teilweise auch um seine Längsachse gedreht werden, so dass die Förderrichtung des Propellers in einer horizontalen Ebene verstellt werden kann. Die Höhe dieser Ebene kann durch Verfahren in vertikaler Richtung entlang des Führungsrohrs ebenfalls eingestellt werden, wodurch der Durchmesser des Propellers begrenzt wird. Daraus resultieren ein hoher Eigenstrombedarf und die Neigung zur Bildung von Kavernen (Rühren im eigenen Saft) bei hohen Trockensubstanz-Gehalten (TS-Gehalten). Des Weiteren muss die Arbeitshöhe des Tauchmotorrührwerks manuell an wechselnde Füllstände angepasst werden. Tauchmotorrührwerke werden daher bevorzugt bei Anmaischbehältern mit konstantem Füllstand und niedrigen TS-Gehalten eingesetzt.
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Bei den sogenannten Stabrührwerken sind Antriebsmotor und Propeller räumlich voneinander getrennt. Die Drehbewegung des Antriebsmotors wird über eine welle auf den Propeller übertragen. Stabrührwerke werden einseitig auf der Betondecke oder an einer Seitenwand des Behälters befestigt. Durch Schwenken des Stabrührwerks kann die Förderrichtung des Propellers verändert werden.
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Konstruktionsbedingt sind die Biegemomente, die von der Rührwelle bzw. von der gesamten Aufnahme-/Deckenkonstruktion aufgenommen werden können, begrenzt. In Folge dessen ist auch der Durchmesser des Propellers begrenzt. Daraus resultieren eine höhere Betriebsdrehzahl und ein hoher Stromverbrauch. Allerdings scheint die Praxis zu belegen, dass eine optimale Rührwirkung nur bis zu einer maximalen Füllhöhe von 2 m erreicht werden kann. Dies liegt am begrenzten Durchmesser der Propellerflügel der Stabrührwerke.
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Die sogenannten Vertikalrührwerke werden beispielsweise einzeln entweder in der Mitte oder klassisch auf dem halben Radius des Behälters installiert. Diese Anordnung hat sich beim Einsatz in wässrigen, aber auch höher viskosen, homogenen Flüssigkeiten in der Vergangenheit bewährt. Ihr Einsatz in Anmaischbehältern mit den genannten schwierigen Einsatzbedingungen hat sich nur bedingt bewährt. Durch den großen Wandabstand und die ungünstige Positionierung relativ zum Einwurfschacht, ist ihr Einsatz in großen Behältern mit einem Durchmesser von beispielsweise mehr als 6 m nicht mehr erfolgreich möglich, weil sich im Außenbereich aufgrund der Wandreibung „Totzonen” bilden in denen sich aufschwimmendes Substrat sammelt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zum Betreiben eines Anmaischbehälters und einen Anmaischbehälter mit mindestens einem Rührwerk bereitzustellen, welche die genannten Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise überwinden, deren Energiebedarf geringer ist und die auch den wirtschaftlichen Bau und Betrieb von großen Anmaischbehältern, mit einem Durchmesser von z. B. 9 Metern, ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Anmaischbehälter mit einem Boden, einer Behälterwand und einer Decke mit mindestens einem, im Wesentlichen vertikal eingebauten ersten Rührwerk und gegebenen Falls mindestens einem weiteren Rührwerk mit einer schräg angeordneten Rührwelle dadurch gelöst, dass in der Decke eine Einfüllöffnung vorgesehen ist, und dass mindestens ein Rührwerk in Bezug auf die Einfüllöffnung so positioniert und/oder ausgerichtet ist, dass es neu zugeführtes Substrat (Inputmaterial) an einen, unterhalb eines Füllstandes im Anmaischbehälter befindlichen Ort befördert und gleichzeitig in Umfangs-/Rotationsrichtung von der Einfüllöffnung weg transportiert und es dadurch einer zwangsmischung mit einem Inhalt des Anmaischbehälters zuführt.
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Durch diese Anordnung des oder der Rührwerke relativ zu der Einfüllöffnung und der Behälterwand wird sichergestellt, dass unterhalb der Einfüllöffnung eine relativ starke Strömung in horizontaler und vertikaler Richtung herrscht und infolge dessen das neue Substrat, welches durch die Einfüllöffnung in den erfindungsgemäßen Anmaischbehälter gelangt, von dem Bereich der Einfüllöffnung nach unten und in Umfangsrichtung wegtransportiert wird, so dass es nicht zu einem Verstopfen oder der Anhäufung von neu eingefülltem Substrat im Bereich unterhalb der Einfüllöffnung kommt. Außerdem führt die relativ hohe Strömungsgeschwindigkeit in dem Bereich unterhalb der Einfüllöffnung dazu, dass das neu eingefüllte Substrat rasch und intensiv befeuchtet wird und außerdem größerer Stücke im Substrat auseinandergetrieben werden.
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Ein geringer Abstand zwischen Behälterwand und den Propellern der Rührwerke führt zu großen Scherkräften innerhalb der von den Rührwerken erzeugten Strömung, so dass es zu einer Zwangsmischung von neu zugeführtem Substrat und Inhalt des Anmaischbehälters kommt.
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Im Ergebnis ist es deshalb möglich, mit einem Radlader, oder ähnlichem Fahrzeug, das bis zu zwei Kubikmeter Silage, Nawaros oder anders Inputmaterial auf einmal laden kann, den erfindungsgemäßen Anmaischbehälter störungsfrei zu befüllen. Ein rasches Vermischen des neu hinzugegebenen Substrats und der in dem Anmaischbehälter befindlichen Flüssigkeit ist dabei gewährleistet, wobei es selbstverständlich ist, dass ausreichend Flüssigkeit, wie beispielsweise Gülle oder Rezirkulat, zur Herstellung einer rührfähigen Mischung vorhanden sein oder zugegeben werden muss.
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Durch den Einsatz von Radladern mit großen Fassungsvermögen wird Arbeitszeit eingespart und somit auch die Wirtschaftlichkeit einer Biogasanlage, die mit einem erfindungsgemäßen Anmaischbehälter ausgestattet ist, verbessert.
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Es hat sich weiter als vorteilhaft erwiesen, wenn an der Rührwelle des ersten und/oder der weiteren Rührwerke ein Großflügelpropeller angeordnet ist, der einen Durchmesser von über zwei hat.
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Bei einem ausgeführten Beispiel ist der Anmaischbehälter als zylindrischer Rundbehälter ausgebildet mit einem Innendurchmesser von 8,5 m. In diesen Anmaischbehälter wurden an beiden Rührwerken Großflügelpropeller mit einem Durchmesser von 2,7 m eingesetzt. Es werden vorzugsweise Propeller mit großen Durchmessern und niedriger Drehzahl zur Erzeugung von maximalem Schub bei kleinstmöglichem Energieeinsatz verwendet. Unterschiedliche Formen und Durchmesser dienen zur Anpassung an die konkrete Behältergeometrie und Rühraufgabe. Insbesondere können streisal-Großflügelpropeller eingesetzt werden, die sich dadurch auszeichnen, dass die Propellerblätter von der Propellernabe getrennt bzw. abgeklappt werden können, so dass eine Montage selbst bei kleinen Einfüllöffnungen in der Decke des Anmaischbehälters möglich ist. Der Ein- und Ausbau erfolgt in zerlegtem bzw. eingeklapptem Zustand.
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Besonders bevorzugt sind die Propeller profiliert ausgebildet und/oder rückwärts gekrümmt. Durch die Profilierung wird der Energiebedarf reduziert, bei gleichbleibender oder sogar verbesserter Durchmischung.
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Die Profilierung reduziert auch beim Anlaufen in dickflüssigem Substrat den Anlaufstrombedarf des Rührwerkmotors. Insbesondere bei häufig erforderlichem Anlaufen des oder der Rührwerke wird dadurch Energie eingespart.
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Durch die rückwärts bzw. nach hintern gekrümmten Flügel wird verhindert, dass sich faserige Bestandteile an dem Flügel anlagern. Vielmehr werden faserige Bestandteile durch die Drehbewegung des Rührwerks nach außen und nach hinten weggeschoben, bis sie über die Spitzen des Propellers abrutschen.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Rührwelle des ersten Rührwerks in einen minimalen Abstand von der behälterwand angeordnet ist, wobei der Abstand einen Radius des größten Propellers zuzüglich eines Sicherheitsabstandes nicht überschreitet. Der sehr geringen Abstand eines oder mehrerer Propeller von der Behälterwand führt zu einer mechanisch hydraulischen Zwangsmischung von neu zugeführtem und bereits im Anmaischbehälter befindlichen Substrat. Außerdem kann die erhöhte Wandreibung besser überwunden und so das Anhaften von Substrat verhindert werden. So wird es möglich auch Behälter mit Durchmessern von beispielsweise 8 oder 9 m auch noch im Randbereich zu rühren ohne dass es z. B. zur Bildung von Silageteppichen kommt.
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Totzonen werden vermieden und es wird unabhängig von dem Füllstand des erfindungsgemäßen Anmaischbehälters ein zügiges Einrühren von neuem, frischem Substrat und eine vollständige Durchmischung aller Bereiche des Behälters erreicht.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Betriebsdrehzahl des ersten und/oder der weiteren Rührwerke zwischen 20 U/min und 50 U/min liegt. Durch diese niedrige Drehzahl wird der Antriebsleistungsbedarf verringert. Trotzdem werden durch die Propellerflügel ausreichend hohe Scherkräfte innerhalb der Flüssigkeit induziert. Dadurch wird eine gute Durchmischung der faserigen und der flüssigen Bestandteile zu einem homogenen Substrat erreicht.
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Wegen der großen Durchmesser der Propellerflügel können an den Flügelspitzen trotz der geringen Drehzahl Umfangsgeschwindigkeiten von bis zu 6 m/sec erreicht werden, so dass sich dort die gewünschten hohen Scherkräfte induziert werden.
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Die erfindungsgemäßen Rührwerke mit jeweils mindestens einem Großflügelpropeller erleichtern auch unter anderem wegen ihrer geringen Arbeitsdrehzahlen den Betrieb mit wechselnden Füllständen. Unter anderem durch die Profilierung der Flügel und deren nach rückwärts gekrümmte Geometrie wird ein Spritzen der Flüssigkeit weitestgehend vermieden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Rührwellen der Rührwerke in jeweils einer am Boden des Anmaischbehälters befestigten Lagereinheit gelagert sind. Dadurch wird die Biegebeanspruchung der Rührwelle signifikant reduziert und es wird der Einsatz von Großflügelpropellern oftmals überhaupt erst ermöglicht. Durch die zweifache Lagerung der Rührwellen der Rührwerke werden die Stabilität und die Belastbarkeit der Rührwerke gesteigert, was insbesondere bei hohen TS-Gehalten und wechselnden Füllständen von Vorteil ist.
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Um einen gasdichten Abschluss des zwischen dem Inneren des erfindungsgemäßen Anmaischbehälters und der Umgebung auch im Bereich der Rührwerke herzustellen, ist im Bereich der Decke für jedes der Rührwerke eine Drehdurchführung ausgebildet. Diese Drehdurchführung dichtet das Innere des Behälters gegen die Umgebung durch einen Siphon ab, so dass ein Verschleiß oder ein Nachlassen der Dichtwirkung nicht zu befürchten ist. Für den Fall, dass die Dichtflüssigkeit im Laufe der Zeit weniger werden sollte in der Drehdurchführung, kann ohne Weiteres wieder etwas Flüssigkeit nachgefüllt werden und somit die Dichtwirkung wieder auf den ursprünglichen Wert angehoben werden.
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Es hat sich weiter als vorteilhaft erwiesen, wenn ein Entnahmestutzen des Anmaischbehälters einen stromabwärts angeordnet ist. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Entnahmestutzen ca. 0,5 m über dem Boden angeordnet ist, so dass eine Entnahmepumpe keine abgesunkenen Fremdkörper ansaugt. Das Entleeren des Anmaischbehälters findet in der Regel in relativ kurzen Zyklen statt. Wegen dieser zyklischen teilweisen Entleerung des Anmaischbehälters, sinkt der Füllstand in dem Behälter kontinuierlich ab, bis der Anmaischbehälter nach ca. ein bis drei Tagen wieder beladen wird.
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Es versteht sich von selbst, dass die Einwurföffnung mit Hilfe eines Deckels verschließbar ist. Dadurch wird die Geruchsbelästigung im Umfeld des erfindungsgemäßen Anmaischbehälters reduziert und es wird verhindert, dass Gase aus dem Anmaischbehälter unkontrolliert in die Umgebung gelangen.
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Die eingangs genannten Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben der Rührwerke eines Anmaischbehälters, wobei der Anmaischbehälter ein erstes Rührwerk mit einer im wesentlichen vertikal eingebauten Rührwelle und gegebenen falls, in Abhängigkeit der Behältergröße und Eigenschaften der Substrate, mindestens ein weiteres Rührwerk mit einer im schräg angeordneten Rührwelle aufweist, dadurch gelöst, dass das erste Rührwerk und/oder die weiteren Ruhrwerke zeitgesteuert und/oder ereignisgesteuert eingeschaltet und/oder ausgeschaltet wird.
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Durch eine intelligente Steuerung der Rührwerke in Abhängigkeit von Füllstand, Viskosität des Substrates, Temperaturverteilung im Anmaischbehälter, etc., ist es möglich, erstens den Eigenstrombedarf des Anmaischbehälters signifikant zu reduzieren und gleichzeitig die Durchmischung verschiedenster Inhaltsstoffe im Anmaischbehälter zu verbessern.
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Ein wichtiger Aspekt dieser auf Energieeffizienz ausgerichteten Steuerung ist darin zu sehen, dass immer dann, wenn der Anmaischbehälter mit neuem, frischem Substrat befüllt wird, die Rührwerke mit hoher oder maximaler Leistung betrieben werden. Dies hat den Vorteil, dass der gesamte Inhalt des Anmaischbehälters in Bewegung gebracht wird und zwar innerhalb kürzester Zeit. Dadurch wird ein Verklumpen des eingefüllten Substrats vermieden. Außerdem findet eine sehr rasche und innige Durchmischung der eingefüllten Inputstoffe mit dem bereits im Anmaischbehälter vorhandenen Substrat statt, weil das im Behälter befindliche Substrat bereits entlang der Behälterwand eine kreisförmige Bewegung ausführt.
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Des Weiteren wird der Betrieb eines erfindungsgemäßen Anmaischbehälters weiter verbessert, wenn das, beziehungsweise die Rührwerke vor der zyklischen Entnahme des Substrats durch die Entnahmepumpe, ebenfalls mit hoher Leistung betrieben werden. Dann nämlich wird unmittelbar vor und während des Entleerens der gesamte Inhalt des Anmaischbehälters nochmals gleichmäßig durchgerührt und vermischt, so dass ein homogenes Substrat entsteht und dieses homogene Substrat von der Fördereinrichtung abgezogen wird.
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Es hat sich als ausreichend erwiesen, wenn eines oder weitere Rührwerke vor Beginn des Entleerens und vor Beginn des Beladens für einen Zeitraum von wenigen Minuten mit Teillast betrieben werden. In diesem Zeitraum ist es möglich, den gesamten Inhalt des Anmaischbehälters nochmals zu homogenisieren und in eine kreisende Bewegung zu versetzen.
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Des Weiteren ist es bei dem erfindungsgemäßen Anmaischbehälter ausreichend, wenn die Rührwerke intermittierend betrieben werden. In der Praxis haben sich Einschaltdauern von weniger als 15 min als ausreichend erwiesen. Danach können die Rührwerke für eine Dauer von bis zu mehreren Stunden abgeschaltet werden. Dadurch wird eine erhebliche Reduktion des Eigenstrombedarfs erreicht.
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Eine weitere Reduktion des Eigenstrombedarfs wird erreicht, indem die Drehzahl der Rührwerke reduziert wird, wenn das zum Antrieb des oder der Rührwerke erforderliche Drehmoment um 5% bis etwa 10% abgenommen hat. Diese Reduktion des Drehmoments kann bevorzugt durch den Vergleich der Leistungsaufnahme der Rührwerke beim intermittierenden Betrieb ermittelt werden. Wenn nämlich vor einer Ruhephase der Antriebsleistungsbedarf 5 bis 10% größer ist als beim Betrieb der Rührwerke nach einer gewissen Abschaltzeit, dann hat eine weitere chemischbiologische Umsetzung des Inhalts des Anmaischbehälters stattgefunden und die Viskosität des Substrats im Behälter hat abgenommen. Mit dem chemisch-biologischen Abbau der Trockensubstanz reduziert sich auch die Gefahr einer Entmischung der verschiedenen Inhaltstuffe, so dass die Drehzahl der Rührwerke und damit auch die Rührleistung bzw. der Eigenstrombedarf verringert werden kann.
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Die genannten Schwellwerte (5% bis 10%) haben sich in der Praxis bewährt. Selbstverständlich sind diese Schwellwerte nicht als fixe Größe anzusehen, sondern können bei anderen ausgeführten Anlagen auch andere Werte annehmen.
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Durch die erfindungsgemäße Kombination von vorzugsweise einem ersten, im Wesentlichen vertikal eingebautem und gegebenenfalls weiteren, schräg gestellten Rührwerken mit an die jeweilige Rühraufgabe angepassten, und daher auch in aller Regel verschiedenartigen Propellern, sowie durch die erfindungsgemäße Anordnung des oder der Rührwerke in Bezug auf die Einfüllöffnung und der Behälterwand, ist es möglich, einerseits eine vertikale Strömung zur Unter- und Zwangsvermischung neu eingebrachten Substrates zu erzeugen und andererseits auch eine Zirkulation im Behälter zu bewirken, so dass der gesamte Behälterinhalt immer wieder an die Stelle der stärksten Strömung geschoben wird und in Folge dessen auch die Durchmischung verbessert wird.
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Das vertikal eingebaute Rührwerk übernimmt vorwiegend die Unter- und Zwangsvermischung von frischem, neu eingefülltem und vorhandenem Substrat und die Vermeidung/Auflösung von Sink- und Schwimmschichten. Das Rührwerk wird nahe (ca. 0,5 m) und in Rotationsrichtung hinter der Einfüllöffnung eingebaut. Je nach Geometrie des Anmaischbehälters und je nach Rühraufgabe bzw. Eigenschaften der verschiedenen Substrate, werden weitere schräg gestellte Rührwerke eingesetzt, die durch ihre größeren horizontalen Strömungsanteile die Zirkulation im Anmaischbehälter erhalten und/oder verstärken.
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Um die schädliche Wirkung von insbesondere einseitig austauchenden Propellern schräg eingebauter Rührwerke zum Beispiel bei sinkenden Füllständen zu minimieren, kommt bevorzugt der streisal SAFEGUARD zum Einsatz. Dieses Gerät erkennt unzulässige Drehmomentspitzen, die durch Schlagen des Propellerblattes auf die Substratoberfläche entstehen, und reduziert automatisch die Drehzahl des betroffenen Rührwerkes bis ein sicherer Betrieb gewährleistet ist. Die anschließende Erhöhung der reduzierten Drehzahl auf die voreingestellte Solldrehzahl erfolgt ebenso automatisch.
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Nachfolgend werden anhand der beigefügten Zeichnungen und der zugehörigen Bezugszeichenliste Ausführungsformen der beanspruchten Erfindung dargestellt. Hinsichtlich konstruktiver Details der Rührwerke wird auf die Gebrauchsmuster
DE 20 2006 011 144 und
DE 20 2006 013 548 der streisal GmbH Bezug genommen. Der Inhalt dieser Gebrauchsmuster wird hiermit in die Offenbarung der vorliegenden Patentanmeldung aufgenommen.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen sind der nachfolgenden Zeichnung, deren Figuren und deren Beschreibung entnehmbar. Es zeigen:
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1a)–d) verschiedene Ansichten eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Anmaischbehälters und
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2a)–b) verschiedene Ansichten eines zweites Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Anmaischbehälters.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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In der 1a) ist ein Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Anmaischbehälters dargestellt. Wie sich aus der 1b) ergibt, ist der Anmaischbehälter als zylindrischer Behälter ausgeführt. Demzufolge ist eine Behälterwand 3 als Zylindermantelfläche ausgebildet. Ein Boden 5 und eine Decke 7 sind somit kreisförmig.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann ein Innendurchmesser der Behälterwand 3 etwa 8,5 m bis 10 m betragen. Die Höhe des Behälters, das heißt der Abstand zwischen dem Boden 5 und der Decke 7, beträgt etwa 3 m bis 6 m.
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Bei einer diskontinuierlichen Beladung im Abstand von etwa ein bis drei Tagen kann der Spiegel des im Anmaischbehälter befindlichen Substrats (nicht dargestellt) je nach Höhe des Behälters um etwa 2 m bis 4 m schwanken.
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Durch die Decke 7 sind ein erstes Rührwerk 11 mit vertikaler Welle 15 und ein weiteres schräggestelltes Rührwerk 9 in das Innere des Anmaischbehälters geführt.
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In der Decke 7 des Anmaischbehälters ist eine rechteckige Einfüllöffnung 23 angeordnet. Das in dem Anmaischbehälter vorhandene Substrat erfährt durch das erste Rührwerk 11, beziehungsweise durch die weiteren Rührwerke 9, eine Rotation, die in der 1b) durch gekrümmte Pfeile 12 angedeutet ist. Das erste Rührwerk 11 mit im wesentlichen vertikalen Welle 15 ist in Strömungsrichtung 12 direkt hinter der Einfüllöffnung 23 angeordnet, so dass das über die Einfüllöffnung 23 ins Innerer der Anmaischbehälter eingefüllte frische Substrat, unverzüglich von dem Bereich unterhalb der Einfüllöffnung 23 wegtransportiert wird, da es durch die Strömung nach unten, in Richtung Boden 5 bewegt wird und gleichzeitig der Rotation 12 des im Anmaischbehälter befindlichen Substrats folgt.
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In der Draufsicht gemäß 1b) ist ein minimaler Abstand smin zwischen der Behälterwand 3 und der Spitze eines Propellers 17.2 bzw. des Propellers 17.1 eingetragen. Dieser Abstand smin verhindert bei der erfindungsgemäßen Bauweise mechanische Beschädigungen am Propeller 17.2 oder der Behälterwand 3. Der Abstand smin so klein wie möglich gewählt werden, da je geringer Abstandes smin der Spitzen des Propellers 17.2 von der Behälterwand 3 ist, eine intensivere hydraulisch-mechanische Zwangsvermischung von frischem, neu eingefülltem Substrat und Inhalt des Anmaischbehälters erfolgt.
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Im Ergebnis findet durch die Anordnung des oder der erfindungsgemäßen Rührwerke 9, 11 eine optimale Durchmischung des Behälterinhalts statt.
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Dadurch ist sichergestellt, dass das an der Behälterwand 3 befindliche Substrat, insbesondere im Bereich der Einfüllöffnung 23 von der Behälterwand 3 abgelöst und wegtransportiert wird, so dass sich auch in der Nahe der Behälterwand 3 keine Nester von nicht durchmischten nachwachsenden Rohstoffen bilden. Durch die kreisförmige Bewegung des Substrats (siehe die Pfeile 12) ist gewährleistet, dass an der gesamten zylinderförmigen Behälterwand 3 evtl. anhaftende nachwachsenden Rohstoffe abgelöst und weitertransportiert und mit der Flüssigkeit in dem Anmaischbehälter durchmischt werden.
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In den 1c) und 1d) ist exemplarisch die gasdichte Durchführung der Rührwelle 15 des Rührwerks 9 durch die Decke 7 des Anmaischbehälters dargestellt. Die Durchführung der Rührwelle 15 des ersten Rührwerks 11 durch die Decke 7 des Anmaischbehälters 1 ist baugleich.
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An der Decke 7 des Anmaischbehälters ist ein Durchbruch 26 vorhanden durch welchen die Rührwelle 15 des Rührwerks 9 gasdicht in den Behälter 1 geführt wird. An einem den Propellern 17 abgewandten Ende der Rührwelle 15 ist der Antriebseinheit 13 über eine Kupplung 21 mit der Rührwelle 15 gekoppelt. Der Antriebseinheit 13 ist gleichzeitig eine Lagerung der Rührwelle 15. Diese Antriebseinheit 13 versetzt die Rührwelle 15 und mit ihr die Propeller 17 in Drehung.
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Die Rührwelle 15 weist in einem Bereich, der sich oberhalb der im Anmaischbehälter befindlichen Flüssigkeit (nicht dargestellt) befindet, eine Tasse 27 auf, die drehfest und flüssigkeitsdicht mit der Rührwelle 15 verbunden ist. Diese Tasse 27 wird mit einer Sperrflüssigkeit, wie zum Beispiel Öl, gefüllt. Innerhalb der Tasse 27 ragt ein feststehendes Tauchrohr 29 in die Sperrflüssigkeit. Durch die Sperrflüssigkeit wird eine gasdichte Trennung des Inneren des Behälters 1 von der Umgebung erreicht. Diese Abdichtung ist sehr einfach aufgebaut und wirkungsvoll. Außerdem gibt es keinen direkten Kontakt zwischen der sich drehenden Rührwelle 15 und der sich drehenden Tasse 27 einerseits mit dem feststehenden Tauchrohr 29 andererseits. In Folge dessen tritt kein Verschleiß an diesen Bauteilen auf. Diese Abdichtung ist auch sehr unempfindlich gegen Verschmutzung und korrosive Gase im Inneren des Behälters 1.
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Eine Abdeckplatte 31 fixiert das Tauchrohr 29 und verschließt den Durchbruch 26 in der Decke 7 des Behälters gasdicht.
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In den 2a) und 2b)) ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Anmaischbehälters dargestellt. Gleiche Bauteile werden mit den gleichen Bezugszeichen versehen und es gilt das bezüglich 1 Gesagte entsprechend. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist zusätzlich zu einer Einfüllöffnung 23 noch ein Feststoffförderer 25 angeordnet, der gewissermaßen kontinuierlich Substrat und nachwachsende Rohstoffe in das Innere des Anmaischbehälters fördert. Der eigentliche Feststoffeintrag in den Anmaischbehälter erfolgt über einen Förderschacht 32, welcher über eine Förderschnecke (nicht dargestellt) verfügt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202006011144 U [0041]
- DE 202006013548 U [0041]
