Существуют устройства, для того чтобы перемешивать различные жидкости. Они имеют разные виды перемешивающих устройств и имеют разные методы перемешивания. Их используют для получения субстратов, растворов, дисперсных систем или для интенсификации процессов химического состава.
Перемешивающее устройство — это устройство для перемешивания жидких неоднородных сред. Перемешивающее устройство бывает: механическим, циркуляционным, струйным, пульсационно-струйным, барботажным, газлифтным, электромагнитным, магнитно-вихревым, электроприводным, экранированным, гидроприводным, пневмоприводным, вибрационным и тд [1].
В (Таблице 1) показан схематичный рисунок и определение некоторых перемешивающих устройств [1].
Таблица 1
Виды перемешивающих устройств
|
№ |
Перемешивающие устройства |
Определение |
Схема устройства |
|
1. |
Механическое |
Устройство, создающее движение жидкой среды посредством механического воздействия |
|
|
2. |
Струйное |
Устройство, создающее движение жидкой среды посредством затопленной струи, вытекающей из сопла |
|
|
3. |
Пульсационно-струйное |
Струйное перемешивающее устройство с пульсирующей струей |
|
|
4. |
Барботажное |
Устройство, создающее движение жидкой среды посредством барботируемого потока дисперсной газовой фазы |
|
|
5. |
Газлифтное |
Устройство, создающее движение жидкой среды по замкнутому контуру посредством барботируемого потока дисперсной газовой фазы |
|
|
6. |
Электромагнитное |
Устройство, создающее движение жидкой среды посредством электромагнитного поля |
|
В отечественной и зарубежной практике все большее применение находят системы энергоснабжения сельскохозяйственных предприятий с использованием альтернативного источника энергии — биогаза. Биогаз образуется в результате анаэробной ферментации органических веществ, при этом происходит переработка отходов и получение высокоэффективных биоудобрений, что также решает экологические и агробиологические проблемы сельскохозяйственных предприятий. Для производства биогаза широкое применение получили биореакторы с механическими системами перемешивания. Также применяют биореакторы с системой перемешивания барботажного типа [3].
Пример схемы работы механического перемешивающего устройства и барботажного перемешивающего устройства показан на (Рисунке 1).
Рис. 1. Схема механического перемешивающего устройства и барботажного перемешивающего устройства
Систему барботажного перемешивания в биореакторе, обычно используют для ускоренной анаэробной переработки органических отходов животноводства, что позволяет интенсифицировать процесс сбраживания за счет сведения к минимуму температурной неоднородности и отвода ингибирующих продуктов жизнедеятельности бактерий. Существует методика инженерного расчета, которая позволяет определять конструктивные и технологические параметры биореактора с барботажным перемешиванием при проектировании технологии анаэробной переработки. Использование барботажного перемешивания, исключающего движущие конструктивные части, позволяет свести к минимуму недостатки, которые встречаются при механическом перемешивании, а также комплексно оптимизировать температурный режим и микробиологию среды в биореакторе. Также имеется закономерность движения газового пузырька в субстрате, распространение теплоты, ингибирующих процессов и тепловой баланс биореактора с системой барботажного перемешивания.При всплытии биогазовый пузырек встречает сопротивление, в результате чего возникает возмущение в жидкости. Максимальная скорость возмущения потока будет находиться на поверхности биогазового пузырька, и уменьшаться по мере удаления от его центра. При всплытии биогазовые пузырьки передают движение субстрату, таким образом, перемешивается субстрат [2].
Таким образом, анализ барботажного перемешивающего устройства и его использование в биогазовом реакторе выявил, что интенсификация процесса перемешивания барботажного перемешивающего устройства позволяет поддержать равномерную температуру и в полном объеме перемешивать субстрат внутри биореактора. Также, позволяет увеличить выход биогаза, повысить интенсивность, стабильность и полноту биохимических процессов в биореакторе.
Литература:
- Государственный стандарт Союза СССР, Устройства, перемешивающие для жидких неоднородных сред термины и определения ГОСТ 22577–77. Государственный комитет стандартов совета министров СССР, Москва.
- Костромин Д. В., Анаэробная переработка органических отходов животноводства в биореакторе с барботажным перемешиванием. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, Москва — 2010. Стр.5, 8.
- Суслов Д. Ю., Получение биогаза в биореакторе с барботажным перемешиванием. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Иваново 2013. Стр. 3.
