Подбор мешалки и оптимизация процесса перемешивания субстрата в ферментере биогазовой установки

Актуальность работы связана с проблемой деградации почвенного покрова в результате загрязнения отходами животноводства и необходимостью своевременной их утилизации в эффективное органическое удобрение и биогаз. Увеличение доли использования органических удобрений позволяет развивать технологии органического земледелия, а соответственно приводит к получению здоровой растениеводческой продукции. В работе исследовался процесс перемешивания субстрата в ферментерах действующей опытной биогазовой установки. Технологическая линия предназначена для переработки жидких органических отходов, преимущественно навоза или помета, методом анаэробного сбраживания с получением инновационных экологически чистых органических удобрений в промышленных масштабах. Цель исследования – подбор мешалки и оптимизация условий перемешивания субстрата в ферментерах биогазовой установки. Физико-химические свойства субстрата исследовались лабораторными методами. Математическая модель процесса перемешивания основана на полуэмпирическом описании гидродинамики потоков в реакторе, модернизирована с учетом современного состояния вопроса под условия ферментера с конкретными геометрическими характеристиками. В результате проведенной работы определены оптимальные варианты геометрических размеров мешалок (три варианта трехлопастных мешалок периодического действия с углом наклона лопастей 30°, отличающиеся размером рабочего колеса и частотой вращения) и рассчитаны параметры процесса перемешивания. На основе лабораторного эксперимента и результатов расчета скорости осаждения определена периодичность включения мешалки (1 раз в сутки) и время ее непрерывной работы для гомогенизации суспензии. Результаты работы могут быть использованы при проектировании смесительных устройств и режимов перемешивания субстрата в биореакторах.