[发明专利]一种搅拌装置、卧式发酵装置及其使用方法、应用

权利要求书

1.一种搅拌装置，其特征在于，其包括主轴和至少一个搅拌单元；所述搅拌单元包括搅拌桨、搅拌勺和叶片；

所述搅拌桨与所述主轴垂直连接，所述搅拌勺位于所述搅拌桨的末端，所述叶片与所述搅拌桨相交；

所述搅拌桨的轴线为X轴，所述主轴的轴线为Y轴，所述X轴与所述Y轴的交点为圆点O，Z轴与XOY平面垂直；

所述搅拌勺包括至少一个凹槽结构，所述凹槽结构的凹部沿所述Z轴延伸；所述搅拌勺投影至所述X轴的长度为所述搅拌单元的长度的7～25％；

所述叶片沿所述Y轴延伸，所述叶片投影至所述Y轴的长度为所述搅拌单元的长度的4～30％；所述叶片与所述X轴的交点与所述主轴的轴线的距离为所述搅拌单元的长度的50％～85％；所述叶片与YOZ平面的夹角为10～50°，所述叶片与XOY平面的夹角为15～65°；

所述搅拌单元的长度以所述搅拌勺的末端至所述主轴的轴线的距离计。

2.如权利要求1所述的搅拌装置，其特征在于，所述搅拌装置满足下述条件中的一种或多种：

(1)所述凹槽结构包括依次首尾连接的上侧板、下侧板、左侧板和右侧板，所述凹槽结构还包括一底板，所述底板的侧边与所述左侧板、所述上侧板、所述右侧板和所述下侧板的内壁搭接形成所述凹部；

(2)所述搅拌单元的数量为3个以上，3个以上的所述搅拌单元沿周向均匀环绕于所述主轴。

3.如权利要求2所述的搅拌装置，其特征在于，所述搅拌装置满足下述条件中的一种或多种：

(1)所述底板分别与所述左侧板、所述上侧板、所述右侧板和所述下侧板垂直；

(2)所述底板搭接于所述上侧板、所述下侧板、所述左侧板和所述右侧板的中部，形成两个方向相对的所述凹槽结构；

(3)所述左侧板和所述右侧板的大小和形状相同；

(4)所述上侧板包括第一侧板、第二侧板和第三侧板，所述第一侧板的一侧与所述左侧板连接，另一侧与所述第二侧板连接；所述第三侧板的一侧与所述右侧板连接，另一侧与所述第二侧板连接；所述第二侧板沿所述Y轴的宽度小于所述下侧板沿所述Y轴的宽度；

(5)所述搅拌勺沿所述Y轴的最大宽度为所述搅拌单元的长度的5～15％；

(6)所述搅拌单元的数量为4个以上；

(7)3个以上的所述搅拌单元沿所述主轴的轴线轴向排列。

4.如权利要求3所述的搅拌装置，其特征在于，所述搅拌装置满足下述条件中的一种或多种：

(1)所述底板的法线与所述Z轴的夹角为-30～30°，例如为0°；

(2)所述左侧板的形状为等腰梯形，所述等腰梯形的上底和所述上侧板连接，所述等腰梯形的下底和所述下侧板连接，所述上底的长度大于所述下底的长度；较佳地，所述等腰梯形的腰和所述等腰梯形的高的夹角为3～30°；

(3)所述第二侧板沿所述Y轴的宽度为所述搅拌单元的长度的1.5～12％。

5.一种如权利要求1～4中任一项所述的搅拌装置在厌氧发酵工艺中的应用。

6.一种卧式发酵装置，其特征在于，其包括若干个如权利要求1～4中任一项所述的搅拌装置；每个所述主轴呈水平平行排列设于所述卧式发酵装置中。

7.如权利要求6所述的卧式发酵装置，其特征在于，所述卧式发酵装置满足下述条件中的一种或多种：

(1)所述卧式发酵装置还包括进料口和出料口，所述进料口和所述出料口分别位于所述卧式发酵装置的两端；

(2)所述卧式发酵装置为活塞流式发酵装置；

(3)单个所述搅拌装置中的每一所述叶片与YOZ平面的夹角方向相同；相邻的所述搅拌装置中，一搅拌装置的所述叶片与YOZ平面的夹角方向与另一搅拌装置的所述叶片与YOZ平面的夹角方向相反。

8.一种如权利要求6或7所述的卧式发酵装置的使用方法，其特征在于，所述卧式发酵装置中的物料液位与所述主轴的轴线的距离为所述搅拌单元的长度的65～95％。