[发明专利]一种搅拌装置、卧式发酵装置及其使用方法、应用

说明书

本发明公开了一种搅拌装置、卧式发酵装置及其使用方法、应用。该搅拌装置包括主轴和至少一个搅拌单元；搅拌单元包括搅拌桨、搅拌勺和叶片；搅拌桨与主轴垂直连接，搅拌勺位于搅拌桨的末端，叶片与搅拌桨相交；叶片沿Y轴延伸，叶片投影至Y轴的长度为搅拌单元的长度的4～30％；叶片与X轴的交点与主轴的轴线的距离为搅拌单元的长度的50％～85％；叶片与YOZ平面的夹角为10～50°，叶片与XOY平面的夹角为15～65°；搅拌单元的长度以搅拌勺的末端至主轴的轴线的距离计。本发明的搅拌装置搅拌效率高，并有效去除发酵物料表面形成的浮层。

技术领域

本发明涉及一种搅拌装置、卧式发酵装置及其使用方法、应用。

背景技术

我国每年产生大量的可发酵物(家禽粪便、牲畜粪便、秸秆、餐厨垃圾、工业有机垃圾等)。开发利用这些可发酵物，无可避免的都会遇到发酵的问题。在发酵过程中，需要搅拌和加温，以提高发酵效率。发酵工艺中采用何种搅拌装置取决于发酵装置中发酵物料的干物质含量。

当发酵物料中的干物质含量低于12％时，通常使用传统的搅拌设备，例如带有螺旋桨头或气体循环的搅拌装置。但是，随着发酵物料中干物质的增加，这些搅拌装置的效率急剧下降。当发酵物料中的干物质含量为12％或更高时，通常使用卧式搅拌装置。然而，现有技术中的搅拌装置不能有效地搅拌形成在发酵物料表面的浮层。该浮层堆积在发酵罐中，从而降低了工艺效率，并需要进行大量维护才能将其除去。当干物质的含量为20％时，这问题最严重。

此外，发酵装置中的干物质含量会根据进料和操作条件而剧烈波动。搅拌装置通常在性能较差的条件下运行，搅拌效率低，从而影响整个工艺的效率。

因此，需要设计得到一种搅拌装置，在发酵物料的干物质含量在2％到35％的范围内，搅拌效率高，且能够去除发酵物料表面形成的浮层。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术的发酵装置存在其搅拌装置无法在较宽的干物质含量内维持较高的搅拌效率，或者难以能够去除发酵物料表面形成的浮层等缺陷，提供一种搅拌装置、卧式发酵装置及其使用方法、应用。本发明的搅拌装置干物质含量为从2％到35％的极宽范围内，实现搅拌效率高，并有效去除发酵物料表面形成的浮层。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题。

本发明提供了一种搅拌装置，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。

本发明中，本领域技术人员在理解本发明的技术方案后知晓，X、Y、Z轴是以单个搅拌单元的各轴线方向为基础定义的，本领域技术人员知晓，XOY平面为X轴和Y轴构成的平面，YOZ平面为Y轴和Z轴构成的平面，XOZ平面为X轴和Z轴构成的平面。

本发明中，较佳地，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。此时搅拌勺对于机械强度和功率要求较低。