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Dokumentenidentifikation DE102004027077B4 31.05.2007
Titel Beheizbares Rührwerk für Fermentationsbehälter
Anmelder Schmack Biogas AG, 92421 Schwandorf, DE
Erfinder Wolf, Markus, 92431 Neunburg, DE
Vertreter Zipse Habersack Kritzenberger, 93059 Regensburg
DE-Anmeldedatum 02.06.2004
DE-Aktenzeichen 102004027077
Offenlegungstag 05.01.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 31.05.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.05.2007
IPC-Hauptklasse C12M 1/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse C12M 1/107(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   C12M 1/38(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Eintrag mechanischer und thermischer Energie in stehend angeordnete Fermentationsbehälter.

Stand der Technik

Biogasanlagen erzeugen Methan durch einen mikrobiellen Abbauprozess organischer Substanzen. Das Biogas entsteht dabei in einem mehrstufigen Prozess der Vergärung oder Faulung durch die Aktivität von anaeroben Mikroorganismen, d. h. unter Ausschluss von Luft. Die Art der Organismenstämme wird im Wesentlichen durch die spezifischen Prozessparameter wie Temperatur, Substrat, pH-Wert, etc. determiniert. Dadurch wird eine Anpassung der Mikroorganismen auf das jeweilige Substrat erreicht, die es ermöglicht, eine Vielzahl organischer Materialien durch Fermentation abzubauen.

Organisches Material besitzt aus chemischer Sicht einen hochmolekularen Aufbau, der in den einzelnen Verfahrensschritten einer Biogasanlage durch Stoffwechseltätigkeit der Mikroorganismen zu niedermolekularen Bausteinen abgebaut wird. Neben Biogas, das im Wesentlichen aus Methan und Kohlendioxid besteht, verbleibt in der Prozesskette als Fermentationsrückstand eine Mischung aus Wasser, nicht abgebautem organischem Material und anorganischen Bestandteilen. Nicht abgebaut werden in der Regel stark ligninhaltige, holzige Materialien und cellulosereiche Stoffe. Anorganische Bestandteile sind Minerale in Form von Sand und Steinen, aber auch kristallisierte Salze.

Zentrale Bauteile einer Biogasanlage sind die Fermentationsbehälter (Fermentoren, Reaktoren), in denen die primären biologischen Prozesse ablaufen. Als Werkstoffe werden üblicherweise Beton oder Stahlplatten (emailliert, beschichtet oder Edelstahl) eingesetzt. Die in einer Biogasanlage ablaufenden mikrobiellen Abbauprozesse sind stark von der Fermentertemperatur abhängig. Aus diesem Grund werden die Reaktoren meist thermisch isoliert und mit einer Heizung (externe Wärmetauscher, Heizwendeln an der Innenwand, beheizte Rührwerke oder Fußbodenheizung) ausgestattet.

Da es im Verlauf der bis über drei Wochen dauernden Vergärung zu Entmischungen kommen kann, wird das Material bewegt. Die unerwünschten Entmischungen würden zur Bildung von feststoffreichen Schwimm- und Sinkschichten führen, die in der Folge den Stofftransport im Reaktor behindern. Der Reaktor ist meist mit einem Zulauf für halb flüssige bis flüssige Materialien und einer Einzugsschnecke für feste Materialien ausgestattet. Häufig werden Fermentoren mit Vorrichtungen zum Austrag der nicht vergärbaren, sich im Bodenbereich absetzenden organischen und anorganischen Bestandteile ausgerüstet. Den Austrag der vergorenen Substanzen aus dem Reaktor übernimmt ein in das Fermentat eintauchendes Steigrohr, das als Überlauf in einen weiteren Reaktor oder in ein Substratlager ausgeführt ist. Das entstehende Biogas wird über einen so genannten Gasdom entnommen und der Verwertung zugeführt.

Aus diesen allgemeinen Ausführungen über Biogasanlagen kann ein Eindruck von den in Fermentoren herrschenden Bedingungen gewonnen werden: In Fermentoren werden teilweise sehr zähflüssige Dispersionen mit einem hohen Feststoffanteil durch Rührwerke oder ähnliche Vorrichtungen zumindest zeitweise kräftig bewegt. Einzelne Partikel, wie z. B. ganze Zuckerrüben messen dabei bis zu 25 cm im Durchmesser. Zudem werden stabile Schwimmschichten, die sich im Fermenter ausbilden können, durch das Rührwerk in großen zusammenhängenden Matten durch den Fermenter gezogen. Die genannten Faktoren führen zu einer hohen mechanischen Belastung aller im Fermenter installierten Komponenten. Insbesondere sind Bauteile der Rührwerke und der ggf. im Fermenter verlegten Heizleitungen betroffen.

Während des Betriebs einer Biogasanlage entstehende Schäden an Bauteilen, die sich im Fermenter befinden, sind in mehrfacher Hinsicht problematisch: Zur Reparatur muss der Betrieb der Anlage unterbrochen, der Fermenterinhalt zumindest bis zur Freilegung der schadhaften Stelle abgelassen und der abgelassene Inhalt entsorgt werden, was aufgrund des intakten Gärprozesses mit erheblicher Emissionsbelastung einhergeht. Danach muss das Problem behoben und der Fermenter wieder aufgefüllt werden. Schließlich muss sich der Prozess der Biogasgenese wieder etablieren. Insgesamt betrachtet entspricht eine Reparatur im Fermenter häufig einem Anlagenausfall von zwei bis drei Monaten.

Vor diesem Hintergrund ist es verständlich, dass beim Bau einer Biogasanlage der Konstruktion und der Ausführung der Komponenten im Fermenter besondere Aufmerksamkeit geschenkt wird. Insbesondere kommen der Rührwerksausführung und -steuerung sowie der Ausführung, Anordnung und Befestigung von notwendigen Heizleitungen im Fermenterinnenraum besondere Bedeutung zu.

Wie bereits erwähnt, sollen die Rührwerke in Biogasanlagen die Ausbildung stabiler Schwimm- und Sinkschichten verhindern. Darüber hinaus sorgt die von den Rührwerken eingebrachte Bewegung für einen thermischen und stofflichen Ausgleich im Fermenter. So wird frisch eingebrachtes Substrat durch die Vermischung mit bakterienreichem angegorenem Substrat deutlich rascher zersetzt als ohne diese Animpfung. Der in den Aufgabenbereich der Rührwerke fallende thermische Ausgleich ist zur Etablierung günstiger Lebensbedingungen für Bakterien im ganzen Fermenter und für einen optimalen Gärprozess unabdingbar.

Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen zur Temperierung und Vermischung des Substrates in Fermentern bekannt. Am weitesten verbreitet sind im Bereich liegender Durchflussfermenter in der Längsachse des Fermenters zentral angeordnete Rührwellen, an denen die Rührwerksschaufeln radial befestigt sind. In diesen Fermentern übernehmen die Rührwerke die zusätzlichen Aufgaben des Substrattransportes durch den Fermenter und des Sinkstofftransportes zu speziellen Sandaustragseinrichtungen. Zur Einbringung der für die bakterielle Aktivität optimalen Wärme werden meist Heizleitungen an den Innenwänden des Fermenters verlegt. Die Heizleitungen bestehen üblicherweise aus Metall oder aus den für Fußbodenheizungen eingesetzten vernetzten PE-X/Aluminiumverbundrohren. Ein wesentlicher Nachteil dieser im Biogasanlagenbau typischen Systeme besteht in der Biofilmbildung an den Heizleitungen. Häufig werden die Heizleitungen bereits nach kurzem Betrieb von nicht mehr durchmischbaren, dichten Schichten umgeben, die den Wärmetransport von den Heizleitungen in das Substrat behindern und zudem den zur Vergärung verfügbaren Fermenterinhalt verkleinern. Der systemimmanente Heizleitungsbewuchs zieht einen erhöhten Wärme- und Wartungsbedarf nach sich. Diese Nachteile gehen zu Lasten der Effektivität derartiger Biogasanlagen.

Eine weitere konstruktionsbedingte Schwachstelle derartiger Fermenter ist der Durchtritt der Welle durch die Fermenterstirnwand. Schäden an der Wellendichtung können häufig nicht ohne Ablassen des Fermenterinhaltes bis zur Lagerstelle beseitigt werden.

Die Rührblätter in den beschriebenen liegenden Fermenter reichen durch den kompletten Fermenterradius. Der sich bei üblichen Fermenterabmessungen ergebende lange Hebel verursacht hohe Drehmomentbelastungen für alle Bauteile des Rührwerkes. Die unter diesen Bedingungen erreichten Drehzahlen sind gering. Damit ist die am Rührblatt anliegende Überströmgeschwindigkeit des Substrates ebenfalls gering. Als Folge der geringen Überströmung des Substrates werden derartige Rührblätter häufig mit dicken Biofilmen bewachsen, die die mechanische Last am Rührwerk weiter erhöhen. Energieverbrauch und Havarierisiko steigen.

In der DE 196 48 875 A1 wird bereits eine Lösung für den heizleitungsfreien Eintrag von Wärme in liegende Biogasfermenter vorgestellt. In dieser Schrift werden die Verwendung beheizbarer Rührwerkswellen in Durchflussfermentern sowie deren Ausführung offenbart. Dabei handelt es sich um in Längsrichtung des Fermenters angeordnete, parallele Rohrprofile, die von einem Heizmedium durchströmt werden. Die Rührwelle ist an den Stirnwänden des Fermenters gelagert. Der Antrieb ist an der Außenseite des Fermenters auf die Welle geflanscht. Praktische Erfahrungen mit dem System zeigen, dass die über die Welle eingebrachte Wärme zur Aufrechterhaltung optimaler Gärbedingungen ausreichend ist. Zusätzliche Heizleitungen sind meist nicht erforderlich. Unter den dargestellten Betriebsbedingungen von Biogasanlagen können Schäden an den Rührwerken nicht vollständig ausgeschlossen werden. Treten Schäden an einem in der Längsachse eines liegenden Fermenters angeordneten Rührwerks auf, so muss der Fermenterinhalt zumindest bis zur Lagerung der Welle abgelassen werden. Wie bereits dargestellt zieht dies neben dem Arbeitsaufwand und den Emissionen einen Anlagenausfall von zwei bis drei Monaten nach sich. Rührwerksschäden sind ein enormes Risiko für derartige Anlagen.

Neben den liegend angeordneten meistens als Durchflussfermenter konzipierten Gärbehältern werden häufig stehende Fermenter eingesetzt. Besonders verbreitet sind Fermenter mit radialsymmetrischem Querschnitt. Diese Rundbehälter werden z. T. mittels zentral um die Mitte umlaufender Rührwerke durchmischt. Derartige Rührwerke übertragen aufgrund der relativ langen Hebel hohe Drehmomente. Alle Bauteile sind entsprechen robust ausgelegt. Die mit derartigen Rührern erreichbaren relativen Rührblattgeschwindigkeiten reichen meist nicht aus, um eine das Aufwachsen dicker Biofilme verhindernde mechanische Überströmung des Rührblattes zu erreichen. In der Folge wachsen stabile mattenartige Beläge auf die Rührblätter auf. Die einzubringende Kraft und damit die Belastung der Kraft übertragenden Komponenten und des Antriebs steigt mit dem Bewuchs. Erhöhter Verschleiß, erhöhter Energiebedarf und erhöhter Wartungsaufwand sind die Folge.

In Rundfermentern werden auch Tauchmotorrührwerke eingesetzt. Problematisch sind v. a. die dauerhafte Kapselung des Antriebs gegen das Substrat sowie die mit den üblicherweise geringen Rotorabmessungen einhergehende Kavitation. Pro Tauchmotorrührwerk kann also nur relativ wenig mechanische Energie eingetragen werden. Tauchmotorrührwerke eignen sich in Biogasanlagen allenfalls als Zusatzrührwerk oder als Zusammenschaltung mehrerer Tauchmotorrührwerke.

Alternativ zu den genannten Rührwerken werden in stehenden Rundfermentern häufig so genannte Großflügelrührwerke eingesetzt. Die Achse dieser Großflügelrührwerke stützt sich im Fermenterinnenraum am Boden und oberhalb des maximalen Fermenterfüllstandes an der Behälterwand ab. In der senkrechten Projektion von oben segmentiert die Rührwelle den Fermenterkreis. Die Rührwelle trägt üblicherweise zwei bis drei trapezförmig abgekantete Rechteckblechpaare als Rührblätter. Das schräg von außen oben nach innen unten weisende Rührwerk bewirkt eine Substratvermischung sowohl in horizontaler Richtung, als auch in radialer und zirkumpolarer Richtung. Damit ermöglicht es eine effektive Durchmischung eines Rundbehälters, wobei aufgrund der im Vergleich mit den beschriebenen zentral angeordneten Rührwerken verringerten Rührblattlängen die anliegenden Drehmomentlasten relativ gering sind. Die Bauteile können aufgrund der niedrigen Belastungen relativ schwach dimensioniert werden. Der zur Durchmischung erforderliche Energieverbrauch ist relativ gering. Die Lagerung der Großflügelrührwerke erfolgt üblicherweise in starr mit der Welle und dem Behälter verbundenen Druck- bzw. Radiallagern. Diese starre Verbindung führt zu erheblichen Problemen bei der Montage und im Betrieb. Bei der Montage der Rührwerke können leichte Abweichungen von den vorgegebenen Maßen nicht mehr ausgeglichen werden. Die Montage der starr gelagerten Rührwerke ist aufwendige Präzisionsarbeit. Minimale Winkelabweichungen bei der Kernbohrung zur Aufnahme des oberen Lagers führen zu Spannungen in der Welle bzw. machen aufwendige Nacharbeit erforderlich. Beim Rühren der viskosen Masse ergeben sich starke Lasten, die komplett über die starr fixierte Welle auf die starren Lager und letztendlich auf die Lageraufnahmen übertragen werden. Hoher Lagerverschleiß und Materialermüdung sind die Folge.

Die stehenden Rundfermenter werden typischerweise mit ring- bzw. wendelförmig an den Wänden bzw. am Boden angebrachten Heizleitungen beheizt. Das in der DE 203 00 794 U1 offengelegte System zur Fermenterheizung vereinfacht die umständliche Anbringung von Heizleitungen in Rundfermentern. Die prinzipielle Anfälligkeit derartiger Heizungssysteme gegen Bewuchs mit den bereits dargestellten negativen Folgen kann allerdings trotz im Vergleich zu konventionellen Heizleitungsbefestigungssystemen erhöhtem Abstand der Leitungen zur Wand nicht vollständig überwunden werden.

Aus dem geschilderten Stand der Technik geht hervor, dass die Einbringung mechanischer und thermischer Energie in Fermenter von Biogasanlagen gegenwärtig unbefriedigend gelöst ist.

Darstellung der Erfindung

Hier setzt die Erfindung an. Der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Einbringung von mechanischer und thermischer Energie in Fermentationsbehälter bereitzustellen, die die Nachteile des Standes der Technik vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Vorrichtung zum Eintrag mechanischer und thermischer Energie in stehend angeordnete Fermentationsbehälter gemäß unabhängigem Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Details, Aspekte und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung zum Eintrag mechanischer und thermischer Energie in stehende Fermentationsbehälter zur Verfügung. Die Vorrichtung umfasst zumindest eine beheizbare Rührwelle, an der Rührwelle befestigte Wärmeleitbleche, an den Wärmeleitblechen befestigte Rührblätter, ein flexibles oberes Wellenlager zur Aufnahme von Längendehnung und Biegekräften sowie ein zumindest bei der Montage im Anstellwinkel variables unteres Wellenlager. Die beheizbare Rührwelle ist als doppelwandiges Rohrsystem ausgebildet, wobei das innere Rohr eine am Heizungsvorlauf angeschlossene Kunststoffleitung und das äußere Rohr ein Metallrohr ist. Das äußere Metallrohr gibt der Welle die nötige mechanische Stabilität und sorgt für den Wärmeaustausch des Heizmediums mit dem Substrat.

Eine für die Wärmeversorgung eines Fermenters ausreichende Wärmemenge wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung alleine mittels eines Rührwerkes und ohne zusätzliche Heizvorrichtung in den Fermenter transportiert. Die Rührwerke der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind einfach in der Montage, wartungsarm und bleiben auch bei längerem Gebrauch soweit frei von Bewuchs durch dicke Biofilme, dass ihre Funktion als Rührwerk auch bei längerem Gebrauch nicht beeinträchtigt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung sorgt alleine oder in Zusammenwirkung mit weiteren Rühr- bzw. Mischeinrichtungen für eine effektive Vermischung des Substrates in Rundfermentern. Insbesondere wird der Ausbildung den Betrieb störender, stabiler Schwimm- und Sinkschichten effektiv entgegengewirkt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist außerdem einfach in der Montage und wartungsarm im Betrieb. Im Fall von Störungen oder Schäden am Rührwerk kann die Vorrichtung einfach und ohne lange Betriebsunterbrechung oder notwendige Entleerung des Fermenters repariert bzw. ersetzt werden. Einen weiteren Vorteil stellt der verhältnismäßig geringe Rührenergiebedarf dar.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält die Vorrichtung zumindest eine Einrichtung zur Verschleißanzeige, wodurch eine Planung der Wartungsarbeiten möglich wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Rührwelle in dem flexiblen Lager gasdicht mit einer Rohrhülse verbunden und die Rohrhülse über eine Montageplatte fest mit der Behälterwand verbunden. Besonders bevorzugt taucht die Rohrhülse zur Gasdichtung bis unter den unteren Behälterfüllstand in das Substrat ein.

Bevorzugt erfolgt der Antrieb der Rührwelle über einen direkt angeflanschten drehzahlregelbaren Getriebemotor. Die Aufstellwinkel der Rührblätter können gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung über Lochkreise gegen die Wärmeleitbleche eingestellt werden.

Besonders bevorzugt werden Ausführungsformen, in denen die Rührwelle in der senkrechten Projektion von oben einen Winkel zwischen 15° und 35°, insbesondere einen Winkel von 25° gegen die Verbindungslinie zwischen Rührwellendurchtritt durch die Behälterwand und dem Behältermittelpunkt einnimmt.

Ebenso bevorzugt werden Ausführungsformen, gemäß denen die Rührwelle in der senkrechten Projektion von der Seite einen Winkel zwischen 35° und 55°, besonders bevorzugt einen Winkel von 45° gegen den ebenen Behälterboden einnimmt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Zur Illustration der Erfindung und zur Verdeutlichung ihrer Vorzüge werden nachfolgend Ausführungsbeispiele angegeben. Diese Ausführungsbeispiele sollen im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es versteht sich von selbst, dass diese Angaben die Erfindung nicht beschränken sollen. Es zeigen

1 eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in der senkrechten Projektion von der Seite;

2 eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in der senkrechten Projektion von oben;

3 Details der oberen Rührwellenlagerung und der Rührwellenbefestigung einer bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

4 Details der unteren Rührwellenlagerung und der Rührwellenbefestigung einer bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

1
beheizbare Rührwelle
2
Wärmeleitbleche
3
Rührblätter
4
flexibles oberes Wellenlager
5
zumindest bei der Montage im Anstellwinkel variables unteres Wellenlager
6
Rohrhülse
7
Montageplatte
8
Behälterwand
9
drehzahlregelbarer Getriebemotor
10
Montagebock unteres Wellenlager

Wege zur Ausführung der Erfindung

Die in der 1 schematisch dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung zum Eintrag mechanischer und thermischer Energie in stehend angeordnete Fermentationsbehälter umfasst zumindest eine beheizbare Rührwelle 1, an der Rührwelle befestigte Wärmeleitbleche 2, an den Wärmeleitblechen befestigte Rührblätter 3, ein flexibles oberes Wellenlager 4 zur Aufnahme von Längendehnung und Biegekräften sowie ein zumindest bei der Montage im Anstellwinkel variables unteres Wellenlager.

Die heizbare Rührwelle 1 ist bevorzugt als doppelwandiges Rohr gefertigt. In dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich bei der Rührwelle 1 um ein Metallrohr, in das eine dünnere Kunststoffleitung eingezogen ist. Die Kunststoffleitung endet offen kurz vor dem unteren Wellenlager. Sie ist am Heizungsvorlauf angeschlossen und führt das warme Heizmedium in die Welle. Das äußere Metallrohr gibt der Welle die nötige mechanische Stabilität und sorgt für den Wärmeaustausch des Heizmediums mit dem Substrat.

An der Rührwelle 1 sind die Wärmeleitbleche 2 befestigt. Sie dienen einerseits der Befestigung der Rührblätter 3 und sorgen andererseits für ausreichenden thermischen Kontakt zwischen der beheizten Rührwelle 1 und den Rührblättern 3. In dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den Wärmeleitblechen 2 um Metallkäfige mit rechteckigem Querschnitt. Die Befestigung der Rührblätter 3 muss bei der Montage an die jeweilige Anlage angepasst werden. Die Aufstellwinkel der Rührblätter 3 sind über Lochkreise verstellbar. Zur Anpassung an besonders hoch viskose Medien und zum verbesserten Wärmeübergang kann die Rührwelle 1 mehrere Wärmeleitbleche 2 tragen, die normalerweise nicht mit Rührblättern 3 bestückt werden.

Die Rührblätter 3 sind so geformt, dass sie bei den im Betrieb herrschenden Bedingungen, insbesondere durch Überströmung mit Substrat vor Bewuchs mit dicken Biofilmschichten geschützt werden.

Die Rührwelle 1 ist in einem Winkel zwischen 35° und 55° gegen den Boden und in einem Winkel zwischen 15° und 35° gegen die Verbindungslinie zwischen Rührwellendurchtritt durch die Behälterwand und dem Behältermittelpunkt geneigt. Innerhalb dieser Werte ergeben sich die besten Substratvermischungen bei niedrigem Energiebedarf. In dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel betragen die Winkel 45° (seitlich betrachtet) und 25° (von oben betrachtet).

Der Antrieb der Rührwelle 1 erfolgt bevorzugt mit einem drehzahlregelbaren Getriebemotor 9. Der Getriebemotor kann wie in 3 dargestellt direkt auf die Rührwelle 1 geflanscht werden. Die Heizleitungen werden dann durch den Motor geführt. Der Motor 9 stützt sich über zwei flexibel mit Federn verbundene Flanschplatten an der Rohrhülse 6 ab. Diese flexible obere Wellenlagerung 4 wird in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mittels einer Manschette gasdicht abgeschlossen. Die Rohrhülse 6 ist über eine Montageplatte 7 an der Behälterwand 8 befestigt. Die flexible obere Lagerung der Rührwelle 1 ermöglicht einerseits die Kompensation von Längenschwankungen der Rührwelle (thermische Ausdehnung, Lagerverschleiß unten) und andererseits den Ausgleich von Pendelbewegungen der Rührwelle. Das flexible Lager reduziert die Belastung für Welle, Lager und Aufnahmen.

Die Rohrhülse 6 ragt nach dem Tauchtassenprinzip mit ihrem offenen Ende zur Gasdichtung bis unter den unteren Behälterfüllstand in das Substrat.

Das in 4 dargestellte Beispiel für das zumindest bei der Montage im Anstellwinkel variierbare untere Wellenlager zeigt ein schwenkbares Gleitlager zur Aufnahme von Schub- und Druckkräften. Das Lager ist gegen den Montagebock 10schwenkbar. Bei der Montage der Welle können so auf einfache Weise Abweichungen von den geplanten Maßen kompensiert werden. Das dargestellte Drucklager verschleißt im Betrieb. Dadurch rutscht die Welle immer tiefer in den Behälter. Am flexiblen oberen Wellenlager 4 wird dieses Nachrutschen durch Verkürzung der Ausgleichsfedern sichtbar. Der Zustand des unteren Lagers kann also über die Länge der Federn bestimmt werden. Wartungen können mit dieser Verschleißanzeige rechtzeitig geplant werden. In einer nicht dargestellten Ausführung der Erfindung ist das untere Lager 5 nach der Montage im Winkel zum Montagebock 10 fixierbar.


Anspruch[de]
Vorrichtung zum Eintrag mechanischer und thermischer Energie in stehend angeordnete Fermentationsbehälter aufweisend zumindest eine beheizbare Rührwelle (1), an der Rührwelle befestigte Wärmeleitbleche (2), an den Wärmeleitblechen befestigte Rührblätter (3), ein flexibles oberes Wellenlager (4) zur Aufnahme von Längendehnung und Biegekräften sowie ein zumindest bei der Montage im Anstellwinkel variables unteres Wellenlager (5), wobei es sich bei der beheizbaren Rührwelle (1) um ein doppelwandiges Rohrsystem handelt, wobei das innere Rohr als eine am Heizungsvorlauf angeschlossene Kunststoffleitung ausgebildet ist und es sich bei dem äußeren Rohr um ein Metallrohr handelt. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührwelle (1) im flexiblen Lager (4) gasdicht mit einer Rohrhülse (6) verbunden ist und diese Rohrhülse (6) über eine Montageplatte (7) fest mit der Behälterwand (8) verbunden ist und die Rohrhülse (6) zur Gasdichtung bis unter den unteren Behälterfüllstand in das Substrat eintaucht. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb der Rührwelle (1) über einen direkt angeflanschten drehzahlregelbaren Getriebemotor (9) erfolgt. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufstellwinkel der Rührblätter (3) über Lochkreise gegen die Wärmeleitbleche (2) eingestellt werden können. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührwelle (1) in der senkrechten Projektion von oben einen Winkel zwischen 15° und 35°, bevorzugt einen Winkel von 25° gegen die Verbindungslinie zwischen Rührwellendurchtritt durch die Behälterwand und dem Behältermittelpunkt einnimmt. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rührwelle (1) in der senkrechten Projektion von der Seite einen Winkel zwischen 35° und 55°, bevorzugt einen Winkel von 45° gegen den ebenen Behälterboden einnimmt.






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