Magazyn Biomasa Aktualności Wybór mieszadła do biogazowni

Wybór mieszadła do biogazowni

Przez

18 sierpnia 2025

Jak wybrać dobre mieszadło do swojej instalacji? Porównania sprowadzają się często tylko do ceny i podstawowych parametrów technicznych. Czy to słuszne podejście? Warto przyjrzeć się bliżej dostępnym rozwiązaniom, gdyż jak mówi stare powiedzenie – diabeł tkwi w szczegółach.

Reklama

Element mieszający, najczęściej wirnik śmigłowy, jest jednym z najważniejszych części mieszadła, który można opisać następującymi podstawowymi parametrami:

geometria łopat i średnica (mm),
wykonanie materiałowe,
ilość łopat,
ew. dodatkowe oprzyrządowanie.

Wielkość ma znaczenie

Urządzenia dostępne na rynku różnią się istotnie pod względem kształtu i średnicy wirnika. Mieszadła szybkoobrotowe są przeznaczone do mieszania substratów o parametrach zbliżonych do wody i jako takie są najczęściej wyposażone w małe wirniki. Z kolei mieszadła wolnoobrotowe w fermentorach mają zazwyczaj duże średnice wirników i służą do mieszania substratów o wysokiej zawartości suchej masy.

Geometria wirnika również zmienia się wraz ze wzrostem suchej masy, tak by w mieszadłach przeznaczonych do najtrudniejszych zastosowań coraz bardziej przypominać swoim wyglądem prawdziwą „łopatę”.

Materiał na miarę

Wirnik śmigłowy jako element mieszadła pracujący na pierwszej linii, musi być pod względem materiałowym dostosowany do charakterystyki substratu. Nie ma tu drogi na skróty. Na dobór wykonania materiałowego ma wpływ skład substratu, jak również jego pH. Najpopularniejsze na rynku są wirniki stalowe, które każdorazowo dobiera się z uwzględnieniem właściwości elementów składowych substratu i wykonuje odpowiednio do potrzeb z różnych gatunków stali, w wersji utwardzonej, powlekanej polimerami czy innych indywidualnych wariantach.

Dobrze dobrane wirniki z różnych gatunków stali pracują w instalacjach biogazowych przez długie lata.

Wirniki jak wiatraki

O ile wielkość wirnika i jego wykonanie materiałowe bywa przedmiotem oceny technicznej, to rzadko kiedy zwraca się uwagę na ilość łopat. Tymczasem, ta podstawowa cecha konstrukcyjna istotnie wpływa na efektywność mieszania, zużycie energii, koszty eksploatacyjne oraz zastosowanie w różnych warunkach pracy. Warto więc przyjrzeć się jej bliżej. Mieszadła dwułopatowe, dzięki mniejszym oporom, mogą charakteryzować się mniejszym poborem mocy, ale to mieszadła trzyłopatowe zapewniają bardziej równomierne mieszanie dzięki większej powierzchni mieszania i silniejszej cyrkulacji, co jest szczególnie ważne przy mieszaniu substratów o wysokiej zawartości suchej masy.

Mieszadła trzyłopatowe lepiej radzą sobie dzięki temu w dystrybucji substancji odżywczych i tlenu, co sprzyja fermentacji, podczas gdy mieszadła dwułopatowe, zwłaszcza w dużych komorach, mogą nie być w stanie zapobiec tworzeniu się stref martwych i zmniejszaniu objętości czynnej zbiornika. Z drugiej strony mieszadła dwułopatowe, jako prostsze w budowie, bywają tańsze w zakupie, jednakże to mieszadła trzyłopatowe mogą się bardziej opłacać dzięki efektywnej pracy fermentora. Z podobnych powodów jak w przypadku mieszadeł, wiatraki i śruby okrętowe mają także 3 łopaty – jest to efekt optymalizacji pod kątem sprawności, wyważenia, wytrzymałości mechanicznej i kosztów wytworzenia.

Mała rzecz, a duża różnica

Dodatkowe wyposażenie może sprawić, że kluczowy element mieszadła, czyli wirnik, będzie działał skuteczniej. Takim elementem jest ślizgowy pierścień ochronny, którego zadaniem jest zabezpieczać przed nawijaniem się części długowłóknistych czy takich zanieczyszczeń substratu jak powrozy czy sznurki. Kolejnym zabezpieczeniem może być nóż tnący, który służy obcinaniu ciał długowłóknistych, jeśli takie elementy już się nawinęły na wirnik.

Dzięki tym usprawnieniom można się dłużej cieszyć sprawnie działającym wirnikiem.

Badając oferty dostępne na rynku, warto zwrócić uwagę czy dany producent oferuje wirniki w zabudowie modułowej: o różnej geometrii, średnicy i wykonaniu materiałowym. Przy szerokiej palecie wirników zamiennych istnieje bowiem możliwość doboru innego wirnika w trakcie eksploatacji – bez konieczności wymiany całego urządzenia. Pozwala to na jego elastyczną konfigurację również na etapie doboru, np. tam, gdzie ze względu na planowany niski poziom napełnienia potrzebny jest wirnik o mniejszej średnicy. Właściwy dobór zaczyna się tam, gdzie jest wybór.

Jarosław Spytek

Projektant, Zarządzanie projektem Proeko Biogas

Z uwagi na ciągły charakter pracy mieszadła są jednym z głównych odbiorników energii elektrycznej. Jednocześnie ich właściwa praca ma wpływ na proces wytwarzania biogazu. Oba te czynniki wpływają w bardzo dużym stopniu na koszty i efektywność pracy instalacji. Efektywność i prawidłowa praca mieszadła zależą od typu i projektu wirnika. Z wielu doświadczeń na istniejących instalacjach wynika, że zastosowanie wirników trzyłopatowych w porównaniu z wirnikami z dwiema łopatami powoduje mniejsze wibracje mieszadła, a co za tym idzie dłuższą żywotność podzespołów maszyny i elementów mocujących mieszadło.

W przypadku cieczy podwyższonej lepkości i gęstości korzystne są śmigła o dużej powierzchni efektywnej (tj. dużej liczbie łopatek), które mogą dostarczyć większy moment obrotowy, zapewniając niezawodną wydajność mieszania.

Szymon Szarłata

Właściciel Z.U.H. S. Szarłata

Jako firma specjalizująca się w serwisie biogazowym mamy okazję widzieć mieszadła w każdym stanie technicznym. Przez nasze ręce przechodzą zarówno nowe, do instalacji w nowych zbiornikach, jak i zużyte lub uszkodzone urządzenia, pracujące w ciężkich warunkach przez różną ilość czasu.

O ile część problemów z mieszadłami wynika z doboru substratów i ich przygotowania przed podaniem do zbiornika fermentacyjnego bądź sposobu eksploatacji, inne mają związek z jakością bądź samą budową urządzeń. Niektóre konstrukcje są bardziej podatne na uszkodzenia w określonych warunkach, np. mieszadła dwułopatowe, pracujące na substratach o wysokiej zawartości suchej masy, częściej ulegają uszkodzeniu z powodu niewyważenia.

Najlepiej widzi się różnice przy generalnych remontach komór, gdy wyjmuje się i przegląda wszystkie mieszadła zainstalowane w tym samym zbiorniku, różniące się często parametrami wirnika czy innymi detalami konstrukcyjnymi. Pracując w takich samych warunkach, jedne są w dobrym stanie techniczym, a inne wyglądają jak „wilkołaki” – obwieszone dużą ilością ciał stałych. W konsekwencji te drugie częściej ulegają uszkodzeniu na skutek drgań czy blokady i muszą trafić do remontu lub zostać wymienione na nowe.

Chcesz wiedzieć więcej? Pobierz Akademię Inwestora Biogazowego!