專利名稱：有機(jī)材料的諸如切割、浸泡和/或清洗的處理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種處理材料的設(shè)備和方法，該處理包括如切割、浸泡(soaking，浸濕)、清洗材料，并且如有要求，可進(jìn)行化學(xué)和熱處理。待處理材料為顆粒型有機(jī)材料，優(yōu)選地為包括可發(fā)酵部分的有機(jī)材料，根據(jù)本發(fā)明的處理尤其涉及至少形成使材料易于在生物乙醇生產(chǎn)設(shè)備中進(jìn)行進(jìn)一步加工的過程的一部分，該進(jìn)一步加工通?？梢园ǚ纸?，如分解禾桿以提取木質(zhì)素。
背景技術(shù)：
和發(fā)明目的在適用于生產(chǎn)生物乙醇的發(fā)酵過程中，通常，發(fā)酵之前要求對有機(jī)材料進(jìn)行初步加工。通常，這類加工都有著不同的目標(biāo)，比如，有機(jī)材料的浸泡(例如，為了脫除硅酸鹽、 鹽和諸如石塊、砂礫、沙子和粘土等的礦物元素和/或?yàn)榱嗽黾铀?、切割、氧化、脫水， 并且以上處理步驟依次進(jìn)行。因此，從總參考框架來看，必須使有機(jī)材料易于發(fā)酵。關(guān)于使有機(jī)材料易于發(fā)酵的特別重要的方面為有機(jī)材料的浸泡、切割和/或清洗。此外，其他方面涉及到對材料進(jìn)行化學(xué)和/或酶化處理的有機(jī)材料處理。這些方面當(dāng)然可以和浸泡、切割和/或清洗等結(jié)合。在本文中，優(yōu)選地，Mli表示，通常認(rèn)為是干燥(參照所需液體含量)的有機(jī)材料需要浸透流體，優(yōu)選地流體為水，如自來水。浸泡也可以用來釋放和/或溶解污染物質(zhì)。在某些情況中，干燥材料也可表示未浸泡材料。在本文中，優(yōu)選地，SM表示將有機(jī)材料切分成塊，諸如，切成比其原有尺寸(切割前)更小的塊。在本文中，優(yōu)詵地,清洗表示將污染物質(zhì)從有機(jī)材料中分離出來,通常，首先是通過在液體中釋放和/或溶解，然后是將污染物質(zhì)與液體分離開來。該污染物質(zhì)可能是石塊、 砂礫、金屬粒、硅酸鹽類、鹽分、普通礦物元素、沙、粘土或其混合物。通常污染物質(zhì)為顆粒物，且通常處于物體表面上。US 2008/0054108披露了一種碎漿機(jī)(pulper，成漿機(jī))，其具有一個(gè)用于接收待切碎材料的箱。轉(zhuǎn)子固定至驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)輸出，且該轉(zhuǎn)子包括一個(gè)環(huán)形可旋轉(zhuǎn)輪轂和總體上從輪轂軸向突出的多個(gè)葉片。葉片具有面向軸向方向的側(cè)緣，以及設(shè)在葉片的側(cè)緣上的多個(gè)齒，以便以降低的能量需求快速地切碎材料。US 6，234，415披露了一種碎漿機(jī)，其包括安裝在有孔篩板附近的管內(nèi)的轉(zhuǎn)子。該轉(zhuǎn)子包括螺旋葉片，其直徑朝著該轉(zhuǎn)子的外端減小。在篩板附近，轉(zhuǎn)子葉片承載徑向且向外突出的肩狀件。該肩狀件形成了一個(gè)壓力生成和子壓力生成裝置(pressure-generating and sub-generating device)，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋動(dòng)時(shí)，該裝置對漿狀物產(chǎn)生交替效應(yīng)，以此防止篩板中的孔的阻塞。這兩種裝置都存在這樣一個(gè)問題，箱內(nèi)的流動(dòng)包括箱中存在的液體的循環(huán)，這使得待成漿材料的滯留時(shí)間變得不可控制。在成漿操作中，不可控制的滯留時(shí)間并不是主要顧慮，其中切碎漿狀物的粒度分布才是重要參數(shù)。因此，上述文件也公開了碎漿機(jī)，其中采用循環(huán)以確保所有離開成漿腔室的漿狀物小于過濾器限定的尺寸，并且其中采用循環(huán)以避免過濾器的阻塞。所公開的碎漿機(jī)對于實(shí)現(xiàn)制漿目的可能是可實(shí)行的，其流型(flow pattern)包括內(nèi)部循環(huán)，因此材料會(huì)或者不會(huì)與轉(zhuǎn)子發(fā)生多次接觸，由此，包含在碎漿機(jī)中的液體中的材料具有多種粒度分布，這可能導(dǎo)致沉淀，并隨之可能導(dǎo)致(例如)阻塞。此外，至少由于循環(huán)的原因，液體中材料的滯留時(shí)間被認(rèn)為不可控制。另一個(gè)關(guān)于這種循環(huán)的問題是液體中材料的滯留時(shí)間可能會(huì)變的不可知且不可控制。例如，由于控制浸泡過程的其中一個(gè)參數(shù)是滯留時(shí)間，如果目的是要浸泡到一定程度 (材料中的水含量)，這可能會(huì)成為一個(gè)問題。特別是目的是要溶解諸如鹽這樣的礦物時(shí)， 這可能成為一個(gè)問題。一個(gè)特別的問題是關(guān)于將待處理的材料消解于液體中。通常，待處理的材料都有顯著低于液體密度的密度，這種情況下，該材料易于像“蓋子”一樣浮在液體的上表面上，使得浸泡這種材料變得困難。特別是當(dāng)處理非常疏水的材料時(shí)，例如谷物桿、玉米廢料、鋸末、 稻谷廢料、木條、能源甘蔗(energy cane)、高粱、芒草、柳枝稷等。再一個(gè)問題是關(guān)于，污染顆粒(諸如石塊和金屬塊)的破壞性特征可能存在于切割邊緣上。因此，本發(fā)明的一個(gè)目的就是提供一種設(shè)備和方法，其至少減輕關(guān)于已知設(shè)備和方法的一些或更多問題。在很多實(shí)例中，本發(fā)明另一個(gè)重要目的是使那些原本干燥的材料變得可用泵抽吸，由此該材料可以朝著下游處理系統(tǒng)泵送且用作其中的液壓密封。

發(fā)明內(nèi)容
因此，旨在通過提供一種材料處理設(shè)備在本發(fā)明的第一方面中實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)和其他幾個(gè)目標(biāo)，所述處理包括(但不限于)材料的切割、浸泡和或清洗，所述設(shè)備包括-收容器(rec印tacle，接收器)，包括限定適于容納流體和待處理材料的容器的壁構(gòu)件，-排放構(gòu)件，在上游與收容器的內(nèi)部流體連通，在下游與流體連接件流體連通，該排放構(gòu)件包括-渦流生成器，-泵送裝置，布置成用于將帶有材料的流體從收容器朝向渦流生成器泵送并送入下游流體連接件內(nèi)，其中-渦流生成器和泵送裝置結(jié)合，適于在流體中生成錐形螺旋(conic helix)渦流， 該渦流延伸至收容器內(nèi)。因此，通過本發(fā)明已提供的設(shè)備，其中渦流用于控制流體中材料的同化 (assimilate)，優(yōu)選地所述流體為液體，諸如水，由此至少能夠平穩(wěn)地控制收容器中的材料的滯留時(shí)間。從材料在流體中同化的意義上，可以說從設(shè)備流出的材料被流態(tài)化了。由于材料已經(jīng)流態(tài)化，因此能夠?qū)ζ湓鰤翰⒊掠翁幚硐到y(tǒng)泵送(例如，通過泵送裝置和/或進(jìn)一步的加壓裝置)。此外，流態(tài)化使得帶有液體的材料能夠提供一種液封，這是由于，如果，氣態(tài)或液態(tài)流體將不會(huì)容易地(或完全不能)像材料為其最初的較干燥狀態(tài)的情況下其本來能夠的那樣經(jīng)過帶有液體的材料。一個(gè)與本發(fā)明相關(guān)的具體可獲得特征為錐形螺旋形式渦流的生成。在本文中，優(yōu)選地，錐形螺旋意味著渦流，其中流體成分的軌跡是阿基米德螺線和螺旋線的疊加。需要提出的是，雖然阿基米德螺線和螺旋線的數(shù)學(xué)原理嚴(yán)格規(guī)定了圓錐螺旋的演變，本發(fā)明中的圓錐螺旋可以偏離這種數(shù)學(xué)描述，但是目的是這樣的流型。然而，“圓錐螺旋”已經(jīng)被用于組成至少像圓錐螺旋的流動(dòng)路徑，在該流動(dòng)路徑中，流體成分沿著朝向螺旋運(yùn)動(dòng)的中心軸線以及沿著該中心軸線運(yùn)動(dòng)的路徑行進(jìn)。生成的渦流通常包括，與渦流的旋轉(zhuǎn)軸線相關(guān)的在軸向方向和徑向方向上變化的角速率。尤其是，這通常是基于流體內(nèi)的粘性耦合和阻尼、邊界條件和渦流生成器而獲得。此外，通?？梢员苊馍纱螠u流，次渦流優(yōu)選地為這樣的渦流，其并非占據(jù)收容器內(nèi)大多數(shù)空間且由渦流生成器和泵送裝置結(jié)合而生成的主錐形螺旋。有利的是，通過控制泵送裝置，即可以控制渦流的軸向流動(dòng)成分。在很多實(shí)際情況中，泵送裝置可以被看作是沿朝著渦流生成器的方向的“在渦流中拖拽”的裝置。本文使用了各種技術(shù)用語。對本行業(yè)技術(shù)人員而言，盡管這些用語以對于技術(shù)人員普通的含義使用，但以下將對其中一些用語做簡要解釋。優(yōu)選地，“渦流生成器”意為一種在流體中生成渦流的構(gòu)件。此處考慮的渦流生成器的典型實(shí)例為，包括沿徑向方向延伸的轉(zhuǎn)子臂(rotor arm)的可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件。優(yōu)選地，“回流(back flow) ”用于指示一種流動(dòng)模式(flow regime)，其中存在沿著與主流動(dòng)方向(優(yōu)選限定為從入口到出口)相反的方向行進(jìn)的流動(dòng)。從這種意義上來說， 優(yōu)選地，回流可以看作是次流型，諸如次渦流，其中主流型是錐形螺旋。優(yōu)選地，設(shè)備中的未浸泡材料可以通過渦流中的適用裝置來布置，諸如，從浸沒在收容器內(nèi)的流體中的管道排放。當(dāng)例如涉及本發(fā)明的具體實(shí)施方式
時(shí)，這種適于在渦流中布置未浸泡材料的裝置將在下文中作出更詳細(xì)的描述。例如，適于布置未浸泡材料的裝置可以包括，例如，提供以下所披露的流體噴射的流體供給(flow feed)。優(yōu)選地，泵送裝置可以位于渦流生成器的下游，并且在許多優(yōu)選實(shí)施方式中，泵送裝置和渦流生成器可以是同一構(gòu)件，例如，構(gòu)建成單一結(jié)構(gòu)件。在許多優(yōu)選實(shí)施方式中，優(yōu)選地，排放構(gòu)件包括從收容器延伸出來的流道。在這種實(shí)施方式中，從流道的入口看去，渦流生成器優(yōu)選地位于流道的下游位置。有利地且優(yōu)選地，排放構(gòu)件的流道可以為朝著渦流生成器逐漸變細(xì)的漏斗形。可替換地，排放構(gòu)件的流道可以優(yōu)選地有恒定橫截面積。優(yōu)選地，該設(shè)備包括分離器，用于分離包含已經(jīng)通過排放構(gòu)件的材料的一股流體和基本不包含經(jīng)處理材料的一股剩余流體。該分離器可以優(yōu)選地位于在排放構(gòu)件的下游， 優(yōu)選地為泵送裝置的下游。優(yōu)選地，該分離器可以包括脫水裝置，例如一個(gè)或多個(gè)離心機(jī)或用于沉積已處理材料的裝置。該設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施方式可以包括將從收容器中抽取的流體供給至收容器的循環(huán)流線。優(yōu)選地，該流體循環(huán)流線可以以剩余流體循環(huán)至收容器的方式連接到分離器。
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優(yōu)選地，至少構(gòu)成收容器底部的壁構(gòu)件可具有圓形內(nèi)部輪廓，例如，形狀為圓柱體形式的縱向切割物。此外，構(gòu)成收容器側(cè)部的壁構(gòu)件可以是扁平構(gòu)件。然而，也可以采用其他形狀的壁構(gòu)件，例如，圓的，以便它們可以協(xié)助將保持收容器內(nèi)的渦流。優(yōu)選地且有利地，該收容器內(nèi)可以包括一個(gè)或多個(gè)可旋轉(zhuǎn)部件和/或限定容量 (containing)的一個(gè)或多個(gè)壁構(gòu)件是可旋轉(zhuǎn)的。從而，可控制收容器中的流動(dòng)的邊界條件， 以例如強(qiáng)化渦流。該設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施方式可以包括單個(gè)排放構(gòu)件?？商鎿Q地，該設(shè)備優(yōu)選地可以包括多于一個(gè)的排放構(gòu)件。在包括多于一個(gè)排放構(gòu)件的實(shí)施方式中，優(yōu)選地，排放構(gòu)件可以在相同的壁構(gòu)件中彼此相鄰地定位。可替換地或與其相互結(jié)合，排放組件優(yōu)選地可以彼此相對地定位在相對的壁構(gòu)件中。優(yōu)選地且有利地，該設(shè)備可適于提供經(jīng)處理材料的增壓流。優(yōu)選地，渦流生成器可以包括可旋轉(zhuǎn)切割構(gòu)件，并且該切割構(gòu)件優(yōu)選地可適于切割在流向切割件的流體中流動(dòng)的材料。優(yōu)選地，該切割構(gòu)件可以包括多個(gè)徑向延伸的臂，所述臂具有沿旋轉(zhuǎn)方向指向的刃口。如上所披露，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式可以包括適于在渦流中布置未浸泡材料的裝置。相應(yīng)地，本設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施方式可以包括適于產(chǎn)生流體流動(dòng)的流體供給，所述流體流動(dòng)優(yōu)選為噴射流(jet)，在設(shè)備操作過程中流至容納在容器中的流體中。優(yōu)選地，該流體供給的出口可以設(shè)置在流體表面的下方。有利的是，流體供給可以優(yōu)選地形成循環(huán)流線的一部分。優(yōu)選地，該流體供給可以適用于沿基本上平行于傳送流體時(shí)收容器中渦流的速度的方向傳送流體。優(yōu)選地，構(gòu)成收容器底部的壁構(gòu)件相對于水平方向傾斜，并且額外地且優(yōu)選地，在底部的最低內(nèi)部位置區(qū)處提供物料出口。優(yōu)選地，該設(shè)備可以包括或進(jìn)一步包括進(jìn)給裝置(infeed device)，用于將待處理材料供入容納在收容器中的流體內(nèi)。優(yōu)選地，該進(jìn)給裝置可以包括輸送裝置，用于將待處理材料輸送至容納在收容器內(nèi)的流體內(nèi)，該輸送裝置優(yōu)選地處于在流體表面下面的位置處。 這種輸送裝置可以包括輸送帶或螺旋輸送機(jī)。優(yōu)選地，該進(jìn)給裝置可以適于沿基本上平行于傳送時(shí)收容器中渦流的速度的方向傳送流體。此外，優(yōu)選地，該進(jìn)給裝置可適用于以這樣的速度傳送材料，該速度為收容器中材料傳送位置處的流體速度的至少50 %，優(yōu)選地為基本上相同的速度。優(yōu)選地，該進(jìn)給裝置可以適于或進(jìn)一步適于當(dāng)流體存在于收容器中時(shí)在流體表面下面?zhèn)魉筒牧?。典型地且?yōu)選地，該進(jìn)給裝置可適于或進(jìn)一步適于當(dāng)流體存在于收容器中時(shí)在流體表面下面至少IOOmm處傳送材料。優(yōu)選地，該設(shè)備還可以進(jìn)一步包括測量裝置，用于測量(優(yōu)選地以連續(xù)的方式)材料質(zhì)量和/或供入收容器的材料的水含量。優(yōu)選地，該測量裝置可以布置在進(jìn)給裝置內(nèi)。優(yōu)選地且有利地，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備適于處理從由禾桿、草、玉米芯、木材等或它們的混合物構(gòu)成的組中選取的材料。優(yōu)選地，材料的處理可以是一種處理或多種處理的結(jié)合，其至少要有助于使材料易于發(fā)酵。另一方面，本發(fā)明涉及一種操作根據(jù)該發(fā)明第一方面的設(shè)備的方法。此類方法優(yōu)選地包括控制泵和渦流生成器以便在收容器中生成錐形螺旋形式的渦流。
優(yōu)選地，該方法可包括向收容器中添加流體，優(yōu)選地為添加在存在于收容器中的流體的表面之下。優(yōu)選地，向收容器添加流體可以以在存在于收容器中的流體的表面之下延伸的噴射流的形式。優(yōu)選且有利的是，該方法可以包括調(diào)整收容器中的液位(fluid level)，以使在所述表面下方添加流體，或者以使流體的噴射流(優(yōu)選地為添加入收容器中的流體)在存在于收容器中的流體的表面下方延伸。優(yōu)選地，該方法可以包括循環(huán)通過排放構(gòu)件從收容器中抽取的流體的至少一部分。當(dāng)流體存在于收容器中時(shí)，流體的循環(huán)部分優(yōu)選地從存在于流體中的材料脫離。此外，該方法優(yōu)選地可包括確定流出收容器的材料的水含量，基于至少探測收容器中的液位、供入收容器的水、供給至收容器的材料的質(zhì)量以及材料的水含量。本發(fā)明的第一和第二方面可以各自與任何其他方面相結(jié)合。本發(fā)明的這些方面和其他方面將參照后文所述實(shí)施方式進(jìn)行闡釋，從而將變得顯而易見。本發(fā)明特別優(yōu)選的實(shí)施方式涉及將材料浸泡在含酸的水中。盡管本發(fā)明已經(jīng)表明關(guān)于除了使有機(jī)物易于發(fā)酵的其他情況下的材料處理是有用，但這里的描述還是旨在使有機(jī)物易于發(fā)酵。這不應(yīng)將本發(fā)明的范圍限制于僅用于生產(chǎn)生物乙醇的應(yīng)用和方法。


現(xiàn)在將結(jié)合附圖描述本發(fā)明及其具體的優(yōu)選實(shí)施方式，在附圖中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式，圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的排放構(gòu)件的橫截面圖，圖3示出了渦流生成器的實(shí)施方式，圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的其中采用了進(jìn)給裝置的設(shè)備的實(shí)施方式，圖fe示出了根據(jù)本發(fā)明的其中采用了替換的進(jìn)給裝置的設(shè)備的實(shí)施方式。圖恥示出了圖如所示的根據(jù)本發(fā)明的其中采用了替換的進(jìn)給裝置的設(shè)備的實(shí)施方式。附圖示出了實(shí)施本發(fā)明的方式，并且不應(yīng)解釋為限制落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的其他可行實(shí)施方式。
具體實(shí)施例方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的用于處理材料的設(shè)備的第一實(shí)施方式。圖Ia示出了該設(shè)備的端投影圖，圖Ib示出了其側(cè)投影圖，以及圖Ic示出了其頂投影圖。該設(shè)備包括收容器10，其形狀為帶有開口上端和彎曲的底部14的容器。該收容器的側(cè)壁16以及端壁18均為扁平構(gòu)件，多個(gè)壁和底部焊接在一起形成一個(gè)流體密封且上端開口的容器。優(yōu)選地，待處理材料為選自由禾桿、玉米芯、草、木材等構(gòu)成的組的一種或多種材料，但至少從原則上說，每種顆粒有機(jī)物均可加以考慮。也可以考慮對各種材料的混合物。 材料通常為顆粒物質(zhì)，其理想地應(yīng)切成更小的塊。本文中采用的流體優(yōu)選地為水，但是也可以根據(jù)設(shè)備的具體用途使用和選擇其他流體。在其中一個(gè)端壁18 (顯示為在圖1的右側(cè))處設(shè)置排放構(gòu)件20。如圖1所指示，排放構(gòu)件20適于在收容器中生成渦流流型，并同時(shí)將流向排放構(gòu)件20的材料切割成更小的塊。在一種可替代配置中(將在下文中說明)，未發(fā)生切割，且排放構(gòu)件進(jìn)行的排放不涉及切割。如下文將進(jìn)一步詳細(xì)披露的，例如，切割可以由旋轉(zhuǎn)切割件提供，該旋轉(zhuǎn)切割件包括帶有刃口的徑向延伸臂。當(dāng)這種切割構(gòu)件旋轉(zhuǎn)時(shí)，材料將被切割，并且流體中生成渦流。 因此，切割動(dòng)作和渦流生成特征可以合并成單一構(gòu)件，但是這并不是必需的，因此可以采用兩個(gè)獨(dú)立的裝置，例如切割機(jī)和渦流生成器。 如圖Ia中明顯示出的，底部14是彎曲的，并且在本實(shí)施方式中示出為彎曲以便形成如圓柱體縱向切塊那樣的形狀。該輪廓是有利的，因?yàn)槠浞瓷洳椭鷾u流中的旋轉(zhuǎn)流動(dòng)， 從而流動(dòng)產(chǎn)生次渦流僅存在有限的可能性。雖然側(cè)構(gòu)件16彎曲以進(jìn)一步避免次渦流的產(chǎn)生可能是有益的(從流動(dòng)的觀點(diǎn)來看)，但它們已經(jīng)形成為扁平構(gòu)件，以便易于將待處理材料引入收容器內(nèi)。 在排放構(gòu)件20的下游位置設(shè)置了泵22，其通過排放構(gòu)件20朝向分離器M泵送帶有切割材料的流體，該分離器將包括基本所有切割材料的一股流體與流體分離開來。此外該泵還通過排放構(gòu)件20在收容器10中產(chǎn)生抽吸。基本不包括切割材料的流體(稱為剩余流，類似地從分離器M中分離出來)通過循環(huán)流線沈被送回至收容器中。在優(yōu)化的分離過程中，剩余流不含有任何材料。然而，在眾多實(shí)際實(shí)施方式中，分離達(dá)不到理想效果，且剩余流中的材料量取決于分離器的效率。因此，實(shí)際上，關(guān)于這一點(diǎn)，這優(yōu)選地用于表示反映分離器效率的情況。泵22提供了轉(zhuǎn)移并加壓作為流體的介質(zhì)的可能性，在所述流體中材料已經(jīng)被同化以便用于進(jìn)一步的處理對。進(jìn)一步的處理可能是(例如)分離過程，其中將材料從流體中分離出來，且流體例如返回到容器中。如果進(jìn)一步處理為分離，則其可以采用螺旋壓力機(jī)、過濾器或離心機(jī)或用于沉淀處理物的裝置的形式來體現(xiàn)。因此，分離器M中的分離提供了一股帶有切割材料的流體，其中，每總體積量中切割材料的含量增加。這股向上集中的切割材料被供給至進(jìn)一步處理，以使其準(zhǔn)備發(fā)酵。收容器10中產(chǎn)生的渦流流型應(yīng)當(dāng)優(yōu)選為，特征在于，收容器內(nèi)部沒有循環(huán)產(chǎn)生。 因此，流體成分將會(huì)在其路途上從循環(huán)流線沈的出口不停斷跟隨圍繞水平軸線的螺旋運(yùn)動(dòng)而行進(jìn)(沒有循環(huán))，使流體成分朝著排放構(gòu)件20前進(jìn)并使其通過排放構(gòu)件20。這種流型被認(rèn)為是錐形螺旋。通過這種流型，被渦流“捕獲”的材料必然會(huì)在排放構(gòu)件中僅一次性地結(jié)束，并且在排放構(gòu)件進(jìn)行材料的切割時(shí)，材料將僅一次性地切割。由此，錐形螺旋是三維渦流，該渦流中沿水平軸線方向(或者大體上朝向排放構(gòu)件)的速度可以通過控制泵來控制。相較于通過泵的低通流(lower through flow)而言， 通過泵的高通流(high through flow)會(huì)朝著排放構(gòu)件產(chǎn)生相對更高的速度。應(yīng)該說明的是，當(dāng)壁部分是固定的時(shí)，靠近壁部分的速度趨向于零。這允許高度可控的切割過程，其中材料被切割成的尺寸是可控制的，因?yàn)槌蚺欧艠?gòu)件20推進(jìn)材料的速率可以通過控制泵以及排放構(gòu)件20的切割構(gòu)件的切割速率(通過設(shè)置切割邊緣的速率)來控制。在具體實(shí)施方式
中，要處理的材料在被引入收容器之前進(jìn)行切割，而且材料可以選擇從渦流中心抽取出。
圖2示意性示出了圖1所示實(shí)施方式的排放構(gòu)件20的橫截面圖。排放構(gòu)件包括漏斗30形式的流道，其從收容器10中延伸出來，并且其寬端32附接到端壁18，由此排放構(gòu)件20與收容器10的內(nèi)部流體相通。漏斗30朝向切割構(gòu)件36逐漸變細(xì)，以便漏斗30的窄端34布置成以距離δ從收容器收回，如圖2所示。切割構(gòu)件36在窄端34處安裝在連接到電動(dòng)機(jī)(未顯示)的軸38上。切割構(gòu)件36布置在朝泵22延伸的流體連接件40的前面。流體連接件40通常是管的形式。切割構(gòu)件36形成為臂的形狀，所述臂從與軸38的旋轉(zhuǎn)軸線重合的中心徑向延伸且具有有指向旋轉(zhuǎn)方向的切割邊緣。在切割構(gòu)件旋轉(zhuǎn)時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生延伸到收容器內(nèi)以及流體連接件40內(nèi)的渦流。因此，切割構(gòu)件也包含渦流生成器。泵產(chǎn)生從收容器流向切割構(gòu)件36的流體流動(dòng)。從而，流型可以看作是通過將由泵22產(chǎn)生的朝向切割部件的非旋轉(zhuǎn)流動(dòng)和由切割構(gòu)件36產(chǎn)生的渦流重疊定位(super-position)來形成。因此，包含在收容器中的流體內(nèi)的材料會(huì)被運(yùn)送到切割構(gòu)件36，被切割構(gòu)件切割，通過通道40朝著分離器構(gòu)件M傳送。盡管泵22和切割構(gòu)件表現(xiàn)為兩個(gè)不同的構(gòu)件，但是這些構(gòu)件可以制成單一的構(gòu)件。在這個(gè)實(shí)施方式中，切割構(gòu)件，尤其是帶切割邊緣的臂成形為以便增加流體的總壓力。 該實(shí)施方式的一個(gè)例子是在其入口處布置有切割裝置的離心式葉輪。通過使用漏斗30，排放構(gòu)件中的(且一般在收容器中的)回流減少到最小，且通?？梢酝耆苊狻亩?，可以在很大程度上保證要切割的材料僅一次性地通過切割構(gòu)件，因?yàn)楸磺懈畹牟牧喜粫?huì)被送回到收容器中。后者通常會(huì)導(dǎo)致切割材料沉淀在收容器中和/或材料被切成不可控制的尺寸。圖3特別顯示了用來切割材料并產(chǎn)生渦流的切割構(gòu)件。把漏斗30螺栓連接至法蘭58。流體和切割材料經(jīng)過流向泵22 (未顯示)的開口，如參照圖1所披露的。切割構(gòu)件布置在從電動(dòng)機(jī)62延伸的軸上?，F(xiàn)在返回去參考圖1，將披露在該設(shè)備中進(jìn)行的污染物的分離。在負(fù)面意義上，污染物一般被認(rèn)為是會(huì)干擾有機(jī)材料的進(jìn)一步處理和/或發(fā)酵、并且包括比如石子、沙粒、金屬微粒等的物質(zhì)。如圖1所示，尤其是在圖Ib中，收容器的底部14遠(yuǎn)離排放構(gòu)件20向下傾斜(相對于水平方向)。污染物通常特征在于，微粒的密度基本上不同于流體和待切割材料這兩者的密度。相應(yīng)地，并且由于在收容器中存在渦流，污染物(如微粒形式)將由于重力而直接落向底部14，或著通過離心力以及重力作用的結(jié)合而被推向底部，所述離心力產(chǎn)生自顆粒且至少在某種程度上跟隨渦流的螺旋運(yùn)動(dòng)。材料出口 42布置在斜坡底部的最低位置部分處；在圖1顯示的實(shí)施方式中，這是如圖Ib所示的收容器的左角。一旦污染物位于斜坡底部的表面上，重力將朝向材料出口 42推動(dòng)污染物或者至少協(xié)助推動(dòng)它?；谌绾螌⒃撐镔|(zhì)從收容器提取出，一些流體可能和該物質(zhì)一起離開容器。 然而，和該物質(zhì)一起從收容器撤出的流體的量一般選擇成很小，以便其不會(huì)破壞收容器內(nèi)的渦流流型。從上述顯而易見的是，根據(jù)本發(fā)明，材料的切割和浸泡都發(fā)生在所述設(shè)備中。另一方面，該設(shè)備適于在略去切割特征時(shí)進(jìn)行浸泡。這個(gè)方面通過如下方式來體現(xiàn)包括上述披露的相同構(gòu)件，但是旋轉(zhuǎn)切割構(gòu)件用包括帶鈍邊緣的轉(zhuǎn)子臂的轉(zhuǎn)子取代，以使得轉(zhuǎn)子臂與材料之間的接觸不會(huì)引起材料的切割。應(yīng)說明的是，通過旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子臂，一些類型的扯、撕或類似的動(dòng)作會(huì)在材料上進(jìn)行。然而，應(yīng)當(dāng)將這些動(dòng)作減到最少，而且不應(yīng)認(rèn)為其是切割動(dòng)作，因?yàn)檫@種切割動(dòng)作需要某種類型的切割邊緣。收容器內(nèi)的由轉(zhuǎn)子或旋轉(zhuǎn)切割構(gòu)件產(chǎn)生的渦流，可通過許多不同的方式加強(qiáng)。比如，與排放構(gòu)件20相對的端壁18 (或臨近端壁18在內(nèi)部定位的單獨(dú)壁構(gòu)件)可以制成為能沿與渦流的旋轉(zhuǎn)相同的方向旋轉(zhuǎn)。這會(huì)將渦流在端壁處的邊界條件從零速度改變到不同于零的速度，從而增強(qiáng)渦流。類似地或與其結(jié)合，排放構(gòu)件20處的端壁(或單獨(dú)的壁構(gòu)件) 可以制成為能旋轉(zhuǎn)。另一個(gè)加強(qiáng)渦流的例子是采用多于一個(gè)排放構(gòu)件，比如兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)或更多個(gè)排放構(gòu)件。例如，彼此臨近地位于相同壁構(gòu)件中的兩個(gè)排放構(gòu)件會(huì)在延伸到收容器中的漏斗中各自產(chǎn)生渦流。來自漏斗的渦流會(huì)在收容器中合并成單個(gè)渦流。如果排放構(gòu)件彼此相對地布置在收容器的相對端壁上，也會(huì)獲得類似的結(jié)果，但是該配置要求切割構(gòu)件或轉(zhuǎn)子臂以相同的方向旋轉(zhuǎn)(當(dāng)從一個(gè)方向看時(shí))，以便產(chǎn)生的渦流以相同的方向旋轉(zhuǎn)；否則，渦流會(huì)互相破壞。因此，優(yōu)選的配置包括在兩個(gè)相對端壁18上的排放構(gòu)件或只位于其中一個(gè)端壁18中的排放構(gòu)件。需要強(qiáng)調(diào)的是，這些配置能進(jìn)行組合，并且可應(yīng)用于關(guān)于如清洗、浸泡、切割等或其組合的實(shí)施方式中。本發(fā)明的一個(gè)特征是關(guān)于材料的浸泡。通常，待浸泡材料的初始密度使其在收容器內(nèi)的流體的表面上流動(dòng)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，與本發(fā)明相關(guān)的，一旦這種材料被渦流捕獲，旋流流動(dòng)將朝向渦流的核心輸送材料。浸泡了材料的流體量尤其與材料在流體中的滯留時(shí)間有關(guān)，并且由于材料移向渦流核心且沿著朝向排放裝置的方向的流速能由泵22控制，所以材料的滯留時(shí)間也可以控制。有利地且優(yōu)選地，材料的供給(如果未采取其他措施材料通常將會(huì)在流體的表面上流動(dòng))可以通過使材料加速來提供，并且在渦流中以這樣的程度傳送被加速的材料使得渦流作用在材料上的粘性力超過浮力。材料的加速經(jīng)常這樣進(jìn)行，使得材料的引入才不會(huì)減緩渦流的速率。這會(huì)導(dǎo)致在很多情況下，在相同徑向位置處，材料隨著渦流的運(yùn)動(dòng)被拖拽。在此運(yùn)動(dòng)中，材料會(huì)逐漸吸入液體，造成材料的浮力性能發(fā)生改變，進(jìn)而導(dǎo)致材料流向渦流中心。在很多實(shí)際實(shí)施方式中，渦流包括沿著朝向渦流中心的方向的徑向速度分量，且該徑向速度分量會(huì)至少幫助迫使材料流向渦流中心。有利地且優(yōu)選地，通過利用由流體供給52 (圖4a)添加到收容器的循環(huán)流體的流動(dòng)來執(zhí)行把材料供送到渦流中。流體供給52優(yōu)選地定位成使得循環(huán)流體在存在于收容器中的流體的自由表面下方被引入，優(yōu)選地，采用上面所述噴射流的形式。在圖1所示實(shí)施方式中，流體供給52是循環(huán)流線沈的端部且延伸到收容器中的流體內(nèi)。將流體引入的位置和方向選擇成使得，該方向基本上平行于傳送時(shí)位于收容器中的渦流的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的速度， 如上文所述的。在圖1所示的實(shí)施方式中，其位于收容器的角部區(qū)域中表面的下方。以這樣的方式將要被浸泡、切割、和/或清洗的材料引入自由表面下方循環(huán)流體的噴射流至少幫助將材料引入到渦流內(nèi)。優(yōu)選地，把材料引入循環(huán)流體的噴射流通過材料入口進(jìn)行，該材料入口包括適當(dāng)?shù)妮斔脱b置，比如輸送帶、螺旋輸送機(jī)等。參照圖4，披露了進(jìn)給裝置的一個(gè)實(shí)施方式。該進(jìn)給裝置包括輸傳器，且輸送器速率優(yōu)選地設(shè)置成與渦流的旋轉(zhuǎn)速度相匹配，以使引入渦流的材料在速率上基本上沒有區(qū)別。更進(jìn)一步，由于供給制收容器內(nèi)的流體的量、從收容器排放的流體量以及引入收容器的材料量可以確定，因此可以確定浸泡后材料中的流體含量的至少一估計(jì)值。該估計(jì)值可以基于連續(xù)性原則，包括進(jìn)入和離開收容器10的各種量的測量。相應(yīng)地，可以通過控制通過流體供給52供給至收容器的流體的量來調(diào)節(jié)收容器中的液位。在其他實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備用于清洗沒有進(jìn)行切割的材料。在這一點(diǎn)上，清洗優(yōu)選地表示將污染物從材料上分離或至少為從中釋放出來。在這種情況下，浸泡問題可以被認(rèn)為是不相關(guān)的，且滯留時(shí)間沒有調(diào)節(jié)成滿足既定流體含量。在這種情況下調(diào)節(jié)滯留時(shí)間以允許足夠的時(shí)間來(例如)釋放污染物的纏繞(tangle out)等。相反地，控制通過設(shè)備的流動(dòng)以及渦流的特性，以便提供所需的清洗處理。因此，本發(fā)明不僅適合浸泡已切割的材料，也適合浸泡和切割材料，以及還可以作為單獨(dú)動(dòng)作或者與浸泡和/或切割相結(jié)合地清洗材料。本發(fā)明還適合與浸泡、清洗和/或切割結(jié)合，以使材料中的化學(xué)成分能夠沉淀(比如，材料整個(gè)深度內(nèi)酸含量的均勻沉淀)，以促進(jìn)熱水解。如上所示，排放構(gòu)件20優(yōu)選地包括流道30。然而，可以構(gòu)想省去流道，且渦流生成器布置在收容器內(nèi)。圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的實(shí)施方式。圖4中的部件與圖1、圖2中的那些對應(yīng)，并具有相同的標(biāo)號(hào)。僅僅為了清楚的原因，省略了多個(gè)構(gòu)件(如分離器M和循環(huán)流線 26)。圖如顯示了朝向類似于圖Ib的端壁18所看到的實(shí)施方式，圖4b在類似于圖Ib的側(cè)視圖中顯示了該實(shí)施方式。圖4中所示的實(shí)施方式包括進(jìn)給裝置62，材料48通過該進(jìn)給裝置被送入容納在收容器中的流體內(nèi)。進(jìn)給裝置包括輸送帶44和46。輸送帶的速率基本上等于在流體表面下方100毫米位置處的渦流的速度。此外，進(jìn)給裝置布置成使得材料在渦流速度指向下的位置處傳送。該裝置優(yōu)選地還包括測量裝置，其優(yōu)選地結(jié)合在進(jìn)給裝置內(nèi)。該測量裝置優(yōu)選地以連續(xù)的方式測量材料的質(zhì)量和/或材料中的水含量?；谑杖萜髦械乃灰约肮?yīng)給收容器的水的這種測量和探測，可以確定離開收容器的材料中的水含量(從連續(xù)性原則規(guī)定，要規(guī)定在收容器中沒有質(zhì)量的積聚，進(jìn)入和離開收容器的質(zhì)量必須相等)。進(jìn)給裝置62，尤其是運(yùn)送待處理材料的輸送帶44，在流體的表面50下方的位置處將材料引入流體中。循環(huán)流體52在與材料相同的位置處(如上述披露的)沿與運(yùn)送時(shí)的渦流M的速度基本平行方向被引入收容器10中。通過這種方式引入循環(huán)流體，該引入可以促進(jìn)渦流的流動(dòng)。類似地，橫供給裝置62沿著與運(yùn)送時(shí)的渦流M的速度基本平行的方向運(yùn)送材料。因此渦流M、輸送帶44和循環(huán)流體52的結(jié)合將把材料捕獲到渦流內(nèi)，以便材料跟隨渦流流向排放構(gòu)件，如虛線56示意性地示出。應(yīng)提到的是，在上述實(shí)施方式中，循環(huán)流體可以由新鮮的流體替代。圖fe顯示了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一個(gè)實(shí)施方式，其中替換的橫供給裝置62應(yīng)用于收容器10。該橫供給裝置適合于將材料布置到渦流內(nèi)，并且該橫供給裝置適合于沿與運(yùn)料時(shí)渦流的速度基本平行的方向傳送材料。在本實(shí)施方式中，進(jìn)給裝置62是螺旋輸送機(jī)， 其尤其利于運(yùn)輸干燥材料。通過使用螺旋輸送機(jī)將未浸泡的材料48引入渦流M，可以獲得未浸泡材料的適當(dāng)速率和方向，不管要引入的材料是否可泵送。圖恥顯示了圖fe的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的實(shí)施方式，其中應(yīng)用了替換的進(jìn)給裝置 62。圖恥顯示的是垂直于設(shè)備縱向方向通過進(jìn)給裝置62的橫截面圖。應(yīng)該指出的是，根據(jù)圖5的該裝置可以用于收容器10內(nèi)的流體表面，或者如圖恥所示的那樣充滿流體，以使流體表面50將會(huì)在收容器10的上表面上方。在上述披露的實(shí)施方式中，收容器在很多情況下披露為其中存在自由表面的容器，然而，該發(fā)明也可以以例如圓形容器體現(xiàn)，例如采用如圖5中顯示的圓柱體。如上面指出的，本發(fā)明可包括浸泡和/或不同于切割的其他處理。比如，材料可通過一種或多種酶和/或一次或多次化學(xué)反應(yīng)(比如涉及一種或多種酸的反應(yīng))來處理。這種處理可以通過向存在于收容器中的流體添加入酶和/或化學(xué)制品來實(shí)現(xiàn)。酶比如為阿魏酸酯酶(feruloyl esterase)、葡聚糖酶、淀粉酶、葡糖淀粉酶、β葡聚糖酶、木聚糖酶等。 化學(xué)制品比如為硫酸或氫氧化鈉。本文件中提到的浸泡(尤其在本發(fā)明背景部分中提及的)優(yōu)選地表示通過或好像通過材料中的氣孔或空隙在材料中吸收流體的作用。因此，浸泡是在未浸泡的材料接觸到流體的時(shí)間到未浸泡的材料完全以流體浸泡(即，流體飽和)的時(shí)間之間發(fā)生過程。因此， 浸泡動(dòng)態(tài)地改變作為時(shí)間的函數(shù)的未浸泡材料的流體靜力學(xué)特性。浸泡率可以通過增加能量來增大，能量比如為機(jī)械功(如清洗機(jī)中的旋轉(zhuǎn))或熱傳遞(如鍋爐內(nèi)的加熱)。應(yīng)該指出的是，本發(fā)明不局限于完全浸泡材料。當(dāng)試圖用最有效的辦式浸泡疏水性材料時(shí)，一個(gè)重要的控制參數(shù)就是滯留時(shí)間， 即從未浸泡材料進(jìn)入收容器的時(shí)間到材料離開收容器的時(shí)間。通過根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，可以高準(zhǔn)確度的控制滯留時(shí)間，因?yàn)槭杖萜鲀?nèi)基本上沒有循環(huán)發(fā)生。因此，通過收容器的接近恒定的流動(dòng)保證了所有未浸泡材料都將經(jīng)歷相同的滯留時(shí)間。與傳統(tǒng)碎漿機(jī)相比，大塊漿狀物經(jīng)歷長的滯留時(shí)間，而小塊漿狀物經(jīng)歷短的滯留時(shí)間。在比如生材料降解的應(yīng)用中，滯留時(shí)間是關(guān)鍵性參數(shù)，因?yàn)樗刂浦Y(jié)合有酶和/或化學(xué)制品的流體的滲透深度，從而控制了降解機(jī)制。如果不能控制滯留時(shí)間，材料的不同部分將會(huì)有非常不同的滲透深度。為了優(yōu)化收容器中渦流流動(dòng)的條件，可以安排不同的能量輸入，這旨在通過使周圍表面的損失減到最小來穩(wěn)定渦流。在優(yōu)選實(shí)施方式中，可以通過旋轉(zhuǎn)與渦流生成器相對的壁，從而減少摩擦損失來實(shí)現(xiàn)。另外地或可單獨(dú)使用，從其中可放置渦流生成器的收容器延伸出的流道可以旋轉(zhuǎn)，以使流道與渦流生成器一起圍繞一個(gè)共同的軸線旋轉(zhuǎn)，從而使靠近流道內(nèi)表面的邊界層中的流體摩擦減到最小。通過引入收容器內(nèi)的其他裝置來向收容器內(nèi)的渦流輸入更多能量，比如中心螺旋渦流內(nèi)的旋轉(zhuǎn)圓柱體能用來將能量添加至渦流。也可以如上述的通過未浸泡的材料來實(shí)現(xiàn)將能量輸入給收容器內(nèi)的渦流，這通過在給定位置、以給定的位置和速率以及方向?qū)⒉牧弦胧杖萜鱽磉M(jìn)行。適合將未浸泡的材料布置于渦流內(nèi)的其他裝置也完全可以構(gòu)造成具有引入額外能量到渦流的能力，比如，有滑輪或無滑輪的添加能量到渦流輸送帶(比如，參考圖4的傳送帶)。優(yōu)選地，通過引入未浸泡的材料或通過適合將未浸泡的材料布置到渦流內(nèi)的裝置來優(yōu)化渦流的狀況基本平行于運(yùn)送時(shí)渦流的速度來進(jìn)行。當(dāng)渦流生成器安放在收容器外部(比如在流道內(nèi))時(shí)，收容器中的流體通過收容器中的流體與流道中的流體之間的流體耦合被迫流入渦流，在定義由流體耦合(即兩個(gè)容積之間的表面)連接的這兩個(gè)流體容積時(shí)，流體連接可以定義為收容器內(nèi)的渦流生成器。
盡管已經(jīng)結(jié)合具體實(shí)施方式
描述了本發(fā)明，但不能認(rèn)為其以任何方式局限于提出的例子。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書確定。在權(quán)利要求書的內(nèi)容中，術(shù)語“包括了”或者“包括”不排除其他可能的構(gòu)件和步驟。同樣，所提及的諸如“一”或“一個(gè)”等的參考， 不應(yīng)被認(rèn)為排除復(fù)數(shù)。權(quán)利要求書中使用的關(guān)于構(gòu)件的在附圖中指出的參考標(biāo)號(hào)不應(yīng)認(rèn)為是限制本發(fā)明的范圍。進(jìn)一步，有利地且優(yōu)選地，不同權(quán)利要求中提到的單獨(dú)的特征可能結(jié)合，且不同權(quán)利要求中提到的這些特征不排除可能和有益的特征結(jié)合。
權(quán)利要求
1.一種處理材料的設(shè)備，所述處理包括所述材料的切割、浸泡和/或清洗，所述設(shè)備包括-收容器，包括限定了適于容納流體和待處理材料的容器的壁構(gòu)件 -排放構(gòu)件，在上游與所述收容器的內(nèi)部流體連通且在下游與流體連接件流體連通，所述排放構(gòu)件包括 -渦流生成器，-泵送裝置，布置成從所述收容器朝向所述渦流生成器泵送帶有材料的流體并將其泵送至下游的流體連接件內(nèi)，其中，-所述渦流生成器和泵送裝置相結(jié)合而適于在所述流體內(nèi)生成錐形螺旋形式的渦流， 所述渦流延伸至所述收容器內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，包括用于在所述渦流中布置未浸泡材料的裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中，所述泵送裝置位于所述渦流生成器的下游。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其中，所述泵送裝置和所述渦流生成器是同一構(gòu)件。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述排放構(gòu)件包括從所述收容器延伸出的流道，從所述流道的入口看，所述渦流生成器在所述流道內(nèi)位于下游。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述排放構(gòu)件的所述流道為朝著所述渦流生成器逐漸變細(xì)的漏斗形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述排放構(gòu)件的所述流道具有恒定的橫截面積。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括用于分離包含已經(jīng)通過所述排放構(gòu)件的材料的流體流和基本不包含經(jīng)處理材料的剩余流體流的分離器，所述分離器位于排放構(gòu)件下游，優(yōu)選地位于所述泵送裝置的下游。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，所述分離器包括脫水裝置，例如一個(gè)或多個(gè)離心機(jī)或用于沉淀所述經(jīng)處理的材料的裝置。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括將從所述收容器中抽取的流體供給至所述收容器的循環(huán)流線。
11.根據(jù)從屬于權(quán)利要求7或8時(shí)的權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，所述流體循環(huán)流線以所述剩余流體循環(huán)至所述收容器的方式連接至所述分離器。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，至少構(gòu)成所述收容器的底部的壁構(gòu)件具有圓形內(nèi)部輪廓，例如形狀為圓柱體形式的縱向切割物。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，構(gòu)成所述收容器側(cè)部的壁構(gòu)件是扁平構(gòu)件。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述收容器在內(nèi)部包括一個(gè)或多個(gè)可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件和/或限定容器的所述壁構(gòu)件中的一個(gè)或多個(gè)是能旋轉(zhuǎn)的。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括單個(gè)排放構(gòu)件。
16.根據(jù)權(quán)利要求1至14中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括多于一個(gè)排放構(gòu)件。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中，所述排放構(gòu)件在相同的壁構(gòu)件上彼此相鄰地定位。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其中，所述排放構(gòu)件在相對的壁構(gòu)件上彼此相對地定位。
19.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備適于提供經(jīng)處理材料的加壓流。
20.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述渦流生成器包括可旋轉(zhuǎn)切割構(gòu)件，所述切割構(gòu)件適于切割在流體中流向所述切割構(gòu)件的材料。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其中，所述切割構(gòu)件包括具有沿所述旋轉(zhuǎn)方向的切割邊緣的多個(gè)徑向延伸臂。
22.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的設(shè)備，還包括適于產(chǎn)生流體流動(dòng)的流體供給， 所述流體流動(dòng)優(yōu)選地為噴射流，且在所述設(shè)備的操作過程中流至容納在所述容器中的流體內(nèi)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中，所述流體供給的出口布置在所述流體的表面下方。
24.根據(jù)從屬于權(quán)利要求10至23時(shí)的權(quán)利要求22或23所述的設(shè)備，其中，所述流體供給形成所述循環(huán)流線的一部分。
25.根據(jù)權(quán)利要求22到M中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述流體供給適于沿著與運(yùn)送時(shí)所述收容器中的渦流的速度基本平行的方向傳送所述流體。
26.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，構(gòu)成所述收容器的底部的壁構(gòu)件相對于水平方向傾斜。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的設(shè)備，其中，一物質(zhì)出口設(shè)置在一位置處，所述底部在該位置處具有其最低內(nèi)部位置部分。
28.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備進(jìn)一步包括用于將待處理材料供應(yīng)至容納在所述收容器中的流體內(nèi)的進(jìn)給裝置。
29.根據(jù)權(quán)利要求觀所述的設(shè)備，其中，所述進(jìn)給裝置包括用于將待處理材料輸送至容納在所述收容器中的流體內(nèi)的輸送裝置，優(yōu)選地在所述流體的表面下方的位置處。
30.根據(jù)權(quán)利要求觀或四所述的設(shè)備，其中，所述進(jìn)給裝置適于沿著與運(yùn)送時(shí)所述收容器中的渦流的速度基本平行的方向運(yùn)送待處理的材料。
31.根據(jù)權(quán)利要求觀至30中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述進(jìn)給裝置適于以這樣的速度運(yùn)送所述材料，該速度為所述收容器中所述材料的運(yùn)送位置處所述流體的速度的至少 50 %，優(yōu)選地與所述流體的速度相同。
32.根據(jù)權(quán)利要求觀至31中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述進(jìn)給裝置適于或進(jìn)一步適于在所述流體存在于所述收容器中時(shí)在所述流體的表面下方運(yùn)送材料。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的設(shè)備，其中，所述進(jìn)給裝置適于或進(jìn)一步適于在所述流體存在于所述收容器中時(shí)在所述流體的表面下方至少100毫米處運(yùn)送所述材料。
34.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述設(shè)備包括測量裝置，用于測量被供給至所述收容器內(nèi)的材料的質(zhì)量和/或材料中的水含量，所述測量裝置優(yōu)選地以連續(xù)的方式來測量。
35.根據(jù)從屬于權(quán)利要求28到33時(shí)的權(quán)利要求34所述的設(shè)備，其中，所述測量裝置布置在所述進(jìn)給裝置中。
36.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，待處理的材料選自由禾桿、草、玉米棒、木頭等或其混合物構(gòu)成的組。
37.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中，所述材料的處理是至少協(xié)助使所述材料容易發(fā)酵的一個(gè)處理或一些處理的結(jié)合。
38.操作根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備的方法，所述方法包括控制所述泵和所述渦流生成器，以便在所述收容器中產(chǎn)生錐形螺旋形式的渦流。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，所述方法包括將流體添加至到所述收容器，優(yōu)選地在存在于所述收容器中的流體的表面下方添加。
40.根據(jù)權(quán)利要求38或39所述的方法，所述方法包括以噴射流將流體添加至所述收容器，所述噴射流在存在于所述收容器中的流體的表面下方延伸。
41.根據(jù)權(quán)利要求38至40中任一項(xiàng)所述的方法，所述方法包括調(diào)整所述收容器中的液位，以便所述流體在所述表面下方添加，或者以便流體的噴射流在存在于所述收容器中的流體的表面下方延伸，所述流體的噴射流即添加至所述收容器的所述流體。
42.根據(jù)權(quán)利要求38至41中任一項(xiàng)所述的方法，所述方法包括使通過所述排放構(gòu)件從所述收容器抽取的流體的至少一部分循環(huán)。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其中，當(dāng)所述流體在所述收容器中時(shí)，流體的循環(huán)的所述一部分與存在于所述流體中的材料分離。
44.根據(jù)權(quán)利要求38至43中任一項(xiàng)所述的方法，包括基于至少檢測所述收容器中的水位、供給至所述收容器的水、供給至所述收容器的材料的質(zhì)量以及所述材料的水含量，來確定離開所述收容器的材料的水含量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過切割、浸泡和/或清洗材料來處理材料的設(shè)備，其中，該設(shè)備包括收容器(10)、帶有渦流生成器的排放構(gòu)件(20)和泵送裝置(22)，布置用于從收容器(10)朝向渦流生成器泵送流體和材料，其中，渦流生成器和泵送裝置(22)的組合適于在流體中生成延伸至收容器內(nèi)的錐形螺旋渦流。
文檔編號(hào)D21B1/34GK102282312SQ201080004482
公開日2011年12月14日 申請日期2010年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月13日
發(fā)明者德拉甘·盧基克, 芬恩·貝爾德林 申請人:拜格索Ipr有限公司