Die Struktur des sphärischen Fermenters
Der Kugelreaktor besteht im Wesentlichen aus Kugelgehäuse, Wellenkopf, Lager, Antriebseinheit und Verbindungsrohr. Das Reaktorgehäuse ist ein dünnwandiger, kugelförmiger Druckbehälter, dessen Stahlbleche verschweißt sind. Die hohe Festigkeit der Schweißkonstruktion reduziert das Gesamtgewicht der Anlage. Im Vergleich zu einer Nietkonstruktion können ca. 20 % der Stahlbleche eingespart werden. Aktuell werden alle Kugelreaktoren geschweißt. Der maximal ausgelegte Betriebsdruck für den Kugelreaktor beträgt 7,85 × 10⁵ Pa. Beim Schwefelkochen kann die Korrosionstoleranz des Kugelreaktors 5–7 mm betragen. In der vertikalen Mittellinie des Kugelgehäuses befindet sich eine ovale Öffnung (600 × 900 mm) zum Befüllen mit Material, zum Flüssigkeitstransport und zur Wartung. Um die Sicherheit des Kugelreaktors zu gewährleisten, ist die ovale Öffnung mit einem Ring aus verstärkten Stahlblechen verschweißt. Der Befüllraum ist mit einem Kugeldeckel versehen, der nach dem Befüllen mit Material von innen verschraubt wird. Bei langfaserigen Rohstoffen dient die Befüllöffnung gleichzeitig als Auslassöffnung. Im Inneren des Kugelgehäuses befindet sich ein mehrporiges Rohrsystem zur Vergrößerung der Dampfverteilungsfläche, wodurch ein gleichmäßiges Kochen des Rohmaterials sichergestellt wird. Um die Reibung zwischen der Suspension und der Innenwand zu verringern, ist die Kugel über einen Flansch mit zwei Hohlwellenköpfen aus Stahlguss verbunden und wird von einem halboffenen Ölringlager getragen, das auf einem Betonfundament befestigt ist. Ein Ende des Wellenkopfes ist mit dem Dampfeinlassrohr, das andere mit dem Auslassrohr verbunden. Das Auslassrohr ist mit einem Absperrventil, einem Manometer, einem Sicherheitsventil und einem Stoppventil ausgestattet. Um Wärmeverluste während des Kochvorgangs zu vermeiden, ist die Außenwand des Kugelreaktors üblicherweise mit einer 50–60 mm dicken Isolierschicht versehen.
Die Vorteile des kugelförmigen Fermenters: Rohmaterial und Kochmittel können vollständig vermischt werden, Konzentration und Temperatur des flüssigen Mittels sind gleichmäßiger, das Flüssigkeitsverhältnis ist niedrig, die Konzentration des flüssigen Mittels ist relativ hoch, die Kochzeit ist kurz und die Oberfläche ist kleiner als bei einem vertikalen Kochtopf mit gleichem Fassungsvermögen, Stahl wird gespart, geringes Volumen, einfache Struktur, einfache Bedienung, niedrige Installations- und Wartungskosten usw.