CN201411458Y - 用于收集微藻的装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种用于收集微藻的装置，用以提高微藻收集时微藻的沉降速度，从而缩短沉降时间。本实用新型用于收集微藻的装置包括：罐体，该罐体由不透光材料制成并具有开口；顶盖，由不透光材料制成，设置于罐体开口处，用于与罐体构成密闭空间；分层收集板，位于装置内，包括至少一张可活动板、至少三根支柱以及一张底板，用于收集沉降的微藻，其中，底板与罐体底部相距一定距离，底板上具有与支柱相同数目的螺口，用于将至少三根支柱固定在底板上；每根所述支柱上每隔一定距离具有一个凹槽，用于固定可活动板。

Description

用于收集微藻的装置
技术领域
本实用新型涉及微藻的生产领域，尤其涉及一种用于收集微藻的装置。
背景技术
在微藻的收集过程中，如何高效、快速并且低成本的收集微藻是一个世界性的难题。
目前微藻收集方法有絮凝法、过滤法、离心法和沉降法等。使用絮凝法收集微藻时，需要添加一定量的絮凝剂，絮凝剂或者价格昂贵，或者含有重金属离子。进行微藻下游产品生产时，需要对残存于微藻中的絮凝剂含有的有毒重金属离子进行去除处理，导致工序复杂，成本偏高，因此在实际微藻收集的应用上有很大的局限性。使用过滤法进行微藻收集也不是轻而易举的，由于微藻体积太小，利用普通滤布及滤纸根本无法将微藻滤出，只能采用微滤及超滤方式，但微滤及超滤方式又因为过滤孔过小容易堵塞，而使过滤过程难以进行，加之又存在能耗大的弊端，所以也不被业界看好。使用离心法收集微藻，收集量明显提高，但能耗巨大，成本太高。
目前普遍采用沉降法收集微藻：将藻液通入到开口形沉降池中静置24小时左右后，60％左右的微藻能够沉降到沉降池的底部，使用泵抽回法将微藻含量已经显著变低的上清液抽出，然后对留存于沉降池底部的微藻含量高的藻液进行干燥处理，从而收集微藻。该方法虽然有操作简便，节省能源的优点，但仍然存在有如下不足之处：
1、沉降时间过长，影响工作效率；
2、虽然可以通过降低沉降池的深度的方式缩短沉降距离，从而缩短沉降时间，但这会减小沉降池的容积，导致藻液处理量小，仍然影响工作效率。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种用于收集微藻的装置，用以提高微藻收集时微藻的沉降速度，从而缩短沉降时间。
一种用于收集微藻的装置，包括：
罐体，该罐体由不透光材料制成并具有开口；
顶盖，由不透光材料制成，设置于所述开口处，用于与罐体构成密闭空间；
分层收集板，位于所述罐体内，包括至少一张可活动板、至少三根支柱以及一张底板，用于收集沉降的微藻。
在所述用于收集微藻的装置中，所述底板与所述罐体底部相距一定距离；所述底板上具有与所述支柱相同数目的螺口，用于将所述至少三根支柱固定在底板上；每根所述支柱上每隔一定距离具有一个凹槽，用于固定所述可活动板。
本实用新型实施例的有益效果为：由于用于收集微藻的装置为密闭的暗环境，使得通入装置中的微藻停止光合作用，从而促进微藻沉降，提高微藻的沉降速度，进而缩短沉降时间；并且由于装置中的分层收集板，缩短了沉降距离，从而缩短了沉降时间，而且整个沉降法收集微藻的过程只需消耗极少的能量，节约了成本。
附图说明
图1A和图1B为本实用新型实施例中用于收集微藻的装置的结构示意图；
图2为本实用新型实施例中用于收集微藻的装置的具体结构示意图；
图3为本实用新型实施例中一种收集微藻的流程图；
图4A为本实用新型实施例中分层收集板的构件示意图；
图4B为本实用新型实施例中分层收集板的纵剖面图；
图5为本实用新型实施例中另一种收集微藻的流程图；
图6为本实用新型实施例中又一种收集微藻的流程图。
具体实施方式
使用本实用新型实施例提供的用于收集微藻的装置，能够提高微藻的沉降速度，从而缩短微藻的沉降时间，不仅可以收集自身沉降性能好的微藻，还可以收集自身沉降性能不是很好的单细胞微藻。
下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。
本实用新型实施例提供的用于收集微藻的装置由罐体、顶盖和和分层收集板构成，所述装置亦可称为装置。该装置包括由不透光材料制成的开口形罐体，和由不透光材料制成、设置于所述开口处，用于与罐体构成密闭空间的顶盖。其中，制作装置的不透光材料包括聚丙烯(Polypropylene，PP)或聚氯乙烯(polyvinyl chloride，PVC)。开口形罐体可根据需要设计成各种必要的几何形状，既可以是不规则几何体，也可以是规则的几何体，例如，长方体、正方体或圆柱体等，较佳地，可以采用规则几何体的复合形式(如图1A、图1B所示)：罐体的上部可为圆柱体、长方体及正方体等，罐体的下部可为与上部相应的锥体结构，从而便于微藻的排出。
上述用于收集微藻的装置，还可以包括：侧面阀门，位于装置罐体的侧面下部，用于排出上清液；底阀，位于罐体底部，用于排出沉降的微藻；第一加料口，位于装置的顶盖处，用于向装置内通入藻液和PH值调节液。其中，还可采用在装置的顶盖处设置两个加料口，即第二加料口和第三加料口，其中，第二加料口，用于向所述装置内通入藻液；第三加料口，用于向所述装置内通入PH值调节液。
下面以一个具体实例来说明本实用新型实施例中用于收集微藻的装置的结构。
图2为本实用新型实施例中用于收集微藻的装置的结构示意图。如图2所示，用于收集微藻的装置是由长方体的罐体上部202、锥体结构的罐体下部207以及长方形顶盖203构成的密闭空间，并使用不透光材料制作，使得在收集微藻时，停止微藻细胞的光合作用。本实施例中制作装置的材料为聚丙烯(Polypropylene，简称PP)或聚氯乙烯(polyvinyl chloride，简称PVC)等。具体地，装置的罐体上部202的长方体尺寸为1m×1m×1m，罐体下部207的容积为罐体上部202容积的10-15％之间。收集微藻时，可将装置放置到支架206上。
该用于收集微藻的装置还包括第二加料口205，位于顶盖203上，用于通入藻液。
当收集自身沉降性能比较好的微藻，例如缺壳缘绿藻、雨生红球藻等时，只需使用上述装置就能很好的沉降微藻。还有一些类型的微藻，在加入PH值调节液后由于发生自絮凝，沉降性能也变得很好，这种情况也可以使用上述装置。参考图3，下面就缺壳缘绿藻的全收集过程进行详细说明：
步骤301通入藻液
将藻液从第二加料口205处通入到装置中，藻液加满后盖好第二加料口205。
步骤302静置
使装置处于密闭不透光的暗环境静置。在静置过程中，微藻逐渐沉降到方锥形底处。充分沉降后的藻液分为两层：含有少量微藻的颜色较浅的上部上清液层和含有大量微藻的颜色较深的底部微藻沉降层。
步骤303排除上清液
将位于罐体侧面下部的侧面阀门201打开，排掉上清液。
步骤304收集微藻
当上清液基本排除后，打开位于方锥形底部的底阀208，排出沉降的微藻。
密闭不透光的暗环境可使微藻停止光合作用，有利于微藻的沉降。在本实施例中，如果装置不加有顶盖，缺壳缘绿藻的沉降率达到95％需要静置2个小时左右，加有顶盖时，缺壳缘绿藻的沉降率达到95％只需要静置1个小时左右，时间缩短了一半。
收集自身沉降性能一般的微藻时，由于此类微藻的沉降速度比较慢，因此本实用新型实施例提供的用于收集微藻的装置还可以包括分层收集板，由于分层收集板将装置从下至上分成几个小空间，大大减小了微藻在装置中的沉降距离，缩短了微藻的沉降时间。
上述分层收集板放置于装置内，该分层收集板包括至少一张可活动板、至少三根支柱以及一张底板，其中，底板与罐体底部相距一定距离；可活动板和底板将装置分成几个空间，根据需要确定可活动板的数目，可活动板的数目越多，将装置分成的空间越多，从而使微藻的沉降距离越短，加快微藻的沉降；底板上具有与支柱相同数目的螺口，用于将至少三根支柱固定在底板上；每根支柱上每隔一定距离具有一个凹槽，用于固定可活动板；可活动板与底板的面积小于装置的最大水平横截面积，使得放置有分层收集板的装置中有藻液的流动空间；可活动板和底板的边缘具有与水平面成一定角度的小沿，防止沉降于可活动板和底板处的微藻随上清液一同排出。
下面以一具体实例对本实用新型实施例中的分层收集板做详细说明。
参考图4A和图4B，装置中还可放入分层收集板，该分层收集板由多张可活动板401、四根支柱402以及一张底板403组成，底板放置于长方体和方锥体的连接处，本实施例中的分层收集板的可活动板和底板均为长方形，并且收集板的可活动板和底板的面积均小于长方体的底面积，例如可使可活动板和底板的四周开有凹缺口。可活动板和底板的这种设计使得藻液可以流入到装置的下部。
装置的罐体的长方体部分的最下端处，可以沿内壁均匀设置有四个小型托钩，用于放置分层收集板的底板。
分层收集板的的四根支柱上每隔1厘米开有一个凹槽405，用于固定可活动板，可活动板可以根据需要固定在任意凹槽405上，从而进行沉降距离的调节；
在使用分层收集板时先将四根支柱402固定在底板403上的螺口处，并且根据微藻的类型调节可活动板的之间的距离；
分层收集板可活动板和底板的四周有高2mm的小沿，该小沿与水平面成一定角度，用于防止排放上清液时将沉降后的微藻带走；
拎手404，设置于分层收集板的支柱上部，用于方便将分层收集板放入到装置中及从装置中取出。
利用还包括分层收集板的用于收集微藻的装置收集自身沉降性能一般的微藻的收集流程，参考图5：
步骤501放置分层收集板
将可活动板、底板和支柱全部安装好后放入到装置中，根据需要确定可活动板的数目，从而将装置分成一定数目的空间，缩短微藻的沉降距离。
步骤502通入藻液
将藻液从第二加料口205处通入到装置中，由于可活动板和底板的面积均小于装置中的最大横截面面积，例如底板的四周可开有凹缺口，所以藻液可以通入到装置的下部，藻液加满后盖好第二加料口205。
步骤503静置
使装置处于密闭不透光的暗环境静置。在静置过程中，由可活动板，底板和装置形成的的各空间中的藻液逐渐开始分层，微藻逐渐沉降到各相应的可活动板、底板和方锥形底处。在上述各空间中，充分沉降后的藻液分为两层：含有少量微藻的颜色较浅的上部上清液层和含有大量微藻的颜色较深的位于各可活动板、底板和方锥形底部的微藻沉降层。
步骤504排除上清液
将位于罐体侧面下部的装置的侧面阀门201打开，排掉上清液。由于可活动板和底板的四周有高2mm的小沿，所以沉降于各可活动板和底板处的微藻不会随上清液排出。
步骤505收集微藻
当上清液基本排除后，打开顶盖，取出分层收集板，将沉降于可活动板和底板的微藻进行收集。为了方便将分层收集板放入到装置中及从装置中取出，分层收集板的支柱上部还安置了拎手401。同时打开位于方锥形底部的底阀208，排出沉降于锥形底部的的微藻并收集。
由于使用了分层收集板，自身沉降性能一般的微藻的沉降速度大大提高。
收集自身沉降性能不好的微藻时，不仅需要使用分层收集板，还需要加入PH值调节液，使藻液的PH值达到适合微藻发生自絮凝的范围，从而加速微藻的沉降。为此本实用新型实施例提供的用于收集微藻的装置还包括：
搅拌器203，位于罐体内的底部，用于对藻液和PH值调节液的混合液进行搅拌；
第二加料口204，位于顶盖处，用于通入PH值调节液。
收集自身沉降性能不好的微藻时，与前述的收集自身沉降性能一般的微藻的过程基本相同，参考图6。不同之处在于：在添加藻液的同时还需加入PH值调节液，具体步骤为：
步骤601放置分层收集板
将可活动板、底板和支柱全部安装好后放入到装置中，根据需要确定可活动板的数目，从而将装置分成一定数目的空间，缩短微藻的沉降距离。
步骤602通入藻液及PH值调节液
将藻液和PH值调节液分别从第二加料口205和第三加料口204通入到装置中。由于可活动板和底板的面积均小于装置中的最大横截面面积，例如可活动板和底板的四周可开有凹缺口，所以藻液和PH值调节液的混合液可以通入到装置的下部，位于罐体底部的搅拌器迅速搅动，使整个装置内的藻液和PH值调节液的混合液充分混合。当混合液的PH值为收集微藻的适宜沉降的PH值范围内的任意数值时，停止向装置内加入PH值调节液，并将第三加料口和第二加料口盖好，使装置处于密闭不透光的暗环境。
步骤603静置
使装置处于密闭不透光的暗环境静置。在静置过程中，由可活动板，底板和装置形成的的各空间中的藻液逐渐开始分层，微藻逐渐沉降到各相应的可活动板、底板和方锥形底处。在上述各空间中，充分沉降后的藻液分为两层：含有少量微藻的颜色较浅的上部上清液层和含有大量微藻的颜色较深的位于各可活动板、底板和方锥形底部的微藻沉降层。
步骤604排除上清液
将位于罐体侧面下部的装置的侧面阀门201打开，排掉上清液。由于可活动板和底板的四周有高2mm的小沿，所以沉降于各可活动板和底板处的微藻不会随上清液排出。
步骤605收集微藻
当上清液基本排除后，打开顶盖，取出分层收集板，将沉降于可活动板和底板的微藻进行收集。为了方便将分层收集板放入到装置中及从装置中取出，分层收集板的支柱上部还安置了拎手401。同时打开位于方锥形底部的底阀208，排出沉降于锥形底部的的微藻并收集。
同时使用装置、分层收集板及PH值调节液收集微藻，极大的促进了微藻的沉降，可以通过一具体实例来进行比较：自身沉降性能不好的杜氏盐藻在PH值为大于10.3的情况时，在装置中需要沉降1-2个小时沉降率可达到95％以上，在添加了分层收集板之后可以在10分钟内沉降率即可达到95％以上；自身沉降性能不好的拟微绿球藻在pH在10.4以上的情况时，可以促进藻细胞沉降，在装置中静置1-1.5个小时后，沉降率可达到95％以上，在添加了分层收集板之后可以在10分钟内沉降率达到95％以上。
本实用新型实施例提供的用于收集微藻的装置，由于装置为密闭的暗环境，使得装置中的微藻停止光合作用，促进沉降；并且由于可以在装置中设置分层收集板，降低了沉降距离，缩短了沉降时间；而且还可根据藻液的处理量和既定工作时间选用装置的个数，非常环保；整个沉降法收集微藻的过程只需消耗极少的能量，节约了成本。
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1、一种用于收集微藻的装置，其特征在于，包括：
罐体，该罐体由不透光材料制成并具有开口；
顶盖，由不透光材料制成，设置于所述开口处，用于与罐体构成密闭空间；
分层收集板，位于所述罐体内，包括至少一张可活动板、至少三根支柱以及一张底板，用于收集沉降的微藻。
2、如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述罐体底部是锥体结构。
3、如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述底板与所述罐体底部相距一定距离；所述底板上具有与所述支柱相同数目的螺口，用于将所述至少三根支柱固定在底板上；每根所述支柱上每隔一定距离具有一个凹槽，用于固定所述可活动板。
4、如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述可活动板与底板的面积小于所述装置的最大水平横截面积。
5、如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述可活动板和底板的边缘具有与水平面成一定角度的小沿。
6、如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括：
搅拌器，位于所述罐体的底部，用于对藻液和PH值调节液的混合液进行搅拌。
7、如权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：
第一加料口，位于所述顶盖上，用于向所述装置内通入藻液和PH值调节液。
8、如权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：
第二加料口，位于所述顶盖上，用于向所述装置内通入藻液；
第三加料口，位于所述顶盖上，用于向所述装置内通入PH值调节液。
9、如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述不透光材料包括聚丙烯或聚氯乙烯。
10、如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括：
侧面阀门，位于所述罐体的侧面下部，用于排出上清液；
底阀，位于所述罐体底部，用于排出沉降的微藻。
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Address after: 014300, Inner Mongolia Erdos Dalate flag calling New Austrian industrial park construction project headquarters microalgae project group

Patentee after: New energy (bio energy Co. Ltd. Dalateqi)

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Patentee before: ENN SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co.,Ltd.

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