CN203782147U - 微藻收集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种微藻收集装置，不仅可以缩短微藻收集时的沉降时间，还可以在不取出收集板的条件下清洁装置内部。该微藻收集装置由罐体、顶盖、收集板、可移动支撑柱和反冲洗喷头构成。收集板固定于可移动支撑柱上，通过改变可移动支撑柱上旋转定位阀的相对位置，收集板的底面水平角度发生变化，实现微藻沉降与收集的操作。
Description
技术领域
本实用新型属于微藻生物技术领域，涉及一种微藻收集的装置，适用于高效率、耗能低的微藻收集。
背景技术
能源与环境问题是当今世界面临的两大课题。微藻可直接利用阳光、二氧化碳和含氮、磷等物质快速生长，并在细胞内合成大量油脂。因此，微藻为生物柴油生产提供了新的油脂资源。利用微藻提取油脂生产生物柴油，可实现能源和环境的可持续发展。
由于微藻的体积很小，传统微藻收获方法的成本占微藻培养成本的20％～30％，导致目前利用微藻提取油脂生产生物柴油的成本过高，难以实现工业化。传统的微藻收获方法有离心法，膜过滤法，絮凝法和沉降法等。其中，离心法是利用微藻在离心过程中受到离心力的作用而沉淀到容器底部，实现藻体与水的分离，这种方法收集效果明显，但是具有耗能大、成本高等缺点。膜过滤法是利用孔径大小介于藻体与水分子大小之间的膜，在重力或外力的作用下，实现藻体与水的分离，由于微藻体积太小，普通滤布或滤纸无法收集，只能采用微滤及超滤，存在能耗大、膜易受污染、堵塞等问题。絮凝法是利用絮凝剂将藻体沉降的方法，絮凝剂成本较高，并且其包含的重金属离子也容易造成环境污染。沉降法是利用沉降作用进行收集，成本较低，但同时效率也较低。因此，如何实现高效、快速、环保并且低成本地收集微藻一直是微藻生物技术领域研究的重点。
由于沉降法具有成本低，环保等优点，在微藻收集中广泛使用，提高沉降法效率是优化沉降法的关键因素。有一些专利在微藻收集装置中设置多层收集板，缩短沉降距离，从而缩短沉降时间，达到提高沉降法效率的目的。但是，这种装置需要在取出内部收集板的条件下才能清洗，在操作过程中存在费时费力等缺点，不适合工业应用。
发明内容
本实用新型克服现有技术的不足，提供了一种微藻收集装置，不仅可以缩短微藻收集时的沉降时间，还可以在不取出收集板的条件下清洁装置内部。该装置在实际工业生产中能耗低，效率高，具有实际的意义。
微藻收集装置由罐体1、顶盖3、收集板6、可移动支撑柱5和反冲洗喷头9构成。
微藻收集装置的罐体1由聚丙烯或聚氯乙烯材料制成，通过支架4固定在水平底座上。罐体1由上下两部分组成，上部分为长方体，下部分为锥体，长方体与锥体通过焊接紧密连接。罐体1上部侧面设有观察窗2，观察窗2的材质为有机玻璃，观察窗2与罐体1采用法兰与垫圈紧密连接。罐体1上部设有上清液排出口7，罐体1下部锥体最低点设有浓缩藻液收集口8。
微藻收集装置的顶盖3由聚丙烯或聚氯乙烯材料制成，顶盖3通过螺钉固定于罐体1上。顶盖3上设置有藻液注入口11、定位孔12和反冲洗喷头固定孔13。反冲洗喷头9通过反冲洗喷头固定孔13位于罐体1内部，罐体1内部安装有收集板6，收集板6的材质为聚丙烯、聚偏氟乙烯或聚氯乙烯。收集板6的形状是与罐体一致的长方形。收集板6的三个边向上折起，与收集板6底面呈90°的夹角。这三个边形成三个封闭端，作为微藻的收集端，另外一个无折起的边，成为微藻流出端。由上至下收集板6的底面面积逐渐增大，收集板6通过可移动支撑柱5与顶盖3连接。
可移动支撑柱5为不锈钢材质，呈空心圆柱杆或实心圆柱杆。可移动支撑柱5上设置有凹槽，最上端的两个凹槽从上至下分别安装固定阀14与旋转定位阀10。可移动支撑柱5穿过定位孔12，通过固定阀14和旋转定位阀10固定在顶盖3上。通过改变旋转定位阀10与定位孔12的相对位置，收集板6的底面水平角度发生变化，实现微藻沉降与收集步骤的操作。可移动支撑柱5下端的凹槽上安装有垫圈。可移动支撑柱5穿过位于收集板6上的穿孔，收集板6通过垫圈固定在可移动支撑柱5上。固定阀14、旋转定位阀10和垫圈为橡胶材料。
本实用新型涉及的微藻收集装置克服了现有技术的不足，与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：
1.采用反冲洗喷头9和多层不同面积收集板6的设计，可实现在不取出内部结构的条件下清洁装置内部，省时省力。
2.本装置结构设计简单，各个组成部分可实现分别拆装，便于清洁维护。
3.可移动支撑柱5与收集板6利用橡胶材质垫圈相连，可保证微藻收集过程中可移动支撑柱5与收集板6之间相对角度的变换。
4.采用固定阀14与旋转定位阀10的设计，轻松实现可移动支撑柱5移动与定位的操作转换，便于微藻收集和装置清洗。
附图说明
图1为本实用新型实施例中微藻收集装置的主视图；
图2为本实用新型实施例中的顶盖俯视图；
图3为本实用新型实施例中收集板的示意图；
图中1罐体、2观察窗、3顶盖、4支架、5可移动支撑柱、6收集板、7上清液排出口、8浓缩藻液收集口、9反冲洗喷头、10旋转定位阀、11藻液注入口、12定位孔、13反冲洗喷头固定孔，14固定阀。
具体实施方式
下面以一个具体实例来说明本实用新型微藻收集装置的结构。此实施方案的作用仅是举例说明，而不具有限制意义。
图1为本实用新型实施例中微藻收集装置的结构示意图。如图所示，该装置由罐体1与顶盖3构成密闭空间，罐体1由上下两部分组成，上部为长方体，下部为锥体结构，罐体1上部与下部通过焊接紧密连接。顶盖3通过螺钉固定于罐体1上。罐体1与顶盖3均采用不透光材料制成，本实施例中采用的不透光材料为聚丙烯，目的是在收集微藻的过程中，停止微藻的光合作用。罐体1上部设有观察窗2和上清液排出口7。观察窗2的材质为有机玻璃，位于罐体1上部的中间位置，用于观察微藻的收集情况，观察窗2与罐体1采用法兰与垫圈紧密连接。上清液排出口7位于罐体1外侧，用于排出微藻沉降后的上清液。罐体1下部椎体最低点设有浓缩藻液收集口8，用于排出沉降的微藻藻液以及反冲洗液体。该微藻收集装置通过支架4固定在地面上。
顶盖3上设置有藻液注入口11、定位孔12和反冲洗喷头固定孔13。藻液注入口11用于向装置内通入待收集的藻液。反冲洗喷头9位于罐体1内部远离收集板6开放端的位置。定位孔12用于定位可移动支撑柱5。可移动支撑柱5为不锈钢材质圆柱杆，可移动支撑柱5上设置有凹槽，最上端凹槽安装固定阀14，相邻固定阀14的凹槽安装旋转定位阀10，其余的凹槽上安装有垫圈。收集板6通过垫圈固定在可移动支撑柱5上。固定阀14、旋转定位阀10和垫圈为橡胶材料，便于实现可移动支撑柱5的移动。
用于收集微藻的收集板6的数量可根据罐体1大小与微藻种类的不同进行设置。由于收集板6将装置从上到下分成了多个空间，减小了微藻的沉降距离，缩短了沉降时间。收集板6的数量越多，收集微藻所需要的沉降时间越短。收集板6的材质为轻质聚丙烯材料，位于罐体1内部，形状是与罐体1一致的长方形。收集板6的三个边缘向上折起，与收集板6底面形成90°的夹角，这三个边缘形成三个封闭端，作为微藻的收集端。另一个无折起的边缘，成为微藻流出的开放端。
可移动支撑柱5穿过定位孔12，通过固定阀14和旋转定位阀10固定在顶盖3上。改变旋转定位阀10与定位孔12的相对位置，可移动支撑柱5可以上下移动。当可移动支撑柱5处于可移动状态时，旋转定位阀10可穿过定位孔12，固定于顶盖上。随着可移动支撑柱5的移动，收集板6的底面水平角度发生变化，实现微藻沉降与收集步骤的转换。
收集微藻时，首先将设备连接好，然后关闭罐体1上部的上清液排出口7和罐体1下部的锥体最低点的浓缩藻液收集口8。将靠近反冲洗喷头9一端的可旋转定位阀10设为可移动状态，通过固定阀10定位可移动支撑柱5。另一可移动支撑柱5上旋转定位阀10设为定位状态，此时收集板6相对于水平方向向收集板6的收集端倾斜一定角度。将藻液从藻液注入口11通入到装置中，藻液加满后，在不透光的暗环境下静置。在静置过程中，微藻逐渐沉降到收集板6与罐体1的锥形底部。充分沉降后的藻液分为两层：含有少量微藻的上层上清液与下层浓缩藻液。通过观察窗2可以判断微藻的沉降情况。待微藻充分沉降后，将位于罐体1上部的上清液排出口7打开，排出上清液。排出上清液后，关闭上清液排出口7。提起靠近反冲洗喷头9一端的可移动支撑柱5，将可旋转定位阀10设为定位状态，另一根可移动支撑柱5上可旋转定位阀10设为可移动状态，此时收集板6相对于水平方向向收集板6的开放端倾斜一定角度，沉淀在收集板6上的浓缩藻液通过开放端流下，聚集在罐体1底部。打开浓缩藻液收集口8，收集浓缩藻液。
收集完毕后，从反冲洗喷头9注入清洗液，由于收集板6的底面面积向罐体1下部的方向逐渐增大，靠近罐体1下部的收集板6面积最大，因此清洗液不仅可以清洁罐体本身，也可以将残留在收集板6上的藻液冲掉。冲洗液可以收集起来继续培养微藻。
Claims (4)
1.一种微藻收集装置，包括罐体(1)、顶盖(3)、收集板(6)、可移动支撑柱(5)和反冲洗喷头(9)，其特征在于：罐体(1)上设置有观察窗(2)，上清液排出口(7)，浓缩藻液收集口(8)；顶盖(3)上设置有藻液注入口(11)、定位孔(12)和反冲洗喷头固定孔(13)；顶盖(3)通过螺钉固定于罐体(1)上；反冲洗喷头(9)通过反冲洗喷头固定孔(13)位于罐体1内部；收集板(6)通过可移动支撑柱(5)与顶盖(3)连接；可移动支撑柱(5)通过固定阀(14)和旋转定位阀(10)固定在顶盖(3)上。
2.根据权利要求1所述的微藻收集装置，其特征在于：收集板(6)的形状是长方形，底面的三个边缘向上折起，与收集板(6)底面呈90°的夹角。
3.根据权利要求1所述的微藻收集装置，其特征在于：收集板(6)由上至下底面面积逐渐增大。
4.根据权利要求1所述的微藻收集装置，其特征在于：可移动支撑柱(5)最上端的两个凹槽从上至下分别安装固定阀(14)和旋转定位阀(10)。
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