CN204672451U - 用于从藻类混合物分离生物质和从厨房残余物萃取油的离心装置 - Google Patents

用于从藻类混合物分离生物质和从厨房残余物萃取油的离心装置 Download PDF

Info

Publication number
CN204672451U
CN204672451U CN201520386764.9U CN201520386764U CN204672451U CN 204672451 U CN204672451 U CN 204672451U CN 201520386764 U CN201520386764 U CN 201520386764U CN 204672451 U CN204672451 U CN 204672451U
Authority
CN
China
Prior art keywords
centrifugal
centrifugal device
feed pipe
filter
plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn - After Issue
Application number
CN201520386764.9U
Other languages
English (en)
Inventor
潘颖禧
罗刚
钟翔东
谢东宁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Petroleum 2 0 Ltd
Original Assignee
Petroleum 2 0 Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Petroleum 2 0 Ltd filed Critical Petroleum 2 0 Ltd
Application granted granted Critical
Publication of CN204672451U publication Critical patent/CN204672451U/zh
Withdrawn - After Issue legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/26—Separation of sediment aided by centrifugal force or centripetal force
    • B01D21/262—Separation of sediment aided by centrifugal force or centripetal force by using a centrifuge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/0012—Settling tanks making use of filters, e.g. by floating layers of particulate material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/0039—Settling tanks provided with contact surfaces, e.g. baffles, particles
    • B01D21/0042—Baffles or guide plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/24—Feed or discharge mechanisms for settling tanks
    • B01D21/245—Discharge mechanisms for the sediments
    • B01D21/2483—Means or provisions for manually removing the sediments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B3/00—Centrifuges with rotary bowls in which solid particles or bodies become separated by centrifugal force and simultaneous sifting or filtering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B7/00—Elements of centrifuges
    • B04B7/08—Rotary bowls
    • B04B7/12—Inserts, e.g. armouring plates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
    • C11B1/00—Production of fats or fatty oils from raw materials
    • C11B1/02—Pretreatment
    • C11B1/025—Pretreatment by enzymes or microorganisms, living or dead
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
    • C11B13/00—Recovery of fats, fatty oils or fatty acids from waste materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
    • C11B3/00—Refining fats or fatty oils
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
    • C11B3/00—Refining fats or fatty oils
    • C11B3/008—Refining fats or fatty oils by filtration, e.g. including ultra filtration, dialysis
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
    • C11B3/00—Refining fats or fatty oils
    • C11B3/16—Refining fats or fatty oils by mechanical means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/02—Separating microorganisms from their culture media
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/12—Unicellular algae; Culture media therefor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/74—Recovery of fats, fatty oils, fatty acids or other fatty substances, e.g. lanolin or waxes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)

Abstract

一种离心装置包含界定纵向轴线的进料管和围绕所述进料管纵向及径向地延伸并且可绕所述纵向轴线旋转的多个离心板。所述离心板具有涂覆有一或多个聚合材料层的粗糙表面。离心槽经安置为与所述进料管共轴并且在所述离心板周围。所述槽的侧壁具备微/纳米过滤器。

Description

用于从藻类混合物分离生物质和从厨房残余物萃取油的离心装置
相关申请案的交叉参考
本申请案主张2014年6月5日申请的第62/008,500号美国临时申请案的权利，所述申请案的全部内容在此以引用的方式并入本文中。
技术领域
本申请案涉及一种离心装置。具体来说，涉及一种用于从藻类与水混合物分离藻类生物质和从厨房残余物和/或微藻萃取油的离心装置。
背景技术
在过去几十年中，化石燃料的耗乏和温室效应困扰着人类。科学家继续寻求环境友好的再生燃料及新能源来解决此当务之急。基于藻类的燃料由于高成本和能量低效率而被归类为第三至第四等再生燃料。实际上，背后的原因为分离水介质和藻类生物质需要高能量，通常为约25MJ/kg。因此，需要低成本且高效的新分离装置。
实用新型内容
根据一个方面，提供一种离心装置，所述离心装置包含界定纵向轴线的进料管、围绕所述进料管纵向及径向地延伸且可绕所述纵向轴线旋转的多个离心板，以及离心槽。离心板可具有涂覆有一或多个聚合材料层的粗糙表面。离心板可为扁平或曲面的。离心槽可安置为与进料管共轴并且在离心板周围。所述槽的侧壁可具备微过滤器和/或纳米过滤器。
在一实施例中，聚合材料可包含聚氯乙烯与芳香族杂环聚酰亚胺的混合物。聚氯乙烯与芳香族杂环聚酰亚胺的比例可为1:9。聚合材料层的厚度可为2至3微米，且微硬度为1000至1200gf。
在一实施例中，过滤器可为1微米不锈钢微过滤器。在另一实施例中，过滤器可为具有10埃的孔径尺寸的聚对苯二甲酸乙二醇酯纳米过滤器。
离心装置可进一步包含安装在进料管的入口处的一或多个扰流器以及用于通过储槽管道将待离心的混合物供应至扰流器的储槽。
在一实施例中，进料管的内表面可涂覆有包含聚氯乙烯与芳香族杂环聚酰亚胺的混合物的聚合材料层。进料管的内表面还可具有不平坦的内表面。
离心装置可进一步包含其中安置有离心槽的外壳，以及通过管道与所述外壳连通的容器。
根据另一方面，提供一种用于从藻类与水混合物分离藻类生物质的方法。所述方法可包含以下步骤：
(a)提供离心装置，所述离心装置包含：
进料管，其界定纵向轴线；
多个离心板，其围绕所述进料管纵向及径向地延伸并且可绕所述纵向轴线旋转，所述离心板具有涂覆有一或多个聚合材料层的粗糙表面；及
离心槽，其经安置为与所述进料管共轴并且在所述离心板周围，所述槽的侧壁具备选自由微过滤器及纳米过滤器组成的群组的过滤器，
(b)通过所述进料管的入口将藻类与水混合物供给到所述离心装置中；及
(c)在所述槽用所述混合物填满之后使所述离心板以2500至4000转/分的速度自旋，以使得生物质由于所述聚合材料的粘附性及离心力开始在所述离心板上积聚，且水介质通过所述过滤器扩散并且生物质悬浮在所述过滤器的内表面上。
通过物理气相沉积技术，离心板可首先涂覆有聚氯乙烯层，且接着涂覆有包含聚氯乙烯与芳香族杂环聚酰亚胺的混合物的聚合材料层。
在一实施例中，离心板的涂覆可包含以下步骤：
(a)检验所述离心板的量、材料及表面状况；
(b)在碱浴中用多阶段超声波清洗来清洗所述离心板的不锈钢表面而不使用破坏环境的添加剂；
(c)将所述离心板放置在除气真空烘箱中以消除残余物，且应用微喷砂以去除多孔表面层以确保粘附性；
(d)将所述离心板加载至涂覆系统中；及
(e)通过物理气相沉积技术使用一或多个聚合材料层涂覆所述离心板，其中每一涂覆过程包括在10至6毫巴下泵压处理腔室、系统校验、温度控制、离子蚀刻、用聚合物涂覆及冷却的步骤。
根据另一方面，提供一种用于从厨房残余物和/或微藻萃取油的方法。所述方法可包含以下步骤：
(a)提供离心装置，所述离心装置包括
进料管，其界定纵向轴线，所述进料管的内表面包括涂覆有一或多个聚合材料层的不平坦表面；
多个离心板，其围绕所述进料管纵向及径向地延伸并且可绕所述纵向轴线旋转，所述离心板具有涂覆有一或多个聚合材料层的粗糙表面；
离心槽，其经安置为与所述进料管共轴并且在所述离心板周围，所述槽的侧壁具备选自由微过滤器及纳米过滤器组成的群组的过滤器；及
一或多个扰流器，其安装在所述进料管的入口处，
(b)使厨房残余物和/或微藻穿过所述扰流器以将层流变成扰流；
(c)使厨房残余物和/或微藻穿过所述进料管以通过剪切力从所述进料管的所述涂覆有聚合物的不平坦的内表面萃取油；
(d)在所述槽用厨房残余物和/或微藻填满之后使所述离心板自旋，以使得油开始在所述离心板上积聚，并且有机物与水混合物通过所述过滤器扩散。
通过物理气相沉积技术，所述离心板及所述进料管的所述内表面可首先涂覆有聚氯乙烯层，且接着涂覆有包括聚氯乙烯与芳香族杂环聚酰亚胺的混合物的材料层。
所述方法可进一步包含在使厨房残余物穿过所述扰流器之前通过筛选和由按压装置粉碎大块厨房残余物来预处理所述厨房残余物的步骤。
在一实施例中，离心板的涂覆可包含以下步骤：
(a)检验所述离心板的量、材料及表面状况；
(b)在碱浴中用多阶段超声波清洗来清洗所述离心板的不锈钢表面而不使用破坏环境的添加剂；
(c)将所述离心板放置在除气真空烘箱中以消除残余物，且应用微喷砂以去除多孔表面层以确保粘附性；
(d)将所述离心板加载至涂覆系统中；及
(e)通过物理气相沉积技术使用一或多个聚合材料层涂覆所述离心板，其中每一涂覆过程包括在10至6毫巴下泵压处理腔室、系统校验、温度控制、离子蚀刻、用聚合物涂覆及冷却的步骤。
虽然所述离心装置关于某些实施例进行展示及描述，但本领域技术人员基于对本说明书的阅读及理解将会想到等效物及修改。本申请案中的离心装置包含所有此类等效物及修改，且仅受权利要求书的范围的限制。
附图说明
现将参考附图通过举例来描述离心装置的特定实施例，在所述附图中：
图1a为根据本申请案的实施例用于从藻类与水混合物分离藻类生物质的具有扁平离心板的离心装置的透视图。
图1b为根据本申请案的实施例用于从藻类与水混合物分离藻类生物质的具有曲面离心板的离心装置的透视图。
图2a为根据本申请案的实施例用于从厨房残余物和/或微藻萃取油的具有扁平离心板的离心装置的透视图。
图2b为根据本申请案的实施例用于从厨房残余物和/或微藻萃取油的具有曲面离心板的离心装置的透视图。
图3为展示每一聚合物层的涂层的厚度的放大图像。
图4为展示根据本申请案的实施例的不锈钢离心板的涂层的说明图。
图5展示放大图像(1000倍及1200倍)，其展示不锈钢离心板上的聚合物涂层。
图6为展示微藻悬浮在不锈钢离心板上的聚合物涂层的粘合表面上的放大图像。
图7为展示由离心产生的压力(以矢量表示的压力)将水与藻类生物质混合物的粒子推动到1微米不锈钢过滤器上的说明图。
图8为展示由离心产生的压力(以矢量表示的压力)将水与藻类生物质混合物的粒子推动到纳米过滤器上的说明图。
图9a为根据本申请案的实施例的两个扰流器以及具有经设计用于定向流的粗糙表面的进料管的透视图。
图9b为根据本申请案的另一实施例的两个扰流器以及具有经设计用于定向流的粗糙表面的进料管的透视图。
图10为根据本申请案的实施例的两个扰流器以及具有经设计用于重定向流的粗糙表面的进料管的透视图。
图11a为先前技术离心装置的透视图，所述离心装置具有扁平离心板和不带有过滤器的离心槽。
图11b为先前技术离心装置的透视图，所述离心装置具有曲面离心板和不带有过滤器的离心槽。
图12a为根据本申请案的实施例的离心装置的透视图，所述离心装置具有扁平离心板和带有1微米不锈钢过滤器的离心槽。
图12b为根据本申请案的实施例的离心装置的透视图，所述离心装置具有曲面离心板和带有1微米不锈钢过滤器的离心槽。
图13a为先前技术离心装置的透视图，所述离心装置在扁平离心板上不具有聚酰亚胺涂层。
图13b为先前技术离心装置的透视图，所述离心装置在曲面离心板上不具有聚酰亚胺涂层。
图14a为根据本申请案的实施例的离心装置的透视图，所述离心装置在扁平离心板上具有聚酰亚胺涂层。
图14b为根据本申请案的实施例的离心装置的透视图，所述离心装置在曲面离心板上具有聚酰亚胺涂层。
图15a为先前技术离心装置的透视图，所述离心装置具有扁平离心板、不带有过滤器的离心槽和水排水管道。
图15b为先前技术离心装置的透视图，所述离心装置具有曲面离心板、不带有过滤器的离心槽和排水管道。
图16a为根据本申请案的实施例的离心装置的透视图，所述离心装置具有扁平离心板和带有1微米不锈钢过滤器的离心槽，且不具有排水管道。
图16b为根据本申请案的实施例的离心装置的透视图，所述离心装置具有曲面离心板和带有1微米不锈钢过滤器的离心槽，且不具有排水管道。
图17为先前技术离心装置的说明图，所述离心装置在进料管的底部处具有反射板。
图18为根据本申请案的实施例的离心装置的说明图，其展示沿进料管的扰流。
具体实施方式
现将详细参考离心装置的优选实施例，在以下描述中还提供所述实施例的实例。详细地描述离心装置的示范性实施例，但相关领域的技术人员将显而易见，为清楚起见可不展示对于理解离心装置并不特别重要的一些特征。
此外，应理解，离心装置不限于以下描述的确切实施例且本领域技术人员可在不脱离本实用新型精神或保护范围的情况下实现其各种变化及修改。举例来说，在本实用新型和所附权利要求书的范围内，不同说明性实施例的元件和/或特征可彼此组合和/或彼此替代。
另外，应理解在阅读本实用新型、图式及所附权利要求书之后对本领域的普通技术人员显而易见的改进及修改在本实用新型精神和保护范围内。
应注意，贯穿本文中的说明书及权利要求书，当一元件称为“耦合”或“连接”到另一元件时，未必意味着将一元件固定、紧固或以其他方式附接到另一元件。代替地，术语“耦合”或“连接”意味着一元件直接或间接地连接到另一元件或与另一元件机械或电连通。
图1a和1b展示根据本申请案的实施例的用于从藻类与水混合物分离藻类生物质的具有扁平/曲面离心板的离心装置。
离心装置可包含具有入口12及出口14且界定纵向轴线X的进料管10。
多个离心板16、18可围绕进料管10纵向及径向地延伸且可绕纵向轴线X旋转。根据所说明的实施例，存在十个离心板16、18，但离心板16、18的数目可大于或小于10。离心板可如图1a中所示为扁平或如图1b中所示为曲面的。本领域技术人员应理解，离心板可为任何其它可能形状。
离心板16、18可具有粗糙表面且可涂覆有适于在离心期间使藻类生物质悬浮于其上的一或多个聚合材料层。聚合材料可包含聚氯乙烯与芳香族杂环聚酰亚胺的混合物。聚合材料层的厚度可为2至3微米，且微硬度为1000至1200gf。当然，本领域技术人员预期离心板16、18可涂覆有能够在离心期间使藻类生物质悬浮的其它合适聚合材料。
离心装置可进一步包含具有侧壁22及底壁24的离心槽20。所述槽20可为圆柱形形状或其它适当形状。所述槽20可安置为与进料管10共轴并且在离心板16、18周围。进料管10的入口12可定位于槽20的上端处。进料管10的出口14可定位于槽20的底壁24上方。槽20的侧壁22可具备一或多个过滤器30，水介质可通过所述过滤器扩散。过滤器30可为1微米不锈钢微米过滤器，或具有10埃的孔径尺寸的聚对苯二甲酸乙二醇酯纳米过滤器。纳米过滤器具有比微过滤器更佳的过滤倾向(以体积测量)，但可能需要更高能量消耗。
根据所说明的实施例，槽20的侧壁22可具备多个长方形过滤器30。应理解，过滤器30形成在槽20的整个侧壁22周围以产生最佳结果，且过滤器30可为任何其它适当形状，例如矩形、正方形、圆形等。
离心装置的操作：
可通过进料管10的入口12将藻类与水混合物供应到离心装置中。在混合物填满离心槽之后，离心板16、18开始自旋到2500至4000转/分的最高速度。生物质由于聚合物的粘附性和离心力开始在涂覆有聚合物的离心板16、18的表面上积聚。水介质通过微/纳米过滤器30扩散且生物质悬浮在离心槽20内部的过滤器30的表面上。可在离心之后收集微藻糊状物(生物质)。取决于离心的转速及持续时间，大部分水介质通过微/纳米过滤器30扩散。
这种利用微/纳米过滤器、离心力及聚合物涂层的粘附性特性从水介质分离藻类生物质的方法可将分离能量从正常值25MJ/kg降低到低于1.9MJ/kg。因此，当这种技术广泛应用时，基于藻类的燃料完全有可能变成一等再生燃料。
图2a及2b展示根据本申请案的实施例的用于从厨房残余物和/或微藻萃取油的具有扁平/曲面离心板的离心装置。
类似于先前实施例，离心装置可包含具有入口12及出口14且界定纵向轴线X的进料管10。
多个离心板16、18可围绕进料管10纵向及径向地延伸且可绕纵向轴线X旋转。根据所说明的实施例，存在十个离心板16、18，但离心板16、18的数目可比10更多或更少。离心板可如图1a中所示为扁平或如图1b中所示为曲面的。本领域技术人员应理解，离心板可为任何其它可能形状。
离心板16、18可具有粗糙表面且可涂覆有适于在离心期间使有机物质悬浮于其上的一或多个聚合材料层。聚合材料可包含聚氯乙烯与芳香族杂环聚酰亚胺的混合物。聚合材料层的厚度可为2至3微米，且微硬度为1000至1200gf。当然，本领域技术人员预期离心板16、18可涂覆有能够在离心期间使有机物质悬浮的其它合适聚合材料。
离心装置可进一步包含具有侧壁22及底壁24的离心槽20。槽20可为圆柱形形状或其它适当形状。所述槽20可安置为与进料管10共轴并且在离心板16、18周围。进料管10的入口12可定位于槽20的上端处。进料管10的出口14可定位于槽20的底壁24上方。槽20的侧壁22可具备一或多个过滤器30，水与有机物混合物可通过所述过滤器扩散。过滤器30可为1微米不锈钢微米过滤器，或具有10埃的孔径尺寸的聚对苯二甲酸乙二醇酯纳米过滤器。
根据所说明的实施例，槽20的侧壁22可具备多个长方形过滤器30。应理解，过滤器30形成在槽20的整个侧壁22周围以产生最佳结果，且过滤器30可为任何其它适当形状，例如矩形、正方形、圆形等。
离心装置可进一步包含安装在进料管10的入口12处以增强层流的一系列扰流器50。根据所说明的实施例，存在两个扰流器50，但是扰流器的数目可大于或小于两个。
离心装置可进一步包含用于通过储槽管道62将厨房残余物供应到扰流器50的储槽60。
进料管10的内表面可涂覆有一或多个聚合材料层。举例来说，进料管10的内表面可涂覆有包含聚氯乙烯或聚氯乙烯与芳香族杂环聚酰亚胺的混合物的聚合材料层。进料管10的内表面还可具有不平坦的内表面。不平坦的内表面可通过多个伸出部分40(图9和图10)形成。
离心装置可进一步包含其中安置有离心槽20的外壳70。外壳70及槽20可界定用于收纳通过过滤器30扩散的油及水的收纳器72。
离心装置可进一步包含用于容纳通过排水管道82来自收纳器72的油及水的容器80。
离心装置的操作：
待离心的厨房残余物和/或微藻可存储在储槽60中。厨房残余物和/或微藻可穿过一系列扰流器50进入进料管10。厨房残余物和/或微藻的层流可通过一系列扰流器50增强为扰流。介质中的有机物质将通过剪切力从进料管10的涂覆有聚合物的不平坦的内表面萃取为油。在厨房残余物和/或微藻填满离心槽20之后，离心板16、18以相对低的旋转力自旋。由于聚合物涂层的粘附性及离心力，有机物质开始在离心板16、18的表面上积聚，并且裂解为较小的油。水与有机物混合物通过过滤器30扩散且收集在容器80中。有机物质(油)可在混合物稳定之后收集。
厨房残余物可通过筛选或粉碎大块残余物来进行预处理。为了增加厨房残余物的流动性，其可在进入储槽60及一系列扰流器50之前穿过按压装置。微藻介质可直接供应到储槽60中。
离心板的涂层性质：
为了确保聚合物混合物涂层的粘附性同时保持表面的锐度和粗糙度，需要极其薄的涂覆技术。采用物理气相沉积(PVD)的方法，单个聚合物层仅为几千分之一毫米厚但像钢铁一样坚固。不锈钢表面上的多个聚合物层可耐受来自长期化学及物理接触的磨损。如图3中所示，对于每一聚合物层，涂层的理想厚度为约2至3微米，且微硬度为1000至1200gf。
如图4中所示，离心板的涂覆工序包含：
●检验：检查待涂覆的部件的量、材料及表面状况。
●清洗：清洗为针对涂层附着力的关键步骤。在碱浴中用多阶段超声波清洗来清洗所述部件的不锈钢表面而不使用破坏环境的添加剂。
●预处理：将所述部件放置在除气真空烘箱中以消除残余物，且应用微喷砂以去除多孔表面层以确保粘附性。
●加载：确保衬底固持器插入到涂覆系统中。以可再现精确度界定布置。
●涂覆：可通过PVD技术使所述部件涂覆有两层不同聚合材料以确保粘附性及耐久性。每一涂覆过程经过以下工序：在10至6毫巴下泵压处理腔室、系统校验、对所需温度的温度控制、用于洁净表面的离子蚀刻、用所需聚合物涂覆及冷却。
●涂覆顺序：充当不锈钢表面上的底涂剂的聚氯乙烯，接着1:9的聚氯乙烯/芳香族杂环聚酰亚胺。
聚合物混合物粘附性质：
图5展示不锈钢离心板16、18上的聚合物涂层的放大图像。1:9的聚氯乙烯/芳香族杂环聚酰亚胺混合物可以任最好涂覆有粘结剂的表面在离心期间使藻类生物质悬浮。由于聚合物的粘结剂性质，需要较低的转/分来完成离心，且因此相比脱水的一般方法，可消耗少得多的能量。
如图6中所示，由于藻类菌株产生烃，微藻(例如，布朗葡萄藻)可悬浮在聚合物涂层的粘合表面上。
微/纳米过滤：
如图7和图8中所示，由离心产生的压力(表示为矢量)将水与藻类生物质混合物的粒子推动到1微米不锈钢微过滤器30'(图7)上，或到具有10埃的孔径尺寸的聚对苯二甲酸乙二醇酯纳米过滤器30"(图8)上。只有水分子38足够小以穿过微/纳米过滤器30'、30"的孔。如布朗葡萄藻的微藻36将悬浮在微/纳米过滤器30'、30"的内表面上。可达到一步脱水的目标。
扰流器及聚合物涂层：
扰流器50及聚合物涂层的粘结性质的组合可产生再利用想法的新方向。一系列扰流器50可将层流变成扰流，这产生极强大的涡流。此类涡流加快介质穿过进料管10达极高的角速度，从而产生极强的力。所述力按压厨房残余物和/或微藻抵靠离心板16、18的粘结剂粗糙表面。有机物质将因此被切碎。进料管10内部的堵塞的新设计可引起更好的破裂。图9a和图9b展示流将穿过的最短路线。图10中的箭头展示当流穿过进料管10时的Z形重定向路线。所述重定向路线可提供额外碰撞，最后得到更好的结果。Z形重定向路线可通过形成于进料管10的内表面上的伸出部分40形成。
参考图11a和图11b中的先前技术，离心槽不具有内建式过滤器。在收集生物质之前需要额外排水阶段。
如图12a和图12b中所示，水介质可在离心期间排放/扩散离开本申请案的离心装置的微/纳米过滤器30'、30"。可在一个单一步骤中收集生物质。
参考图13a和图13b中的先前技术，由于离心板并不具有聚酰亚胺涂层，生物质无法悬浮在其上且因此需要更高的旋转速度来完成离心，这导致更高的能量消耗。
如图14a和14b中所示，本申请案的离心装置的离心板16、18上的聚合物涂层增强在离心期间对生物质的粘附性。较低的旋转速度导致较少的能量消耗。
参考图15a和图15b中的先前技术，在没有过滤器的情况下，在离心之后需要排水，这通常导致生物质的过度损失。
如图16a和图16b中所指定，水介质在离心期间通过本申请案的离心装置的1微米不锈钢过滤器30'扩散。可避免手动排水并且可优化生物质的收集物产量。
参考图17中的先前技术，代替扰流器，一些常规离心装置在进料管的底部处包含反射板。与反射板具有较小物理接触的层流可或可不从进料介质中的主体萃取有机物质。
如图18中所描绘，扰流可由本申请案的离心装置的扰流器50产生以确保厨房残余物和/或微藻中的粒子具有足够动能以在粘结剂及进料管10的粗糙内表面上碰撞，并且因此改进有机物质的裂解效率。
虽然已特定参考多个优选实施例展示及描述离心装置，但应注意，可在不脱离所附权利要求书的范围的情况下进行各种其它变化或修改。

Claims (10)

1.一种离心装置，其包括：
(a)进料管，其界定纵向轴线；
(b)多个离心板，其围绕所述进料管纵向及径向地延伸并且可绕所述纵向轴线旋转，所述离心板具有涂覆有一或多个聚合材料层的粗糙表面；及
(c)离心槽，其经安置为与所述进料管共轴并且在所述离心板周围，所述槽的侧壁具备选自由微过滤器及纳米过滤器组成的群组的过滤器。
2.根据权利要求1所述的离心装置，其中所述过滤器为1微米不锈钢微过滤器。
3.根据权利要求1所述的离心装置，其中所述过滤器为具有10埃的孔径尺寸的聚对苯二甲酸乙二醇酯纳米过滤器。
4.根据权利要求1所述的离心装置，其进一步包括安装在所述进料管的入口处的一或多个扰流器。
5.根据权利要求4所述的离心装置，其进一步包括用于通过储槽管道将待离心的混合物供应至所述扰流器的储槽。
6.根据权利要求1所述的离心装置，其中所述进料管的内表面涂覆有聚合材料层，所述聚合材料包括聚氯乙烯与芳香族杂环聚酰亚胺的混合物。
7.根据权利要求1所述的离心装置，其中所述进料管的内表面包括不平坦的内表面。
8.根据权利要求1所述的离心装置，其进一步包括其中安置有所述离心槽的外壳，以及通过管道与所述外壳连通的容器。
9.根据权利要求1所述的离心装置，其中所述聚合材料层的厚度为2至3微米，且微硬度为1000至1200gf。
10.根据权利要求1所述的离心装置，其中所述离心板为扁平板或曲面板。
CN201520386764.9U 2014-06-05 2015-06-04 用于从藻类混合物分离生物质和从厨房残余物萃取油的离心装置 Withdrawn - After Issue CN204672451U (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462008500P 2014-06-05 2014-06-05
US62/008,500 2014-06-05

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN204672451U true CN204672451U (zh) 2015-09-30

Family

ID=54172175

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510306979.XA Active CN105170344B (zh) 2014-06-05 2015-06-04 用于从藻类混合物分离生物质和从厨房残余物萃取油的离心装置及方法
CN201520386764.9U Withdrawn - After Issue CN204672451U (zh) 2014-06-05 2015-06-04 用于从藻类混合物分离生物质和从厨房残余物萃取油的离心装置

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510306979.XA Active CN105170344B (zh) 2014-06-05 2015-06-04 用于从藻类混合物分离生物质和从厨房残余物萃取油的离心装置及方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9539525B2 (zh)
JP (1) JP3200373U (zh)
CN (2) CN105170344B (zh)
HK (1) HK1214201A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105170344A (zh) * 2014-06-05 2015-12-23 箔灂浰生化研究有限公司 用于从藻类混合物分离生物质和从厨房残余物萃取油的离心装置及方法
CN113663396A (zh) * 2021-09-09 2021-11-19 沙洋天一药业有限公司 一种固液高速分离的炎琥宁注射液生产筛滤设备
CN117205668A (zh) * 2023-11-03 2023-12-12 广东智子智能技术有限公司 一种离心式浆料过滤设备

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105772493B (zh) * 2016-05-24 2017-12-29 徐州工程学院 一种一体化厨余垃圾处理装置及其工作方法
CN106475400A (zh) * 2016-10-21 2017-03-08 周建军 综合垃圾处理设备
US10493377B1 (en) 2019-02-06 2019-12-03 Heinkel Filtering Systems, Inc. Biomass extraction and centrifugation systems and methods
US10765966B2 (en) 2019-02-06 2020-09-08 Heinkel Filtering Systems. Inc. Biomass extraction and centrifugation systems and methods
US10858303B1 (en) 2019-10-30 2020-12-08 Heinkel Filtering Systems, Inc. Cannabidiol isolate production systems and methods
US10751640B1 (en) 2019-10-30 2020-08-25 Heinkel Filtering Systems, Inc. Cannabidiol isolate production systems and methods
CN111420431B (zh) * 2020-04-17 2022-04-12 湖南洞庭环保科技有限公司 一种用于污水处理的沉砂装置
US11453849B1 (en) 2021-11-03 2022-09-27 Wing Hei Dennis Poon Micro algae culturing device
CN115025891A (zh) * 2022-06-01 2022-09-09 深圳赛桥生物创新技术有限公司 一种离心杯、细胞离心方法及离心设备

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3069226A (en) * 1960-02-25 1962-12-18 Glenfield & Kennedy Ltd Method of and apparatus for preventing blinding of micro-filters
US3269420A (en) * 1963-08-13 1966-08-30 George V Woodling Turbulator for fluid conduit
AT381466B (de) * 1977-03-16 1986-10-27 Ballies Uwe Trennroehrchen fuer zentrifugaltrennung
CN1003774B (zh) * 1986-07-05 1989-04-05 中国科学院生物物理研究所 自抽连续流动离心机
US8449933B2 (en) * 2004-06-30 2013-05-28 The Procter & Gamble Company Method for extracting juice from plant material containing terpene glycosides and compositions containing the same
CN101119791A (zh) * 2004-12-22 2008-02-06 德雷斯尔私人有限公司 膜卡及其生产方法以及其用途
CN201244450Y (zh) * 2008-08-22 2009-05-27 周志杰 一种在超重力条件下工作的膜组件
SE534278C2 (sv) * 2009-02-17 2011-06-28 Alfa Laval Corp Ab Ett kontinuerligt förfarande för isolering av oljor från alger eller mikroorganismer
CN106615685A (zh) * 2009-05-26 2017-05-10 富禄德奎普有限公司 用于从全酒糟副产品中生产高蛋白玉米粉的方法
WO2012009720A1 (en) * 2010-07-16 2012-01-19 University Of Connecticut Method of modifying thin film composite membrane support structures for engineered osmosis applications
KR20140082073A (ko) * 2012-12-21 2014-07-02 삼성전자주식회사 세정 소자, 세정 방법, 및 그 세정 방법을 구비한 소자 제조방법
CN103212488B (zh) * 2013-03-29 2014-07-09 东南大学 一种用于制备纳米流体的离心装置及制备纳米流体的方法
CN105170344B (zh) * 2014-06-05 2018-09-28 箔灂浰生化研究有限公司 用于从藻类混合物分离生物质和从厨房残余物萃取油的离心装置及方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105170344A (zh) * 2014-06-05 2015-12-23 箔灂浰生化研究有限公司 用于从藻类混合物分离生物质和从厨房残余物萃取油的离心装置及方法
CN105170344B (zh) * 2014-06-05 2018-09-28 箔灂浰生化研究有限公司 用于从藻类混合物分离生物质和从厨房残余物萃取油的离心装置及方法
CN113663396A (zh) * 2021-09-09 2021-11-19 沙洋天一药业有限公司 一种固液高速分离的炎琥宁注射液生产筛滤设备
CN113663396B (zh) * 2021-09-09 2022-10-21 沙洋天一药业有限公司 一种固液高速分离的炎琥宁注射液生产筛滤设备
CN117205668A (zh) * 2023-11-03 2023-12-12 广东智子智能技术有限公司 一种离心式浆料过滤设备
CN117205668B (zh) * 2023-11-03 2024-02-02 广东智子智能技术有限公司 一种离心式浆料过滤设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN105170344B (zh) 2018-09-28
CN105170344A (zh) 2015-12-23
HK1214201A1 (zh) 2016-07-22
JP3200373U (ja) 2015-10-15
US20150353865A1 (en) 2015-12-10
US9539525B2 (en) 2017-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN204672451U (zh) 用于从藻类混合物分离生物质和从厨房残余物萃取油的离心装置
CN105621517B (zh) 基于单罐双级旋流气浮装置进行含油污水处理的装置和方法
CN207581499U (zh) 一种含油污水处理回用装置
CN103131041B (zh) 一种表面改性聚氨酯吸油材料及其制备方法
CN105689143A (zh) 一种电除尘用水幕电极
CN105363570A (zh) 一种三相碟式离心机
CN101798127A (zh) 一种含油泥砂的处理方法及系统
CN105999770B (zh) 一种油水螺旋导流分离装置
CN203991418U (zh) 一种玻璃真空清洁机
CN102234562A (zh) 机床用炼油装置
CN106756036A (zh) 从废塑料中回收贵金属的方法
CN102995390B (zh) 一种对无纺布进行三抗整理的方法、生产线及其应用
CN205461176U (zh) 一种固液分离装置
CN205701095U (zh) 一种新型离心机
CN209848402U (zh) 一种悬挂式机械旋流浓缩器
CN204198487U (zh) Ic厌氧三相分离器
CN205323996U (zh) 一种三相碟式离心机
CN103623622A (zh) 管路污水分离装置
CN104402191A (zh) 节能碟片式干燥系统
CN105712333A (zh) 物理剥离石墨烯的方法
CN204675912U (zh) 一种膜法油水分离设备
CN204699555U (zh) 组合式cnc废气收集净化装置
CN204369990U (zh) 防盗门磷化处理装置
CN208531478U (zh) 一种带有加热功能的螺旋卸料器
CN204219850U (zh) 一种泥浆处理罐

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
AV01 Patent right actively abandoned
AV01 Patent right actively abandoned
AV01 Patent right actively abandoned

Granted publication date: 20150930

Effective date of abandoning: 20180928

AV01 Patent right actively abandoned

Granted publication date: 20150930

Effective date of abandoning: 20180928