CN206646123U - 固定化材料的制备装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种固定化材料的制备装置，包括加热装置、混合装置、恒流泵和交联反应成型槽；所述混合装置内嵌于加热装置，所述恒流泵通过第一导管与混合装置连接；所述恒流泵通过第二导管与交联反应成型槽连接；所述混合装置包括混合装置本体、原料进口一、原料进口二、微生物进口、多级搅拌器；所述多级搅拌器包括电机、搅拌棒；所述搅拌棒从底部至中部设置有大小依次递减搅拌叶；所述加热装置、多级搅拌器、恒流泵均与控制器连接。该装置简单易操作、可实现连续化生产，包埋成型的固定化材料均匀，满足客户需要不同固定化材料的形状和尺寸的需求，生产的固定化材料对防治环境污染具有重大意义。
Description
技术领域
本实用新型涉及化工生产设备的技术领域，具体涉及一种固定化材料的制备装置。
背景技术
当前世界水体污染严重，富营养化问题亟待解决。物理方法操作简单，方便直接，但无法从本质上去除污染物；化学处理高效实用，但所需化学药剂量大，成本高，且易造成二次污染；生物方法利用微生物自身代谢活动降解污染物，是一种节能环保的手段，但游离微生物受环境影响较大，不易存活生长。在这种背景下，固定化技术应运而生，生产固定化材料的装置也相应有需求。
微生物固定方法繁多，其基本作用原理可分为吸附固定、交联固定、包埋固定和介质截留。吸附固定操作简便，不影响微生物活性，但结合能力不强，吸附质容易与吸附介质分离；交联固定结合牢固，微生物细胞密集，但化学试剂影响微生物活性；介质截留可针对性地调控作用底物和产物的传质，但膜易污染、堵塞。相比之下，包埋法颗粒密度高、强度高，易流态化，物化稳定性好。
但现有技术中包埋法成型设备一般为注射器，以人工操作为主，过程繁琐，产量较少，效率较低，这种成型方法难以实现工业化生产。因此，设计一个能够连续进料生产、成型多样的自动化装置制备固定化材料是十分必要的。
CN 201210115164.X公开一种聚乙烯醇固定化微生物凝胶的制备方法，其中提及实现该方法的装置，通过在装置中的滴板上设置多个滴孔以及设置与滴孔匹配的滴管来实现批量化生产，避免使用液滴发生器，实现快速进行生产的目的。但该装置在实际使用过程中容易出现生产的材料不均，且对于生产产品的形状、尺寸等方面没有提出相应的处理措施，具有一定的局限性。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型有必要提供一种固定化材料的制备装置，该装置简单易操作、可实现连续化生产同时，包埋成型的固定化材料均匀、且能满足客户需要不同固定化材料的形状和尺寸的需求，生产的固定化材料对防治环境污染具有重大意义。
一方面，本实用新型的目的在于提供一种固定化材料的制备装置，包括加热装置、混合装置、恒流泵和交联反应成型槽；所述混合装置内嵌于加热装置，所述恒流泵通过第一导管与混合装置连接；所述恒流泵通过第二导管与交联反应成型槽连接；所述第一导管的一端设置在混合装置侧边的底部；所述混合装置包括混合装置本体、原料进口一、原料进口二、微生物进口、多级搅拌器；所述原料进口一、原料进口二、微生物进口设置在混合本体的上部；所述多级搅拌器设置在混合本体的中部；所述多级搅拌器包括电机、搅拌棒；所述搅拌棒从底部至中部设置有大小依次递减搅拌叶；所述加热装置、多级搅拌器、恒流泵均与控制器连接，所述控制器与电源连接。
进一步地，本实用新型的目的在于提供一种固定化材料的制备装置，其中，所述原料进口一、原料进口二、微生物进口均设置有电磁阀，所述电磁阀与控制器连接。所述电磁阀控制原料和微生物的进料量及进料速度，保证制备的固化材料成分与含量均匀。
进一步地，本实用新型的目的在于提供一种固定化材料的制备装置，其中，所述交联反应成型槽还包括进液口、成型槽本体和排液口，所述第二导管的一端与交联反应成型槽的进液口连接；所述排液口设置在成型槽本体底部。
进一步地，本实用新型的目的在于提供一种固定化材料的制备装置，其中，所述排液口设置有滤网和阀门，所述阀门与控制器连接。
进一步地，本实用新型的目的在于提供一种固定化材料的制备装置，其中，所述成型槽本体选自圆柱型、球形、长方体型、锥体形等各种形状。
进一步地，本实用新型的目的在于提供一种固定化材料的制备装置，其中，所述成型槽本体内部平整光滑。
进一步地，本实用新型的目的在于提供一种固定化材料的制备装置，其中，所述成型槽本体在交联反应成型槽内平行设置多个。
本实用新型具有如下有益效果：
本实用新型提供的固定化材料的制备装置，多级搅拌器能成功的实现原料混合均匀，自动化的设备实现固定化材料的批量制备，其凝胶强度更高，不再采用液滴发生器，大大提高自动化生产的程度，耗能更低，不同形状的成型槽本体能实现各种形状的固定化材料的生产，可以满足更多客户的需求。
本实用新型的装置构造简单，容易生产和搭建，操作方便，可以根据不同固定化载体的物化特性以及产品的具体需求灵活调整，如加热、复合包埋载体、特定形状的产品等，应用广泛。
装置广泛适用于生化反应器中固定化材料的制备，整个操作过程实现连续自动化，大大节省了人力、物力；运用本实用新型的装置制备的固定化材料能有效降低外界有毒有害物质的影响，保证微生物生长的稳定环境，提高了处理效率；所制备的固定化材料便于运输保存。
附图说明
图1固定化材料的制备装置结构示意图。
具体实施方式
下面以具体实施例对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型不受下述实施例的限定。本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本实用新型。本实用新型的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本实用新型内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本实用新型技术。
实施例1
如图1所示，本实用新型涉及一种固定化材料的制备装置，包括加热装置1、混合装置2、恒流泵7和交联反应成型槽8；所述混合装置2内嵌于加热装置1，所述混合装置2其主体由传热性能优良的材料制成；当固体化载体常温下溶解度不满足实验要求时，启动加热程序，提高其溶解度，利于混合材料的混合均匀；所述恒流泵7通过第一导管与混合装置2连接；所述恒流泵7通过第二导管与交联反应成型槽8连接；所述第一导管的一端设置在混合装置2侧边的底部；第一导管深入底部利于将充分混合的固定化材料抽取并输送至成型交联反应；所述混合装置2包括混合装置本体、原料进口一6、原料进口二4、微生物进口3、多级搅拌器5；所述原料进口一6、原料进口二4、微生物进口3设置在混合本体的上部；原料进口一6、原料进口二4和微生物进口3可以实现多种固定化原料的同时天剑，从而在制备复合固定化产物时效果更好；所述多级搅拌器5设置在混合本体的中部；所述多级搅拌器5包括电机、搅拌棒；所述搅拌棒从底部至中部设置有大小依次递减搅拌叶；多级的搅拌叶，利于原料的混合均匀；所述加热装置1、多级搅拌器5、恒流泵7均与控制器连接，所述控制器与电源连接。
本实用新型涉及一种固定化材料的制备装置，所述原料进口一6、原料进口二4、微生物进口3设置有电磁阀，所述电磁阀与控制器连接。所述电磁阀可以用于调节和控制原料和微生物的进料量及进料速度，保证制备的固化材料成分与含量均匀。
本实用新型涉及一种固定化材料的制备装置，所述交联反应成型槽8还包括进液口、成型槽本体和排液口9，所述第二导管的一端与交联反应成型槽8的进液口连接；所述排液口9设置在成型槽本体底部。
本实用新型涉及一种固定化材料的制备装置，所述排液口9设置有滤网和阀门，所述阀门与控制器连接。所述滤网的孔径尺寸应小于制备的产品的直径或长度尺寸，可以根据实际的情况进行更换和调整。
本实用新型涉及一种固定化材料的制备装置，所述成型槽本体选自圆柱型、圆形、方形、梯形、锥形等各种形状。对于需要特殊形状的客户而言，不同的形状可以满足不同客户的要求，适用性广。在实际运用过程中可设置搅拌器，低速搅拌，防止产品粘连在一起。
本实用新型涉及一种固定化材料的制备装置，所述成型槽本体内部平整光滑。
本实用新型涉及一种固定化材料的制备装置，所述成型槽本体在交联反应成型槽8内平行设置多个。
本实用新型提供的固定化材料的制备装置，多级搅拌器5能成功的实现原料混合均匀，自动化的设备实现固定化材料的批量制备，其凝胶强度更高，不再采用液滴发生器，大大提高自动化生产的程度，耗能更低，不同形状的成型槽本体能实现各种形状的固定化材料的生产，可以满足更多客户的需求。
本实用新型的装置构造简单，容易生产和搭建；装置广泛适用于生化反应器中固定化材料的制备，整个操作过程实现连续自动化，大大节省了人力、物力；运用本实用新型的装置制备的固定化材料能有效降低外界有毒有害物质的影响，保证微生物生长的稳定环境，提高了处理效率；所制备的固定化材料便于运输保存。
本实用新型装置的工作过程：向混合装置2中加入一定体积的水，开启加热装置1升温至制备所需的温度，也可以不进行加热，将两种不同的原料分别按照控制器设置的质量或体积的比例经电磁阀从原料进口一6、原料进口二4加入到混合装置2中。开动多级搅拌器5搅拌混合均匀。搅拌完成后，关闭多级搅拌器5和/或加热装置1，静止冷却至室温。从微生物进口3加入按实际需求的微生物用量，重新开启多级搅拌器5，继续搅拌混合均匀。通过恒流泵7以控制器设定的速率将混合均匀的固定化原料滴入装有交联剂的交联反应成型槽8中，立即形成凝胶小球，滴加完成后静止交联一段时间。打开排液口9，放空槽内多余的交联剂溶液，固定化微生物凝胶小球制备完成。
具体实施过程如下：向混合装置中加入一定体积的水，开启加热装置升温至80℃，将聚乙烯醇和海藻酸钠分别按照质量分数为15％、3.5％的比例从原料进口一、原料进口二加入到混合装置中，开动多级搅拌器搅拌混合均匀，搅拌完成后，关闭多级搅拌器和加热装置，静止冷至室温，从微生物进口加入5％的微生物，重新开启多级搅拌器，搅拌混合1h。通过恒流泵以40r/min的速率将混合均匀的固定化原料滴入装有2％氯化钙溶液的球体的交联反应成型槽，立即形成凝胶小球。滴加完成后静止交联4h。打开排液口，放空槽内2％氯化钙溶液，固定化微生物凝胶小球制备完成。
实施例2
采用长方体的交联反应成型槽，原料采用质量分数为15％、3.5％的聚乙烯醇和海藻酸钠，将活性炭以质量分数0.2％的比例从微生物进料口添加到混合装置中，搅拌均匀后，通过恒流泵以40r/min的速率将混合均匀的固定化原料滴入装有2％氯化钙饱和硼酸溶液的交联反应成型槽，立即形成长方体凝胶。滴加完成后静止交联4h。打开排液口，放空槽内2％氯化钙饱和硼酸溶液，固定化长方体凝胶制备完成。
实施例3
向混合装置中加入一定体积的水，开启加热装置升温至80℃，将聚乙烯醇和海藻酸钠分别按照质量分数为15％、3.5％的比例从原料进口一和原料进口二加入到混合装置中，开动多级搅拌器搅拌混合1h。关闭多级搅拌器，静止至室温。从微生物进口加入质量分数为5％的微生物，重新开启多级搅拌器，搅拌混合1h。通过恒流泵以40rpm的速率将混合均匀的固定化原料滴入装有2％氯化钙溶液的交联反应成型槽(圆柱形)，立即形成圆柱体凝胶。泵入完成后静止交联4h。打开排液口，放空槽内2％氯化钙溶液，固定化微生物圆柱体凝胶制备完成。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种固定化材料的制备装置，其特征在于，包括加热装置、混合装置、恒流泵和交联反应成型槽；所述混合装置内嵌于加热装置，所述恒流泵通过第一导管与混合装置连接；所述恒流泵通过第二导管与交联反应成型槽连接；所述第一导管的一端设置在混合装置侧边的底部；所述混合装置包括混合装置本体、原料进口一、原料进口二、微生物进口、多级搅拌器；所述原料进口一、原料进口二、微生物进口设置在混合本体的上部；所述多级搅拌器设置在混合本体的中部；所述多级搅拌器包括电机、搅拌棒；所述搅拌棒从底部至中部设置有大小依次递减搅拌叶；所述加热装置、多级搅拌器、恒流泵均与控制器连接，所述控制器与电源连接。
2.根据权利要求1所述的固定化材料的制备装置，其特征在于，所述原料进口一、原料进口二、微生物进口均设置有电磁阀，所述电磁阀与控制器连接。
3.根据权利要求1所述的固定化材料的制备装置，其特征在于，所述交联反应成型槽还包括进液口、成型槽本体和排液口，所述第二导管的一端与交联反应成型槽的进液口连接；所述排液口设置在成型槽本体底部。
4.根据权利要求3所述的固定化材料的制备装置，其特征在于，所述排液口设置有滤网和阀门，所述阀门与控制器连接。
5.根据权利要求3所述的固定化材料的制备装置，其特征在于，所述成型槽本体选自圆柱型、球形、长方体型、锥体形。
6.根据权利要求3所述的固定化材料的制备装置，其特征在于，所述成型槽本体内部平整光滑。
7.根据权利要求3所述的固定化材料的制备装置，其特征在于，所述成型槽本体在交联反应成型槽内平行设置多个。
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